所涂材质表面处理

BMA004

表  面  处  理
    一般说来，任何涂覆系统的特性主要取决于涂料应用之前的表面处理方法和表面处理程度。因此，即使根据相当合适的方法使用高技术高级涂料，如果表面处理不够正确或不够妥当，该涂层系统也过早失效。
    无论表面使用哪种涂料，为了避免十分难看的外表和涂料系统的更加重要的早期失效，应该清除所有的铁锈、油脂及其它污染物。
    就大多数底材而言，可以用来进行表面处理的方法通常有很多。这些方法常常会影响涂料系统的使用寿命。当决定采用哪种表面处理方法时，需要考虑的因素有环境条件、气候条件、工作条件、采用的涂料系统、涂料系统的估价寿命和费用等。
    表面处理完成之后，尽可能早地进行涂料覆盖，以确保表面重新污染和变质不再发生。
材料
    在建筑物、工厂和设备中使用的原材料包括钢铁、混凝土、铝、镀锌钢材、不锈钢和木材。为了工作条件所需的外观和防护，当所有的这些衬底准备妥当并涂覆涂料后，而对于处在化学环境中的区域，由于它们的固有特性，通常选择钢材和混凝土。
    不论被防护的是什么材料或者使用的是什么涂料，涂料系统在保护衬底方面的成功取决于涂料应用之前所进行的表面处理质量。只有涂料层与表面紧密粘结在一起，它才能保护材料，只有表面经过彻底处理之后，它才能紧密地粘接在一起。
1、钢材
    不管是未经动用的钢材还是已经成型的钢质构件，其表面总会遇到大量的污染物。一些最常见的污染物是：
    轧制铁鳞—来自钢磨厂热扎钢；
    原油和油脂—来自工作环境；
    腐蚀产物—是由于对钢材采取的防护不当造成的；
    可溶性盐—从大气凝淅出的；
    旧涂料防护膜—部分破裂的涂料膜。
    其它污染物，包括灰尘、水分、化学残留物等。
    为了涂覆涂料，对钢材表面的预处理，通常根据需要采用清洗、脱脂、抛光和喷砂除污等方法。
    除了处理钢材衬底达到清除表面污染物之外，往往存在钢材本身和加工缺陷。这些缺陷需要在表面全面处理和涂覆涂料之前进行处理。它们包括毛刺、砂眼、焊渣、炉渣、焊缝不完整、多孔焊缝、切口和锐边等。
2、有色金属
    镀锌钢和它的变异体，还有铝、不锈钢、铜、黄铜和青铜等都属于这一类。
    这类衬底面上的现存的一些常见污染物包括灰尘、原油、油脂、防护膜、氧化物沉淀物等。应该用水溶性的清洁剂清洗这些表面，以便清除上述的表面污染物。建议使用减压的小型磨喷或摆喷技术，其目的是在使用底漆之前通过真空处理或者清除残留物来提供一个合适轮廓以提高粘结力。值得注意的是，在对镀锌钢材的表面进行处理时，一定要特别注意在这个施工作业过程中不要损坏或者清除掉钢材表面上的镀锌层。
    值得推广的是，在处理和涂覆镀锌钢之前，例如电镀钢，为了寻找可能影响表面粘结效果和特性的任何表面缺陷，都应该对衬底进行仔细检查。
    镀锌钢材和铝在工业和民用结构中的应用十分广泛，当它们被应用到化学或海水环境中时，它们特别需要防护涂层系统。事实上，在这种情况下，强烈建议使用带有一个合适涂层系统的低碳钢。
3、混凝土和砖石建筑
    当准备衬砌混凝土时所遇到的常见污染物包括油脂、水分、可溶解盐、水泥翻沫、养护剂、脱模剂和松弛剂等。按大多数衬底所要求的那样，表面处理方式取决于使用的涂料系统和使用条件。
    人们使用清洁剂和脱脂剂来清除如原油、油脂、脂肪等这样的污染物。
    一般来说，在涂敷涂料作业之前，应该考虑新浇混凝土的凝固和晾干所需的时间至少为28天。这考虑到清除掉任何游离水和可溶性碱式盐。如果这些污染物没有被清除干净的话，它们将会污染防护涂层，或者引起防护层的分层、鼓泡或剥蚀。因此，在涂敷涂料作业之前，对表面进行含水量的检测是十分重要的。显然，表面依然存在水分的标志是现有湿润区域、白色盐或风化物。
    在确认了材料表面没有过度腐蚀和被伤害并使用真空技术将灰尘清除干净之后，就应该对混凝土表面进行喷砂处理。通过这样的处理可以使混凝土表面成为一个洁净的，坚固的，均质的表面，有利于涂料牢固的粘附在上面。当然使用这种方法依然有许多缺陷，比如像灰尘不易清除、喷涂的砂料吸附在混凝土表面上等。但是如果采用湿喷砂方法就可以有效地避免这些情况的发生。水平的混凝土表面（像地板），使用喷丸清理机可以快捷有效地对其进行表面处理。
    酸洗是一种即经济又有效的处理水平表面（像地板）的方法。这种方法是通过使用经过稀释的盐酸（浓度约为10％－15％）来进行清洗的。在外露的钢筋混凝土或者对机械设备或电气设备比较敏感的表面上，最好使用有机酸。在预处理完毕后，应先用水清洗表面，然后使之完全干燥，再用真空机将所有的尘屑都抽走，然后才可以涂敷涂料。从外观来看，处理后的表面应该是一致的并且没有水泥翻沫、盐末以及疏松的粘性材料。
    新浇混凝土表面上的水泥翻沫以及松散的粉状物都应该被彻底清除掉以便确保粘结强度。对水平表面的这些污染物可以采用酸洗或者喷砂来清除。但是对影响表面涂料层与混凝土表面之间的粘结力的油脂、养护剂和松弛剂，只有采用喷砂处理才有可能清除掉。
    像毛刺、飞边、砂浆残留斑点和表面突起这样的表面缺陷，应该通过刮削或者研磨等方式加以清除。在喷砂处理后，孔隙、气穴、砂眼和裂缝就会张开，必须需要使用合适的环氧砂浆来修补。
4、其它衬底
    因种种理由，可能需要涂覆涂料的其它衬底很多，包括原先涂漆表面、玻璃纤维、木材、木制品、石膏板和塑料制品等。这些衬底的表面特殊处理要求、衬底十分广泛并且随该指南里的祥细说明而变化。然而针对特殊的建议和信息，可以及时致电胜防涂料的技术人员联系。
表面处理方法：  由我们的专业表面涂料人员通过考虑特殊条件和要求制定每个工程表面处理的详细规定。建议的是，无论何处，表面处理规定应该参照一个合适标准以确保对所要求的表面处理有充分的认识。
    值得注意的是，事实上使用涂料防护系统的总成本中的大部分是用来支付表面处理和涂覆涂料的劳务费，而不是用来支付购买涂料的费用。因此，确保表面处理方法的正确选择和使用，将会产生一个达到规定的特性水平和防护作用的涂层系统。然后，这样做节省修复已经过早失效的涂层系统所需的大笔费用。
    在工业生产中经常使用的大多数表面处理方法对工人和周围环境都有潜在的危害性。因此，在任何作业开始之前，应确保认识和处理健康、安全措施是一种良好习惯。这些措施包括确保工人有劳保设备，并且知道如何使用它们；同时还应遵守任何权威机构的规定。
    下面是最常使用和引用的表面处理方法的简要介绍：
1、溶剂清洗和脱脂（St2）
    溶剂清洗和脱脂是指使用溶剂、乳化液或碱液清除原油、油脂和其它类似的污染物的清洗过程。残留在表面上的这些污染物将影响衬底和涂料层之间的粘结强度，由此导致涂料层的早期失效。在其它表面处理之前，通常应用溶剂清洗和脱脂来处理表面。
    通常，假如像原油和油脂那样的污染物采用类似于手工或电力工具清洗、喷砂清洗等其它表面处理方法来清除。事实并非如此。事实上，这些污染物很可能被磨碎或者嵌入衬底内，由此它们很难被肉眼探测到和被清除。尚如在表面上残留这些污染物，可以使用诸如抛光、打磨和喷砂等设备来清理，否则会立刻污染衬底的其它部分。如果经过处理的表面被原油、油脂和其它杂质污染，就应该用溶剂清洗和脱脂，接着按规定进行表面处理。
2、手工清洗（St2）
    手工清洗是指当衬底经过溶解剂和脱脂处理以后通过使用如錾平锤、刮刀、钢丝刷等工具来进行表面处理的方法。使用这个方法，可以清除掉所有的松散的轧制铁鳞、易脱落的铁锈和其它易脱落的有害杂质。这种处理方法费时、费力、费钱，因此，只适用于小面积或者当不能使用其它方法时。由于使用这种方法无法去除所有的铁锈残留物或者粘得结实的铁鳞，唯有具有良好的湿润能力的涂料层才应该被考虑。
3、动力设备清洗（St3）
    动力设备清洗是指在衬底已经过溶剂清洗和脱脂清洗之后通过使用如针式枪、磨沙机、砂轮、电动钢丝刷、角向磨光机等那样的电动或者气压设备才应该清洗的方法。使用这个方法，可以清除掉所有的松散的轧制铁鳞、易脱落的铁锈和其它易脱落的有害杂质。使用组合工具，可以达到预期的目的，这通常是一种良好的操作习惯。当然，这种方法优于手工清洗方法。但是它确实不适合于大工程或者大面积和不能视为对长期外露的表面进行适当处理的方法。这是因为表面处理到达必要标准所需的时间太长、再加上操作人员的十分疲劳和注意力太集中。当用动力设备清洗方法时，一定要注意确保金属表面是不光滑的，这可能导致粘结强度的下降。使用这种方法，无法清除粘结结实的轧制铁鳞和小深坑中的铁锈。
4、喷砂清洗（GB8923）
    在对钢材和一些其它衬底进行处理时，喷砂清洗被公认为是最有效的方法之一。这种方法使用的磨料有如施压的矿渣、金刚砂、砂粒和弹丸等，能够彻底清除掉包括轧制铁鳞、铁锈以及其它腐蚀产物这样的表面污染物。
    按照和所有表面处理方法一样，在喷砂清洗之前，应该先对衬底表面进行溶剂清洗和脱脂处理，以去除掉如原油、油脂、灰尘等那样的表面污染物。
    经过喷砂清洗后，材料表面应该达到规定的清洁标准，优先参考清洁标准。在喷砂清洗过程中，也应该规定表面轮廓（或者粗糙度）并加以控制。
    按照GB8923的标准，喷砂清洗可分为四个等级：
    第1等级—轻度喷砂清洗（Sa1）
    这一等级的喷砂强度和分布是这样的，可以清除掉松动的铁锈以及其它杂质颗粒，也可以被视为喷击或喷刷。这一方法仅适用于侵蚀性弱的环境。
    第2等级—中度喷砂清洗（Sa2）
    这一等级的喷砂强度和分布可以清除掉大量的轧制铁鳞、铁锈和其它杂质粒子，可见灰色钢。
    第2.5等级—较高强度的喷砂清洗（Sa2.5）
    这一等级的喷砂强度和分布是这样的，可以把钢材表面的轧制铁鳞、铁锈和其它杂质粒子清除到仅以斑点或者斑条形式留下来的痕迹的这种程度。这一方法通常适用于浸水和侵蚀性强的环境。
    第3等级—最高强度的喷砂清洗处理（Sa3）
    这一等级的喷砂清洗处理可以清除掉所有可见的钢材表面的轧制铁鳞、铁锈和其它杂质粒子。这一方法适用于浸水和侵蚀性极强的环境。
    表面粗糙度有利于大多数高性能涂层系统的粘结特性，它取决于好几个因素，例如磨砂的类型和大小、气压和喷砂技术。如果表面太光滑的话，涂料层与衬底表面的粘结强度就不够，如果表面太粗糙的话，可能导致涂料层没有完全覆盖住衬底，因为一些尖锐角穿过涂料层并暴露在外面，因此引起涂层的过早失效。就大多数系统而言，表面理想粗糙度通常是所用的底漆干膜厚度的30%左右。
    一般说来，在任何斑锈出现之前或者喷砂后的4小时内，对经过喷砂清洗的表面通常应该进行涂覆涂料。值得建议的是，如果相对湿度大于85％（包括85％），并且钢材表面高出露点的温度差不超过3℃时，不应对表面进行喷砂清洗和涂敷涂料。
湿喷砂
    湿喷砂是指使用水、磨料和高压气体的混合液来清除如来自表面的现有涂层、轧制铁鳞和其它腐蚀产物那样的污染物的一种表面处理方法。该方法的优点是，它克服了喷砂干清洗产生的灰尘引起的、潜在的健康危险。另一个优点是，当对现有的铁锈得相当严重的衬底进行处理时，藏身于表面微孔隙内的可溶性盐也被清除干净，从而产生特性得以改善的涂层。
    使用湿喷砂的钢表面在喷砂后不久生锈。这可以通过在水中加入延缓生锈的、给涂敷涂料作业提供足够时间的防锈剂或者使用抗湿底漆加以克服。当考虑防锈剂的选择和使用时，必须应该注意，因为有些防锈剂可能会影响涂料系统的特性。
真空喷砂
    真空喷砂是标准干喷砂的变种，除了在喷嘴的周围增加一个收集清洗过程中产生的喷砂、铁锈、轧制铁鳞和其它副产品的出口真空罩之外，其它没有什么两样。这种方法是一种相对效率较低的方法，通常被应用于小而平的地方或者大气没有受到来自喷砂过程中的灰尘和碎屑污染的地方。
高压水清洗
    有关高压水清洗方面的标准，中国虽然还没有，可以借鉴其它国家标准来规定所要求的清洁度。可从中国标准局索取如美国SSPC-SP12/NACE5那样的一个标准。
    高压水清洗是指通过50－100毫米的喷嘴，直接使用高压水流来清除材料表面的污染物的一种方法。在1500－10,000磅/平方英寸之间的高压水流仅清除掉可溶性盐和易脱落的粘性污染物。高压水清洗一般和原油乳化剂、去垢剂和溶剂一起使用，以达到清除涂写污染或者清除灰尘、铁锈、氧化物和来自重涂敷涂料表面的涂层碎片或者喷砂清洗之前的可溶解盐。
高压水喷洗
    高压水喷洗使用的水压高达10,000－35,000磅/平方英寸。这喷流能量足以清除所有的原有防护涂层。铁锈和轧制铁鳞极多，如果清洗不彻底，表面基本上免于任何可溶性盐。在表面产生大量铁锈斑痕之前，可以使用为应用于湿表面而设计的底漆，或者喷洗后的几个小时内可以使用耐面涂覆层，它将被打湿和去粘结铁锈。
    值得注意的是，要么采用高压水清洗法，要么采用高压水喷洗法，虽然初始喷轮廓仍然存在，但是单靠这两种方法都无法获得令人满意的表面轮廓。如果对现场结构钢或对结构比较复杂的构件进行表面处理，那么这些方法趋于把污染物喷到附近的表面。因此，在涂敷涂料作业前一定要清除干净这些污染物。
表面处理的标准
表面处理的种类 中国标准 美国标准 英国标准 瑞典标准
GB8923 SSPC NACE BS7079 SIS－055900
溶剂清洗 St2 SP1/SP2   ST2
机械清洗 St3 SP3   ST3
最高强度的喷砂清洗处理 Sa3 SP5 第一号标准 一级质量 Sa3
较高强度的喷砂清洗处理 Sa2.5
SP10 第二号标准 二级质量 Sa2.5
中等强度的喷砂清洗处理 Sa2 SP6 第三号标准 三级质量 Sa2
较轻强度的喷砂清洗处理 Sa1 SP7 4 四级质量 Sa1
高压或超高压水流清洗  SP12 5