影响富锌涂料防腐年限、产品质量、生产成本的关键因素
查看次数:    日期:2019-09-27 13:33:08

富锌类重防腐涂料的目标和初衷是确保产品质量,涂料成本主要影响因素是原材料的优选和涂料的生产及涂装工艺的认真执行,下面以ZM99-01A01无机多功能防腐涂料和ZM99-01A37省工型防腐涂料为例进行列举分析:

1.富锌涂料防腐蚀保护机理

(1)电化学保护作用

腐蚀电池体系中,始终是电极电位更低的阳极受到腐蚀,锌的标准电势(-0。762V)比铁的标准电势(-0。440V)更低。当水浸入涂膜时,在涂膜与钢铁之间会形成一个原电池体系。锌在阳极,失去电子被腐蚀;铁在阴极,得到电子受到保护。锌粉在涂层中起到十分关键的作用,必须在涂膜中保持一定含量,使腐蚀电池体系中电子转移保持畅通不能受阻,电化学保护作用才能持久。

(2)物理屏蔽作用

富锌涂料的屏蔽作用主要靠难溶盐的生成和腐蚀产物堵塞涂层孔隙,从而防止铁表面与氧、水等有害介质的进一步接触,起着物理屏蔽作用。同时这些腐蚀产物可以使涂膜紧密的结合起来,增大电阻,减缓电化学腐蚀的速率,锌粉的消耗速率就会大大降低,其耐久性就会提高。

(3)涂膜自修复作用

当涂膜上有部位被机械损伤后,露出基体金属,在较小面积内(通常6mm)腐蚀电流能流向钢铁露出部分,则锌的产物就沉积在此处形成一层保护膜,延缓腐蚀继续发生。

(4)钝化作用

涂料对钢材有着良好的钝化作用。涂料成膜过程中随水分的蒸发,涂层的 PH 值发生变化,使涂料对钢材基材有着良好的钝化作用。

2.富锌涂料对锌粉的要求

欲使富锌涂膜起到电化学保护作用前提是整个涂层必须有良好的导通性,使整个涂层与钢铁基材体系形成电化学回路,即涂料中必须含有足够量的锌粉涂层才能起到电化学保护作用。

(1)锌粉在干膜中的含量、纯度及细度

为了实现锌粒子之间,锌粒子与钢铁表面之间紧密接触,必须要求锌粉在干膜中有足够的含量、纯度和细度,确保锌粉在干膜中的含量要大于80%,才能形成良好的电流传递,只有锌粉含量达到96%,富锌涂料才不会生硬沉淀。

(2)锌粉在涂料中的形状

传统的富锌涂料采用球状锌粉,它们之间是以点接触的形式来传输电子,并和钢材基体也保持电接触。由于是点接触,所以涂层的导通性较差,为了提高涂层的电导率,必须添加大量的锌粉,此时的锌粉的体积浓度远远超过了CPVC,粘结剂不足以填补涂层间的空隙,从而形成了多孔隙的涂层结构。当锌粉从颗粒状变为鳞状时,增加了渗透距离(即迷宫效应),更加强了物理屏蔽作用.同时降低了涂层的内应力,抑制涂层的龟裂、脱落,提高了涂层的粘结力和抗介质渗透能力,从而提高了涂层的防腐蚀性能。

3。纳米稀土元素及纳米金属添加剂

传统的富锌涂料只含锌,由于在钢基体受到腐蚀的初期,激烈的电化学反应导致锌粒子先于铁粒子腐蚀,锌是阳极,被腐蚀,铁是阴极,得到保护,从而起到牺牲阳极保护阴极的效果,但同时由于镨、镱、的金属活动性均排在锌之前,故可以代替锌粉达到更好的防腐效果。

4。石墨烯添加剂

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质新材料,具有优异的电性能和高的径厚比(>200)以及薄的片层结构(<1nm),是已知最薄、最强的材料。利用石墨烯具有超大的比表面积、优异的防腐性能、导电性能,以及良好的化学稳定性,可以制造防腐效果好、使用寿命长、无毒无污染、涂料涂层薄、适用范围广的新型复合材料。将石墨烯加入到防腐涂料中,可以大大降低了涂料漆膜的厚度。

5.基料的选择

(1)选用泽马专利产品

ZM99-01无机多功能防腐涂料;水性基料是以水性无机硅酸锂粘结剂为基料的主要成分,其粒子水化半径小,反应性强,模数高;硅酸锂溶液粘度低,自干性快,生成的干膜不溶于水,由其制备成富锌涂料无毒、无味、不燃,具有优异的耐磨性、柔软性、抗冲击性、抗弯曲性、耐高低温性、抗电焊切割性、及耐化学腐蚀性,粘接度≥10Mpa、耐湿热性、耐盐水性、乃盐雾性≥5000h,涂膜表干1h(经受雨淋、不起泡、不脱落)。

(2)摩尔比

ZM99-01水性基料具有高摩尔比,其M>5。

(3)添加催化剂和硅氧烷低聚物改性剂

    高模数硅酸盐水性无机富锌涂料液料组分在制备过程中易出现粉径分布不均,稳定性差等问题导致涂料在存储过程中出现凝胶化,在低表面处理钢材等基体表面,上述涂层问题更容易发生。通过添加催化器、硅氧烷低聚物、改性剂使制得的高模数硅酸盐溶液粒径分布均匀、长时间不发生凝胶化反应,同时与锌粉混合物反应时涂层各部分反应速率均匀,不发生应力集中现象。

6。关于ZM99-01A37省工型防腐涂料

(1)关于锌含量

锌粉是一种化学活性颜料。锌的活性比铁高因此锌在钢铁的表面作为牺牲阳极,对钢铁起到保护作用。同时锌粉被腐蚀之后的产物可填充涂膜空隙,封闭涂膜损伤部位,是一种有效的防锈颜料。现在使用的环氧富锌普遍存在锌含量低(<80%),不能保证锌粉之间及锌粉同底材之间的电流传递。只有当干膜中的金属锌含量超过96%时,才能呈现防腐效果好,存放过程中不会产生硬沉淀而影响使用。

(2)粘合剂选择

在粘结剂的选择上,结合长链、短链双酚A型环氧树脂的协同作用,选用改性环氧树脂作为基料,使得涂层具有优异的附着力、耐水、耐盐雾等性能,可应用于管道、桥梁、船舶、杆塔等钢铁基材,作为底涂层使用,防腐性能优异。

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