三聚磷酸鋁（ATP）作為一種新型環(huán)境友好型防銹顏料，環(huán)保無公害的特性使其在防腐涂料領域已經(jīng)逐漸替代傳統(tǒng)重金屬有害防銹顏料的使用。然而，由磷酸與氫氧化鋁反應合成ATP，具有高酸值的特性，容易破壞對水性涂料的穩(wěn)定性，極大地限制了其在水性防腐涂料領域的使用，因此，對ATP的改性成了ATP在水性防腐涂料領域主要的研究方向之一。
ATP屬于酸性無機磷酸鹽，有研究報道采用ZnO、CaO、Fe2O3、MgO與硅灰石等作為改性物質。與其他堿性無機物相比，ZnO改性ATP在水性涂料中的應用最為廣泛，例如日本專利特開昭58-49579表明，通過添加ZnO進入ATP能夠有效控制ATP的pH與水溶性；此外，市面上ZnO改性ATP的產(chǎn)品很多，比如最早的有日本帝國化工株式會社在20世紀70年代以來生產(chǎn)的K-White白系列顏料，K-82、K-84、K-105、K-140W等，德國海博公司（Heubach）生產(chǎn)的ZAP等，國內廣西化工研究院生產(chǎn)的ATP系列無公害白色防銹顏料APW-Ⅰ、APW-Ⅱ等也是使用了ZnO改性，良好的市場反映，說明兩性氧化物ZnO是目前改性ATP最合適的物質。
單寧酸（TA）是一種具有良好粘附效果的多酚類物質，其含有大量-OH與-NH基團，能夠通過氫鍵作用負載在無機物的表面，是一種典型的表面改性劑。此外，單寧酸由于含有酚類結構，能夠與Fe3+配位形成穩(wěn)定的絡合物，單寧酸一直也被用作防銹領域的改性劑或者直接被作為防銹劑使用。
黃鐵蕾等人通過無機-有機改性制備ATP防銹顏料，兩性氧化物ZnO被用來調節(jié)ATP的高酸性，然后通過單寧酸與硅烷偶聯(lián)劑改善ATP與樹脂之間的相容性并提高其防銹性能，對其在水性涂料中的推廣使用提供了參考意義。
1、改性三聚磷酸鋁的制備
將ATP、ZnO和去離子水混合，在高速分散機下常溫攪拌30min（1000r/min），通過ZnO改善ATP表面高酸值特性，之后將上述懸浮液轉移至恒溫水浴鍋，加入單寧酸，KH550，恒溫60℃攪拌12h，反應完成后，使用去離子水與酒精溶液反復清洗3次去除殘余的改性物質后，烘干（105℃）、粉碎得到改性三聚磷酸鋁防銹顏料（以下稱作TA＠ATP）。
圖3ATP（ａ）和TA＠ATP-1（ｂ）的ＳＥＭ圖
2、試驗結果
?。?）ZnO有效地緩解了ATP的高酸值特性，改性ATP的pH提升，H+被抑制釋放導致ATP的電導率略微下降，同時ZnO與TA改性，造成了ATP的吸油值下降。
（2）鹽霧試驗證明1%TA改性的ATP（TA＠ATP-1）在水性丙烯酸中的防銹性能最佳，過量的TA改性造成防銹顏料的防銹性能下降，TA/硅烷偶聯(lián)劑有效地改善了ATP與丙烯酸樹脂之間的相容性。
?。?）激光粒度儀表明改性后ATP有少量顆粒聚集，但不影響在涂料中的使用；SEM表征說明ATP表面并非連續(xù)聚集狀態(tài)，ATP表面有一層不規(guī)則包覆層，這是ZnO/TA/偶聯(lián)劑改性ATP在其表面反應形成的。
?。?）FT-IR分析表明TA負載在ATP表面，XRD分析結果說明ZnO的添加與主物質ATP反應，形成更多非主物質ATP可溶性物質。
資料來源：《黃鐵蕾,廖木榮,俞于懷,等.有機-無機改性三聚磷酸鋁防銹顏料的制備與性能研究[J].化工新型材料,2022,50(11):225-228+239》，由【粉體技術網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！
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