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来源 先闻整理 发布于 2012/7/27 10:15:37 评论(1) 有2650人阅读

富锌底漆是以具有牺牲阳极作用的锌粉作为主要防锈颜料的一类防腐涂料产品。锌粉是最重要的电化学防锈颜料,用大量锌粉配成的底漆称为富锌底漆。

钢结构防腐是涂料工业最重要的应用领域之一,而富锌底漆是防腐涂料中应用最广泛的基础品种之一。美国钢结构协会SSPC把富锌底漆分为4类:水溶性后固化无机富锌SSPC Type 1A、水溶性自固化无机富锌SSPC Type 1B、醇溶性自固化无机富锌SSPC Type 1C和有机富锌漆SSPC TypeⅡ(基料以环氧/聚酰胺为代表)。

我国HG/T 3668-2009标准中把富锌底漆分为1型无机富锌和2型有机富锌。环氧富锌产量在富锌底漆占第一位,其次是醇溶性无机富锌。

无机富锌底漆又称无机硅酸盐底漆,分水溶性无机富锌底漆与醇溶性无机富锌底漆两种产品。

水溶性后固化无机富锌底漆,主要以硅酸钠,又名水玻璃为粘结剂,与锌粉混合后,涂在钢铁表面,当涂膜干燥后,再喷上酸性固化剂,如稀磷酸H3PO4,使涂层固化,磷酸固化剂的作用在于同硅酸钠生成硅酸,副产物为磷酸钠,生成的硅酸与锌粉反应生成硅酸锌聚合物。硅酸钠副产物可以溶于水中,在涂层固化后可用水洗去。在固化反应中,磷酸还可与锌粉生成不溶的磷酸锌,因而磁加了涂层的致密性。锌粉在不断自我牺牲的同时,还与CO2和水生成不溶的碱式碳酸锌Z(OH)2?2ZnCO3],对涂层有屏蔽保护作用。由于施工比较麻烦,这种无机富锌底漆已经很少使用。

水溶性自固化无机富锌漆,利用空气中的二氧化碳和湿气与硅酸盐进行反应,在生成碳酸盐的同时,锌粉也同硅酸盐充分反应成为硅酸锌高聚物。它保留了对水的敏感性,直到水溶剂完全从漆膜中挥发。其固化受温度和温度的影响较大。该种无机富锌主要用于成品油或化学品的舱室储罐内壁。要使它完全固化,取得应有的耐蚀保护性能,可以采用加速固化的万法。在涂层经过24小时后,可以喷晒清水或海水,然后封闭储罐或舱室,在48小时内重复喷水3一4次。除去水后让其干燥。然后可用硬币进行固化程度的检查,如果不能刮下锌粉,且呈闪亮的锌粉本色时,可认为已经完全固化。

醇溶性自固化无机富锌涂料以正硅酸乙酯为基料,锌粉为主要防锈颜料,依靠吸收空气水分,正硅酸乙酯水解缩聚,并与锌、铁反应形成硅酸锌、铁复合盐类,通过化学键结合,紧密附着于钢铁表面。正硅酸乙酯,分子结构为Si(0CH2CH3)4,水解制成含羟基的正硅酸乙酯溶液,当与锌粉混合,涂覆成膜时,部分水解的硅酸乙酯继续进行水解缩聚,形成网状高聚物。

有机富锌漆最常用的是环氧富锌底漆,此外还有氯化橡胶富锌漆等,但是因其是热塑性树脂,遇热时会变软,所以应用不多。

环氧富锌底漆是以锌粉为防锈颜料,环氧树脂为基料,聚酰胺树脂或胺加成物为固化剂,加以适当的混合溶剂配制而成的环氧底漆,其中锌粉含量很高,以性能连续紧密的涂层而与金属接触。环氧富锌底漆要施工喷砂至Sa 21/2(ISO8501-1)的表面上,与大多数油漆相兼容(除了醇酸漆会皂化)。是多道涂层系统中很好的底漆。不管是新建还是现场维修的施工,环氧富锌底漆经常用作临时底漆,用于大型钢结构维修。它干燥迅速,重涂间隔相对较短。附着力好,耐碰撞,耐热可达120~140℃。耐磨性能也很好。

 随着人们环保意识的提高,环氧树脂水性化得到广泛地研究应用。环氧树脂水性化是指将环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散在水中而配得稳定的分散体系。水性环氧富锌通常为2组分或3组分包装,制漆工艺简单,纯用锌粉的水性环氧富锌底漆无须研磨分散,加入部分磷铁粉或其他填料则应把填料加入基料研磨分散至40 μm以下。把A、B两组分混合均匀后,经过滤,喷涂制板或施工。水性环氧富锌底漆具有溶剂型环氧富锌底漆防腐性好、附着力强等基本性能,又兼具水性无机富锌底漆低VOC和安全性的优点。 

无机富锌漆与环氧富锌漆比较

(1)属性

水性无机富锌底漆以硅酸盐为成膜反应物与锌反应生成硅酸锌网状结构,因此可称为无机硅酸锌涂料,属绿色环保型涂料。

环氧富锌底漆是以环氧树脂为成膜物并以有机溶剂为稀释剂的涂料,属有机类涂料。

(2)附着力

水性无机富锌底漆由于硅酸盐与锌粉反应的同时还与钢铁反应形成硅酸锌铁络合物,因而对钢铁表面形成很强的化学键,从而可抵抗水、海水、有机物、氯化物等的侵蚀。环氧富锌底漆的附着力靠树脂对钢铁表面的粘结力,属物理吸附,初始附着力较好,但有机物的耐候性差,在恶劣环境下更易老化,从而附着力慢慢降低。

(3)耐蚀性能

富锌底漆的防锈蚀机理是通过锌与钢铁基材表面直接接触,当腐蚀介质渗入漆膜与钢铁界面就会形成一个由锌-钢铁组成的原电池,因锌的电化学活性(标准电极电位为-0.763V)较铁(-0.449V)活泼,锌为阳极失去电子而牺牲,铁为阴极得到电子而得到保护,即所谓锌起到了阴极保护作用。

另外牺牲的锌形成Zn2+与空气中的水分和二氧化碳反应生成碱式碳酸锌[3Zn(OH)2·3ZnCO3]等产物,这些不溶于水、不导电的腐蚀产物填充在漆膜空隙中,如某点锌粉已消耗(或有漏点或缺损)则腐蚀产物就会沉积在此处基材上形成致密膜,阻挡、屏弊腐蚀因子透过,从而进一步延长防锈蚀的时间,这些反应的结果即所谓富锌漆具有自修复性能。

不论水性无机富锌底漆还是环氧富锌涂料,均具有阴极保护作用和自修复性能。但水性无机富锌涂料由于硅酸盐在同锌粉反应的同时还与基材金属铁反应形成很强的化学键结合,而环氧富锌涂料仅为物理吸附,而且有机质导电性能较差,要获得同样的阴极保护效果时,环氧富锌底漆干膜中的锌含量应更高些。

(4)耐热性

工程中各类构件经涂装底漆后,下一步组装时切割和焊接是主要的加工作业,因此底漆的可切割性和可焊接性,即其耐热性能十分重要,即在作业时漆膜的烧损面积应小,一般蔓延应在10~25mm内,水性无机富锌涂料在形成硬化膜时以聚硅氧烷(Si—O—Si)相结合,这种Si—O键的结合能为445.2kJ/mol,比形成有机高分子的C—C键结合能(346.9kJ/mol)大得多,因而无机富锌涂料比环氧富锌底漆具有更强的耐热性,长期可耐400℃,瞬间800℃。显然在焊接和切割等热加工时烧损面积前者比后者要小。

在国外,水性无机富锌底漆替换有机类富锌底漆已成为最重要、使用最普遍的重防腐漆品种。

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第1楼 undefined 发表于 2012-05-17 13:23
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