摘要：以水溶性的磷酸盐为主要成膜物质，铬酸（盐、酐等）为调节剂，球形铝粉为颜料合成了水基含铝耐高温防腐蚀涂料，该涂料具有优异的耐热、耐湿、耐盐雾、耐高低温冲击等性能。
    关键词：磷酸盐；耐高温涂料；防腐蚀涂料；铬酸；铝粉
    本文探索了水溶性磷酸盐作为主要成膜物质的水基耐高温涂料的制备条件。以铬酸(盐、酐等)作为调节剂，球形铝粉为主要颜料，制备了无机耐高温防腐蚀涂料。该涂料具有优异的耐温、耐湿热、耐盐雾、耐高低温、耐冷热冲击(500℃常温水，10个循环)性能，是综合性能优异的涂料品种，被广泛应用于车辆尾喷管金属、换热器管壁等的长效保护。该产品至今仍被少数国外厂商控制，价格很高。
    水基含铝耐高温防腐蚀涂料最知名的牌号为SERMETEL—W，是美国TELEFLEX公司的专利产品，最早在1961年出现，当时该产品用于发动机叶片(不同等级叶片采用不同的金属材料)的长期防护。经过多年发展，形成了600多种系列涂料产品，并广泛用于长期工作温度为600～700℃的高湿热环境的金属材料的保护。因该产品的技术思路十分特殊，只有少数国外厂商研制成功了该类产品。
     1.试验部分
     1．1原料
     试验用原料见表1。
            
                               表1 原料名称、规格及产地
    1．2合成工艺
    磷酸与氧化镁在可控条件下反应，生成透明纯净的Mg(H2PO4)2，反应方程式如下：
                     
    Mg的磷酸盐有MgHPO4、Mg(H2PO4)2、Mg3(PO4)23种，只有Mg(H2PO4)2是水溶的，并具有在成膜过程中形成无机高分子的性能。
    在上述磷酸盐树脂中加入铝粉、铬酐及其他水性助剂，高速分散后过滤，最终制备成题述产品。
    1．3施工工艺
    将钢板(或其他金属板)工件仔细除锈、除油处理后吹干，将该涂料喷涂或刷涂后置于85℃烘箱中闪蒸0．5h，除去水分、溶剂等，然后将工件在345℃下预干燥0．5h。如涂层厚度不够可以重复上述工艺，最终将工件置于(550±10)℃下干燥2h即可。
    1．4水基含铝耐高温防腐蚀涂料的主要技术指标
    主要技术指标见表2。
                       
                                     表2 主要技术指标
    2 结果与讨论
    2．1基料对涂料性能的影响
    虽然对于磷酸二氢盐在高温下的固化机理不十分清楚，但通常采用磷酸二氢盐作为无机涂料的基料。理论上H3PO4：MgO=2：1(克分子比)，但是实际试验中测试结果并不完全相符，往往过量的H3PO4对成膜有帮助。在其他条件一致的情况下，考察了磷酸二氢盐制备过程中酸超量多少对涂料成膜性的影响(见表3)。
                          
                                 表3 磷酸过量对涂膜性能的影响
    通过试验证实，过量磷酸有助于涂料与底材的附着，但是磷酸达到一定量后可能过早或过多地与底材金属反应，形成连续的氧化钝化层，阻止了树脂与底材的螯合等反应，造成了成膜性的下降；此外，在涂料高温固化过程中，超量的磷酸及产物磷酸二氢盐不但与金属基材反应，而且对球形铝粉表面的氮化层、氧化层的破坏具有积极影响，提高了液态铝的融合、扩展、流平等，并提供铝膜与底材的附着力。
    2．2 铬酐和铬酸钙的影响
    铬酐的作用是提供给涂料体系一定量的强氧化剂，与磷酸等配合来钝化存在于涂料水溶液中的铝粉，提高贮存稳定性；同时在固化过程中与不同的材料(铝粉中的铝、底材中的不同金属甚至是与聚合过程中的聚磷酸盐)发生反应形成大分子化合物，有利于涂层的形成。加入铬酐的作用很复杂，过量引入会与过量加入磷酸一样，引起铝粉的过度钝化，对涂层的形成不利，为了降低铬酐对酸值的影响，在涂料中加入适量的铬酸钙，并获得了良好的效果。有资料显示固化后的铬离子50％与金属底材结合，35％与铝粉结合，10％与镁结合，从而可以确定铬酐钙的加人对涂层的附着力贡献突出。铬酸钙的加入对涂层的影响见表4。
                     
                                   表4 铬酸钙对涂层的影响