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1、无机富锌涂料性能及其应用作者：涂料胶粘技术研究网 阅读次数：594次 更新时间：2008-03-1515:27:39周文涛1,李晓勤2(1.华中师范大学科技开发总公司,湖北武汉430079;2.华中师范大学化学系,湖北武汉430079) 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
2、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,
3、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
4、与施工性能日趋完善见表1。表1几种水性无机富锌涂料综合性能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
5、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见表2。表2 水性无机富锌漆基
6、料模数对漆膜干燥时间的影响从表中可以看出,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
7、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
