水性無機富鋅與(yu) 環氧富鋅塗料的比較

水性無機富鋅塗料是以高模數矽酸鹽為(wei) 粘結劑,以超細高活性鋅粉為(wei) 主要防鏽顏料的雙組分常溫固化水性塗料         水性無機富鋅塗料其主要顏料為(wei) 鋅粉,為(wei) 確保鋅粉在富鋅底漆中能夠同基層鋼材緊密結合而起到導...

水性無機富鋅塗料是以高模數矽酸鹽為(wei) 粘結劑,以超細高活性鋅粉為(wei) 主要防鏽顏料的雙組分常溫固化水性塗料         水性無機富鋅塗料其主要顏料為(wei) 鋅粉,為(wei) 確保鋅粉在富鋅底漆中能夠同基層鋼材緊密結合而起到導電和犧牲陽極作用,際上對不同類型的富鋅底漆的鋅粉含量做了規定,無機富鋅底漆中,鋅粉在幹膜中的總質量應不少於(yu) 74%,對鋅粉細度的選擇,應大於(yu) 325目,以500目為(wei) 佳。此外,在塗料中加人適量鋅粉之外的其它顏料,如二氧化矽或磷鐵粉,使之很好地分散於(yu) 無機富鋅塗料中,可使塗層的龜裂傾(qing) 向大為(wei) 降低。

水性無機富鋅與(yu) 環氧富鋅塗料的比較

1 性能比較

1.1 屬性

水性無機富鋅塗料以矽酸鹽為(wei) 成膜反應物與(yu) 鋅反應生成矽酸鋅網狀結構,因此可稱為(wei) 無機矽酸鋅塗料,屬綠色環保型塗料。

環氧富鋅塗料是以環氧樹脂為(wei) 成膜物並以有機溶劑為(wei) 稀釋劑的塗料,屬有機類塗料。

1.2 附著力

水性無機富鋅塗料由於(yu) 矽酸鹽與(yu) 鋅粉反應的同時還與(yu) 鋼鐵反應形成矽酸鋅鐵絡合物,因而對鋼鐵表麵形成很強的化學鍵,從(cong) 而可抵抗水、海水、有機物、氯化物等的侵蝕。

環氧富鋅塗料的附著力靠樹脂對鋼鐵表麵的粘結力,屬物理吸附,初始附著力較好,但有機物的耐候性差,在惡劣環境下更易老化,從(cong) 而附著力慢慢降低。

1.3 耐蝕性能

富鋅塗料的防鏽蝕機理是通過鋅與(yu) 鋼鐵基材表麵直接接觸,當腐蝕介質滲入漆膜與(yu) 鋼鐵界麵就會(hui) 形成一個(ge) 由鋅 – 鋼鐵組成的原電池,因鋅的電化學活性(標準電極電位為(wei) -0.763 V )較鐵( -0.449 V )活潑,鋅為(wei) 陽極失去電子而犧牲,鐵為(wei) 陰極得到電子而得到保護,即所謂鋅起到了陰極保護作用。

另外犧牲的鋅形成 Zn 2+ 與(yu) 空氣中的水分和二氧化碳反應生成堿式碳酸鋅[ 3Zn ( OH ) 2 • 3ZnCO 3 ]等產(chan) 物,這些不溶於(yu) 水、不導電的腐蝕產(chan) 物填充在漆膜空隙中,如某點鋅粉已消耗(或有漏點或缺損)則腐蝕產(chan) 物就會(hui) 沉積在此處基材上形成致密膜,阻擋、屏弊腐蝕因子透過,從(cong) 而進一步延長防鏽蝕的時間,這些反應的結果即所謂富鋅漆具有自修複性能。

不論水性無機富鋅塗料還是環氧富鋅塗料,均具有陰極保護作用和自修複性能。

但水性無機富鋅塗料由於(yu) 矽酸鹽在同鋅粉反應的同時還與(yu) 基材金屬鐵反應形成很強的化學鍵結合,而環氧富鋅塗料僅(jin) 為(wei) 物理吸附,而且有機質導電性能較差,要獲得同樣的陰極保護效果時,環氧富鋅塗料幹膜中的鋅含量應更高些。例如美國鋼結構塗裝協會(hui) SSPC 某一型號富鋅漆中對鋅粉含量作了規定,為(wei) 了該漆能導電而起陰極保護作用,該類漆的幹膜中低含鋅量為(wei) :無機富鋅為(wei) 74% ,環氧富鋅則為(wei) 77% 。另外尚有實驗證明,在無機富鋅和環氧富鋅底漆中加入磷鐵粉 Fe 2 P 取代一部分鋅粉,其陰極保護時間對無機富鋅塗料而言,即使 Fe 2 P 含量達到 24% 與(yu) 不含 Fe 2 P 時基本相當,但對環氧富鋅塗料而言,即使鋅含量高達 97% ,其耐蝕期仍遠遠不及無機富鋅塗料,而少量摻入 Fe 2 P ,其陰極保護作用就會(hui) 迅速消失。

因此,無機富鋅塗料的耐腐蝕性遠優(you) 於(yu) 環氧富鋅塗料。據(美國)國家航空航天總暑( NASA )報告(表 1 ),在各類富鋅塗料中,耐腐蝕性佳的為(wei) 水性無機富鋅塗料,它在海洋大氣條件下的使用壽命至少為(wei) 25 年。

塗料類型

環氧富鋅塗料

溶劑型無機富鋅塗料

水性無機富鋅塗料

使用壽命(年)

3~5

12~15

25

1.4 耐熱性

工程中各類構件經塗裝底漆後,下一步組裝時切割和焊接是主要的加工作業(ye) ,因此底漆的可切割性和可焊接性,即其耐熱性能十分重要,即在作業(ye) 時漆膜的燒損麵積應小,一般蔓延應在 10- 25 mm 內(nei) ,水性無機富鋅塗料在形成硬化膜時以聚矽氧烷( Si — O — Si )相結合,這種 Si — O 鍵的結合能為(wei) 445.2 kJ/mol ,比形成有機高分子的 C — C 鍵結合能( 346.9 kJ/mol )大得多,因而無機富鋅塗料比環氧富鋅塗料具有更強的耐熱性,長期可耐 400 ℃ ,瞬間 800 ℃ 。顯然在焊接和切割等熱加工時燒損麵積前者比後者要小。

1.5 導靜電性

一般可用於(yu) 防止和消除靜電的導電塗料的電阻率為(wei) 10 6-10 8 Ω • cm 。當水性無機富鋅塗料幹膜中鋅含量≥ 74% 時,其電阻率一般為(wei) 10 3-10 8 Ω • cm (符合石油部防靜電標準),遠低於(yu) 一般導電塗料,即水性無機富鋅塗料消除靜電的性能遠好於(yu) 一般導電塗料。據報導,在各類大型原油儲(chu) 罐、溶劑儲(chu) 罐和燃油儲(chu) 罐中采用無機富鋅塗料塗裝成功的實例已經很多.

因有機物導電性能較差,因此環氧富鋅的導靜電性不及水性無機富鋅塗料

塗料類型

一般導靜電塗料

環氧富鋅塗料

水性無機富鋅塗料

電阻率(Ω.cm)

1000000-100000000

>10000000

<100000

1.6 耐有機溶劑性

這是水性無機富鋅塗料的一個(ge) 突出性能,幾乎在所有烴類溶劑(包括原油、燃料油、汽油、、以及其它脂肪烴和芳香烴石油產(chan) 品)中都不溶。對許多強溶劑,如醚、酮以及氯化烴均具有很強的抵抗能力。

環氧富鋅塗料因以環氧樹脂為(wei) 粘結劑,屬有機類,顯然對原油等的抵抗性能遠不及水性無機富鋅塗料。

1.7 環保安全性

水性無機富鋅塗料以水為(wei) 稀釋劑,零 VOC 排放,無閃點、不燃、不爆、無味、無毒、無汙染。不但保障了工人的健康和環境的舒適感,而且無需采取任何防火措施,大大簡化了施工條件,既節省費用又提高了效率和安全性。

環氧富鋅塗料,不但環氧樹脂本身為(wei) 有機物,並以有機溶劑,如、等為(wei) 稀釋劑,顯然其環保和安全性無法與(yu) 水性無機富鋅塗料相比。

1.8 配套性能

一般來說,環氧富鋅塗料較易與(yu) 各類麵漆配套,水性無機富鋅塗料除油性漆和醇酸漆不能配套外,可與(yu) 目前普遍使用的環氧、丙烯酸、聚氨酯、乙烯類漆配套,如塗環氧過渡層漆則可與(yu) 更多的麵漆配套,且效果更佳

雖然一般來說水性無機富鋅底漆的配套性能不如環氧富鋅底漆,但目前可配套的麵漆品種仍很多,完全能滿足防腐工程的需求。

1.9 施工性能

( 1 ) 基材表麵處理

水性無機富鋅漆在成膜過程中與(yu) 鋼鐵表麵形成化學鍵,因此對基材表麵的處理要求嚴(yan) 格,必須達到 Sa 2.5 級,並使表麵有一定的粗糙度,增加表麵積,確保鋅粉能同鋼鐵緊密接觸。

環氧富鋅塗料附著力主要由有機樹脂對基材的物理吸附貢獻,因此對基材表麵處理程度可相應降至 Sa 2.0 級,但實際施工中也要求達到 Sa 2.5 級。值得指出的是,在重防腐領域, Sa 2.5 級是普遍采用的級別,目前噴砂(噴丸)技術完全可以達到。

( 2 ) 施工環境問題

水性無機富鋅塗料以水為(wei) 稀釋劑,隻有通過水分的揮發才能使濕膜形成矽酸鋅致密網狀結構的漆膜,因此這類塗料對施工環境,如氣溫、濕度、風力等比較敏感,相比之下,環氧富鋅塗料由於(yu) 以有機溶劑為(wei) 稀釋劑,較少受環境的影響。

值得提出的是, 衛士寶水性無機富鋅塗料已能滿足不同環境條件下的施工要求。另外,對自動塗裝流水線作業(ye) 而言,因基本呈封閉型,大大削減了外部氣候環境的影響,對水性無機富鋅塗料的施工十分有利。

2 結語

( 1 ) 水性無機富鋅塗料因其矽酸鹽粘結劑在與(yu) 鋅粉反應的同時還與(yu) 基材鋼鐵反應,係化學鍵相結合,其耐蝕性,作為(wei) 重防腐塗料的使用壽命,大大優(you) 於(yu) 環氧富鋅塗料。

( 2 ) 水性無機富鋅塗膜的耐熱性、耐有機溶劑性、導電性均優(you) 於(yu) 環氧富鋅塗膜,因而更適合作為(wei) 各類油品儲(chu) 罐的內(nei) 防腐塗料。

( 3 ) 顯然,水性無機富鋅塗料的環保安全性能大大優(you) 於(yu) 環氧富鋅塗料。

( 4 ) 雖然水性無機富鋅塗料對施工環境條件較為(wei) 敏感,但 衛士寶水性無機富鋅在這方麵已有很大改進,可適應不同施工環境的需求。

( 5 ) 隨著環境保護愈來愈受到全世界的關(guan) 注,各國為(wei) 節約能源和控製 VOC 的排放量,製訂日益嚴(yan) 格的法規,人們(men) 的環保意識也日益增強,盡量采用質高又環保的產(chan) 品已成為(wei) 人們(men) 的共識,水性無機富鋅塗料代替環氧富鋅塗料已成為(wei) 一種趨勢。

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