水性防闪锈剂的研究
水性涂料以水为主要溶剂，对人体与环境危害小，并且具有施工方便、安全性好、易于储存运输等特点，已成为现代涂料的重要发展方向。目前水性涂料在建筑涂料和电泳涂料领域得到了广泛应用，但在金属防腐蚀涂料方面的使用还很有限。在钢铁表面使用水性涂料，在干燥过程由于有水和氧的存在极容易发生腐蚀，即称之为闪锈。特别是在高碳钢或者铸铁件上涂刷水性涂料，闪锈问题很难解决。
1.在水性涂装施工过程中，类似闪锈的另一种漆膜缺陷，漆膜起痕的现象，其根本原因似乎也由电化学的现象产生(而不是通常所认为的表面张力差所引起的贝纳德漩涡，引起表面张力差的原因即是电化学现象)。这种现象虽然不像闪锈那样被普遍看作严重的施工问题，但对漆膜外观的影响也是非常严重。笔者经历过在涂有车间富锌底漆的钢材上施工时反复遇到此类问题，表面出现划痕的马口铁板或度锌板也非常明显。
2闪锈抑制剂的选择
2.1水性涂料闪锈抑制性的测试方法
某公司对于水性工业防腐涂料闪锈抑制性的测试采用了下面的方法：按标准条件(温度：23℃，湿度：50±5%)制板并将试板水平放置24小时后，观察漆膜表面有无锈点(斑);之后立即将试板浸泡在相应溶剂中去除漆膜(必要时可用木质工具)，观察底材上有无锈点。若漆膜表面无锈点(斑)，底材上也无锈点，则表明闪锈抑制性合格，评定为“正常”，否则评定为“不合格”。
按照涂料检测的标准来讲，上述测试方法有其合理性;但在实际的施工过程中，类似的标准条件是可遇不可求的。因此我们在实际的实验过程中，人为制造一些低温高湿或者高温高湿的条件进行试验和检测，例如“温度35℃，湿度85%”，才能对闪锈抑制剂做出有效选择。
由于到目前为止，国内并没有闪锈抑制性测试的统一方法，某涂料论坛上甚至出现了水性涂料闪锈抑制效果达到“20天不闪锈”这样的“怪论”。因此，选择一定的检测方法来检测闪锈抑制性才具有更好的实践意义。
2.2闪锈抑制剂的作用机理
通常来讲，闪锈抑制剂的作用机理与涂料长效防腐蚀机理是一致的，也有缓蚀型、钝化型和屏蔽型这3种。如前所述，由于闪锈现象是电化学作用产生的，因此采用具有还原作用的物质来释放负电荷而起到缓蚀作用，这是最为简捷、也是最为有效的办法。但这类具有还原作用的物质由于离子性太强，导致漆膜的长期耐水性下降，因此而随着技术的发展，也逐渐出现钝化和屏蔽效果的闪锈抑制剂，正因为抑制腐蚀的原理基本一致，这类产品也同时具有了抗腐蚀的长效性。
2.3闪锈抑制剂的种类
多年来，笔者所接触到的闪锈抑制剂不下20种。本人将其分为2类，第1类是传统的产品，比如亚硝酸钠、钼酸钠、铬酸锶等等，这类产品价格便宜，效果明显，用量较低，到目前仍然有相当的竞争力。但缺点是不环保，受到社会各方面的打压。另一类是复配的产品，欧美各助剂厂价有相当多的类似产品，比如美国HALOX等等。国内也有厂家开始跟进，这一类的产品是在传统产品的基础上开发的替代品，或对其性能进一步的提高和拓宽，
尽管按照上述方法分类并不科学，但基于这样的表述，可以看出闪锈抑制剂简略的发展脉络。从最开始采用的缓蚀型产品(比如亚硝酸钠)，到钝化型产品(比如铬酸锶)，再到缓蚀与屏蔽型产品。后期的闪锈抑制剂均采用有机-无机复配的产物，比如金属有机螯合物，或者多官能的磷酸盐螯合物，同时达到缓蚀、钝化与屏蔽的效果。
2.4闪锈抑制剂的选择与应用
2.4.1针对不同底材选择闪锈抑制剂
正如前文所述，不同金属底材，水性涂料施工过程中闪锈现象的产生快慢或程度不同，因此闪锈抑制剂的选择和添加量也有区别。例如铸铁，许多人认为这是极难解决的底材，在湿度高至85%以上时，传统的亚硝酸钠几乎毫无作用，笔者试用过10种以上的产品，但效果均不理想。同样的，铝板作为底材也非常容易出现闪锈，但这是相对容易解决的底材，美国Halox Flash-x-150或者亚硝酸钠均可发生作用。
至于大多数钢铁等金属底材，在解决闪锈方面不是难题，但要综合考虑闪锈抑制性、罐内防腐蚀及长效防腐蚀方面的平衡。比如将Halox 550与亚硝酸钠拼用，可以将亚硝酸钠降到0.05%这种非常低的水平，或者将Halox 150与Halox 330拼用，添加量合计在0.5%左右即有比较好的效果。
2.4.2pH值调节剂对闪锈抑制性的影响
几乎所有的涂料工程师都明白低pH的涂料容易产生闪锈，而pH较高则不容产生。其中一个现象很有意思：由二甲基乙醇胺(DMEA)中和的水性丙烯酸氨基烤漆(这类产品从不添加闪锈抑制剂)或者水性环氧酯防锈漆几乎从不出现闪锈，而采用氨水中和的乳液型丙烯酸涂料，即使将pH值调至9.5左右，也很容易出现闪锈。后来经过验证，改用二甲基乙醇胺，将pH值调至11左右，乳液型丙烯酸防锈漆几乎不再出现闪锈现象，即使在90%湿度条件下也是如此。这种现象背后的原理是什么呢?
从闪锈抑制机理方面进行分析，pH是如何影响闪锈现象的发生呢?是否可以认为二甲基乙醇胺中的氮原子所含孤对电子可以被失去电子的金属离子所捕获，从而阻碍了金属底材的进一步阳极化?这样的解释可以区分氨水和二甲基乙醇胺的区别，因为氨水结构中氮原子的孤对电子与水化合形成了氢键，不在具有给电子能力。当然这样的解释能否站住脚跟，限于水平无法进一步进行理论验证。
2.4.3闪锈抑制剂的快速判别方法
如上所述闪锈抑制剂需要根据不同底材进行选择，但由于水性丙烯酸防腐涂料是一个非常复杂的组合物，涂料中的各个组分都会对闪锈现象产生多或少的影响。那种将某款闪锈抑制剂按其推荐量添加后进行一次或几次试验，发现效果不佳后即弃用该品种的做法是不科学的。笔者在实验过程中试用了一种简单的方法：将闪锈抑制剂按其推荐量加入去离子水中，直接滴加在需要涂装的底材上(预先按正常的底材处理方法进行处理)，液滴至少保持24小时不干。这种情况下不产生锈蚀的品种，则可以进行下一步的试验。这样做的好处是可以排除涂料中其他组分对于闪锈抑制性的干扰而影响判断，并且简单、快速、成本低廉。
3总结
尽管在大多数涂料工程师的眼里，水性丙烯酸防腐涂料的闪锈抑制性并非难题。但在实际的施工过程中，闪锈抑制性较差的品种却往往会引起非常大的问题，因此需要引起重视。其改善过程需要进行针对性的研究、模拟试验和现场试验才能有效解决。同时，选择适合的闪锈抑制剂不但可以解决闪锈的问题，同时可提高漆膜的长期耐水性、罐内防腐性等综合效益。 |
