對鋼結構,采取金屬熱噴涂的方法,噴鋅、噴鋁或噴鋅鋁合金等的防銹處理方式,可以達到20年以上的防腐蝕使用壽命；采用富鋅底漆、無機富鋅或環(huán)氧富鋅底漆,干膜厚度50-80μm,可以達到15年以上的防腐蝕使用壽命；對于C3或C4腐蝕環(huán)境,選用重防腐厚漿型環(huán)氧涂料,干膜厚度在200μm以上,無需采用中間涂層,也可以達到15年以上的使用壽命。高性能面漆的選用目前主要有三種類別:經(jīng)濟有效的丙烯酸聚氨酯面漆、超耐候氟碳面漆以及耐候性優(yōu)異且環(huán)保的聚硅氧烷面漆。

鋼結構重防腐體系設計

其中對鋼鐵基材進行金屬噴涂處理是防腐涂料基材處理的重要工作：熱噴涂、冷噴涂、電刷鍍、熱浸鍍、涂裝等工藝。其中，熱噴鋅、冷噴鋅和富鋅涂料涂層防腐蝕的基本原理均為陰極保護。鋅的標準電極電位（-0.762Ｖ）低于鐵的標準電極電位（－0.44Ｖ）。在腐蝕過程中，鋅作為犧牲陽極會優(yōu)先腐蝕以保護鋼鐵基體。另外，鋅在腐蝕過程中生成難溶性的氫氧化鋅和氧化鋅等腐蝕產(chǎn)物，并覆蓋在基體表面阻礙腐蝕液的進入，起到屏蔽作用。有效持久的腐蝕防護工藝不僅要有施工簡單、防護周期長和后續(xù)修復費用低等經(jīng)濟意義，還要具備污染性低的環(huán)保特性。通過厚度測量、腐蝕電位測試和鹽霧試驗對鋼鐵結構腐蝕防護中常用的熱噴鋅、冷噴鋅和富鋅涂料三種涂層的耐蝕性能進行了對比性研究，為其工程應用提供參考。

一、熱噴鋅

熱噴涂技術是強化防護基體表面的一門技術，是表面工程中的重要學科。所謂熱噴涂，就是利用一種熱源（如電弧、離子弧或燃燒的火焰等）將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱熔化或軟化，并用熱源自身的動力或外加高速氣流霧化，使噴涂材料的熔滴以一定的速度噴向經(jīng)過處理干凈的基體表面，依靠噴涂材料的物理變化和化學反應與基體形成結合層的工藝方法。它可以噴涂幾乎所有的固體工程材料（如硬質合金、陶瓷、金屬等），形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、間隔控制等涂層，使零件具有許多特有的功能。對于大的鋼結構部件，特別是現(xiàn)場鋼結構的施工，通常會選擇電弧噴涂進行施工作業(yè)，材料多為99.9%的純金屬鋅、鋁或2 種元素的合金線材。在電弧噴涂處理中，2 根線材插入火炬中，并在噴嘴處以一定角度相互碰觸，在線材上施加電壓，使其產(chǎn)生電弧，線材末梢會被熔化，熔化的金屬被壓縮空氣或惰性氣體霧化，并將其輸至零件。

熱噴鋅施工現(xiàn)場

熱噴鋅的特點：熱噴鋅形成的鋅層表面較粗糙，孔隙率高，金屬鋅通過長時間高溫（500℃）加熱產(chǎn)生大量的氧化物，氧化物存在削弱了陰極保護的作用。陰極保護作用的存在是熱鍍鋅層具備比一般有機涂層更加優(yōu)異的防腐蝕性能，膜厚 80μ m以上的鍍鋅層在室內大氣環(huán)境保護年限超過 15 年。不足之處就一個：貴。施工工藝要求高，費時費工效率偏低，成本自然偏高。

熱噴鋅表面粗糙多孔，如未使用專用連接漆（也可以叫封閉漆），需使用高稀釋比例（50% ~ 80%）的環(huán)氧漆進行霧噴，以排出鋅層孔隙中的空氣。如果不進行霧噴操作，孔隙中的空氣就會因后道涂層覆閉而發(fā)生滯留，滯留的氣體穿透漆膜會留下諸多氣孔，即所謂“針孔”；如果涂層施工較厚時，滯留的空氣將無法穿透漆膜，會在涂層表面頂起一個個小泡，謂之“氣泡”。無論是針孔還是氣泡，對涂層本身而言都是一種缺陷，小面積缺陷可以通過打磨修補進行處理，但在未霧噴施工的情況下，這種缺陷往往是普遍性的，整個缺陷面的打磨不僅耗費過多的人工及時間，而且無法確保缺陷完全得到去除。在金屬噴涂施工后，立即施工一道封閉涂層能極大地延長涂層的壽命。為了避免后道涂層出現(xiàn)起泡及針孔問題，加強油漆與基材的結合力，霧噴在實際生產(chǎn)應用中已然成為一道強制工序，必不可少。

二、冷噴鋅

冷噴鋅特點：1由高純度的鋅粉、揮發(fā)性溶劑和導電樹脂（導電包覆）組成。2干膜鋅含量高達96%以上，能夠為鋼鐵基材提供與熱噴鋅、熱浸鋅相同的陰極保護效果。3性價比高：每平方綜合使用成本低，使用年限長，施工快、易修補。4施工便捷，可以噴涂、輥涂、刷涂。

典型的冷噴鋅產(chǎn)品配方

冷噴鋅涂層配套：冷噴鋅作為底漆使用時，推薦中間涂層為：環(huán)氧云鐵；推薦面漆為：氯化橡膠、丙烯酸聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷、冷涂鋅銀面漆（不可與醇酸漆配套）。

冷噴鋅工藝：工藝流程噴砂除銹（Sa2.5級）→對焊縫、轉角、切邊、板邊緣以及隱蔽部位預涂一遍冷噴鋅→噴冷噴鋅（共60μm）→噴涂環(huán)氧云鐵中層漆噴涂2 遍（共60 μm）→最后噴涂面漆（100μm）→檢查涂裝質量→修補→交驗

三、富鋅底漆

在富鋅底漆中，腐蝕防護主要靠前期犧牲鋅粉陰極保護和后期鋅鹽堵塞孔隙提高致密度來提供，所以鋅粉含量對涂層的防腐性能有著重要的影響。但如果含量高到一定極限，樹脂含量較少時又會導致附著力下降，所以需要設計實驗來考察最佳鋅粉含量。

典型的富鋅底漆配方

三種含鋅涂料的簡單對比

下面對三種涂層進行詳細的對比

涂層厚度

表1給出了三種涂層厚度測試結果。從表1可以看出:三種涂層的平均厚度均為75~80μm,沒有明顯區(qū)別。而熱噴鋅涂層厚度離散性很大, 最小為50μm, 最大為107μm;富鋅涂料涂層和冷噴鋅涂層最小厚度約為65μm, 明顯高于熱噴鋅涂層的最小厚度 (50μm) 。涂層的耐蝕性不僅僅取決于其平均厚度, 更取決于涂層的最小厚度和涂層致密性。涂層失效一般開始于缺陷處或耐蝕性最差處。涂層的最小厚度越小, 發(fā)生失效時間越短。涂層致密性越差, 腐蝕介質越容易滲透涂層到達基體, 腐蝕也就越快。在平均厚度相當時, 熱噴鋅涂層的最小厚度較小, 粗糙度較大, 故其耐蝕性較差。

表1 三種涂層的厚度

腐蝕電位

圖1給出了基體試樣和三種涂層試樣腐蝕電位隨時間的變化曲線。由圖1中可以看出:基體材料的腐蝕電位為-0.558V,熱噴鋅、冷噴鋅和富鋅涂料涂層的腐蝕電位依次為-1.082, -1.066, -0.961V。三種涂層的腐蝕電位均遠低于基體的腐蝕電位, 可以為基體提供陰極保護作用。其中, 熱噴鋅涂層的腐蝕電位最低, 冷噴鋅涂層的腐蝕電位與之相當, 富鋅涂料涂層的腐蝕電位要略高于以上兩種涂層的。鋅涂層腐蝕電位高低主要由Zn/Fe面積比決定。熱噴鋅涂層表面疏松, 粗糙度大, 相比于冷噴鋅涂層, 其比表面積更大。富鋅涂料涂層中由于有機材料的添加, 導電性能變差, 同時Zn/Fe面積比也有所降低, 所以其腐蝕電位在三種涂層中最高。

圖1 基體和三種涂層的腐蝕電位-時間曲線

鹽霧試驗

由圖3 (a) 可見, 鹽霧腐蝕50d后, 熱噴鋅涂層表面布滿白色絮狀產(chǎn)物并有大量紅褐色銹斑出現(xiàn), 涂層已經(jīng)被破壞。隨著腐蝕時間的延長, 腐蝕面積的增加, 腐蝕也在加劇點蝕已經(jīng)擴展成局部大面積腐蝕, 腐蝕消耗掉附近的涂層, 加上腐蝕產(chǎn)物的膨脹作用, 部分熱噴鋅涂層破裂脫落, 出現(xiàn)腐蝕坑, 基體暴露在外。由圖4 (a) 可見, 鹽霧腐蝕50d后, 熱噴鋅涂層表面粗糙度很大, 這與前面涂層厚度的離散性一致。涂層的表面粗糙度增大會導致其耐蝕性降低。未經(jīng)鹽霧腐蝕的熱噴鋅涂層表面存在大量的孔洞, 這是熱噴鋅涂層的一個弊端。而涂層表面的裂紋是在腐蝕過程中形成的, 這是腐蝕后涂層顆粒之間的結合變差導致的。

圖3 鹽霧腐蝕50d后三種涂層局部表面的宏觀形貌

圖4 鹽霧腐蝕50d后三種涂層表面的微觀形貌

鹽霧腐蝕50d后, 冷噴鋅涂層并沒有出現(xiàn)表面泛紅, 基體腐蝕的現(xiàn)象, 表面只有極少量絮狀腐蝕產(chǎn)物，冷噴鋅涂層表面依舊完整致密, 沒有明顯腐蝕痕跡, 僅出現(xiàn)了少量微小的鼓泡出現(xiàn)幾處明顯的點蝕, 整個涂層依然保持完整性（圖3b）。

鹽霧腐蝕50d后, 富鋅涂料涂層表面出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象, 說明涂層與鋼基體結合不夠緊密, 結合面出現(xiàn)脫離，部分鼓泡破裂, 底部的腐蝕斑也呈現(xiàn)出來, 隨后，表面的鼓泡變大, 并且數(shù)量增多, 鼓泡總面積急劇增加, 鼓泡尺寸的增大會引起鼓泡處涂層表面張力的增加, 導致涂層出現(xiàn)裂紋, 腐蝕介質通過裂紋進入涂層底部, 腐蝕可能在涂層底部發(fā)生, 但是此時并不能從宏觀上看出。

四、結論

(1) 熱噴鋅、冷噴鋅和富鋅涂料涂層的平均厚度為75~80μm, 熱噴鋅涂層厚度離散性大, 表面粗糙度高, 冷噴鋅和富鋅涂料涂層厚度均勻。三種涂層腐蝕電位均遠負于基體的腐蝕電位, 熱噴鋅涂層的腐蝕電位和冷噴鋅涂層的相當, 富鋅涂料涂層的腐蝕電位略高。

(2) 熱噴鋅涂層鹽霧試驗21d后即出現(xiàn)紅褐色銹蝕, 涂層被破壞, 腐蝕50d后表面存在大量孔洞和裂紋, 涂層脫落, 完全失去防護作用;冷噴鋅涂層與基體結合緊密, 腐蝕50d仍保持原始形貌;富鋅涂料涂層經(jīng)鹽霧試驗21d后出現(xiàn)鼓泡, 隨腐蝕時間的延長, 鼓泡數(shù)量逐漸增加, 涂層表面出現(xiàn)大量裂紋, 涂層與基體脫離。

(3) 劃痕鹽霧試驗中, 腐蝕在熱噴鋅涂層劃痕處進行并向劃痕周圍擴展, 逐漸導致涂層脫落;冷噴鋅涂層劃痕處腐蝕產(chǎn)物的堆積阻礙了腐蝕的進一步進行和向四周的擴展, 使涂層在試驗周期內保持良好的耐蝕性;腐蝕在富鋅涂料涂層劃痕處沿著涂層和基體界面向周圍擴展, 形成大量的氣泡, 導致涂層與基體脫離。

四、夢能服務與支持

1、免費樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

用于維修項目：驗證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補：提供少量樣品用于修補破損處。

申請用量：在1KG以內免費送貨上門。

2、免費打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實際應用、外觀、性能測試，請與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務團隊

夢能對技術服務團隊始終進行一系列的標準化管理，從專業(yè)培訓到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術服務人員進行定期的技術培訓和能力審計，以使每一位技術服務人員保持高水準的專業(yè)素質，每一位技術服務人員都配備先進的涂裝檢驗儀器，儀器設備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗，以保證每套儀器設備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內，線上購買，抖店直接下單購買。

工廠業(yè)務：長期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調試、質量檢測、開具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務支持，項目保護。

業(yè)主、總包、設計院：提供防腐方案設計、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術指導。

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