水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的原理和應(yīng)用
文章發(fā)布于：2019-11-05 作者：昂威涂料 瀏覽次數(shù)：次
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的原理和應(yīng)用
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆，是一種以高變位系數(shù)硅酸鹽溶液為黏合劑，以極細(xì)高活性鋅粉做為關(guān)鍵防銹處理色漿的另外多組分水溶性常溫下凝結(jié)防腐材料。你在在其中的硅酸鹽溶液，關(guān)鍵指硅酸鈉，硅酸鉀，硅酸鋰等，一般 的分析化學(xué)表達(dá)式為：
M2·mSiO2·nH2O。
你在在其中M為Na+、K+、Li+等，m、n為M2O，SiO2、H2O三個(gè)構(gòu)成成份的摩爾數(shù)。
硅酸鹽溶液中，絕大部分是與二價(jià)硅酸鹽正離子HSi2O5-、Si2O52-，及其聚硅酸鹽正離子相關(guān)的硅酸鹽化學(xué)式和離子化合物Si（OH）4，HSiO3-、SiO32-。
一 粘附基本概念和破乳基本要素
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的反映基本概念如圖已知1圖例，硅酸鹽溶液中的非特異硅酸與漆層中的非特異鋅粉和烤漆工藝鋼構(gòu)架表層的非特異鐵原子核導(dǎo)致放熱反應(yīng)，導(dǎo)致一種Zn-SiO42--Fe的絡(luò)合構(gòu)造，漆層根據(jù)離子鍵粘附在鋼構(gòu)架表層，具備非常好的粘結(jié)性。即便跌跌撞撞后，漆層也不容易規(guī)模性翹皮或松掉，而僅僅跌跌撞撞處出現(xiàn)凹痕，凹痕處上邊全是漆層維修保養(yǎng)農(nóng)村基層不容易銹蝕。
圖1 水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的反應(yīng)機(jī)理示意圖
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的漆膜在干躁全過(guò)程中，鋅粉和鋼農(nóng)村基層根據(jù)硅酸鹽構(gòu)造相互連接，產(chǎn)生了一個(gè)總體，如圖已知2圖示。當(dāng)建筑涂料涂到鋼架結(jié)構(gòu)基材表層時(shí)，鋅粉顆粒物中間，鋼基材與鋅粉中間都維持金屬材料的立即觸碰，根據(jù)硅氧鍵與鋅粉和基材的反映，使漆膜與基材可以緊密聯(lián)系。在此情況下，假如水份入侵漆膜內(nèi)部，就產(chǎn)生了一個(gè)由鋅粉和鐵構(gòu)成的充電電池，因?yàn)殇\的電位差比鐵低，鋅粉做為陽(yáng)極保護(hù)了做為負(fù)極的鐵，使鋼架結(jié)構(gòu)基材不容易銹蝕，鋅粉在此全過(guò)程時(shí)會(huì)銹蝕，造成白銹，即說(shuō)白了管道陰極保護(hù)功效，如圖已知3圖示。
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的反映原理平面圖
圖3 水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的陰極保護(hù)實(shí)驗(yàn)
漆膜腳踏實(shí)地（常溫下2鐘頭）后，漆膜中的鋅粉就會(huì)再次與氣體中的H2O，CO2，O2，SO2及其別的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生放熱反應(yīng)，即說(shuō)白了的后固化，后固化過(guò)程會(huì)轉(zhuǎn)化成如氧化鋅，氫氧化鋅，堿式碳酸鋅鋅，硫酸鋅等腐蝕物質(zhì)。后固化過(guò)程持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，伴隨著反映過(guò)程的不斷，這種腐蝕物質(zhì)慢慢沉積在漆膜里鋅粉中間的空隙里，提升了漆膜的高密度性和內(nèi)聚力抗壓強(qiáng)度，提高了漆膜的抗?jié)B等級(jí)屏蔽掉特性。另外，腐蝕填充材料也會(huì)減少漆膜的氧化還原電位，使電化學(xué)腐蝕的電流強(qiáng)度減少，進(jìn)而鋅粉的耗費(fèi)速度會(huì)大幅度降低，因此漆膜的使用性能巨大提高。這一反映過(guò)程，持續(xù)時(shí)間一般 幾個(gè)星期到好多個(gè)月，以至于更長(zhǎng)的時(shí)間。
二 漆料特性
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆有下列一些特性：
1. 零VOC
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的秘方中不帶有一切有機(jī)化學(xué)成份，不帶有一切有機(jī)溶劑，是徹底純碎的水性漆，VOC含量為零。工程施工全過(guò)程中沒(méi)有易燃易爆物品的風(fēng)險(xiǎn)，職工只必須配戴防塵面罩就能確保身心健康，立即用冷水稀釋液和清洗機(jī)械，清理后的水，只能弱偏堿，能夠做簡(jiǎn)易沉定后直排，對(duì)自然環(huán)境沒(méi)害。國(guó)家已經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)推廣建筑涂料水性化發(fā)展戰(zhàn)略，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的隔熱性和工程施工安全系數(shù)，是其較大的特點(diǎn)。
2. 較長(zhǎng)使用性能
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆噴漆之后產(chǎn)生一道純無(wú)機(jī)物鍍層，因而徹底不會(huì)受到太陽(yáng)、紫外光、雨、露、病菌、藻類(lèi)植物或溫度等要素的危害，即便歷經(jīng)很多年的日曬雨淋，也不容易脆化霉變，薄厚也不容易減薄。并且曝露時(shí)間越長(zhǎng)，漆膜因后后干固水平加重，高密度性會(huì)愈來(lái)愈高，漆膜與農(nóng)村基層的附著力（內(nèi)聚力）的檢測(cè)結(jié)果比原始時(shí)高許多。
上年檢測(cè)了一些室外置放了很多年的樣版，用易高108附著力測(cè)試漆膜的附著力，基本上都會(huì)15MPa左右，損壞方式以粘膠劑損壞主導(dǎo)，如圖已知4圖示。用打磨砂紙打磨拋光漆膜表層，里邊外露黑亮的金屬質(zhì)感。
圖4 露天放置多年的水性無(wú)機(jī)富鋅底漆試板的附著力測(cè)試
3. 耐高溫
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆在未涂面漆的情況下，長(zhǎng)期耐熱溫度高達(dá)400℃。鋅粉的熔點(diǎn)在419.6℃，但漆膜在超過(guò)該溫度時(shí)，鋅粉并不會(huì)融化，因?yàn)殇\粉比無(wú)機(jī)硅酸鹽結(jié)構(gòu)固定了，因此鋅粉顆粒軟化時(shí)并不能流動(dòng)，加熱到1200℃以上都不受影響。只是在超過(guò)400度以上的高溫環(huán)境下，單層的水性無(wú)機(jī)富鋅底漆漆膜的氧化和碳化速率會(huì)大大加快，鋅粉損耗會(huì)加快。如果在底漆表面涂覆1～2道耐溫600度的有機(jī)硅鋁粉漆，隔絕無(wú)機(jī)富鋅涂層與空氣接觸，涂層的長(zhǎng)期耐溫可達(dá)540度。
另外，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆抗冷熱沖擊性非常好，驟冷驟熱多次，漆膜均無(wú)明顯變化。比如用噴燈將噴涂水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的試板燒紅，然后將其投入冷水中，取出試板繼續(xù)循環(huán)測(cè)試多次，漆膜均無(wú)明顯變化。
4. 陰極保護(hù)性
從前面的成膜機(jī)理可以發(fā)現(xiàn)，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的陰極保護(hù)性是極其優(yōu)異的。實(shí)驗(yàn)表明，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆按照美國(guó)軍DOD-P-24648，該標(biāo)準(zhǔn)主要適用于暴露在海面、高濕、海水及大氣環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)外表面的含鋅底漆，其中，陰極保護(hù)性能規(guī)定時(shí)間為30天。將帶有裸露金屬的試板浸入3%的中性鹽水中，1/3的試板在液面以上。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)添加蒸餾水來(lái)保證液面高度恒定。如圖5所示，經(jīng)過(guò)一個(gè)月的浸泡實(shí)驗(yàn)，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆試板表面裸露部分未發(fā)生銹蝕，后續(xù)實(shí)驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行了一年多，三塊試板中的兩塊在一年后，裸露部分也未發(fā)生銹蝕，說(shuō)明了其陰極保護(hù)作用及其優(yōu)異。
圖5 水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的陰極保護(hù)實(shí)驗(yàn)試板
跟同樣具有陰極保護(hù)作用的金屬鋅涂層（電鍍鋅，熱浸鍍鋅等）相比，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆還有其特點(diǎn)。水性無(wú)機(jī)富鋅涂層里的鋅粉是被無(wú)機(jī)硅酸鹽粘結(jié)劑包圍和分割的，這樣就減弱了他的化學(xué)反應(yīng)和導(dǎo)電能力。實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)機(jī)富鋅和金屬鋅層的陰極保護(hù)電位同樣，可是無(wú)機(jī)富鋅的電流強(qiáng)度顯著小于金屬材料鋅層，這說(shuō)明金屬材料鋅層比無(wú)機(jī)富鋅具備更高的有機(jī)化學(xué)特異性，因此會(huì)耗費(fèi)迅速。5. 導(dǎo)靜電感應(yīng)
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的漆層氧化還原電位一般在10-5～10-7中間，可導(dǎo)靜電感應(yīng)，因此特別適合用以中性溶劑儲(chǔ)存罐內(nèi)腔，不但防腐蝕特性優(yōu)良，并且能導(dǎo)靜電感應(yīng)，考慮對(duì)儲(chǔ)存罐安全系數(shù)的規(guī)定。
6. 耐溶劑性
水性無(wú)機(jī)富鋅鍍層是徹底的無(wú)機(jī)化合物，因而，即便是溶解度較強(qiáng)的有機(jī)化合物，如芳香烴，大環(huán)內(nèi)酯，長(zhǎng)鏈脂肪酸，烴的氟化物等溶劑也不容易將其融解。她們也不會(huì)受到成品油，潤(rùn)滑脂，航空煤油和別的原油商品的危害。因而長(zhǎng)期性曝露于所述化合物的自然環(huán)境中，徹底能夠應(yīng)用水性無(wú)機(jī)富鋅涂料。
7. 防火
水性無(wú)機(jī)富鋅鍍層歸屬于無(wú)機(jī)化合物，不容易點(diǎn)燃，即便曝露在火苗中也不容易點(diǎn)燃。涂有水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的厚鋼板再用氧炔焰激光切割時(shí)，漆層也不容易點(diǎn)燃。
8. 電焊焊接性
海外做已過(guò)水性無(wú)機(jī)富鋅鍍層對(duì)電焊焊接和電焊焊接職工危害的試驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)機(jī)鋅鍍層能被電焊焊接而對(duì)PCB沒(méi)有抗壓強(qiáng)度的減少，無(wú)論針對(duì)工程施工前的面漆，還是全部薄厚（75μm）的無(wú)機(jī)鋅鍍層和沒(méi)有鍍層是的電焊焊接是一樣的。圖7涂有水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的試板開(kāi)展電焊焊接實(shí)驗(yàn)后的相片，圖中能夠看得出，電焊焊接對(duì)周邊的漆層基本上沒(méi)有危害。
9. 耐磨性能性
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的鉛筆硬度可做到5H左右，此外因?yàn)槠釋优c板材是離子鍵融合，粘合力很好，因而噴漆水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的預(yù)制構(gòu)件磕磕碰碰后，會(huì)出現(xiàn)凹痕，而漆層不容易脫落。
三 運(yùn)用市場(chǎng)前景
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的眾多優(yōu)勢(shì)，使其在許多行業(yè)具備非常好的運(yùn)用市場(chǎng)前景。
1. 水性重防腐涂料管理體系的面漆或是做為單一防腐蝕鍍層應(yīng)用
現(xiàn)階段國(guó)家都會(huì)大力發(fā)展硝基漆，高固態(tài)份涂料和無(wú)溶劑涂料等隔熱性防腐材料。在重防腐涂料行業(yè)而言，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆是最完善的水性防銹處理面漆，水性環(huán)氧底漆，水性聚氨酯漆現(xiàn)階段也不太完善，并且成本費(fèi)較高，工程施工規(guī)定更高，對(duì)自然環(huán)境的規(guī)定也很好。因而，較為實(shí)際的水性化對(duì)策，就是說(shuō)以水性無(wú)機(jī)富鋅底漆做為重防腐蝕管理體系的面漆，配套設(shè)施隔熱性不錯(cuò)的高固態(tài)份或是無(wú)溶劑環(huán)氧漆和聚氨酯漆，或聚硅氧烷涂料，那樣的配套設(shè)施管理體系，VOC排污少，防腐蝕特性優(yōu)良，漆層安全防護(hù)長(zhǎng)壽命，現(xiàn)階段在對(duì)隔熱性和防腐蝕使用壽命均有非常好規(guī)定的場(chǎng)所，應(yīng)當(dāng)有非常好的運(yùn)用市場(chǎng)前景。
2. 耐熱面漆
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆是純無(wú)機(jī)構(gòu)造，因此耐熱性非常好，這由于鋅粉的溶點(diǎn)稍低，造成其耐熱性受限制。假如配套設(shè)施耐熱有機(jī)硅材料氧化鋁粉漆，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆可長(zhǎng)期性用以200～540℃范疇的鋼架結(jié)構(gòu)耐熱面漆。此外，因?yàn)樗詿o(wú)機(jī)富鋅底漆短時(shí)間耐高溫溫度可去1200℃左右，能夠用以火箭隊(duì)發(fā)射架等場(chǎng)所。
3. 不除去的生產(chǎn)車(chē)間面漆
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆短時(shí)間耐高溫超出1200℃，防火，耐磨性能，可電焊焊接，不害怕磕磕碰碰，并且是純水性漆，因此徹底能夠用來(lái)鋼架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)車(chē)間面漆。涂有水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的厚鋼板歷經(jīng)運(yùn)送、激光切割、電焊焊接，火工糾正等加工工藝流程后，厚鋼板表面的漆層跟別的有機(jī)化學(xué)生產(chǎn)車(chē)間面漆對(duì)比，損壞水平小許多，因此徹底能夠無(wú)需做掉，只必須歷經(jīng)簡(jiǎn)易的清除打磨拋光，就能夠涂敷下道涂料。那樣的加工工藝，能夠省掉一道二次噴砂處理程序流程，另外節(jié)約一道富鋅底漆，真實(shí)節(jié)能減排，提高工作效率，也有益于確保鋼架結(jié)構(gòu)的防腐蝕品質(zhì)。
4. 有機(jī)溶劑儲(chǔ)存罐內(nèi)腔
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆不但耐溶劑性強(qiáng)，并且漆層導(dǎo)靜電感應(yīng)，其氧化還原電位在10-6左右，因此能夠用以除開(kāi)工業(yè)甲醇，室內(nèi)甲醛等有機(jī)溶劑以外的絕大多數(shù)中性溶劑儲(chǔ)存罐，也可用以各種各樣石油制品如成品油，脂肪烴工藝品儲(chǔ)存罐，及其氡氣罐、氧氣罐的內(nèi)腔。水性無(wú)機(jī)富鋅底漆不近能夠做為單面應(yīng)用，還可以做為復(fù)合型導(dǎo)靜電感應(yīng)防腐蝕管理體系的面漆應(yīng)用，用以成品油罐的導(dǎo)靜電感應(yīng)面漆，由于其具備管道陰極保護(hù)功效，因此鍍層防腐蝕長(zhǎng)壽命，能夠增加儲(chǔ)存罐的清罐周期時(shí)間，減少儲(chǔ)存罐的維護(hù)保養(yǎng)成本費(fèi)。此外，手洗無(wú)機(jī)富鋅底漆的隔熱性和安全系數(shù)，在儲(chǔ)存罐耐腐蝕工程施工時(shí)，也具備挺大優(yōu)點(diǎn)
5. 無(wú)機(jī)富鋅防銹處理止滑涂料
在水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的秘方中，配搭一定占比的止滑石料，能夠制成無(wú)機(jī)富鋅防銹處理止滑涂料，用以高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接面抗滑移涂料。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，漆層原始抗滑移指數(shù)超出0.55,6月的抗滑移指數(shù)超出0.45�，F(xiàn)階段早已很多用以各種大中型鋼結(jié)構(gòu)橋梁等工程項(xiàng)目中，例如京滬高鐵一部分公路橋梁中，歷經(jīng)很多年認(rèn)證，實(shí)際效果優(yōu)良。
四 施工技術(shù)
由于水性無(wú)機(jī)富鋅底漆破乳的多樣性，其對(duì)工程施工的規(guī)定也跟基本水溶性樹(shù)脂富鋅底漆有挺大差別，但并非說(shuō)水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的工程施工難度系數(shù)有多少，要是把握步聚，嚴(yán)格要求，水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的工程施工品質(zhì)還是有確保的。
1. 板材金屬表面處理
噴砂處理前要先查驗(yàn)鋼架結(jié)構(gòu)表面是不是有油漬等空氣污染物，若有務(wù)必先消除清洗，等干躁側(cè)后方可噴砂處理。
噴砂處理物質(zhì)可采用金鋼砂、鋼球、鐵礦砂、銅粉煤灰等，不可以選用海砂；噴砂處理物質(zhì)應(yīng)干躁無(wú)油漬，噴砂設(shè)備務(wù)必配置特性優(yōu)良的油氣分離器。噴砂處理后的鋼表面能用空氣壓縮或吸塵機(jī)清除整潔，表面不可受油、蠟等有機(jī)化合物的環(huán)境污染。若部分遭受油、蠟環(huán)境污染，也務(wù)必用除油劑消除。
鋼表面經(jīng)噴砂處理或拋丸除銹后的表面潔凈度級(jí)別務(wù)必做到GB 8923要求的Sa 2.5級(jí)或左右，粗糙度以Rz30～75μm為宜。粗糙度過(guò)大，非常容易導(dǎo)致涂料奢侈浪費(fèi)，并且尖峰處不容易被涂料遮蓋，非常容易銹蝕。若水性無(wú)機(jī)富鋅底漆做為不做掉的生產(chǎn)車(chē)間面漆應(yīng)用，粗糙度以Rz30～50μm為宜
表面預(yù)備處理后新外露出去的PCB金屬材料處在活性情況，曝露在濕冷或強(qiáng)浸蝕自然環(huán)境下非常容易再度銹蝕。為避免鋼才銹蝕，一般應(yīng)在噴砂處理后4鐘頭內(nèi)噴涂面漆，濕冷或工業(yè)生產(chǎn)大氣污染下，應(yīng)在2鐘頭內(nèi)噴漆結(jié)束，大晴天或環(huán)境濕度并不大的標(biāo)準(zhǔn)下，最多不超出8鐘頭。
噴涂前如發(fā)覺(jué)PCB不銹鋼鈍化被環(huán)境污染或返繡，應(yīng)再次開(kāi)展金屬表面處理，以做到規(guī)定。
2. 噴涂自然環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
噴涂工作 應(yīng)盡量在天氣晴朗標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)展，氣侯濕冷或平均氣溫較低的時(shí)節(jié)應(yīng)在房間內(nèi)開(kāi)展。
LT-100水性無(wú)機(jī)富鋅涂料溫度規(guī)定為5℃～35℃；環(huán)境濕度不高過(guò)85%。盡量減少在超溫發(fā)熱的鋼才（如夏季下午經(jīng)太陽(yáng)曝曬后的厚鋼板）上噴涂，要不然會(huì)造成干噴、鍍層裂開(kāi)等缺點(diǎn)，宜挑選早晨、晚上或房間內(nèi)開(kāi)展。板材環(huán)境溫度低，漆層不容易干躁；溫度過(guò)低，漆層非常容易結(jié)凍，結(jié)凍后務(wù)必噴砂處理后重涂。
此外，須防止在干躁起風(fēng)的天氣情況下到室外工程施工，不然鍍層由于干固很快造成裂開(kāi)，宜在房間內(nèi)工程施工。
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆在常溫狀態(tài)4鐘頭即腳踏實(shí)地，這時(shí)雨淋對(duì)鍍層已無(wú)危害，溫度越低，腳踏實(shí)地時(shí)間越長(zhǎng)。
3. 涂料配置
水性無(wú)機(jī)富鋅底漆為雙雙組分涂料，噴涂前必須將2個(gè)多組分混和拌和勻稱后，即可開(kāi)展工程施工。
采用氣動(dòng)式或電動(dòng)攪拌機(jī)，開(kāi)展髙速拌和，不提議選用手工制作拌和。
應(yīng)用前，先將組A（粘接劑）充足拌和，隨后在拌和雙組分A（粘接劑）的另外，慢慢按占比將雙組分B（鋅粉）加上到雙組分A（粘接劑）中，隨后充足拌和10分鐘左右。應(yīng)用前提議將化合物經(jīng)40～80目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)慮，防止噴漆堵槍。
嚴(yán)禁將雙組分A（粘接劑）加進(jìn)雙組分B（鋅粉）中拌和，以防止起塊。
夏季溫度過(guò)高時(shí)，配置好的涂料可加上5%之內(nèi)的冷水調(diào)整黏度，別的時(shí)節(jié)一般沒(méi)加，以確保鍍層薄厚。配置的涂料應(yīng)在可用期限內(nèi)用完，可用期就是指多組分涂料在應(yīng)用前按照規(guī)定的占比混和后，不產(chǎn)生膠化能一切正常工程施工的時(shí)間。常溫狀態(tài)一般8鐘頭；溫度上升，可用期減少，溫度減少，可用期增加。
開(kāi)桶后未配置的涂料要再次封閉式存儲(chǔ)，留意防火安全防水，防止太陽(yáng)曝曬。
