第四章防锈底漆.docx
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第四章防锈底漆
第四章防锈底漆
涂层是一种最广泛应用的保护材料免受腐蚀的措施。
从广义上讲,其保护对象包括一切适于保护的材质。
当强调保护金属免受自然介质腐蚀时,称其为防锈涂料,即金属用防锈底漆,它必须阻止金属内形成腐蚀电池和阻止其继续发展。
防腐蚀涂料往往是底漆至面漆的配套系统。
防锈底漆是防腐蚀涂料的重要组成部分,其直接与金属基材接触,是防腐蚀涂装体系的基础,应满足底漆的基本性能要求,要与金属有良好的浸润性、附着性、耐碱性,与面漆的配套性,同时黏度要低、内应力小。
防锈底漆的防锈功能主要通过防锈颜料发挥作用,因此通常以防锈颜料的作用和名称来分类命名。
以防锈颜料的防锈作用机理来看,大致归纳为四种类型:
物理作用防锈底漆、化学作用防锈底漆(一般化学防锈涂料、磷化底涂和带锈涂料)、电化学作用防锈底漆及综合作用防锈底漆。
结合使用效果又可分为普通防锈漆(物理、一般化学防锈涂料)、特种防锈漆(磷化底漆、富锌涂料、锈面涂料)。
4.1普通防锈底漆
4.1.1铁红防锈底漆
铁红防锈底漆是由铁红及少量锌黄、磷酸锌、氧化锌等化学防锈颜料和油基、醇酸树脂、环氧酯、乙烯树脂等漆基组成。
铁红(又称氧化铁红),分子式Fe2O3,其性能稳定,耐热性好,对日光、水、碱等显示惰性,不耐强酸。
其作为物理防锈颜料,还具有着色力,遮盖力强,对电解质有一定的抵抗力,颗粒细,在涂层中能起到很好的封闭作用。
但其本身不能起到化学防锈的作用,锌黄等少量化学防锈颜料的加入,可提高其防锈能力。
铁红是各种防锈漆的重要辅助防锈颜料。
这种防锈底漆具有无毒、耐候、价格低廉、施工方便的特点,已在石油、化工、建筑、船舶、桥梁等各个方面获得广泛的应用。
如:
铁红醇酸树脂防锈漆、铁红聚酰胺固化环氧底漆、铁红氯化橡胶防锈底漆等等。
4.1.2云母氧化铁防锈底漆
云母氧化铁是稳定的a-Fe2O3,在矿物学上叫做云母状赤铁矿,是天然镜铁矿经粉碎、水选、烘干等工序加工而成,也有人工合成的产品。
其主要成分是稳定的a-Fe2O3。
鳞片状云母氧化铁颜料在涂膜中采取和底材平行的方向重叠排列,可有效地防止水气的渗透,同时云母氧化铁本身的化学稳定性好,对阳光的反射力很强,还能吸收紫外光,减缓涂膜的老化,也是面漆的常用颜料,防腐蚀性能很好。
与云母氧化铁配套的树脂有长中油醇酸树脂、油基酚醛树脂、环氧酯等。
多数配方中也使用一定量的化学防锈颜料(如锌黄),来进一步提高防锈能力。
云母氧化铁防锈漆已广泛用于桥梁、输电铁塔、油罐等。
4.1.3铝粉防锈底漆
铝粉俗称银粉,是具有银色金属光泽的鳞片状颜料。
由于厚度和直径的尺寸相差悬殊,因而具有良好的延展性,涂于金属表面后,能平展地排列在金属表面上,有如包裹一层铝膜。
虽然铝的标准电位比锌还低,但很容易在表面上生成一层氧化膜,各种涂料所用的铝粉都是由带有氧化膜的铝粉小颗粒组成的,不容易与保护金属接触,不能对钢铁起电化学保护作用。
铝粉之所以能作为防锈颜料使用,一是因为其呈鳞片状,具有良好的渗透性,遮盖力强,稳定性好;二是其对光和热有反射作用。
4.1.1.4氧化锌防锈底漆
氧化锌又名锌白,是一种白色粉末,由不定形或针状的小颗粒组成。
具有耐热、耐光、耐候、抗粉化的特点。
4.1.5石墨防锈底漆
石墨是六方晶系的结晶形碳,成叶片状、鳞片状和致密块状,具有金属光泽,化学性质不活泼,与酸、碱等药剂不易起作用,耐化学腐蚀。
由石墨和炭黑、滑石粉和油料等调制成的石墨防锈底漆,具有良好的耐酸、碱、化学药品、溶剂腐蚀的性能,同时耐高温和耐光。
若在其组成中加入锌黄等化学防锈颜料,其防锈效果更好,通常在特殊要求的化学环境中使用。
4.1.6红丹防锈底漆
红丹防锈底漆是最古老的一种防锈漆,虽然近年来因环境保护法令的强化,为了避免铅中毒的危险,有被无铅防锈颜料逐步取代的可能,但因其防锈效果甚佳,至今仍是不可完全替代的品种,多在苛刻的腐蚀条件下使用。
使用红丹防锈底漆要注意以下几方面:
⑴对铅的消耗量较大,有毒。
在制造、施工应用中,红丹粉尘会吸入人体,红丹漆也能通过皮肤吸收,必须加强劳动保护,不能用于需经火焰处理(如焊接等)的钢铁结构是上。
铲除旧漆膜时注意环保,旧漆膜回收处理好。
⑵红丹具碱性,能吸收空气中的二氧化碳,生成碳酸铅而降低防锈性,为此红丹防锈漆上应及时涂上面漆。
⑶红丹比重大,易沉底,涂刷性差。
为了克服红丹防锈漆的沉淀,可采用红丹粉与漆料分装的办法,用时调配,但有较多不便。
4不能在铝、镁及其合金等轻金属表面上应用,否则因电化学作用而加剧腐蚀的进行。
⑸对于油性红丹漆,干性慢。
为了提高干性,但仍保留一定的渗透性,其基料采用一半生亚麻油,一半醇酸树脂等的混合物。
可用含氧化铁及滑石粉的廉价红丹漆配方,其中一半基料为生亚麻油。
⑹油性基料抗蚀性弱,不耐皂化。
所以不耐盐雾、盐水浸渍,或化学品液溅滴。
油脂漆膜的交联度低,不耐酮类、酯类、芳烃等强溶剂的熔胀,所以油性红丹底漆上的面漆不可含强溶剂,只宜与醇酸涂料等配套,难以与环氧、聚氨酯涂料等配套,以免咬起。
故油性红丹漆宜应用于城市或农村的一般钢结构,不宜用于化工厂、海洋性构造上。
4.1.7锌黄及铬酸盐防锈底漆
4.1.8有机铬酸盐防锈底漆
有机铬酸盐是近年来开发的高性能新型防锈颜料,对漆料的适应范围很广,用量低,防锈效果显著。
用它和物理防锈颜料及体质颜料结合,可配制成不含铅、锌的无毒防锈底漆。
4.1.9磷酸盐防锈底漆
磷酸盐防锈底漆因其无毒,环境友好,并具有磷化防锈作用,对钢铁的防锈性能可与红丹接近,对表面处理要求不高,适应范围广泛,是近年来大力推广的品种.
4.2磷化底漆
4.3富锌涂料
4.3.1基本原理及要求
含有大量锌粉的底涂为富锌涂料(富锌底漆).锌粉是一种化学活性原料,锌的电极电位-0.7628V,铁的电极电位为-0.409,在其漆膜中锌粉相互接触并与钢铁接触而导电。
因此当涂装了富锌底漆的钢结构发生腐蚀时,因为金属锌在很宽的温度范围内的电极电位比铁负,锌是阳极,被腐蚀,铁是阴极得到保护,起到了牺牲阳极的阴极保护作用。
同时锌粉腐蚀后的产物可填充涂膜的孔隙,封闭涂膜的损伤部分,又起屏蔽腐蚀介质的作用。
因此尽管富锌涂料的涂层比较薄,但仍有很好的防锈效果,使用寿命也较长。
富锌涂料的一大特点是即便涂膜上有的部位被机械损伤或有漏涂等缺陷,在一定范围的面积内,防蚀电流也能流向钢铁露出部分而起到保护作用。
此种保护作用,在涂膜呈崭新状态期间特别显著。
在有防蚀电流流过的同时,锌的防蚀产物沉积到露出的钢铁表面上,形成保护膜。
随着钢铁表面的不断暴露,富锌涂料不断地被保护膜所遮盖,阴极保护作用便呈现惰性,但在涂膜受到机械损伤而露出新的锌表面时则又开始复活。
若用砂纸打磨涂膜表面,或将涂膜擦伤露出新的锌面,则电位差便恢复原状。
但是,若损伤部位上由于阴极保护作用所生成的保护膜损伤到不能与周围的锌粉接触时,则电位差就不能恢复,钢铁表面将发生腐蚀。
当今,富锌涂料已成为保护金属最普遍、最重要的底漆,广泛用于大气、海洋环境中的桥梁、船舶、海上采油平台、输油气管道、港口码头设施、户外钢结构的保护。
在大气、海洋气候条件下,保护期能达到3~15年,是重防腐蚀涂料最主要品种之一。
富锌涂料由于具有很好的耐蚀性和可焊接性,目前也普遍用于预涂底漆(车间底漆)(较薄,厚度为15~20um),涂有预涂底漆的钢板在预处理、切割和焊接时,不发生锈蚀,待结构安装完毕时,无需喷砂,只需用水清除表面污物(或简单机械打磨),就可进
行下道底漆和面漆的涂装。
但用作预涂底漆的富锌涂料,在切割焊接时产生大量的微细氧化锌烟雾,吸入后会使工人发烧,锌粉含量降低会减少此污染,但焊接性能、保护性能下降。
其对策是降低漆膜厚度,以减少钢板上的含锌量,另一对策是用惰性而导电的磷铁(Fe2P)填料替代一部分锌粉。
富锌涂料中锌粉的用量一般在85%~95%之间才能起到很好的电化学保护作用。
因基料用量少,所以要求基料与钢铁表面的附着力较好,具有较高的力学强度和密实性、耐水、耐腐蚀和耐候性。
实践证明,锌粉含量的多少与漆膜的防蚀性能并无直接关系。
某些含锌量高者防蚀性并不好,这是由于成膜物的黏合力不够,或成膜物的耐蚀性不能满足环境要求,抗渗、抗损失等综合性能不能满足要求;而某些含锌量低者防蚀性并不差。
涂料的耐蚀性能是成膜物、颜填料、涂装情况综合作用的结果。
富锌涂料的使用要注意以下几点:
1不宜用于酸、碱环境中,因为酸、碱与锌粉反应产生氢气。
2因金属锌的腐蚀产物呈弱碱性,配套面漆应具有一定的耐碱性。
不能和醇酸树脂漆配套使用;与之配套的漆种类相当多,如聚氨酯涂料、环氧树脂涂料、乙烯树脂涂料、氯化橡胶涂料等,以及各种无机锌、铝涂料。
3基材要进行严格表面处理,喷砂处理等级达到Sa2.5级,更可靠的处理还应有50um的粗糙度;喷砂后应及时涂敷,最迟不得超过8h。
4根据富锌涂料的品种、施工条件,应严格掌握环境条件,通常施工温度应不低于5℃,湿度条件根据品种而定。
5注意涂膜厚度,一般不超过100um,若需较厚,应阻止出现裂纹。
根据成膜基料的不同,富锌涂料分为有机富锌涂料和无机富锌涂料。
无机成膜物以硅酸盐为主,并具有水性,有利于环境保护。
有机型成膜物以环氧树脂为多。
4.3.2有机富锌涂料
有机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,最常用的为环氧富锌涂料。
锌粉在涂膜中的质量分数高达85%~94%。
有机富锌漆的有机成膜物的导电率低,所以必须增加锌量以保证导电性,有机树脂的黏合性一般优于无机的,这也为其锌粉含量的提高提供了条件,但其防锈性比无机型的稍差,导电性、耐热性及耐溶剂性不如无机型的,但施工性能好,对底材表面处理容忍度大,且受施工环境影响小。
宜作暴露在大气中的石油化工装置,构筑物的防锈底漆或防腐蚀涂料。
作为防锈底漆与其他防腐蚀涂料配合使用时,可比两者单独使用寿命延长2~10倍。
在海上采油装置、设备和构筑物上应用有机富锌底漆时,必须配合相应的耐候、耐盐雾、耐水、耐湿热的面漆。
4.3.3无机富锌底漆
无机水性涂料主要是以无机硅酸盐(钠、钾、锂)为基料,现也开发出磷酸盐类的富锌涂料。
水性无机富锌涂料的发展,已经历可
50余年的历史,实践验证了它的防蚀效果,至今仍为最重要的重防腐涂料品种之一,广泛用于暴露在海洋大气、高温和各种环境的钢结构的长效防腐。
总体来看,无机富锌涂料具有下列特性:
⑴极佳的耐蚀性能和附着力由于涂膜与基材间存在化学键结合,无机锌粉底层能与金属基板形成很牢固的附着,从而抑制膜下的开裂和锈蚀的迁移。
⑵耐候性佳因为该类涂层完全是无机的,因而不会被氧化,耐太阳光的化学辐射,在长期曝晒下,不会有粉化、开裂或脱落的情况发生。
⑶耐热性以硅酸盐涂层为例,在形成固化层时以聚硅氧烷(Si—O—Si)相结合,这种Si—O键的结合能比形成有机高分子的C—C键结合能大得多,因而具有更强的耐热性和耐辐射性。
⑷耐磨性一般无机涂层均较硬和耐磨,但硅酸乙酯涂层在低湿干燥环境中因固化不充分,其耐磨性比其他无机锌粉涂层差。
⑸耐溶剂性这也是无机涂层一个突出的性质,尤其是水性无机涂料,它们几乎在所有烃类溶剂中,包括汽油、甲苯、二甲苯以及其他脂肪烃和芳香烃石油产品中是不溶的,对许多强溶剂(如醚、酮以及氯化烃)均具有很强的抵抗能力。
⑹安全环保性因绝大多数无机涂层不以有机溶剂为稀释剂,不存在溶剂挥发等问题,是环保型重防腐涂料。
无闪点、不燃烧,故在各类施工中无需采取严格的防火措施,大大简化了贮运、施工条件,提高了安全性能。
⑺抗静电性一般有机涂层容易产生静电,这样不但会发生危险,而且也易沾染尘埃,而无机富锌底漆的电阻率一般为103~108.cm,符合石油部防静电指标,是油罐重防腐保护的主要措施。
⑻良好的导电性这种性能带来了可带漆焊、切割性能,因此可作为预涂底漆,也是有机类环氧富锌漆所不及的。
⑼脆性这决定可该涂料不适合在薄的易变形的底材上使用,否则,由于外力的作用,会使涂层出现大面积剥落。
⑽施工性能不如有机型好,对底材的表面处理要求严格。
4.4锈面涂料
锈面涂料是指可在未充分除锈清理的钢面上涂敷,以稳定活泼铁锈并能很好地附着在钢铁的表面上为目的,从而具有一定防锈功能的涂料。
曾习惯地称为带锈涂料。
为了获得优良的耐腐蚀性能,涂漆前必须把底材上的铁锈清除干净。
因为铁锈是一种疏松的、多孔的不断发展着(膨胀)的物质,如果不去除干净在其上涂漆将会导致漆膜和防锈效果很差,所以,钢铁的表面处理对于防腐涂料来说是至关重要的。
但是有些大型建筑、桥梁、复杂的设备、煤气贮气柜等钢结构在维修过程中,由于受施工条件限制,不能采用喷砂或喷丸等方法除锈处理,而只好用手工或电动工具除锈,其结果必然有铁锈和各种腐蚀产物的残留,即使采用价格昂贵、性能优良的防锈涂料也难以发挥其作用,在这种
实际情况下,人们迫切希望有一种在一定的锈蚀表面上能直接施工而且具有较好的防锈效果的涂料,锈面涂料正是为适应上述情况而开发的。
采用锈面涂料不仅减轻了繁重的除锈工作量,节省施工费用、提高劳动生产率,而且改善了劳动卫生环境,特别是在一些特定的情况下大幅度提高了涂装质量,因此引起了普遍的关注。
但需强调的是锈面涂料不能完全取代表面处理,重防腐涂装体系质量的保证离不开严格的表面处理。
4.4.1锈面涂料的防锈原理
带锈涂料是涂在未经表面防锈处理的基材表面,要具有一定的保护作用,必须要活泼铁锈不再发生反应,并能和酥松的锈很好结合,与基材具有一定的附着力.因此其作用原理是以锈层的组成、结构、性质为依据,以稳定活泼铁锈为目的。
钢铁表面是一个活性的表面,在空气中受到氧气、水分及其他腐蚀介质作用而生锈,铁又是一种多价金属,从钢铁腐蚀起,它由低价的铁变成稳定的高价化合物,由于铁锈生成和老化过程是持续不断地进行着。
所以,铁锈实际上是一个复杂的铁化合物,其主要成分是三价的铁化物(如r-FeOOH、a-FeOOH、Fe(OH)3、Fe2O3,…)及二价铁化合物(如FeO、Fe(OH)2等),此外还有Fe3O4。
其中以Fe3O4、Fe2O3、a-FeOOH的性质较稳定,而其他的铁化合物则是活泼的。
在锈层中r-FeOOH含量较常高,其性质也较活泼,在一定条件下,经过缓慢的分子重排而转化为比较稳定的a-FeOOH,也容易和氢氧化亚铁反应生成Fe3O4,r-FeOOH在一定的条件下还会脱水生成稳定的Fe2O3。
其锈蚀过程如下:
-FeOOH
O2H2O氧化水介脱水
FeFeOFe(OH)2Fe(OH)3r-FeOOHFe3O4
脱水Fe2O3
锈层从结构上看是一个疏松多孔的含水固体。
从组成上看又是稳定无害的铁化合物和活泼有害的铁化合物的混合体。
从锈蚀表观层次来看,分三层,在绣层的不同层次上,锈的组成也不尽相同。
大致情况如下:
面层:
主要成分是Fe3O4,为结构疏松的浮锈,化学性能较为稳定,被认为是“成熟”了的锈,是惰性物质。
中层:
以Fe2O3.nH2O的粒状锈为多,处于从低价化合物向高价化合物过渡的不稳定状态.
底层:
主要成分是FeO.H2O,即〔Fe(OH)2〕,紧贴钢铁表面,由腐蚀微电池作用而生成,呈群落分布,是新生态的正在成长的活性锈。
在水和氧的存在下,能进一步氧化成高价化合物,使锈面不断扩大和发展,导致锈层膨胀增厚。
在复杂的锈蚀过程中,锈的组成、锈层的结构与气候环境及锈蚀的时间长短有关。
一般新生锈r-FeOOH和a-FeOOH的含量较高,老锈Fe3O4含量高而r-FeOOH含量低;在潮湿的环境中
Fe3O4含量高而r-FeOOH、a-FeOOH含量低。
不同条件下锈层的组成见下表:
不同条件下锈层的组成表
组成/环境
r-FeOOH/%
a-FeOOH/%
Fe3O4/%
X无定型物①/%
滨海气候
0~3
10~20
30~50
30~40
工业大气
55
33
11
高湿环境
0
10
60
30
森林气候
14
57
0
29
①指X线测定的无定型物。
在疏松的浮锈上涂漆,当然得不到良好的附着,然而去除浮锈在底漆上的涂漆,由于底锈是活性的,碰到水、氧等介质又会继续反应,即穿过漆膜再次呈现锈蚀,所以带锈涂料是直接涂在除去上层疏松的锈蚀(浮锈)后的底层锈蚀上。
它最主要的特点是,具备使活性锈蚀“惰性化”、“坚实化”的作用。
锈蚀呈稳定状态并相互有很好的附着,从而达到良好的防锈作用。
因此,锈面涂料的防锈作用除了必须具有一般防锈涂料的防锈作用外,还必须具备两个特殊的功能。
一是必须对锈层有足够的渗透能力,即应能充分浸润、渗透整个疏松多孔的锈层,使锈层黏接成为连续的封闭性涂层。
二是对锈层必须有足够的反应性,即使锈层中活泼的有害铁合化物经过钝化或转化,变成稳定的无害填料。
带锈涂料设计原理就是把“底层正在成长的、活性的锈蚀进行惰性化”作为主要目标来设计的。
“惰性化”的方法有化学、物理、化学/物理三种方法。
设计配方时,大多以一种方法为主兼有其他方法,使带锈涂料具有多功能性。
1化学方法主要是利用各种能与铁锈起反应的化学品,把活泼的铁锈转化成惰性的,如生成一种对钢铁表面无害或有保护作用的一种对钢铁表面无害或有保护作哟内的铬合物或整合物。
2物理方法主要利用漆料或助剂有良好的渗透性,对疏松铁锈进行润湿、浸润、把铁锈分隔并包围在漆料之中,阻止锈蚀进一步发展,还有的利用一些树脂具有良好的耐离子渗透性,对腐蚀介质进行屏蔽、隔离。
为了达到有效的防腐效果,还加入触变剂,使涂料施工中不会流挂,成为厚膜型,在颜料上选择铝粉等片状填料,有助于迷宫效应和涂层增强作用,使涂膜有很好的抗渗性。
3化学/物理方法这是“锈蚀惰性化”近几年发展较快的一种方法。
它利用漆料黏度低、渗透力强,能渗透到锈层的微小孔洞里,可穿过锈层把嵌埋在金属表面的水和沾污物吸收和封闭掉。
另外,在新型带锈涂料一些产品中,涂料中基料对水有足够的反应性,即含有与水反应的基团,能把锈层中水吸收和反应掉,也可选择活性防锈颜料作填料,如磷酸锌、铬酸盐组合体系,这种体系在缓慢水解中,能形成杂多酸,可与活性的铁锈生成难溶的、惰性的络合物。
基于上述原理,锈面涂料主要采用渗透性较好的树脂为漆基,借助于渗透剂、极性溶剂的配合,使涂料具有好的渗透性,从而浸润和渗透锈层并把它封闭。
另外依靠涂料中树脂的反应性基团、活性颜料或锈转化剂与锈层中活泼的有害成分反应,生成稳定的抑制化合物,从而使整个锈层成为涂料中稳定的、具有保护性的填料。
涂料中各种不同活性的防锈颜料的适当配比和填料的配合,也可使整个带锈涂层具有较好的防锈性、耐久性和物理机械性。
4.4.2锈面涂料种类
传统的锈面涂料依据其对锈层的作用方式大致可以分为渗透型、转化型和稳定型三种类型。
这种分类方法已沿用多年,现已远远不能概括近年来锈面涂料的新品种、新技术。
近年来发展的品种多以一种类型的作用原理为主,兼有其他类型的特点。
性能介于稳定型和转化型之间,其组成为两者的结合的称作稳化型。
4.4.2.1渗透型锈面涂料
4.4.2.2稳定型锈面涂料
4.4.2.3转化型锈面涂料
这三类锈面涂料由于其组成和作用原理的不同,各有其优点和不足之处,都有不同的适应性,选用时要根据基材表面锈蚀状态、使用环境、施工条件和要求来综合考虑。
总的来说,带锈涂料的转化、稳定、渗透锈层的能力有限,一般仅适用于经过人工除锈后或防腐要求不高的金属表面,目前还远远不能取代喷砂、酸洗等除锈方法。
现代锈面涂料“以直接涂在锈蚀上,使活性锈蚀惰性化、坚实化”为目的,从施工、实效、环保等多方面出发,研制了众多的多功能锈面涂料,如:
“厚浆型锈面涂料”及“屏蔽型锈面涂料”、“惰性化锈面涂料”、“水性锈面涂料”,以及带锈、带水、带油、带旧漆膜的“多功能锈面涂料”等,它们都是在前面各类锈面漆的基础上发展了某些性能。
研究开发出的新型带锈涂料,它们对钢铁具有良好的防锈能力,并具有高渗透性,与水反应性、优良屏蔽性、可厚涂性与旧漆有良好的相溶性、底面合一等特点,与传统型带锈涂料相比更具有明显的优越性。
4.5预涂底漆
为防止钢材在贮存(加工前的短时间贮存)或加工期间生锈为主要目的,金属经第一次表面处理后立即进行涂装的底漆为预涂底漆,其一般是在钢铁经喷砂或抛丸处理后,立即在车间涂上这种底漆,存放待用,因此也称车间底漆(也称保养底漆).也有在钢厂压延成钢板时,直接在流水线上涂上底漆,最后卷成一卷出厂待用.要求这种底漆:
快干、耐磨、无毒、可焊接、有3~6月的临时保护作用。
目前应用的预涂底漆主要为磷化底漆、富锌底漆两类。
4.6金属基材对防锈底漆的要求
漆膜在不同金属底材上,附着力有所差异,对钢铁之类黑色金属,大多数防锈漆和防腐蚀漆都可以适应。
对于铝、锌等有色金属,由于表面化学、电化学等性质,相应有一些特殊要求。
比如,对铝、锌等有色金属不宜采用红丹防锈漆,以免加速腐蚀,应使用铬酸盐系或铁红底漆。
不同金属底材适用的底漆
金属种类
底漆品种
金属种类
底漆品种
黑色金属(钢、铁、铸铁)
无机富锌、磷化底漆、铁红醇酸、铁红纯酚醛、铁红酚醛、红丹酚醛、红丹醇酸、铁红环氧、锌黄环氧、硼钡环氧、过氯乙烯底漆
锌
锌黄环氧、锌黄纯酚醛
磷化底漆
镉
锌黄环氧、锌粉环氧
铬
铁红醇酸
铜及其合金
铁红氨基、铁红醇酸、磷化底漆
铝及铝镁合金
锌黄环氧、锌黄醇酸、锌黄油性漆、磷化底漆
铅
铁红醇酸
锡
铁红醇酸、铁红环氧
4.6.1铝材表面对涂装的要求
铝材表面能迅速生成氧化膜,厚度约0.01~0.015um,在pH值为4~8.5而无氯离子的情况下,具有良好的耐腐蚀性.但在近海或化工厂等腐蚀环境中会出现白色腐蚀斑点.为了延长铝材寿命往往需要涂漆.
铝材涂漆前的表面处理采用喷砂者较少.铝表面比较光滑,若没有表面处理,则涂料对铝面的附着力低,而且耐腐蚀性也较低,有时在漆膜下生成线状腐蚀.所以铝面在涂装前均需经适当的表面处理.其表面处理工有3种方法,包括电化学阳极氧化法、化学溶液氧化法、磷化底漆。
阳极氧化或化学溶液氧化完成后的表面应尽快涂装,不可超过24h。
若超过24h则附着力下降。
此时可再用磷化底漆打底,或再进行溶液处理。
其原因是新的阳极氧化膜表面是多孔,对有机涂层有很好的附着力,若搁置时间较久,则氧化膜老化而降低附着力。
以上几种铝表面处理法各有利弊,宜按不同要求而采用。
在一般情况下,使用磷化底漆较为便捷,不需特殊设备投资,施工简便,功效良好。
上述各种表面处理方法所获膜很薄,防蚀力有限,必须于其上涂各种涂料。
铝表面底漆须含低水溶性的铬酸盐颜料,如铬酸锶、铬酸锌等。
当水分透过涂膜时,此类颜料能持续地微量溶出铬酸离子,使铝表面钝化,功效确切可靠,但因六价铬会致癌,所以在使用时要采取防护措施。
现大多用磷酸锌无毒颜料代替。
铝表面切忌涂红丹漆等含活泼的铅系颜料的底漆,因为铝比铅活泼,在潮湿或盐雾环境不会发生置换反应,反而加剧铝材的腐蚀。
4.6.2锌材表面对涂装的要求
锌材表面的涂装保护,最常用的是在镀锌铁板表面的涂装.镀锌铁板,在建筑、工业生产上大量应用。
镀锌铁板由于其锌层可作为牺牲阳极而保护其下的铁皮不锈蚀,在一般温和的环境下具有良好的耐蚀性.但是镀锌钢的锌层很活泼,在湿空气中,易氧化,在酸性、碱性或盐类的介质环境中,锌层会迅速变暗而腐蚀。
为了延长镀锌铁皮的寿命,一般都习惯涂覆一、二层涂料。
常见的如彩色涂层卷钢、汽车工业等。
在镀锌钢板上再罩以涂料,较之无镀锌层的钢板,可显著延长寿命。
一般涂锌铁皮构件在涂漆前,施工单位极少进行磷化或钝化处理,通常只是揩净油污后就进行涂装。
若涂以含有氧转化的干性油的醇酸油漆,涂装的效果很差,涂膜日久都会剥落,这是镀锌铁皮上涂膜最常见的弊病,这是由于油脂类涂料或醇酸涂料均含干性油,含许多双键,在钴、锰皂等催化下会迅速氧化而干燥成膜。
但是它们成膜之后氧化作用并不停止,仍在缓慢地持
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