水性無機富鋅底漆的原理和應用

水性無機富鋅底漆，是一種以高變位系數硅酸鹽溶液為黏合劑，以極細高活性鋅粉做為關鍵防銹處理色漿的另外多組分水溶性常溫下凝結防腐材料。你在在其中的硅酸鹽溶液，關鍵指硅酸鈉，硅酸鉀，硅酸鋰等，一般的分析化學表達式為：

M2·mSiO2·nH2O。

你在在其中M為Na+、K+、Li+等，m、n為M2O，SiO2、H2O三個構成成份的摩爾數。

硅酸鹽溶液中，絕大部分是與二價硅酸鹽正離子HSi2O5-、Si2O52-，及其聚硅酸鹽正離子相關的硅酸鹽化學式和離子化合物Si（OH）4，HSiO3-、SiO32-。

一粘附基本概念和破乳基本要素

水性無機富鋅底漆的反映基本概念如圖已知1圖例，硅酸鹽溶液中的非特異硅酸與漆層中的非特異鋅粉和烤漆工藝鋼構架表層的非特異鐵原子核導致放熱反應，導致一種Zn-SiO42--Fe的絡合構造，漆層根據離子鍵粘附在鋼構架表層，具備非常好的粘結性。即便跌跌撞撞后，漆層也不容易規模性翹皮或松掉，而僅僅跌跌撞撞處出現凹痕，凹痕處上邊全是漆層維修保養農村基層不容易銹蝕。

水性無機富鋅底漆附著機理

圖1 水性無機富鋅底漆的反應機理示意圖

水性無機富鋅底漆的漆膜在干躁全過程中，鋅粉和鋼農村基層根據硅酸鹽構造相互連接，產生了一個總體，如圖已知2圖示。當建筑涂料涂到鋼架結構基材表層時，鋅粉顆粒物中間，鋼基材與鋅粉中間都維持金屬材料的立即觸碰，根據硅氧鍵與鋅粉和基材的反映，使漆膜與基材可以緊密聯系。在此情況下，假如水份入侵漆膜內部，就產生了一個由鋅粉和鐵構成的充電電池，因為鋅的電位差比鐵低，鋅粉做為陽極保護了做為負極的鐵，使鋼架結構基材不容易銹蝕，鋅粉在此全過程時會銹蝕，造成白銹，即說白了管道陰極保護功效，如圖已知3圖示。

水性無機富鋅底漆的反映原理平面圖

水性無機富鋅底漆的反應機理示意圖

圖3 水性無機富鋅底漆的陰極保護實驗

漆膜腳踏實地（常溫下2鐘頭）后，漆膜中的鋅粉就會再次與氣體中的H2O，CO2，O2，SO2及其別的化學物質產生放熱反應，即說白了的后固化，后固化過程會轉化成如氧化鋅，氫氧化鋅，堿式碳酸鋅鋅，硫酸鋅等腐蝕物質。后固化過程持續時間很長，伴隨著反映過程的不斷，這種腐蝕物質慢慢沉積在漆膜里鋅粉中間的空隙里，提升了漆膜的高密度性和內聚力抗壓強度，提高了漆膜的抗滲等級屏蔽掉特性。另外，腐蝕填充材料也會減少漆膜的氧化還原電位，使電化學腐蝕的電流強度減少，進而鋅粉的耗費速度會大幅度降低，因此漆膜的使用性能巨大提高。這一反映過程，持續時間一般幾個星期到好多個月，以至于更長的時間。

二漆料特性
水性無機富鋅底漆有下列一些特性：
1. 零VOC
水性無機富鋅底漆的秘方中不帶有一切有機化學成份，不帶有一切有機溶劑，是徹底純碎的水性漆，VOC含量為零。工程施工全過程中沒有易燃易爆物品的風險，職工只必須配戴防塵面罩就能確保身心健康，立即用冷水稀釋液和清洗機械，清理后的水，只能弱偏堿，能夠做簡易沉定后直排，對自然環境沒害。國家已經營銷推廣建筑涂料水性化發展戰略，水性無機富鋅底漆的隔熱性和工程施工安全系數，是其較大的特點。
2. 較長使用性能
水性無機富鋅底漆噴漆之后產生一道純無機物鍍層，因而徹底不會受到太陽、紫外光、雨、露、病菌、藻類植物或溫度等要素的危害，即便歷經很多年的日曬雨淋，也不容易脆化霉變，薄厚也不容易減薄。并且曝露時間越長，漆膜因后后干固水平加重，高密度性會愈來愈高，漆膜與農村基層的附著力（內聚力）的檢測結果比原始時高許多。
上年檢測了一些室外置放了很多年的樣版，用易高108附著力測試漆膜的附著力，基本上都會15MPa左右，損壞方式以粘膠劑損壞主導，如圖已知4圖示。用打磨砂紙打磨拋光漆膜表層，里邊外露黑亮的金屬質感。

圖4 露天放置多年的水性無機富鋅底漆試板的附著力測試

3. 耐高溫

水性無機富鋅底漆在未涂面漆的情況下，長期耐熱溫度高達400℃。鋅粉的熔點在419.6℃，但漆膜在超過該溫度時，鋅粉并不會融化，因為鋅粉比無機硅酸鹽結構固定了，因此鋅粉顆粒軟化時并不能流動，加熱到1200℃以上都不受影響。只是在超過400度以上的高溫環境下，單層的水性無機富鋅底漆漆膜的氧化和碳化速率會大大加快，鋅粉損耗會加快。如果在底漆表面涂覆1～2道耐溫600度的有機硅鋁粉漆，隔絕無機富鋅涂層與空氣接觸，涂層的長期耐溫可達540度。

另外，水性無機富鋅底漆抗冷熱沖擊性非常好，驟冷驟熱多次，漆膜均無明顯變化。比如用噴燈將噴涂水性無機富鋅底漆的試板燒紅，然后將其投入冷水中，取出試板繼續循環測試多次，漆膜均無明顯變化。

4. 陰極保護性

從前面的成膜機理可以發現，水性無機富鋅底漆的陰極保護性是極其優異的。實驗表明，水性無機富鋅底漆按照美國軍DOD-P-24648，該標準主要適用于暴露在海面、高濕、海水及大氣環境中的鋼結構外表面的含鋅底漆，其中，陰極保護性能規定時間為30天。將帶有裸露金屬的試板浸入3%的中性鹽水中，1/3的試板在液面以上。在整個試驗過程中通過添加蒸餾水來保證液面高度恒定。如圖5所示，經過一個月的浸泡實驗，水性無機富鋅底漆試板表面裸露部分未發生銹蝕，后續實驗持續進行了一年多，三塊試板中的兩塊在一年后，裸露部分也未發生銹蝕，說明了其陰極保護作用及其優異。

圖5 水性無機富鋅底漆的陰極保護實驗試板

跟同樣具有陰極保護作用的金屬鋅涂層（電鍍鋅，熱浸鍍鋅等）相比，水性無機富鋅底漆還有其特點。水性無機富鋅涂層里的鋅粉是被無機硅酸鹽粘結劑包圍和分割的，這樣就減弱了他的化學反應和導電能力。實驗表明，無機富鋅和金屬鋅層的陰極保護電位同樣，可是無機富鋅的電流強度顯著小于金屬材料鋅層，這說明金屬材料鋅層比無機富鋅具備更高的有機化學特異性，因此會耗費迅速。5. 導靜電感應

水性無機富鋅底漆的漆層氧化還原電位一般在10-5～10-7中間，可導靜電感應，因此特別適合用以中性溶劑儲存罐內腔，不但防腐蝕特性優良，并且能導靜電感應，考慮對儲存罐安全系數的規定。

6. 耐溶劑性

水性無機富鋅鍍層是徹底的無機化合物，因而，即便是溶解度較強的有機化合物，如芳香烴，大環內酯，長鏈脂肪酸，烴的氟化物等溶劑也不容易將其融解。她們也不會受到成品油，潤滑脂，航空煤油和別的原油商品的危害。因而長期性曝露于所述化合物的自然環境中，徹底能夠應用水性無機富鋅涂料。

7. 防火

水性無機富鋅鍍層歸屬于無機化合物，不容易點燃，即便曝露在火苗中也不容易點燃。涂有水性無機富鋅底漆的厚鋼板再用氧炔焰激光切割時，漆層也不容易點燃。

8. 電焊焊接性

海外做已過水性無機富鋅鍍層對電焊焊接和電焊焊接職工危害的試驗，確認無機鋅鍍層能被電焊焊接而對PCB沒有抗壓強度的減少，無論針對工程施工前的面漆，還是全部薄厚（75μm）的無機鋅鍍層和沒有鍍層是的電焊焊接是一樣的。圖7涂有水性無機富鋅底漆的試板開展電焊焊接實驗后的相片，圖中能夠看得出，電焊焊接對周邊的漆層基本上沒有危害。

9. 耐磨性能性

水性無機富鋅底漆的鉛筆硬度可做到5H左右，此外因為漆層與板材是離子鍵融合，粘合力很好，因而噴漆水性無機富鋅底漆的預制構件磕磕碰碰后，會出現凹痕，而漆層不容易脫落。

三運用市場前景

水性無機富鋅底漆的眾多優勢，使其在許多行業具備非常好的運用市場前景。

1. 水性重防腐涂料管理體系的面漆或是做為單一防腐蝕鍍層應用

現階段國家都會大力發展硝基漆，高固態份涂料和無溶劑涂料等隔熱性防腐材料。在重防腐涂料行業而言，水性無機富鋅底漆是最完善的水性防銹處理面漆，水性環氧底漆，水性聚氨酯漆現階段也不太完善，并且成本費較高，工程施工規定更高，對自然環境的規定也很好。因而，較為實際的水性化對策，就是說以水性無機富鋅底漆做為重防腐蝕管理體系的面漆，配套設施隔熱性不錯的高固態份或是無溶劑環氧漆和聚氨酯漆，或聚硅氧烷涂料，那樣的配套設施管理體系，VOC排污少，防腐蝕特性優良，漆層安全防護長壽命，現階段在對隔熱性和防腐蝕使用壽命均有非常好規定的場所，應當有非常好的運用市場前景。

2. 耐熱面漆

水性無機富鋅底漆是純無機構造，因此耐熱性非常好，這由于鋅粉的溶點稍低，造成其耐熱性受限制。假如配套設施耐熱有機硅材料氧化鋁粉漆，水性無機富鋅底漆可長期性用以200～540℃范疇的鋼架結構耐熱面漆。此外，因為水性無機富鋅底漆短時間耐高溫溫度可去1200℃左右，能夠用以火箭隊發射架等場所。

3. 不除去的生產車間面漆

水性無機富鋅底漆短時間耐高溫超出1200℃，防火，耐磨性能，可電焊焊接，不害怕磕磕碰碰，并且是純水性漆，因此徹底能夠用來鋼架結構的生產車間面漆。涂有水性無機富鋅底漆的厚鋼板歷經運送、激光切割、電焊焊接，火工糾正等加工工藝流程后，厚鋼板表面的漆層跟別的有機化學生產車間面漆對比，損壞水平小許多，因此徹底能夠無需做掉，只必須歷經簡易的清除打磨拋光，就能夠涂敷下道涂料。那樣的加工工藝，能夠省掉一道二次噴砂處理程序流程，另外節約一道富鋅底漆，真實節能減排，提高工作效率，也有益于確保鋼架結構的防腐蝕品質。

4. 有機溶劑儲存罐內腔

水性無機富鋅底漆不但耐溶劑性強，并且漆層導靜電感應，其氧化還原電位在10-6左右，因此能夠用以除開工業甲醇，室內甲醛等有機溶劑以外的絕大多數中性溶劑儲存罐，也可用以各種各樣石油制品如成品油，脂肪烴工藝品儲存罐，及其氡氣罐、氧氣罐的內腔。水性無機富鋅底漆不近能夠做為單面應用，還可以做為復合型導靜電感應防腐蝕管理體系的面漆應用，用以成品油罐的導靜電感應面漆，由于其具備管道陰極保護功效，因此鍍層防腐蝕長壽命，能夠增加儲存罐的清罐周期時間，減少儲存罐的維護保養成本費。此外，手洗無機富鋅底漆的隔熱性和安全系數，在儲存罐耐腐蝕工程施工時，也具備挺大優點

5. 無機富鋅防銹處理止滑涂料

在水性無機富鋅底漆的秘方中，配搭一定占比的止滑石料，能夠制成無機富鋅防銹處理止滑涂料，用以高強度螺栓聯接面抗滑移涂料。實驗說明，漆層原始抗滑移指數超出0.55,6月的抗滑移指數超出0.45。現階段早已很多用以各種大中型鋼結構橋梁等工程項目中，例如京滬高鐵一部分公路橋梁中，歷經很多年認證，實際效果優良。

四施工技術

由于水性無機富鋅底漆破乳的多樣性，其對工程施工的規定也跟基本水溶性樹脂富鋅底漆有挺大差別，但并非說水性無機富鋅底漆的工程施工難度系數有多少，要是把握步聚，嚴格要求，水性無機富鋅底漆的工程施工品質還是有確保的。

1. 板材金屬表面處理

噴砂處理前要先查驗鋼架結構表面是不是有油漬等空氣污染物，若有務必先消除清洗，等干躁側后方可噴砂處理。

噴砂處理物質可采用金鋼砂、鋼球、鐵礦砂、銅粉煤灰等，不可以選用海砂；噴砂處理物質應干躁無油漬，噴砂設備務必配置特性優良的油氣分離器。噴砂處理后的鋼表面能用空氣壓縮或吸塵機清除整潔，表面不可受油、蠟等有機化合物的環境污染。若部分遭受油、蠟環境污染，也務必用除油劑消除。

鋼表面經噴砂處理或拋丸除銹后的表面潔凈度級別務必做到GB 8923要求的Sa 2.5級或左右，粗糙度以Rz30～75μm為宜。粗糙度過大，非常容易導致涂料奢侈浪費，并且尖峰處不容易被涂料遮蓋，非常容易銹蝕。若水性無機富鋅底漆做為不做掉的生產車間面漆應用，粗糙度以Rz30～50μm為宜

表面預備處理后新外露出去的PCB金屬材料處在活性情況，曝露在濕冷或強浸蝕自然環境下非常容易再度銹蝕。為避免鋼才銹蝕，一般應在噴砂處理后4鐘頭內噴涂面漆，濕冷或工業生產大氣污染下，應在2鐘頭內噴漆結束，大晴天或環境濕度并不大的標準下，最多不超出8鐘頭。

噴涂前如發覺PCB不銹鋼鈍化被環境污染或返繡，應再次開展金屬表面處理，以做到規定。

2. 噴涂自然環境標準

噴涂工作應盡量在天氣晴朗標準下開展，氣侯濕冷或平均氣溫較低的時節應在房間內開展。

LT-100水性無機富鋅涂料溫度規定為5℃～35℃；環境濕度不高過85%。盡量減少在超溫發熱的鋼才（如夏季下午經太陽曝曬后的厚鋼板）上噴涂，要不然會造成干噴、鍍層裂開等缺點，宜挑選早晨、晚上或房間內開展。板材環境溫度低，漆層不容易干躁；溫度過低，漆層非常容易結凍，結凍后務必噴砂處理后重涂。

此外，須防止在干躁起風的天氣情況下到室外工程施工，不然鍍層由于干固很快造成裂開，宜在房間內工程施工。