三聚磷酸铝改性及防腐蚀性能研究

利用gamma射线辐射和氧化物分别对三聚磷酸铝进行物理改性和化学改性,研究改性工艺对三聚磷酸铝腐蚀***性能的影响,进而将其应用于防腐蚀涂料。,用gamma射线对三聚磷酸铝进行辐射改性,采用XRD、FTIR、滴定、TG、DSC、SEM、EIS等测试技术,研究了gamma射线对其结构和性能的影响。在所研究的剂量范围内(0-150kGy),尽管gamma射线对三聚磷酸铝的晶体结构、热稳定性等没有显著影响,但中和滴定试验表明,用NaOH溶液进行滴定时辐照改性样品的水溶液pH值上升较快;与未辐射改性相比,改性后样品的DSC曲线中750℃~900℃的晶体转变吸收峰消失;在三聚磷酸铝的3.5%N***悬浮液中,高辐照剂量(100kGy、150kGy)改性三聚磷酸铝的腐蚀***性能得到明显提高。

将三聚磷酸铝、碱性氧化物依次加入3.5%N***溶液中得到悬浮液,采用交流阻抗谱法研究了氧化锌、氧化钙、氧化镁对三聚磷酸铝腐蚀***性能的影响。氧化锌、氧化钙、氧化镁都能明显提高其短期防腐蚀***性能,但是对于长时间的防腐蚀***性能没有明显提高。在三聚磷酸铝和两种不同氧化物不同加入顺序配制得悬浮液,不仅能够提高其短期的防腐蚀***性能,而且对长期防腐蚀***性能的提高也很明显。ZnO2/SiO2改性的三聚磷酸铝,性能得到很大提高,但是对三聚磷酸铝的pH值并没有明显的改善,采用不同剂量gamma射线辐射对其进一步改性。通过FTIR、XRD、滴定实验、TG、SEM、EIS等研究gamma辐射对其影响,虽然表面官能团,晶体结构、表面形貌都没有发生明显的变化,但饱和溶液的初始pH值都随辐照剂量的增大而依次增大,热力学性能和电化学性能均发生较大变化。通过实验发现,颜基比在0.8,水性环氧乳液与水性环氧固化剂质量比为100:8,氧化锌和二氧化硅改性三聚磷酸铝为防锈颜料,等助剂制备的三聚磷酸铝水性防腐涂料,各项指标均达到相关要求,而且长期防腐蚀性能优异。

三聚磷酸铝工艺设计：

中间产物Al（H2PO4）3的制备：按P2O5/Al2O3=3.2配备物料 Al（OH）3和3H3PO4,先加入磷酸量1/3的水于反应器中，在不断搅拌下加入磷酸，然后再加入固体氢氧化铝，为提高反应速度，初始时加温到40℃，因中和反应为放热反应，体系温度会迅速升高，此时应停止加热，并应该控制温度在70~80℃，反应时间为中间产物干燥：选用真空干燥箱作为干燥设备，控制真空度（压 力）为6~8×10-4Pa,控制温度为100~110℃，干燥时间缩合反应生成三聚磷酸铝：采用两部缩合法，步控制温度 为250~260℃，反应时间为2.5h,此阶段主要形成无定形态；第二步温度升高到380~400℃，并保持温度在此范围内，反应时间为2.5h,中间产物Al（H2PO4）3脱水缩合，生成三聚磷酸铝。

三聚磷酸铝工艺：

三聚磷酸铝的粉化：三聚磷酸铝硬度大，机械强度高，不易粉 粹，可采用水淬的方式进行预处理，降低粉粹难度，即将较高温度的三聚磷酸铝放入有少量磷酸的冷水中进行水淬。

通过以上工艺，就可得到三聚磷酸铝。由于三聚磷酸铝的酸度，溶解度等原因，单独用作颜料会***涂料基料的稳定性。因此，对三聚磷酸铝进行改性处理，才能更好地用与涂料中。

三聚磷酸铝制备及改性方面，目前有很多人在研究，也取得了一定的进展，在众多前人研究成果的基础上，通过实验，找到较的P2O5/Al2O3配比，较好反应温度和反应时间，以及尽量减少原料的浪费和生产工艺的操作简便化。