2 结果与讨论
2. 1 水性涂料在铸铁件上易闪锈的原理分析
闪锈是金属类基材发生锈蚀的另一种表现，是新施工的水性涂料在干燥过程中，金属基材表面逐渐出现锈斑的现象，闪锈的产生是一个电化学过程。相对于溶剂型涂料，水的蒸发潜热较大，挥发速率较慢，在涂膜干燥固化之前，水与铸铁件表面接触时间较长，由于水性涂料本身是导体，加上铸铁为金属多相组织材料，铸铁的金相组织主要由铁素体、石墨和渗碳体组成。渗碳体的阴极性比铁素体强，石墨的阴极性又比渗碳体强。大量石墨和渗碳体存在的情况下，在水和氧气的共同作用下，在铸铁基材表面形成了多个小面积的腐蚀原电池，存在电位差的不同区域间形成电荷迁移通道，阳极失电子，阴极得电子，并伴随着一系列的氧化反应，产生腐蚀，在涂膜表面出现棕色或黑色锈蚀物。这样的腐蚀行为就在水性涂料成膜过程的短时间内发生，形成了闪锈。这种闪锈现象往往是随机发生的，与施工环境和基材类型有着很大关系。比如湿度较大的时候，涂膜干燥速率慢，或者基材表面的锈迹没有完全清除干净的时候，闪锈现象极易发生。所以，针对铸铁件的水性自干防腐蚀涂料涂装易出现的闪锈问题，必须从水性涂料的配方和涂装等防闪锈工艺入手，进行系统性地分析、研究，探索出适合铸铁件涂装的水性涂料的防闪锈技术。
2. 2 水性单组分自干树脂对铸铁件表面涂膜防闪锈性的影响
每个水性涂料产品的开发都由客户对涂膜性能的要求以及客户涂装工艺的条件所决定。由于不同类型树脂的分子链中基团、分子链结构、聚合工艺和自身固化交联反应干燥规律等的差异，形成的涂膜性能也表现不同。本研究选择几种常用的水性工业自干防腐树脂为主体成膜物，探讨了不同类型树脂（制备成清漆或者只加钛白浆的白色漆，未加防锈颜料和防闪锈剂，pH为8. 0~8. 5，湿膜厚度80~100 μm）对铸铁件表面涂膜的性能的影响，结果如表2所示。

由表2可知，水性环氧酯乳液6019是由水性环氧酯树脂进行反向乳化制得的，由于需要保证乳化后的树脂乳液保持良好的贮存稳定性，需要添加少量乳化剂，加上水性环氧酯树脂自身干燥速度较慢，所以耐腐蚀性和防闪锈性较差。其他氧化干燥类的水溶性的树脂体系如水性丙烯酸改性环氧酯树脂6020G、水性环氧磷酸酯树脂PEG1003、水性醇酸树脂WX1008 则不易产生闪锈，但干燥速度相对较慢的WX1008树脂的防闪锈性不如其他2种干燥速度快的树脂。此外，6020G 与PEG1003 由于改性工艺的不同使得树脂自身结构存在差异，因此涂膜的耐盐雾性也有所不同。BC2070 为水性环氧乳液，涂装时需要添加碱性多元胺类固化剂，使得施工涂料体系pH快速上升，对抑制锈蚀有一定作用，并且树脂与固化剂交联固化能够形成致密的网状结构，耐腐蚀性能优异。水性丙烯酸乳液0602 的耐腐蚀性较差，且容易发生闪锈。这是由于乳液树脂在聚合过程需要添加一定的乳化剂，乳化剂中含有大量的离子，所以其涂膜虽然干燥速度较快，但是由于大量离子的存在，大大加速了铸铁基材与涂膜直接腐蚀原电池的形成，导致闪锈发生。所以，针对铸铁工件防护涂装的防闪锈性，选择氧化干燥类的水溶性的树脂体系或者水性环氧树脂体系。
2. 3 活性防锈颜料对水性自干防腐蚀涂料防闪锈性能的影响
在确定主体水性树脂类型的前提下（本实验选择6020G），为提高涂膜的耐腐蚀性能，必须添加适量的活性防锈颜料，以增加涂膜对铸铁工件的钝化、防锈能力。实验通过测试水性自干防腐蚀涂料湿膜的防闪锈性和干膜的耐中性盐雾性探讨了不同种类防锈颜料对涂膜性能的影响，结果如表3所示。

由表3可见，三聚磷酸铝（APW-2）其强酸本质会导致水性防腐蚀涂料体系的pH在贮存过程中不断下降，容易发生闪锈问题，导致涂膜耐腐蚀性能下降。纯的普通磷酸锌、Z-PLEX111、ZP-10的耐腐蚀结果都是划线处扩蚀超过2 mm，板面未见明显锈迹，说明其防腐蚀作用只有在金属表面发生初期腐蚀时才能形成阳极和阴极，使溶解的亚铁盐和铁盐发生水解，水释放出的质子与磷酸锌作用产生磷酸和锌离子，进而形成磷酸铁盐及难溶的铬合物，是先腐蚀后防护类型，有一定的防闪锈性，但是不利于涂膜的前期耐腐蚀。锶钼改性磷酸锌SW111对金属底漆具有较好的封闭与钝化作用，耐腐蚀性明显提升，但是价格相对较高，并不能普及应用于国内农用工程机械防护涂装行业。AR01与WD-3为有机杂环化合物，添加适量此类杂环化合物，有利于在金属基材表面形成一层隔水膜，有效阻隔划线处水分及氧气从此处向面板扩散，但WD-3的耐腐蚀性比AR01的差。通过研究发现，有机杂环化合物能够填补磷酸锌前期耐腐蚀性的不足，通过与磷酸锌搭配使用，涂料产品的防闪锈性和耐腐蚀性佳，且综合性价比高。因此，本项目选择普通磷酸锌与有机杂环化合物AR01组合使用，复配质量比为7∶2，添加量为配方总量的6%，涂膜防闪锈性能达到1 级，耐中性盐雾达到240 h。