解析有機無機富鋅涂料特點及應(yīng)用領(lǐng)域

中國新型涂料網(wǎng)訊：
       隨著國內(nèi)工業(yè)化進程的加快，包括對鐵路、公路以及各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進，對于各種涂料的使用量也是越來越大，尤其在工業(yè)涂裝領(lǐng)域，重防腐更成為物體防護必不可少的工序，富鋅涂料做為一種性能優(yōu)異的低成本重防腐涂料，應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也非常廣泛，包括石油化工設(shè)備、橋梁、造船、海上平臺、近海建筑物、港口設(shè)施、各類水工結(jié)構(gòu)、發(fā)電廠的各類鋼結(jié)構(gòu)、交通運輸機械、鐵塔以及工程機械和各種儲罐等各類防腐蝕要求高的鋼鐵結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的表面的防腐處理，不僅成為某些應(yīng)用場合的主導(dǎo)產(chǎn)品，而且具有良好的效果。

       富鋅涂料分為有無機富鋅涂料和無機富鋅涂料。有機富鋅涂料，是最為常用的是環(huán)氧富鋅涂料，常用環(huán)氧樹脂、氯化橡膠、乙烯基樹脂和聚氨酯樹脂為成膜基料，中聚酰胺固化環(huán)氧富鋅底漆是有機富鋅底漆中應(yīng)用最大的品種。無機富鋅涂料分為有溶劑型和水性兩類，溶劑型無機富鋅涂料以正硅酸乙酯為基料，因為正硅酸乙酯可以溶于有機溶劑，噴涂后，在溶劑揮發(fā)的同時正硅酸乙酯中的烷氧基吸收空氣中的水分并發(fā)生水解反應(yīng)，交聯(lián)固化成高分子硅氧烷聚合物；也就是硅酸乙酯水解縮聚，形成網(wǎng)狀高聚物涂膜的過程。水性無機富鋅涂料是由水性無機硅酸鹽（鈉、鉀、鋰）樹脂、鋅粉、助劑組成的雙組分涂料。水性無機富鋅涂料分為后固化型和自固化型兩種，后固化型無機富鋅涂料漆膜干燥后，需要加熱或者涂上酸性固化劑（稀磷酸或者MgCl2水溶液），施工較為復(fù)雜，漆膜較脆。目前市場上廣泛應(yīng)用的是水性自固化無機富鋅涂料。

       有機富鋅涂料中有機成膜物的導(dǎo)電性能差，必須增加鋅粉含量以保證導(dǎo)電性。美國鋼結(jié)構(gòu)涂裝協(xié)會SSPCPaint-20中規(guī)定：有機富鋅涂料鋅粉占干膜質(zhì)量不少于77%，無機富鋅涂料鋅粉占干膜質(zhì)量不少于74%，此規(guī)定就是為了增加涂膜的導(dǎo)電性。此外，有機樹脂的粘結(jié)性優(yōu)于無機樹脂，這樣也為高含量鋅粉附著提供了更好的保證。有機型涂料的防銹性能比無機型稍差，導(dǎo)電性、耐熱性、耐溶劑性不如無機型涂料，但施工性能好，對鋼材表面的處理質(zhì)量容忍度較大。同時環(huán)氧富鋅底漆與大多數(shù)涂料可以兼容，且配套涂層之間有著協(xié)同作用，使配套涂層的壽命較單獨使用時提高1.5~2.4倍。其由鋅粉、有機樹脂和溶劑組成，因此劃分為有機富鋅涂料。此涂料的特點是鋅粉含量高，防腐蝕效果優(yōu)良。

       水性無機富鋅涂料綜合性能優(yōu)良，有很多優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用中也存在一些缺點：涂層的微觀多孔導(dǎo)致屏蔽性能較差、電化學(xué)極化率增大造成涂層過早失效、涂層較厚時有裂紋傾向、施工性能不如有機類好，條件較為苛刻；高模數(shù)硅酸鹽涂料雖然防腐性能優(yōu)良，但粘度較高容易凝膠，穩(wěn)定性差。特別是水性環(huán)氧樹脂涂料在成膜時，大部分水分蒸發(fā)后，環(huán)氧樹脂乳膠粒子相互接觸，而殘余的水分和固化劑分子則處在分散相粒子的間隙。水分進一步蒸發(fā)，分散相粒子開始凝結(jié)，同時固化劑分子擴散到分散相粒子的界面及內(nèi)部發(fā)生固化反應(yīng)，擴散速度變慢，粒子之間很難凝結(jié)成膜，固化反應(yīng)進行的不完全，不能形成均勻致密的涂膜，導(dǎo)致防腐性能變差�？傊�，與溶劑型富鋅涂料相比，水性富鋅涂料存在防腐性能、施工性能、成本等問題。

       1、無機富鋅涂料在船舶涂裝中應(yīng)用：無機富鋅涂料在船舶涂裝中主要是作為防銹底漆廣泛應(yīng)用于鋼材預(yù)處理以及船殼內(nèi)、外表面的防銹涂裝，在這類場合的應(yīng)用充分體現(xiàn)了無機富鋅涂料的優(yōu)異防腐蝕性能。無機富鋅涂料在船舶中的涂裝應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個方面：第一、用于水線以下船體。無機富鋅涂料中的硅酸鹽呈堿性，涂膜中的鋅粉與海水反應(yīng)生成的也是堿性物質(zhì)，使船底與海水形成堿性環(huán)境，而海生物在堿性環(huán)境中難以生存，從而起到防污作用。第二、在船舶液艙中的應(yīng)用。無機富鋅涂料在液艙中的應(yīng)用取得了很好的效果，避免了衛(wèi)生安全和勞動安全以及火災(zāi)、爆炸等危害。第三、在艦船甲板上的應(yīng)用。

       2、無機富鋅涂料在各類儲罐上的應(yīng)用：無機富鋅涂料可以用于各類儲罐設(shè)備，例如原油儲罐、各類化工原料儲罐、溶劑儲罐、煤氣和天然氣儲罐等。無機富鋅涂料作為防銹底漆應(yīng)用于這些類別的儲罐，除了能夠得到較好的防腐蝕效果外，由于無機富鋅涂料的表面電阻小，還能夠起到消散罐體表面出現(xiàn)的靜電電流，達到抗靜電的目的。無機富鋅涂料應(yīng)用于消防水儲罐、消防過濾水罐的防銹底漆，可在涂裝后的較長時間內(nèi)提供良好的防銹效果。

       3、無機富鋅涂料作為鋼結(jié)構(gòu)涂料防護底涂料的應(yīng)用：鋼結(jié)構(gòu)表面可溶鹽的存在和污染，是影響涂層下鋼材腐蝕和涂層失效的主要因素，而可溶鹽對鋼結(jié)構(gòu)表面的污染又是不可避免的。腐蝕學(xué)者對橋梁鋼結(jié)構(gòu)腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)分析印證了可溶鹽的存在，可溶鹽的來源很多，至少有八項，其中一項是大氣污染物的沉降導(dǎo)致可溶鹽存在于鐵銹中，常見的大氣污染物為二氧化硫、氯化物、硫化物、氮氧化物、銨鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、各種離子形成的可溶鹽。其中，硫酸鹽和氯化物對鋼材腐蝕具有自催化作用，只要水和氧不斷得到補充，鋼材表面腐蝕則不斷地繼續(xù)進行，硫酸鹽導(dǎo)致鋼材表面形成硫酸鐵巢的坑蝕，氯化物使鋼材表面形成點蝕。

      4、無機富鋅涂料在耐高溫底涂料的應(yīng)用：有機硅樹脂結(jié)構(gòu)中含硅—氧鍵，涂膜具有良好的耐高溫性能，因其化學(xué)組分與含量的不同，涂膜耐熱性能自150～600℃不等，因價格昂貴，一般僅涂裝兩道底涂料和兩道面涂料，每道干膜厚度為30μm，涂膜厚度僅120μm。若被涂裝物及時投用，涂層中的樹脂結(jié)構(gòu)可受熱而交聯(lián)，有助于提高涂膜耐蝕性。若涂裝后被涂裝物于露天閑置備用或經(jīng)常處于時用時停狀況時，在工業(yè)大氣或多雨潮濕氣候環(huán)境中，因厚度過小，被涂裝物易過早產(chǎn)生銹蝕破壞。

      1、環(huán)氧富鋅涂料在船閘閘門防腐補救中的應(yīng)用：在船閘運行中，閘門難免受到船舶碰擦使防腐系統(tǒng)遭到破壞，在損傷面積較小的情況下，采用以環(huán)氧富鋅為底漆、2遍環(huán)氧云鐵中間漆、2遍氯化橡膠漆面漆的3種涂料配套的涂裝方案進行補救，能達到防止閘門腐蝕的效果。環(huán)氧富鋅底漆是以鋅粉為填料，固體環(huán)氧樹脂為基料，以聚酰胺樹脂或胺加成物為固化劑，加以適當(dāng)混合溶劑配制而成的高固體分環(huán)氧底漆，其中鋅粉在涂料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要超過85%，以形成連續(xù)緊密的涂層而緊密地與金屬接觸。由于在涂膜受侵蝕時鋅的電位比鋼鐵的電位低，因此涂料膜中的鋅為陽極，先受到腐蝕，基材鋼鐵為陰極，受到保護。而鋅作為犧牲陽極形成的氧化產(chǎn)物又對涂膜起到一種封閉作用，更加強了涂膜對基體的保護。

      2、環(huán)氧富鋅涂料的鋼材表面的應(yīng)用：環(huán)氧富鋅底漆0TT（Barrier）是一種高含鋅量的雙組份環(huán)氧富鋅底漆，可廣泛用于經(jīng)過噴砂清理的鋼材表面。環(huán)氧富鋅底漆0TT(Barrier)與高性能涂層體系配套使用，可進一步提高防腐蝕性能。在涂層配套體系中，環(huán)氧富鋅底漆0TT（Barrier）的允許最高干膜厚度為90微米，但在此膜厚下，涂層固化時間會增加。施工條件：底材溫度不可低于5°C并且至少應(yīng)當(dāng)高于空氣露點溫度3°C以上，溫度和相對濕度的測量必須在靠近作業(yè)點附近的底材處進行。在非敞開空間內(nèi)涂裝時，應(yīng)具有良好的通風(fēng)條件以確保漆膜的正常干燥。

       我國現(xiàn)行使用的關(guān)于富鋅涂料的標(biāo)準(zhǔn)是HG/T3668—2000《富鋅底漆》，該標(biāo)準(zhǔn)制定于2000年，是根據(jù)我國當(dāng)時的涂料科技工藝水平發(fā)展情況而制定的，等效采用了日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISK5552—1991《富鋅底漆》。主要的技術(shù)差異是：根據(jù)我國涂料行業(yè)的習(xí)慣，修改了一些術(shù)語、增加了一些檢測項目，以及在鋅含量檢測方法上引用了GB/T6890.3—1986的方法。這個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了富鋅底漆的分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝運輸、貯存等。適用于用鋅粉、烷基硅酸鹽或環(huán)氧樹脂及固化劑、顏料、溶劑為主要原料而制成的涂料。這些涂料主要用作鋼鐵底材的防銹。

        結(jié)語：水性無機富鋅涂料因其硅酸鹽粘結(jié)劑在與鋅粉反應(yīng)的同時還與基材鋼鐵反應(yīng)，系化學(xué)鍵相結(jié)合，其耐蝕性，作為重防腐涂料的使用壽命，大大優(yōu)于環(huán)氧富鋅涂料。水性無機富鋅涂膜的耐熱性、耐有機溶劑性、導(dǎo)電性均優(yōu)于環(huán)氧富鋅涂膜，因而更適合作為各類油品儲罐的內(nèi)防腐涂料。顯然，水性無機富鋅涂料的環(huán)保安全性能大大優(yōu)于環(huán)氧富鋅涂料。隨著環(huán)境保護愈來愈受到全世界的關(guān)注，各國為節(jié)約能源和控制VOC的排放量，制訂日益嚴(yán)格的法規(guī)，人們的環(huán)保意識也日益增強，盡量采用質(zhì)高又環(huán)保的產(chǎn)品已成為人們的共識，水性無機富鋅涂料代替環(huán)氧富鋅涂料已成為一種趨勢。