涂料技术
富锌涂料的施工质量控制及发展趋势
3.2水性环氧富锌底漆
为解决环境污染问题,国内外正大力发展水性环氧富锌涂料。水性环氧富锌涂料[4]主要分为水溶性和水分散性两大类。水溶性环氧涂料中有脂肪酸环氧,如甘油环氧、乙二醇环氧等,因其基本单体为脂肪酸,所以能溶于水中,其分子中含有2个环氧基,能与许多有机胺、有机酸等发生固化反应,但因该类树脂交联固化强度不高,所研制的水溶性环氧富锌涂料很难满足重防腐涂料底漆的技术要求。目前,国内外的水性环氧富锌涂料大多为水分散性环氧涂料,其树脂主要形态为乳化液。其原理为利用表面活性剂使双酚A环氧、双酚F环氧或改性环氧分散于水中,形成稳定的乳化液,然后与水性胺固化剂交联反应成膜。目前,国内外的水性环氧富锌涂料已经形成了产品,但其各项性能指标距离溶剂型环氧富锌涂料还有相当差距,国内外长效重防腐涂层体系的设计还很少采用水性环氧富锌涂料做底漆。该产品还有待进一步完善。
3.3湿固化聚氨酯富锌底漆
湿固化聚氨酯涂料固化机理主要依靠—NCO与H2O的反应来固化,最终形成聚脲结构,正是聚脲结构明显提高了漆膜的强度、耐磨性与耐化学性。此外由于基材表面的水分在涂膜干燥的过程中完全被反应掉,保证了基材的绝干状态,提高了涂膜的防腐性能。微细的锌粉颜料与钢铁基层形成电位差,起到牺牲阳极作用;同时阻碍水蒸气和侵蚀离子的侵入。由湿固化聚氨酯富锌底漆与中间漆、面漆组成的湿固化聚氨酯体系经过良好的施工,能有效地隔绝钢铁与外界腐蚀环境的接触,为基材提供极佳的保护效果。美国著名的彩虹桥距离尼亚加拉大瀑布只有700m,常年湿度极高,1998年彩虹桥覆涂修新时,常规涂料受到周围高湿度的影响,无法完成现场施工,经美、加两国专家多重论证,双方共同选择了湿固化聚氨酯体系,其中就采用了基材处理要求为SSPCSP-6(Sa2)的湿固化聚氨酯富锌底漆。此外坐落在美国西北西雅图的SafecoField建于1999年,因季节影响,钢结构涂装需要在-6℃下完成,最终也选用了湿固化聚氨酯体系成功解决了工程中的低温施工的难题。
3.4冷镀锌涂料
冷镀锌涂料是近年来新出现的一个富锌涂料品种,其典型代表产品有比利时的Zinka以及日本的ROVAL。与普通的富锌涂料相比,其涂料中采用高纯度的锌粉,干膜中金属锌含量高达96%以上,接近100%的热浸锌涂层,同时可以在常温下施工,所以该类产品被称为“冷镀锌”。冷镀锌涂料通常采用改性聚苯乙烯树脂等低密度树脂,属于使用方便的单组分富锌涂料,与双组分、三组分涂料相比,不存在使用前繁琐的混合工序和涂料使用时间的限制。该类产品在国内电厂的热浸锌构件的后期修补领域占有相当大的市场。
3.5无机磷酸盐富锌底漆
无机磷酸盐富锌涂料源自20世纪60年代中期由美国SermatechInternational公司开发的高温固化的SermeTelW涂料,从60年代起,西方多数航空发动机的钢铁部件都普遍采用这种涂料。但该涂料只能在高温下固化,涂料成本昂贵、工艺性能差。国内研制的常温固化无机磷酸盐涂料,为包含无机磷酸盐主成分、固化剂、锌粉的三组分涂料。该涂料同时具备阴极保护、化学缓蚀、屏蔽、磷化、转化锈(轻微锈)等功能,还有耐400℃高温的特性。该涂料由于对钢铁具有磷化的作用,所以将普通低表面处理涂料的缓蚀钝化功能与富锌涂料的电化学阴极保护功能良好结合,所以可以降低金属的表面处理等级,扩大了该涂料的应用领域。
4.结语
富锌涂料产品的研究将更加关注功能性、环保性,主要发展品种将集中在鳞片型富锌底漆、湿固化聚氨酯富锌底漆、水性环氧富锌底漆,而对于无机富锌底漆通过配方改进,改善产品的力学性能、施工性能和施工环境的适应性也是进一步研究的方向。
为解决环境污染问题,国内外正大力发展水性环氧富锌涂料。水性环氧富锌涂料[4]主要分为水溶性和水分散性两大类。水溶性环氧涂料中有脂肪酸环氧,如甘油环氧、乙二醇环氧等,因其基本单体为脂肪酸,所以能溶于水中,其分子中含有2个环氧基,能与许多有机胺、有机酸等发生固化反应,但因该类树脂交联固化强度不高,所研制的水溶性环氧富锌涂料很难满足重防腐涂料底漆的技术要求。目前,国内外的水性环氧富锌涂料大多为水分散性环氧涂料,其树脂主要形态为乳化液。其原理为利用表面活性剂使双酚A环氧、双酚F环氧或改性环氧分散于水中,形成稳定的乳化液,然后与水性胺固化剂交联反应成膜。目前,国内外的水性环氧富锌涂料已经形成了产品,但其各项性能指标距离溶剂型环氧富锌涂料还有相当差距,国内外长效重防腐涂层体系的设计还很少采用水性环氧富锌涂料做底漆。该产品还有待进一步完善。
3.3湿固化聚氨酯富锌底漆
湿固化聚氨酯涂料固化机理主要依靠—NCO与H2O的反应来固化,最终形成聚脲结构,正是聚脲结构明显提高了漆膜的强度、耐磨性与耐化学性。此外由于基材表面的水分在涂膜干燥的过程中完全被反应掉,保证了基材的绝干状态,提高了涂膜的防腐性能。微细的锌粉颜料与钢铁基层形成电位差,起到牺牲阳极作用;同时阻碍水蒸气和侵蚀离子的侵入。由湿固化聚氨酯富锌底漆与中间漆、面漆组成的湿固化聚氨酯体系经过良好的施工,能有效地隔绝钢铁与外界腐蚀环境的接触,为基材提供极佳的保护效果。美国著名的彩虹桥距离尼亚加拉大瀑布只有700m,常年湿度极高,1998年彩虹桥覆涂修新时,常规涂料受到周围高湿度的影响,无法完成现场施工,经美、加两国专家多重论证,双方共同选择了湿固化聚氨酯体系,其中就采用了基材处理要求为SSPCSP-6(Sa2)的湿固化聚氨酯富锌底漆。此外坐落在美国西北西雅图的SafecoField建于1999年,因季节影响,钢结构涂装需要在-6℃下完成,最终也选用了湿固化聚氨酯体系成功解决了工程中的低温施工的难题。
3.4冷镀锌涂料
冷镀锌涂料是近年来新出现的一个富锌涂料品种,其典型代表产品有比利时的Zinka以及日本的ROVAL。与普通的富锌涂料相比,其涂料中采用高纯度的锌粉,干膜中金属锌含量高达96%以上,接近100%的热浸锌涂层,同时可以在常温下施工,所以该类产品被称为“冷镀锌”。冷镀锌涂料通常采用改性聚苯乙烯树脂等低密度树脂,属于使用方便的单组分富锌涂料,与双组分、三组分涂料相比,不存在使用前繁琐的混合工序和涂料使用时间的限制。该类产品在国内电厂的热浸锌构件的后期修补领域占有相当大的市场。
3.5无机磷酸盐富锌底漆
无机磷酸盐富锌涂料源自20世纪60年代中期由美国SermatechInternational公司开发的高温固化的SermeTelW涂料,从60年代起,西方多数航空发动机的钢铁部件都普遍采用这种涂料。但该涂料只能在高温下固化,涂料成本昂贵、工艺性能差。国内研制的常温固化无机磷酸盐涂料,为包含无机磷酸盐主成分、固化剂、锌粉的三组分涂料。该涂料同时具备阴极保护、化学缓蚀、屏蔽、磷化、转化锈(轻微锈)等功能,还有耐400℃高温的特性。该涂料由于对钢铁具有磷化的作用,所以将普通低表面处理涂料的缓蚀钝化功能与富锌涂料的电化学阴极保护功能良好结合,所以可以降低金属的表面处理等级,扩大了该涂料的应用领域。
4.结语
富锌涂料产品的研究将更加关注功能性、环保性,主要发展品种将集中在鳞片型富锌底漆、湿固化聚氨酯富锌底漆、水性环氧富锌底漆,而对于无机富锌底漆通过配方改进,改善产品的力学性能、施工性能和施工环境的适应性也是进一步研究的方向。
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