富鋅涂料防腐蝕機理

主要防腐作用有:屏蔽作用、電化學防護、涂膜自修復和鈍化作用。

(1)屏蔽作用，富鋅涂料的屏蔽作用重要靠難溶鹽的生成和腐蝕產(chǎn)物。傳統(tǒng)的富鋅涂料采用球狀鋅粉，它們之間是以點接觸的形式來傳輸電子，并和鋼材基體也保持電接觸。由于是點接觸，所以涂層的導通性較差，為了提高涂層的電導率，必須添加大量的鋅粉，此時的鋅粉的體積濃度遠遠超過了CPVC，粘結(jié)劑不足以填補涂層間的空隙，從而形成了多孔隙的涂層結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在很多鋅粉從顆粒狀變化為鱗片狀時，更加強了物理屏蔽作用，因為鱗片狀鋅粉的加入增加滲透距離的同時，在涂層中形成了無數(shù)的微小區(qū)域，減少了涂層與金屬基體之間的熱膨脹系數(shù)之差，降低了涂層硬化時的收縮率、涂層內(nèi)部的應力，抑制了涂層的龜裂、脫落，提高了涂層的粘結(jié)力和抗介質(zhì)滲透能力，從而提高了涂層的防腐蝕性能。鋅的腐蝕產(chǎn)物隨腐蝕介質(zhì)的不同而不同，有氧化鋅、氫氧化鋅、堿式碳酸鋅、堿式氧化鋅硫酸鋅等，由于這些物質(zhì)的形成使得體積膨脹，填滿涂膜的空隙，從而防止鐵表面與氧、水等有害介質(zhì)的進一步接觸，起著物理屏蔽作用。同時這些腐蝕產(chǎn)物可 以使涂膜緊密的結(jié)合起來，增大電阻，減緩電化學腐蝕的速率，鋅粉的消耗速率就會大大降低，其耐久性就會提高。

(2)犧牲鋅粉的保護作用富鋅涂料含有大量的鋅粉，鋅粒子之間，鋅粒子與鋼鐵表面之間緊密接觸，鋅電位比鐵更負，所以在電解質(zhì)溶液中鋅原子容易失去電子變成陽極，鐵則為陰極。在陽極區(qū)鋅由于失去電子而被腐蝕掉，在陰極區(qū)鋼鐵表面不段得到電子，從而得到保護。

欲使涂膜導電發(fā)揮犧牲陽極的作用，要求整個涂層必須有良好的導通性，使整個涂層與鋼鐵基材體系形成電化學回路，富鋅涂層才能起到電化學保護作用。

(3)涂膜的自修補作用，當涂膜上有部位被機械損傷后，露出基體金屬，在較小面積內(nèi)腐蝕電流能流向鋼鐵露出部分，則鋅的產(chǎn)物就沉積在此處形成一層保護膜，延緩腐蝕繼續(xù)發(fā)生。

(4)鈍化作用:涂料對鋼材有著良好的鈍化作用，涂料成膜過程中隨水分的蒸發(fā)，涂層的 PH 值發(fā)生變化，鋼材基體的電極電位不是一直處于受電化學保護的狀態(tài)，因此涂料對鋼材基材有著良好的鈍化作用。

(一)有機富鋅涂料:有機富鋅涂料常用環(huán)氧樹脂、氯化橡膠、乙烯基樹脂和聚氨酯樹脂為成膜基料。最為常用的是環(huán)氧富鋅涂料，其中聚酰胺固化環(huán)氧富鋅底漆是有機富鋅底漆中應用最大的品種。有機富鋅涂料的有機成膜物的導電性能差，必須增加鋅粉含量以保證導電性。美國鋼結(jié)構(gòu)涂裝協(xié)會 SSPC Paint-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導電性的。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。

有機型防銹性能比無機稍差，導電性、耐熱性、耐溶劑性不如無機型的，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。冷涂鋅涂料是近年來新出現(xiàn)的一個涂料品種，主要是代替熱鍍鋅或者說是在熱鍍鋅施工較困難的情況下，可以使用。是由鋅粉、有機樹脂和溶劑組成。因此應該劃分為有機富鋅涂料中。此涂料的特點是鋅粉含量高，來達到良好的防腐蝕效果。

(二)無機富鋅涂料:無機富鋅涂料有溶劑型和水性兩類。溶劑型無機富鋅涂料是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水分并發(fā)生水解反應，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(納、鉀、鋰)樹脂、鋅粉、助劑組成的雙組分涂料?，F(xiàn)在也開發(fā)出磷酸鹽類的富鋅涂料，水性無機富鋅涂料的發(fā)展已經(jīng)有 50 多年的歷史了，該產(chǎn)品最早是由美國航空航天總署(NASA)研發(fā)出來的，作為太平洋小島的衛(wèi)星接收站的防銹用。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)，施工較為復雜，漆膜較脆。目前市場上廣泛應用的是水性自固化無機富鋅涂料。

由下列重量百分比的原料制成:

環(huán)氧樹脂 25-60%

酚醛環(huán)氧樹脂 2-15%

固化劑 3-10%

固化促進劑 0.05-0.5%

流平劑 5031- 3%

增韌劑PVB 0.2-2%

脫氣劑 0.1-0.5%

流動促進劑 0.1-0.2%

鋅粉 20-50%

填料 0-20%。

富鋅涂料僅在施工和固化得以正常進行的10攝氏度以上的溫度條件下使用、施工表面溫度和油漆本身的溫度應分別高于這個限度。在冰點及冰點以下施工應注意表面凝結(jié)的冰塊會影響漆膜的附著力，油漆本身的溫度應高于15攝氏度。為避免水汽凝結(jié)，須在干燥、潔凈而溫度又高于露點的表面施工。在狹窄處施工和干燥期間，應大量通風。

1、使用現(xiàn)場保持通風良好，嚴禁煙火、焊接，使用防爆設(shè)備。

2、溶劑或漆霧對身體具危害性，請佩戴合格有效的勞動保護用品。輕微不造適者可稍事休息，嚴重者及時送醫(yī)治療。

有機型防銹性能比無機稍差，導電性、耐熱性、耐溶劑性不如無機型的，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。冷涂鋅涂料是近年來新出現(xiàn)的一個涂料品種，主要是代替熱鍍鋅或者說是在熱鍍鋅施工較困難的情況下，可以使用。是由鋅粉、有機樹脂和溶劑組成。因此應該劃分為有機富鋅涂料中。此涂料的特點是鋅粉含量高，來達到良好的防腐蝕效果。