環(huán)氧富鋅的實(shí)驗(yàn)室制備及工業(yè)施工中的常見問題

崔亮

摘 要：簡(jiǎn)要的介紹了環(huán)氧富鋅涂料的防腐機(jī)理，以及實(shí)驗(yàn)室制備方法和影響防腐效果的因素。同時(shí)概括分析了環(huán)氧富鋅底漆在現(xiàn)場(chǎng)施工中常遇到的問題。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧富鋅；重防腐；涂裝施工；涂料

隨著近年來化工業(yè)、煉油業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)重防腐逐步被大家所重視。環(huán)氧富鋅作為工業(yè)防腐涂料的主力品種，憑借其良好的防腐性能，出現(xiàn)在大大小小的防腐工業(yè)項(xiàng)目中，被大家所普遍接受。尤其環(huán)氧富鋅底漆配合環(huán)氧云鐵中間漆、聚氨酯面漆的傳統(tǒng)配套，因?yàn)槠涑墒煨院头€(wěn)定性，廣泛運(yùn)用于新建罐儲(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)的施工。

1 實(shí)驗(yàn)室配方及其成份影響

環(huán)氧富鋅顧名思義，主要是由環(huán)氧樹脂和大量鋅粉以及其他的助劑、溶劑等組成。當(dāng)前主流產(chǎn)品的環(huán)氧富鋅固化劑通常用聚酰胺或T31固化劑。實(shí)驗(yàn)室中常用的制備配方有：

環(huán)氧富鋅底漆的防腐機(jī)理是漆膜中鋅粉與鋼材基體充分接觸，憑借其電位差和導(dǎo)電性提供陰極保護(hù)性能，類似于一層連續(xù)的熱噴金屬。同時(shí)防銹過程中所產(chǎn)生的鋅鹽也具有屏蔽的功能，進(jìn)行自我修復(fù)。

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)表明環(huán)氧樹脂和鋅粉對(duì)環(huán)氧富鋅底漆的防腐性能影響最大。雙酚A型的E44影響涂料的成膜型和附著力等物理機(jī)械性能。丙酮做為一種強(qiáng)揮發(fā)溶劑則影響涂料的表干速度，試驗(yàn)證明，隨著丙酮比例的降低，表干速度也隨之加快。DBP全稱為鄰苯二甲酸二丁酯，用作涂料的增韌劑，過量的DBP可使漆膜看起來更光滑更柔韌，但也同樣帶來不容易固化等弊端。聚酰胺固化劑則通過與E44的反應(yīng)，影響涂料的實(shí)干速度。

HG/T3668-2009標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)干膜中鋅的含量要求分80%，70%，60%三類，低于60%則不能形成導(dǎo)電性連接很好的鋅粉層，固化后的環(huán)氧樹脂導(dǎo)電性較差，所以對(duì)基材的陰極保護(hù)能力有一定的影響。當(dāng)然也不是鋅粉含量越高越好，過高的鋅含量焊接切割基材時(shí)會(huì)引起鋅熱病。另外鋅粉含量太高，大大超過了臨界顏料體積濃度；同時(shí)E44環(huán)氧樹脂的相對(duì)含量下降，不能均勻的分散到漆膜中，涂層成膜性較差，施工性差，不能有效的將鋅粉固定在漆膜中，造成附著力等物理機(jī)械性能下降。鋅粉太多也會(huì)形成沉淀不易攪拌分散而堵槍。通常環(huán)氧富鋅的鋅粉固含量在80%左右是比較合理的范圍。美國sspc中要求鋅含量占77%以上，德國則要求85.4%以上。我國國標(biāo)GB 50393-2008中對(duì)富鋅的鋅含量要求要求干膜中鋅含量≥80%，同時(shí)要求耐鹽霧時(shí)間達(dá)到720個(gè)小時(shí)，耐濕熱時(shí)間1000個(gè)小時(shí)。

2 環(huán)氧富鋅施工中遇到的問題

環(huán)氧富鋅為有機(jī)類富鋅涂料，較無機(jī)富鋅相比有較好的柔韌性和施工性，但耐鹽霧性較無機(jī)富鋅稍弱。主要因?yàn)榄h(huán)氧富鋅的耐氯離子能力稍差。另外環(huán)氧富鋅的耐溫性較低，無機(jī)富鋅可耐受300度高溫，而環(huán)氧富鋅只能耐受100度左右。施工中通常建議sa2.5以上的噴砂或拋丸除銹，但底材處理較無機(jī)富鋅要求較低，噴涂環(huán)境要求也沒有無機(jī)富鋅苛刻，低于85%的濕度即可施工。另外因?yàn)槠淞己玫氖┕ば裕脖煌扑]用作無機(jī)富鋅的修補(bǔ)漆。當(dāng)然環(huán)氧富鋅在施工過程中也會(huì)遇到一些問題，常見的問題有：

2.1 鋅鹽

鋼板在涂裝環(huán)氧富鋅底漆后長(zhǎng)期露天放置，受到露水、雨水的侵蝕，會(huì)產(chǎn)生白色的鋅鹽，這主要是因?yàn)殇\粉的陰極保護(hù)作用替代鋼鐵發(fā)生了銹蝕，同時(shí)產(chǎn)生的鋅鹽起到屏蔽作用抑制銹蝕的繼續(xù)進(jìn)行。但是殘留的鋅鹽會(huì)遇潮溶脹，從而造成后續(xù)漆膜鼓泡脫落等附著力問題。因此在涂裝后續(xù)涂層前，需將鋅鹽去除。因?yàn)橥ǔ？扇苡谒钥捎酶邏核宄驋呱扒宄?/p>

2.2 氨白

因?yàn)楹偷撞挠辛己玫母街蜐?rùn)濕性，并常溫固化，而且對(duì)配比有較寬的容忍性，聚酰胺通常被用來做環(huán)氧富鋅的固化劑。但是聚酰胺容易和空氣中的水和CO2起反應(yīng)，尤其雙組分混合后未熟化，直接涂裝后，如恰好遇雨水浸泡，會(huì)引起氨白現(xiàn)象。所以要求環(huán)氧富鋅通常要倒入固化劑后熟化20分鐘左右再進(jìn)行涂裝，可大大降低氨白的可能。如出現(xiàn)氨白，可用稀釋劑擦拭或掃砂后進(jìn)行下一度涂裝。

2.3 開裂

鋼管打砂時(shí)有殘留的堅(jiān)硬氧化皮和瀝青標(biāo)字，在上面涂裝環(huán)氧富鋅底漆會(huì)有開裂的風(fēng)險(xiǎn)。但總體而言較無機(jī)富鋅的開裂風(fēng)險(xiǎn)小很多。

2.4 返銹

通常新建罐體采用噴砂或拋丸除銹，有時(shí)基體的粗糙度較高，所以通常不建議第一度采取輥涂方式，因?yàn)檩佂康哪ず褫^薄，一道膜厚通常只有40左右，波峰處會(huì)刺穿漆膜，如遇下雨天氣波峰處就會(huì)出現(xiàn)返銹情況。而噴涂富鋅通常一度膜厚在75以上，可較好地避免上述返銹情況。另外只涂裝富鋅層的鋼材長(zhǎng)期露天放置，容易產(chǎn)生鋅鹽，所以建議盡快刷涂中間漆和面漆，完整配套體系，加以屏蔽保護(hù)。

2.5 多孔粗糙

富鋅底漆由于鋅粉含量較高，樹脂含量相對(duì)較少，漆膜的表面有時(shí)會(huì)呈多孔狀。另外夏天高溫季節(jié)噴涂由于稀料揮發(fā)過快，有時(shí)有干噴現(xiàn)象或是流平性不好。這時(shí)需要適當(dāng)增加稀釋劑含量，多空時(shí)需要在涂裝下一道涂層時(shí)先薄噴一層填補(bǔ)孔隙。

2.6 沉淀

環(huán)氧富鋅因?yàn)殇\粉的比重較大，開桶時(shí)往往有大量鋅粉沉淀在桶底，有些施工人員為了省事，可能只用手工攪拌或是干脆不攪拌，最終鋅粉留置在桶底廢棄，造成了浪費(fèi)影響了工程質(zhì)量。所以建議開桶需用電動(dòng)或氣動(dòng)攪拌均勻后倒入固化劑，熟化20分鐘后，再輕微攪拌進(jìn)行噴涂。

2.7 涂裝間隔

富鋅的干燥時(shí)間較快，即使在10度左右也會(huì)半個(gè)小時(shí)達(dá)到表干，24小時(shí)達(dá)到實(shí)干。30度時(shí)，最短4小時(shí)就可以進(jìn)行下一度覆涂。由于表面的粗糙性，環(huán)氧富鋅的覆涂間隔也較其他環(huán)氧類漆較長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)6個(gè)月。但是鋅鹽和灰塵等一定要去除。

3 環(huán)氧富鋅涂料的前景

隨著今年來環(huán)保意識(shí)的提高，工人對(duì)施工環(huán)境和施工安全也有了新的認(rèn)識(shí)。富鋅底漆也開始向低鋅，低voa，低表面處理和高耐候性方向發(fā)展。在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間里，水性富鋅和石墨烯替代鋅粉成為熱議的話題。但是受防腐年限及成本、規(guī)定、技術(shù)等綜合因素的限制，新的替代產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)施工當(dāng)中往往難以達(dá)到所預(yù)期的效果。所以在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)富鋅漆還會(huì)繼續(xù)活躍在大大小小的防腐項(xiàng)目中。

參考文獻(xiàn)

[1]劉雪梅，李振.環(huán)氧富鋅的研制[J].曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（01）：39.

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