中国报告大厅网讯,2025年,随着钢结构应用领域的不断拓展,对防锈漆行业长效性、环保性及成本控制提出了更高要求。当前水性防腐涂料虽在环保方面具备优势,但部分类型在硬度、耐溶剂性和抗锈蚀能力上存在不足,难以满足重防腐场景需求,而双组分水性环氧涂料又因成本较高不利于大面积推广,因此研发单组分、长效型且低成本的水性防锈漆成为行业重要方向。以下是2025年防锈漆行业趋势分析。
试验选用多款水性丙烯酸乳液,包括不同企业生产的 1#、2#、3#、4#、5# 乳液;防锈颜料选用磷酸锌、磷酸铝锌、三聚磷酸铝、云母氧化铁灰、云母氧化铁红;颜料选用氧化铁红、金红石型二氧化钛、炭黑;填料选用天然硫酸钡和云母粉;此外还包括分散剂、润湿剂、消泡剂、防沉剂、成膜助剂、增稠剂、防闪锈剂、pH 调节剂及水等辅助材料。其中,国产磷酸锌、磷酸铝锌、三聚磷酸铝价格均在 20 元 /kg 左右,国产氧化铁红粉价格约 8 元 /kg,云母氧化铁价格仅为 4 元 /kg。
1.2 防锈漆研制的设备仪器配置试验过程中使用的设备仪器包括高速分散机、数显斯托默黏度计、盐雾腐蚀试验箱、刮板细度计、膜厚仪,这些设备为防锈漆的制备和性能测试提供了保障。
1.3 防锈漆的基本配方与制备工艺 1.3.1 两种防锈漆的基础配方水性铁红防锈漆的基础配方中,各原材料质量分数如下:水 10~15%、分散剂 1~2%、润湿剂 0.2~0.5%、消泡剂 0.3~0.6%、防沉剂 0.1~0.5%、氧化铁红 10~15%、云母氧化铁红 0~3%、防锈颜料 2~8%、硫酸钡等填料 0~5%、防锈乳液 50~70%、成膜助剂 4~6%、增稠剂 0.4~0.8%。
水性中灰色防锈漆的基础配方包含防闪锈剂 0.4%、pH 调节剂 0.4~1.0%、成膜助剂 4~6%、增稠剂 0.4~0.8% 等成分(具体其他原材料及质量分数参照试验设计)。
1.3.2 防锈漆的制备流程将水、分散剂、润湿剂、消泡剂依次加入分散缸中,混合均匀后加入防沉剂、钛白粉、铁红、炭黑、防锈颜料等各种粉料,分散研磨 30min。随后用 177μm(80 目)滤袋过滤,将滤液倒入调漆罐中,在搅拌状态下依次加入乳液、成膜助剂、增稠剂、防闪锈剂、pH 调节剂,继续搅拌 10min,最终制得水性防锈漆。
1.4 防锈漆性能测试标准与方法防锈漆性能测试参照多项标准进行,其中漆膜的制备及测试按照 HG/T 4758-2014《水性丙烯酸树脂涂料》要求;贮存稳定性试验参照 GB/T 6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》;耐盐水性试验参照 GB/T 9274-1988《色漆和清漆耐液体介质的测定》;耐中性盐雾试验参照 GB/T 1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。
二、防锈漆性能影响因素的试验结果与分析 2.1 防锈乳液类型对防锈漆防锈性能的关键影响作为防锈漆成膜物质的防锈乳液,对其性能起决定性作用。将 5 款防锈乳液(1#、2#、3#、4#、5#)按水性铁红防锈漆基础配方制成防锈漆后测试发现,经 3% NaCl 溶液浸泡 7d,1# 和 5# 乳液制成的漆膜均明显起泡,防锈性能差;2#、3# 和 4# 乳液制成的漆膜未出现问题,防锈性能较好。
进一步将 2#、3# 和 4# 乳液按水性中灰色防锈漆基础配方制成防锈漆,经 3% NaCl 溶液浸泡 14d 后,2# 乳液制成的漆膜未起泡,表现最佳;3# 和 4# 乳液制成的漆膜出现不同程度起泡,且 4# 漆膜起泡更严重。因此,确定选用 2# 乳液开展后续防锈漆研制。
2.2 防锈颜料种类与添加量对防锈漆性能的影响 2.2.1 不同防锈颜料对防锈漆性能的作用差异以 2# 乳液为成膜物质、氧化铁红为主要颜料,分别添加 3% 的磷酸锌、磷酸铝锌、三聚磷酸铝、云母氧化铁制备水性铁红防锈漆。测试结果显示,5 种漆膜耐水性(240h)均无变化;云母氧化铁虽对耐盐水性有一定帮助,但会导致漆膜表面出现明显毛刺;三聚磷酸铝对耐盐水性提升不明显,且漆膜有轻微毛刺、分散性不佳易沉淀;磷酸铝锌对耐盐水性提升明显,但存在轻微厚边和毛刺;磷酸锌在分散性(无厚边)、贮存稳定性(无沉淀)、漆膜表观(细腻)及耐盐水性(240h 无变化)方面表现最优。
2.2.2 磷酸锌添加量对防锈漆性能的优化以磷酸锌为防锈颜料,分别设置 0、2.5%、5.0%、7.5% 的质量分数制备水性铁红防锈漆。结果表明,加入少量磷酸锌后,漆膜耐盐水性(240h)明显改善;随着添加量增加,防锈漆贮存稳定性变差,7.5% 添加量时出现明显沉淀。结合成本因素,确定磷酸锌添加量以 2.5%~5.0% 为宜。
2.3 分散剂种类对防锈漆耐盐水性能的影响防锈漆对分散剂要求较高,需同时满足分散多种颜料且不影响漆膜耐水性。试验选用两款丙烯酸铵盐分散剂和两款聚酰胺分散剂进行对比,发现聚酰胺分散剂分散效率低、降黏效果差,研磨中易出现厚边,导致漆膜粗糙不致密,经耐盐水性测试后均出现严重起泡;丙烯酸铵盐分散剂固化后物质不溶于水,符合耐水性要求,且分散高效、用量少,价格仅为聚酰胺类的 1/5 左右,使用后漆膜仅出现少量小泡无大泡,其中丙烯酸铵盐分散剂 A 表现最佳,故确定选用该分散剂。
2.4 成膜助剂种类对防锈漆性能的影响选用十二碳醇酯、DPM(二丙二醇甲醚)、DPnB(二丙二醇丁醚)三种成膜助剂,分别制备水性铁红防锈漆,养护 7d 和 14d 后测试耐盐水性(240h)。结果显示,十二碳醇酯成膜效果好但干燥速度慢,养护 7d 的漆膜出现密集气泡,养护 14d 的漆膜无泡;DPM 沸点低、挥发快,成膜效果差,不宜单独使用;DPnB 挥发性介于两者之间,成膜效果较好,且与 DPM 按 1:1 比例协同使用时效果更佳。
2.5 颜基比(P/B)对防锈漆性能的优化确定设置 1.4、1.2、1.0、0.8 四种颜基比制备漆膜,测试结果如下:颜基比 1.4 时,漆膜耐盐水性(240h)起泡、划格试验 1 级、硬度 B 级;颜基比 1.2 和 1.0 时,漆膜耐盐水性(240h)无变化、划格试验 0 级、硬度 HB 级,机械性能良好;颜基比 0.8 时,漆膜耐盐水性轻微发白、硬度 2B 级,性能略差。综合性能与成本,确定防锈漆最佳颜基比为 1.0~1.2。
2.6 增稠剂类型对防锈漆性能的影响《2025-2030年中国防锈漆行业发展趋势及竞争策略研究报告》指出,防锈漆中颜填料相对密度较大,需通过增稠剂提高体系黏度以防止沉降。试验对比纤维素醚、膨润土、碱溶胀型、聚氨酯缔合型四种增稠剂,结果显示:纤维素醚和碱溶胀型增稠剂会导致漆膜耐水性(240h)和耐盐水性(240h)较差;膨润土增稠剂辅助研磨性和抗分层性能好,漆膜耐水性和耐盐水性一般;聚氨酯缔合型增稠剂漆膜耐水性和耐盐水性好。因此,采用聚氨酯缔合型增稠剂为主,辅以少量膨润土以改善防锈漆辅助研磨性和抗分层性能。
2.7 防锈漆耐中性盐雾性能的验证根据上述优化参数确定配方制备样漆,进行耐中性盐雾性能测试。结果显示,经 330h 耐中性盐雾试验后,漆膜单边平均腐蚀宽度为 2.15mm,腐蚀面积≤5%,且无明显起泡或剥落,满足 300h 以上耐盐雾性要求。
三、长效型低成本钢结构水性防锈漆研制的总结本研究围绕长效型低成本钢结构水性防锈漆展开,通过对原材料选择、配方优化及性能测试的系统研究,确定了最优制备方案。以2#水性丙烯酸乳液为主要成膜物质,添加 2.5%~5.0% 磷酸锌作为防锈颜料,选用丙烯酸铵盐分散剂 A,以 DPM 和 DPnB 为成膜助剂,采用聚氨酯缔合型增稠剂为主、膨润土增稠剂为辅的复合增稠体系,设计 1.0~1.2 的颜基比,所制备的防锈漆体系稳定、性能优异。将其涂覆于冷轧钢板制成 100μm 干膜后,漆膜耐水性和耐盐水性良好,耐中性盐雾性可达 300h 以上,在满足长效防腐需求的同时控制了成本,为钢结构防锈领域提供了兼具实用性与经济性的解决方案,符合2025年防锈漆行业对高效、环保、低成本产品的发展趋势。
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