无机铝文献综述.pdf

防腐蚀材料铝-磷酸盐的机理与应用 一、 铝-磷酸材料概述 由于铝-磷酸盐具有高熔点、缩聚合作用的特点，故而具有低温固化、耐高温、阻 燃等优点。目前已被用于防火材料、无机高温防腐涂料、高温透波材料、水玻璃固化剂、 无机粘接剂、磨蚀严重部位的耐磨衬里材料。 1.1 防火材料的基料 酸性磷酸铝类，它由氢氧化铝与磷酸反应而得，用作高度防火性材料基料。如我国 第一个膨胀型钢结构防火涂料采用的基料就是磷酸盐，这是因为它既具有基料所要求的 粘结性，又能在膨胀型防火涂料体系中起着发泡和催化剂的作用。 1.2 高温透波材料 石英纤维增强磷酸铬铝基复合材料在 200℃-800℃之间与石英类材料相似的优异 介电性能。这种兼具低成本与优良性能的高温透波材料，是新一代先进航天器\战术导 弹的关键技术之一。 1.3 无机粘结剂\固化剂 磷酸铝-铬酸盐可用作无机粘结剂\固化剂，通过与其它无机填料的相互作用即可形 成所需的材料。 1.4 无机耐热涂料 这种磷酸盐铝粉涂料由磷酸盐水溶液、固化剂(或反应性颜料)以及耐热颜料(例如 金属铝粉)等所组成。集耐热、防腐蚀于一体，其以HPO、Al(OH)、MgO粉末为原料， 3 4 3 生成的磷酸二氢铝和磷酸二氢镁水溶液与反应性颜料、CrO.、铝粉、蒸馏水等混合、 3 研磨而成。 二、 铝-磷酸盐材料的磷化-水解成膜过程 2.2 酸性磷酸铝涂料的成膜过程 ① 酸性磷酸盐电离出氢离子与不锈钢表面反应，生成二价或三价铁离子。 + 2+ Fe+2H→Fe+2[H] ② 溶出的磷酸根与二价和三价铁离子形成螯合物，这是以磷酸铁为主体的复杂保护膜， 这种磷酸盐保护被膜难溶于水、硬度高、与基体金属附着力强。 2+ 2- Fe+1/2O+HPO+[H] →+HFePOO 2 4 4 2 ③ 涂膜中的聚合的磷酸铝与渗透的水作用而解聚，转变为低分子化合物和正磷酸盐， 解聚过程中产生的活性磷酸根离子也可以再次与钢铁金属表面发生磷化和钝化作用，生 成钝化保护膜。 ④ 由于磷酸持续与不锈钢基体反应，导致反应界面的pH值升高。根据热力学计算，铝 离子在pH=5.03时发生水解缩聚： 3+ 2+ + Al(HO)→[Al(HO)(OH)]+H 2 6 2 5 2+ 4+ 2[Al(HO)(OH)]→(HO)[Al(OH)Al(HO)]+2HO 2 5 2 4 2 2 4 2 n+1 2+ [Al(OH)(HO)]+[Al(OH)(HO)]→ n-1 2n-4 2 2n+2 2 5 n+2 + (OH)(HO)]+H+2HO [Al n 2n-2 2 2n+4 2 三、 铝-磷酸盐膜层的缩聚-交联成膜 （即固化）过程 DSG-分析TG 3.1 膜层中作为游离的水分子蒸发。这与工作环境中温度与湿度密切相关。 3.2 16