解析有机无机富锌涂料特点及应用领域

五环之外

随着国内工业化进程的加快，包括对铁路、公路以及各种基础设施建设的推进，对于各种涂料的使用量也是越来越大，尤其在工业涂装领域，重防腐更成为物体防护必不可少的工序，富锌涂料做为一种性能优异的低成本重防腐涂料，应用领域和范围也非常广泛，包括石油化工设备、桥梁、造船、海上平台、近海建筑物、港口设施、各类水工结构、发电厂的各类钢结构、交通运输机械、铁塔以及工程机械和各种储罐等各类防腐蚀要求高的钢铁结构和构件的表面的防腐处理，不仅成为某些应用场合的主导产品，而且具有良好的效果。

何为有机无机富锌涂料？

　　富锌涂料分为有无机富锌涂料和无机富锌涂料。有机富锌涂料，是最为常用的是环氧富锌涂料，常用环氧树脂、氯化橡胶、乙烯基树脂和聚氨酯树脂为成膜基料，中聚酰胺固化环氧富锌底漆是有机富锌底漆中应用最大的品种。无机富锌涂料分为有溶剂型和水性两类，溶剂型无机富锌涂料以正硅酸乙酯为基料，因为正硅酸乙酯可以溶于有机溶剂，喷涂后，在溶剂挥发的同时正硅酸乙酯中的烷氧基吸收空气中的水分并发生水解反应，交联固化成高分子硅氧烷聚合物；也就是硅酸乙酯水解缩聚，形成网状高聚物涂膜的过程。水性无机富锌涂料是由水性无机硅酸盐（钠、钾、锂）树脂、锌粉、助剂组成的双组分涂料。水性无机富锌涂料分为后固化型和自固化型两种，后固化型无机富锌涂料漆膜干燥后，需要加热或者涂上酸性固化剂（稀磷酸或者MgCl2水溶液），施工较为复杂，漆膜较脆。目前市场上广泛应用的是水性自固化无机富锌涂料。

　　有机无机富锌涂料各自特点及区别

　　有机富锌涂料中有机成膜物的导电性能差，必须增加锌粉含量以保证导电性。美国钢结构涂装协会SSPCPaint-20中规定：有机富锌涂料锌粉占干膜质量不少于77%，无机富锌涂料锌粉占干膜质量不少于74%，此规定就是为了增加涂膜的导电性。此外，有机树脂的粘结性优于无机树脂，这样也为高含量锌粉附着提供了更好的保证。有机型涂料的防锈性能比无机型稍差，导电性、耐热性、耐溶剂性不如无机型涂料，但施工性能好，对钢材表面的处理质量容忍度较大。同时环氧富锌底漆与大多数涂料可以兼容，且配套涂层之间有着协同作用，使配套涂层的寿命较单独使用时提高1.5~2.4倍。其由锌粉、有机树脂和溶剂组成，因此划分为有机富锌涂料。此涂料的特点是锌粉含量高，防腐蚀效果优良。

　　水性无机富锌涂料综合性能优良，有很多优势，但在实际应用中也存在一些缺点：涂层的微观多孔导致屏蔽性能较差、电化学极化率增大造成涂层过早失效、涂层较厚时有裂纹倾向、施工性能不如有机类好，条件较为苛刻；高模数硅酸盐涂料虽然防腐性能优良，但粘度较高容易凝胶，稳定性差。特别是水性环氧树脂涂料在成膜时，大部分水分蒸发后，环氧树脂乳胶粒子相互接触，而残余的水分和固化剂分子则处在分散相粒子的间隙。水分进一步蒸发，分散相粒子开始凝结，同时固化剂分子扩散到分散相粒子的界面及内部发生固化反应，扩散速度变慢，粒子之间很难凝结成膜，固化反应进行的不完全，不能形成均匀致密的涂膜，导致防腐性能变差。总之，与溶剂型富锌涂料相比，水性富锌涂料存在防腐性能、施工性能、成本等问题。

无机富锌涂料的应用领域解析

　　1、无机富锌涂料在船舶涂装中应用：无机富锌涂料在船舶涂装中主要是作为防锈底漆广泛应用于钢材预处理以及船壳内、外表面的防锈涂装，在这类场合的应用充分体现了无机富锌涂料的优异防腐蚀性能。无机富锌涂料在船舶中的涂装应用主要体现在三个方面：第一、用于水线以下船体。无机富锌涂料中的硅酸盐呈碱性，涂膜中的锌粉与海水反应生成的也是碱性物质，使船底与海水形成碱性环境，而海生物在碱性环境中难以生存，从而起到防污作用。第二、在船舶液舱中的应用。无机富锌涂料在液舱中的应用取得了很好的效果，避免了卫生安全和劳动安全以及火灾、爆炸等危害。第三、在舰船甲板上的应用。

2、无机富锌涂料在各类储罐上的应用：无机富锌涂料可以用于各类储罐设备，例如原油储罐、各类化工原料储罐、溶剂储罐、煤气和天然气储罐等。无机富锌涂料作为防锈底漆应用于这些类别的储罐，除了能够得到较好的防腐蚀效果外，由于无机富锌涂料的表面电阻小，还能够起到消散罐体表面出现的静电电流，达到抗静电的目的。无机富锌涂料应用于消防水储罐、消防过滤水罐的防锈底漆，可在涂装后的较长时间内提供良好的防锈效果。

　　3、无机富锌涂料作为钢结构涂料防护底涂料的应用：钢结构表面可溶盐的存在和污染，是影响涂层下钢材腐蚀和涂层失效的主要因素，而可溶盐对钢结构表面的污染又是不可避免的。腐蚀学者对桥梁钢结构腐蚀产物的化学分析印证了可溶盐的存在，可溶盐的来源很多，至少有八项，其中一项是大气污染物的沉降导致可溶盐存在于铁锈中，常见的大气污染物为二氧化硫、氯化物、硫化物、氮氧化物、铵盐、磷酸盐、碳酸盐、各种离子形成的可溶盐。其中，硫酸盐和氯化物对钢材腐蚀具有自催化作用，只要水和氧不断得到补充，钢材表面腐蚀则不断地继续进行，硫酸盐导致钢材表面形成硫酸铁巢的坑蚀，氯化物使钢材表面形成点蚀。

　　4、无机富锌涂料在耐高温底涂料的应用：有机硅树脂结构中含硅—氧键，涂膜具有良好的耐高温性能，因其化学组分与含量的不同，涂膜耐热性能自150～600℃不等，因价格昂贵，一般仅涂装两道底涂料和两道面涂料，每道干膜厚度为30μm，涂膜厚度仅120μm。若被涂装物及时投用，涂层中的树脂结构可受热而交联，有助于提高涂膜耐蚀性。若涂装后被涂装物于露天闲置备用或经常处于时用时停状况时，在工业大气或多雨潮湿气候环境中，因厚度过小，被涂装物易过早产生锈蚀破坏。

环氧富锌涂料的应用领域

　　1、环氧富锌涂料在船闸闸门防腐补救中的应用：在船闸运行中，闸门难免受到船舶碰擦使防腐系统遭到破坏，在损伤面积较小的情况下，采用以环氧富锌为底漆、2遍环氧云铁中间漆、2遍氯化橡胶漆面漆的3种涂料配套的涂装方案进行补救，能达到防止闸门腐蚀的效果。环氧富锌底漆是以锌粉为填料，固体环氧树脂为基料，以聚酰胺树脂或胺加成物为固化剂，加以适当混合溶剂配制而成的高固体分环氧底漆，其中锌粉在涂料中的质量分数要超过85%，以形成连续紧密的涂层而紧密地与金属接触。由于在涂膜受侵蚀时锌的电位比钢铁的电位低，因此涂料膜中的锌为阳极，先受到腐蚀，基材钢铁为阴极，受到保护。而锌作为牺牲阳极形成的氧化产物又对涂膜起到一种封闭作用，更加强了涂膜对基体的保护。

2、环氧富锌涂料的钢材表面的应用：环氧富锌底漆0TT（Barrier）是一种高含锌量的双组份环氧富锌底漆，可广泛用于经过喷砂清理的钢材表面。环氧富锌底漆0TT(Barrier)与高性能涂层体系配套使用，可进一步提高防腐蚀性能。在涂层配套体系中，环氧富锌底漆0TT（Barrier）的允许最高干膜厚度为90微米，但在此膜厚下，涂层固化时间会增加。施工条件：底材温度不可低于5°C并且至少应当高于空气露点温度3°C以上，温度和相对湿度的测量必须在靠近作业点附近的底材处进行。在非敞开空间内涂装时，应具有良好的通风条件以确保漆膜的正常干燥。

　　HG/T3668—2000富锌涂料标准制定

　　我国现行使用的关于富锌涂料的标准是HG/T3668—2000《富锌底漆》，该标准制定于2000年，是根据我国当时的涂料科技工艺水平发展情况而制定的，等效采用了日本工业标准JISK5552—1991《富锌底漆》。主要的技术差异是：根据我国涂料行业的习惯，修改了一些术语、增加了一些检测项目，以及在锌含量检测方法上引用了GB/T6890.3—1986的方法。这个标准规范了富锌底漆的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装运输、贮存等。适用于用锌粉、烷基硅酸盐或环氧树脂及固化剂、颜料、溶剂为主要原料而制成的涂料。这些涂料主要用作钢铁底材的防锈。

　　结语：水性无机富锌涂料因其硅酸盐粘结剂在与锌粉反应的同时还与基材钢铁反应，系化学键相结合，其耐蚀性，作为重防腐涂料的使用寿命，大大优于环氧富锌涂料。水性无机富锌涂膜的耐热性、耐有机溶剂性、导电性均优于环氧富锌涂膜，因而更适合作为各类油品储罐的内防腐涂料。显然，水性无机富锌涂料的环保安全性能大大优于环氧富锌涂料。随着环境保护愈来愈受到全世界的关注，各国为节约能源和控制VOC的排放量，制订日益严格的法规，人们的环保意识也日益增强，尽量采用质高又环保的产品已成为人们的共识，水性无机富锌涂料代替环氧富锌涂料已成为一种趋势。