富锌防腐底漆

富锌防腐底漆

胡爱琼,熊桂蓉,张建新,童学平
(双虎涂料有限公司,武汉)

1. 引言
20 世纪30 年代由澳大利亚人发明的最初的无机富锌涂料,是在水玻璃中加入锌粉,然后加热烘干固化的。50 年代美国改进发展成了后固化型无机富锌涂料,该涂料是在水玻璃中加入锌粉,喷磷酸溶液或氯化镁而干燥。我国在20 世纪60 年代推广这种涂料,铁路栓焊梁的栓接板处的防锈防滑使用的就是这种无机富锌涂料。70 年代末,国际上发展了醇溶型自固化无机富锌底漆,其特点是干燥快,施工适应性能好,是目前应用最广泛的无机富锌涂料。同时又开发出了环氧富锌底漆,其基料是环氧N 聚酰胺,这种富锌底漆对基材的表面处理要求没有无机富锌漆那么苛刻,而且与基材的附着力好,漆膜柔韧,易于与面漆配套,基于上述优点,它得到了广泛应用。
20 世纪末期,环境保护越来越受到各国的重视,这就相应地开发了水溶性自固化无机富锌底漆。其基料为硅酸铝、硅酸钾等,漆膜可自行固化,其防蚀性稍次于水溶性后固化无机富锌底漆,在水工结构上应用广泛。

2. 富锌底漆的防蚀机理
底漆对金属的防腐蚀机理大体上分为3 种:
第一种是隔绝环境作用(又称物理覆盖作用),它是在金属表面形成涂层,阻止引起金属腐蚀的氧、水分和有害离子的侵入(如铁红、云母铁红等)。
第二种是缓蚀剂作用,比如红丹底漆、铬酸盐底漆等。
第三种是富锌底漆的阴极保护作用。富锌底漆中锌粉的含量很高,在干膜中锌粉颗粒与钢基材之间相互接触。当水分侵入漆膜内,锌粉和钢基材之间即形成微电池,在电化学中锌是比铁活泼的金属,所以就从锌粉向钢铁流过防蚀电流,从而对钢铁起到阴极保护作用。

3. 富锌底漆的分类及简要性能比较
富锌底漆的分类及简要性能比较见表1。

4.富锌类底漆的特点
(1)富锌底漆的耐久性:环氧富锌底漆的初始附着力虽很好,但属于物理吸附,有机涂层的附着力会慢慢降低导致涂层界面处穿透而引起腐蚀,无机富锌与锌粉反应的同时还与钢铁反应形成很强的化学键,抵挡腐蚀物质的侵蚀,富锌底漆的保护作用是牺牲自己来保护钢铁,富锌底漆在中性或微碱性环境中容易形成稳定的腐蚀产物覆盖层,耐久性很好,而在酸性和强碱性环境中耐久性很差。
(2)富锌底漆的自修复作用:当漆膜在受到机械损伤后,其露出的钢铁表面将有防蚀电流通过,则锌的腐蚀产物就沉积在那里形成一层保护层使得钢铁得到保护。
(3)无机富锌底漆涂层过厚易龟裂:无机富锌底漆涂层一次喷涂不能太厚,否则会产生龟裂的漆膜缺陷,因此大多数无机富锌底漆推荐厚度为50-70um,如果厚度达到100-150um,就可能发生龟裂。在过热的钢表面上涂装无机富锌底漆会加强产生龟裂的倾向,因此不应该在长时间受阳光直接照射的钢表面上涂装无机富锌漆,应在早晚涂装无机富锌底漆为好。

5.富锌底漆的配套
无机富锌底漆的漆膜必须在潮湿的情况下才能固化,相对湿度太低时,其固化过程可能需要几周或几个月,在这种情况下就需要洒水来增加环境湿度。在无机富锌底漆上涂装的面漆应该满足如下要求:
(1)面漆不会和锌发生化学反应。可是,如带有酸性的乙烯面漆或醇酸面漆涂装后,都会和锌发生反应,导致起泡和层间剥落。
(2)面漆应有良好的释放溶剂的特性,否则更易导致起泡。
(3)如果被涂物体暴露在侵蚀性的化学气氛中(PH>9 或<5),那么面漆应能在此条件下保护无机富锌涂层。
(4)涂面漆前,无机富锌底漆应该是彻底固化了的,产生的锌盐要除干净。
(5)在无机富锌底漆涂层上涂装面漆,一般来说,面漆往往会鼓泡。原因是无机富锌底漆涂层是多孔的,面漆中的溶剂会进入孔隙取代空气,当面漆固化后在一定温度下,孔隙中的溶剂就试图
逃逸出来,使得固化的面漆漆膜发生鼓泡现象。解决这个问题的方法是在无机富锌底漆的涂层上先涂一层封闭漆,也可以改进面漆的配方,使其少含溶剂,加入消泡剂。

6. 结语
总之,富锌底漆广泛应用在大气和海洋设施、桥梁、大型设备以及各类大型建筑的钢铁构件的防锈蚀上,取得了令人满意的效果,得到愈来愈多的认可,至今已成为最重要的、使用最普遍的重防腐蚀涂料品种之一。

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