三聚磷酸铝（ATP）作为一种新型环境友好型防锈颜料，环保无公害的特性使其在防腐涂料领域已经逐渐替代传统重金属有害防锈颜料的使用。然而，由磷酸与氢氧化铝反应合成ATP，具有高酸值的特性，容易破坏对水性涂料的稳定性，极大地限制了其在水性防腐涂料领域的使用，因此，对ATP的改性成了ATP在水性防腐涂料领域主要的研究方向之一。
　　
　　ATP属于酸性无机磷酸盐，有研究报道采用ZnO、CaO、Fe2O3、MgO与硅灰石等作为改性物质。与其他碱性无机物相比，ZnO改性ATP在水性涂料中的应用最为广泛，例如日本专利特开昭58-49579表明，通过添加ZnO进入ATP能够有效控制ATP的pH与水溶性；此外，市面上ZnO改性ATP的产品很多，比如最早的有日本帝国化工株式会社在20世纪70年代以来生产的K-White白系列颜料，K-82、K-84、K-105、K-140W等，德国海博公司（Heubach）生产的ZAP等，国内广西化工研究院生产的ATP系列无公害白色防锈颜料APW-Ⅰ、APW-Ⅱ等也是使用了ZnO改性，良好的市场反映，说明两性氧化物ZnO是目前改性ATP最合适的物质。
　　
　　单宁酸（TA）是一种具有良好粘附效果的多酚类物质，其含有大量-OH与-NH基团，能够通过氢键作用负载在无机物的表面，是一种典型的表面改性剂。此外，单宁酸由于含有酚类结构，能够与Fe3+配位形成稳定的络合物，单宁酸一直也被用作防锈领域的改性剂或者直接被作为防锈剂使用。
　　
　　黄铁蕾等人通过无机-有机改性制备ATP防锈颜料，两性氧化物ZnO被用来调节ATP的高酸性，然后通过单宁酸与硅烷偶联剂改善ATP与树脂之间的相容性并提高其防锈性能，对其在水性涂料中的推广使用提供了参考意义。
　　
　　1、改性三聚磷酸铝的制备
　　
　　将ATP、ZnO和去离子水混合，在高速分散机下常温搅拌30min（1000r/min），通过ZnO改善ATP表面高酸值特性，之后将上述悬浮液转移至恒温水浴锅，加入单宁酸，KH550，恒温60℃搅拌12h，反应完成后，使用去离子水与酒精溶液反复清洗3次去除残余的改性物质后，烘干（105℃）、粉碎得到改性三聚磷酸铝防锈颜料（以下称作TA＠ATP）。
　　
　　图3ATP（ａ）和TA＠ATP-1（ｂ）的ＳＥＭ图
　　
　　2、试验结果
　　
　　（1）ZnO有效地缓解了ATP的高酸值特性，改性ATP的pH提升，H+被抑制释放导致ATP的电导率略微下降，同时ZnO与TA改性，造成了ATP的吸油值下降。
　　
　　（2）盐雾试验证明1%TA改性的ATP（TA＠ATP-1）在水性丙烯酸中的防锈性能最佳，过量的TA改性造成防锈颜料的防锈性能下降，TA/硅烷偶联剂有效地改善了ATP与丙烯酸树脂之间的相容性。
　　
　　（3）激光粒度仪表明改性后ATP有少量颗粒聚集，但不影响在涂料中的使用；SEM表征说明ATP表面并非连续聚集状态，ATP表面有一层不规则包覆层，这是ZnO/TA/偶联剂改性ATP在其表面反应形成的。
 

　　
　　（4）FT-IR分析表明TA负载在ATP表面，XRD分析结果说明ZnO的添加与主物质ATP反应，形成更多非主物质ATP可溶性物质。
　　
　　资料来源：《黄铁蕾,廖木荣,俞于怀,等.有机-无机改性三聚磷酸铝防锈颜料的制备与性能研究[J].化工新型材料,2022,50(11):225-228+239》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！