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新型亲环境防腐涂料系统的开发及应用
来源:罗成 | 发布时间:2018-4-3 | 浏览次数:

摘要:本文系统阐述了新型亲环境防腐涂料系统的开发及应用,以及不同金属底材在不同环境下涂料的解决方案。

0 前言

    如今市场上常见的高防腐胜博发移动客户端下载手机版为富锌粉末、面粉组成的涂料系统,富锌粉末的防腐机理主要是屏障保护与阴极保护。然而含锌产品被标识成“环境有害”,环保法律允许使用锌的时间非常短。且富锌粉末比重大,增加了施工的难度,且容易耗损通风与电极设备,喷涂面积相对较小,提高了粉末回收的难度。

    本文中阐述的新型亲环境防腐涂料系统使用亲环境粉末,不含锌,无需贴标签,无VOC排放,可提高基材在自然环境中的耐用性,具有优异的耐化学品、耐湿热、耐盐雾等性能,可喷涂在多种基材上包括含有锐利边角底材,透气底材(镀锌钢,美特金等)。该底漆具有较小的比重,使用方便,可回收使用,提高单位喷涂面积(可减少粉末消耗),可减少喷涂设备磨损(文丘里管、电极等)。与铁类金属具有极佳的附着力,与面粉具有很好的层间结合力。
 
1 实验部分

1.1 原材料

    环氧树脂;环氧固化剂;锌粉;防腐助剂;丙
烯酸酯流平剂;硅灰石;铁红;钦白粉;安息香等。

1.2 试验设备

    平行双螺杆挤出机;磨机;盐雾仪;湿热仪。

1.3 试验工艺

    1、热熔结环氧胜博发移动客户端下载手机版制作工艺流程:
    试验流程:称量→混合→挤出→磨粉→过筛→喷涂→固化→检测
    2、挤出温度:30-90-80℃

1.4 性能检测

    盐雾、湿热性能检测参照ISO 12944进行。

2 结果与讨论

2.1 环境识别

    ISO 12944标准将环境分为内部环境、外部环境两大类,每大类中根据污染程度不同分成Cl-C5环境,如表1所示。
 
 
    在同一个环境下,涂料耐久性要求不同,防腐性能要求也不同。将涂料的耐久性分成三级:低(L):2~5年,中(M):5~15年,高(H):15年以上。环境与涂料耐久性形成二维图,如图1所示,ISO 12944标准对二维图进行分类,同种颜色区域具有相似的防腐性能要求。
 
 
 
2.2 防腐性能评估
 
    涂层的防腐性能一般通过湿热(ISO 6272)、中性盐雾(ISO 7253)来评估。ISO 12944中规定了不同环境、不同耐久性涂料需要承受的检测时间,如表2所示。
 
 
 
2.3 防腐机理

    当金属与环境中介质接触发生化学或电化学反应而使金属损坏,胜博发移动客户端下载手机版涂膜通过阻隔金属与环境的直接接触而起到保护作用。胜博发移动客户端下载手机版对钢铁的保护作用主要有屏障保护、阴极保护和钝化保护。底粉和面粉组合行程双层、加强双层涂层系统,进一步提高涂层的防腐的防腐性能。
 
    屏障保护,涂层将金属与环境分离,从而使金属免受腐蚀。在保护涂层没有缺陷期间具有很好的保护作用。盐雾对金属的腐蚀是以电化学方式进行的,主要是导电的盐溶液渗入钢铁内部发生电化学反应,形成“低电位金属-电解质溶液-高电位杂质”的微电池系统,发生电子转移,作为阳极的金属出现溶解,形成腐蚀物。盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子Cl-,其半径很小,具有很强的穿透能力,容易穿透氧化层与保护涂层进入金属内部,破坏金属的钝态。同时,氯离子具有一定水合能,容易吸附在金属表层的孔隙、裂缝等位置,取代保护金属氧化层的氧,使金属受到破坏。

    阴极保护,富锌粉末中含有大量的锌粉,锌的标准电位(-0.76V)比铁(-0.44V)低,涂膜受到侵蚀时,锌粉作为阳极先被氧化,基材钢铁作为阴极受到保护。阴极保护如图2所示。
 

 
    钝化保护,抑制腐蚀的活性颜料使得金属底材钝化,形成钝化层,减缓金属与水、氧混合物的反应,抑制由于潮湿造成酸性离子的产生。

    双层系统保护,在富锌粉末涂层上面再喷涂一层胜博发移动客户端下载手机版,组成双层涂层系统。面层胜博发移动客户端下载手机版可以根据耐候性、防腐要求选择纯环氧型、环氧/聚酯型或纯聚酯型。

    加强双层系统保护(三层系统),在富锌粉末涂层上喷涂一层屏障保护的底粉,然后再喷涂一层面层胜博发移动客户端下载手机版,组成三层系统。富锌底粉提供阴极保护,中间层提供屏障保护,面层提供防腐及耐候性能。
 
2.4 Alesta ZeroZinc亲环境防腐涂料

    Alesta ZeroZinc亲环境防腐粉末主要通过提高涂层的屏障保护作用,或者添加活性防腐颜料提高钝化作用来提高涂层的防腐性能。通过防腐测试,可取代富锌粉末。

    1440h盐雾测试结果如图3所示:
 

 
    测试结果表明:
 
    (l)富锌配方的样板红色的腐蚀物明显,涂层的锌粉无明显的腐蚀物产生,其所起到的阴极保护作用不明显。
    (2)Alesta ZeroZinc亲环境防腐涂料的腐蚀物较富锌配方明显减少,划叉破坏处的腐蚀痕迹扩散范围明显减小。其形成了高交联密度的保护涂膜,减小了涂膜的分子间隙,阻止了氯离子的浸入,阻止了盐溶液的侵蚀,有效的减缓了腐蚀。

    Alesta ZeroZinc亲环境防腐涂料与市场上同级别的产品进行性能测试对比,根据ISO 12944标准进行测试,喷砂、磷化钝化前处理结果分别如表3、4所示。从对比结果看,Alesta ZeroZinc。亲环境防腐粉末耐盐雾性能明显优于市场上同级别竞争对手的产品,对底材有明显较强的保护防腐作用。

  
 

    根据适用的底材不同,Alesta ZeroZinc。防腐涂料由三种产品组成,如表5所示。
 

 
2.5 Alesta防腐方案

    根据不同金属底材、前处理,Alesta都有相应的方案。

2.5.1 钢铁底材


    Alesta ZeroZinc Steel Prime。适用于钢铁底材,具有很好的防腐性能。根据表6中的环境腐蚀分类,以及表7选择合适的钢铁底材的前处理和涂料方案。
 

 
 
2.5.2 镀锌钢

    适用于镀锌钢的涂料要求具有很好的脱气性能,Alesta ZeroZinc不仅具有优异的防腐性能,还具有优异的脱气性能,适用于镀锌钢底材。根据表8中的环境腐蚀分类,以及表9选择合适的镀锌钢的前处理和涂料方案。
 


2.5.3 锐利边角

    适用于锐利边角的涂料要求具有很好的边角覆盖,Alesta ZeroZinc Edge Prime不仅具有优异的防腐性能,还具有优异的边角覆盖,适用于锐利边角底材。根据表10中的环境腐蚀分类,以及表11选择适用于锐利边角的前处理和涂料方案。
 
 

 

3 结论

   
本论文阐述了ISO 12944中规定的环境及其分类,使用年限划分,以及不同环境、使用年限下涂层的防腐要求。论文还就不同防腐机理进行阐述,Alesta ZeroZinc采用屏障保护、钝化保护途径提高防腐,可以有效替代富锌防腐,以及Alesta无锌防腐在各种底材的应用。


文/罗成,陈武
 
 
 
艾仕得华佳涂料(黄山)有限公司
 
 
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