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| 无机富锌涂料性能及其应用 |
关 键 字:无机,富锌, |
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起始时间：2007-04-26 |
截至时间：2008-04-25 |
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拟提供资金: |
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技术需求主要内容和技术经济指标
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摘 要 : 讨论了目前国内水性无机富锌漆的种类、性能和应用 , 比较了几种代表性的水性无机富锌漆及其优点 , 探索了无机富锌漆的性能改进 , 从环保角度出发 , 水性无机富锌漆具有良好的开发前景。
关键词 : 无机富锌漆 ; 防腐 ; 环保
1 前言
长期以来 , 人们一直采用多种手段与腐蚀作斗争 , 发展最快、应用最广的就是涂料防蚀技术。
我国涂料产品共有十七大类 , 近 900 个品种型号 , 它们的性能用途各有不同 , 施工方法也是多种多样 , 而无机富锌涂料以其简单的施工工艺、良好的耐腐蚀性能、耐温、耐海水、耐油、耐溶剂、耐候、抗震性能好以及长达 10 ～ 20 年的防锈年限 , 使其在涂料市场上占有一席之地 , 特别是在水工金属结构防腐中无与替代 , 市政工程也处处可见它的身影。在 21 世纪强调环保的今天 , 无机富锌涂料具有无穷的发展潜力。
2 无机富锌涂料
无机富锌涂料中 , 正硅酸乙酯类、水泥浆类由于其毒性或性能上的缺点 , 市场份额很少 , 目前市场上广为应用的主要是水玻璃类无机富锌涂料。水性无机富锌涂料由最早的钠水玻璃 ( 泡水碱 ) 加锌粉的原始配方 , 经过钾水玻璃 , 到现在使用新工艺制取的锂水玻璃 , 发展到今天 , 其成分和工艺早已复杂化、优良化。除填料锌粉外 , 颜料种类与成分也多彩多姿 , 成膜基料成分也更为复杂 , 另外助剂 ( 固化剂 ) 的增加也使其分为后固型和自固型。
水性无机富锌漆成膜初期 , 溶于水 , 但固化后 , 耐水性能优良 , 可长期浸泡水中。由于其无有机溶剂 , 无异味、不燃不爆 , 施工工艺简单 , 综合成本低 , 施工工具易清洗 , 不污染环境 , 防腐年限长久 , 同时 , 某些品种较低孔隙率 , 因而可作热喷锌表面封闭剂 , 大有取代传统的热喷锌 ( 铝 ) 之势。另外 , 良好的导电性 , 可带漆焊、割 , 也是有机类环氧富锌漆所不及 , 是新一代较具潜力的环保型涂料。
2. 1 无机富锌涂料的性能
水性无机富锌漆经过多年的发展 , 其各项技术指标与施工性能日趋完善与工艺成熟的传统热喷锌相比 , 水性无机富锌的优点也比较突出。首先 , 热喷锌是单一锌层的牺牲阳极保护 , 其耐腐蚀速度仅取决于锌层的厚度及溶解速度 ; 而无机富锌除了锌层的保护 , 其复杂化学变化生成的硅酸锂、硅酸锌、碱式碳酸盐等能更好覆盖金属表面。其次 , 热喷锌的孔隙率较高 ( 一般为 3 % ～ 5 %) , 需另涂刷封闭剂 ; 而水性无机富锌漆膜的孔隙率较低 ( 一般为 1 % 以下 ), 因而可作热喷锌表面封闭剂。再则 , 热喷锌工艺复杂 , 需高温高压装置 ; 而无机富锌则喷涂、刷涂均可灵活操作 , 总的比较而言 , 无机富锌反而综合成本较低。
目前市场上锌粉原料价格较高 , 水性无机富锌漆的价格也居高不下 , 但在水利、电力工程、重防腐工程等领域 , 还有较大发展空间。
2. 2 无机富锌涂料的改进
水性无机富锌涂料在众多工程实例中取得了成功 , 但由于其本身的特性 , 也暴露出许多问题 , 如 : 实干慢、装饰性差等 , 因而此类涂料多用作底漆或水利工程、埋件。同时 , 针对此类缺点 , 广大涂料工作者也进行了不懈的努力 , 摸索出一系列经验和方法。
2. 2. 1 干燥时间
水性无机富锌漆不同于一般油漆 , 其表干快 , 但真正固化期却较长 , 这显然不利于施工进度和野外作业。研究表明 , 作为基料的水玻璃模数的提高 , 有利于缩短实干时间和固化期 , 对目前以锂水玻璃为基料的水性无机富锌漆的测试
从表中可以看出 , 有效提高模数 , 可大大缩短膜干燥时间。提高模数可以选择较高模数的原料 ( 如泡花碱 ), 也可以使用热驱硅溶胶法 , 提高原料模数。
同时 , 也可以改变填料配方 , 使填料、基料、钢铁表面发生复杂的化学反应 , 形成更为牢固的化学键 , 从而缩短固化期。
2. 2. 2 面漆配套
水性无机富锌成分中含有大量锌 , 因而漆膜不耐酸碱 , 不能和醇酸树脂漆配套使用 , 但与之配套的漆种类亦相当多 , 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。同时各种中间漆的开发更扩大了无机涂料的应用空间 , 弥补了它装饰性不足的缺憾。
2. 2. 3 新品开发
为了提高成膜基料的粘结性能 , 涂料工作者大胆采用新工艺 , 利用电解槽进行离子交换 , 得到了比钠水玻璃综合性能更好的锂水玻璃 ; 同时 , 液料中缓蚀剂、新型流平剂及高分子乳液的加入 , 更加提高了涂料的成膜性和防腐性能 ; 固料中高导电物的添加也提高了漆膜的导电能力。
纳米技术是一门高新技术 , 在涂料和发展中也备受青睐。目前 , 各水性无机富锌漆生产企业正加紧研制开发纳米无机锌复合涂料 , 相信不久的将来 , 水性无机富锌涂料的各项技术指标、施工性能会有质的飞跃。
3 施工
水性无机富锌涂料的施工同众多涂料一样 , 分为前处理、涂装、保养三部分 , 水性无机富锌涂料前处理要求较严 , 除油去锈 , 表面处理应达到 Sa2 1 5 或 St3 级 ; 其涂装可用无气喷涂、刷涂、滚涂 , 注意保持涂具洁净、及时清洗 , 控制好漆膜厚度 ; 涂装好的漆膜应注意保护 , 特别是在实干前防止雨淋 , 固化后方可下水。
4 结语
水性无机富锌涂料发展到今天 , 由于其应用领域相对狭窄 , 施工要求比较苛刻 , 使人们的认知相对落后 , 推广也受到一定限制 , 但随着无机富锌涂料技术的不断发展、完善 , 随着人们的环保意识的增强和大力推进的可持续发展战略 , 水性无机富锌涂料必将会有更广阔的前景。
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