无机富锌底漆的研制及应用-无机富锌车间底漆的研制及应用27419.docx

无机富锌锌底漆的的研制作者 冯冯伟东 蓝席建建 张连连军 袁袁泉利（宁宁波飞轮轮造漆有有限责任任公司 31558211）摘要：简简要介绍绍了富锌锌底漆的的防腐蚀蚀机理和和研制过过程，以及工艺艺参数的的确定。关键词：富锌底底漆、增塑剂剂、水解、催化剂剂、水解温温度1、 前言早在200世纪330年代代由澳大大利亚人人发明了了富锌底底漆，是是在水玻玻璃中加加入锌粉粉，然后后加热烘烘干固化化而成，550年代代美国改改进并发展了后固化化型无机机富锌底底漆，于于19442年二二战期间间首次大大规模应应用。我我国在220世纪纪60年年代推广广这种涂涂料，铁铁路栓焊焊梁的栓栓按板处处的防锈锈防滑使使用的就就是这种种无机富富锌底漆漆。70年代代来，国国际上发发展了醇醇溶型自自固化无无机富锌锌底漆，其其特点是是适应流流水线作作业，具具有干燥燥快，防防锈性好好，施工工适应性性好，焊焊接与切切割性好好，具有有自我修修复能力力等特点点。醇溶溶型无机机富锌底底漆因其其优异的的性能而而发展迅迅速。超超级油轮轮及海上上石油钻钻采平台台大部分分用无机机富锌底底漆进行行预处理理涂装保保护。目目前在许许多国无无机富锌锌底漆占占有绝对对优势，其其应用前前景十分分广阔。2、无机机富锌底底漆的防防腐蚀机机理2.1电电化学保保护根据金属属电化顺顺序表锌锌比铁活活泼，容容易失去去电子，形形成一个个以锌粉粉为阳极极，钢板板为阴极极的原电电池。而而此复合合电极的的电位，除除了钢板板的面积积比锌面面积大得得多的情情况外，一般接近于锌本身的电位。富锌底漆涂料涂装的钢板处于很低的电位。开始，涂层表现出接近锌电极的电位，随着腐蚀的进行，电位会向高变化，表示锌粉作为牺牲阳极被消耗，保护了钢板。2.2化化学防蚀蚀 锌粉作作为牺牲牲阳极被被消耗而而产生的的腐蚀产产物如：碱式氧氧化锌、氢氢氧化锌锌、碳酸酸锌、氯化物物及络合合物等。这这些物质质结构致致密，是是极难溶溶解的化化合物，沉沉结在涂涂层表面面形成复合钝钝化保护护膜，堵塞塞涂层内内的空隙隙、裂纹纹和孔洞洞，阻止止氧、水水及其它它介质的的侵蚀，起起到防锈锈效果，保保护了钢钢板。3、研制制过程部分分31主主要原材材料正硅酸已已酯、乙乙醇、丁醇醇、蒸馏馏水、盐盐酸、PPVB、锌粉粉。32锌锌粉组名称百分比工艺PVB2-4将各种原原料混合合，搅拌拌均匀，至至细度符符合要求求后，包包装。锌粉70-880防沉剂1-2溶剂18-222表1 锌粉组组组成比比例33主主剂组将正硅酸酸已酯和和乙醇、丁丁醇加入入反应釜釜内，滴滴加盐酸酸和蒸馏馏水的混混合物，00.5-1.00h内滴滴完，然然后在60左右保温温2h，取取样，用吗啉啉测胶化化时间 ，合格格后降温温，包装装。3.4漆漆膜性能能指标检检测表2 漆膜性性能指标标项目指标测量数据据漆膜状况况灰色，漆漆膜平整整合格表干时间间，miin54实干时间间2416附着力，级级21柔韧性，mmm21冲击，ccm5050耐盐雾性性，10000hh漆膜不起起泡，不不生锈合格耐候性，66个月漆膜不起起泡，不不生锈合格4、 实验结果果与讨论论41增增塑剂的的选择主剂与锌锌粉反应应成膜较较脆，必必须加入入增塑剂剂PVBB来改善善漆膜机机械性能能，但是是添加量量不宜过过大，否否则漆膜膜干燥太太慢，防防锈性降降低，选选择PVVB的用用量为22%-44%漆膜膜具有最最佳性能能。不同同用量对对漆膜的的性能影影响见表表3。表3 不同用用量PVVB对漆漆膜性能能影响PVB用用量，%1.01.52.03.04.05.0表干时间间，miin0.51.534610附着力，级级221111柔韧性322111耐冲击性性304045505050耐盐雾性性，h>10000>10000>10000>100001000080042主主剂水解解度参数数的确定定正硅酸乙乙酯的活活性较小小，因此此作为基基料必须须进一步步水解，当当正硅酸酸乙酯部部分水解解到x份份数时，其其反应为为Si(OOC2HH5)44+2xxH2OSiOO2x(OCC2H5)4（11-x）+4xC2H5OH1moll正硅酸酸乙酯达达到所需需水解度度x时，要要2xmmol的的水。正硅酸乙乙酯完全全水解，水水解液中中羟基含含量过多多，稳定定性较差差，容易易产生凝凝胶；水解度度较低，水解液中羟基含量过少，对漆膜的交密度和漆漠性能影响较大。水解度大于50%时，水解液贮存稳定性差，容易产生凝胶；水解度小于20%时，贮存稳定性好，但水解度活性低，漆膜完全固化较慢，使漆膜的性能受到影响。综合考虑水解液活性及贮存稳定性，选择正硅酸乙酯的水解度为30%-40%，贮存稳定性好，漆膜性能好。4.3催催化剂的的选择正硅酸乙乙酯活性性较小，酸、碱作为触媒条件下都能水解，但在碱性条件下水解反应剧烈，较难控制。而以酸作催化剂，反应较慢，生产时易控制。而且主剂内带有酸性，可稳定活性大的硅烷醇基团，提高储存稳定性。活泼硅烷醇的质子化作用会相互排斥，因此阻止了重合作用。同时酸对锌粉和基体钢材产生反应有利于硅酸锌铁络合物的形成，增强防腐性能，故选定盐酸作催化剂。催化剂用用量对水水解体系系的影响响见表44。表4 催催化剂对对水解体体系的影影响盐酸的浓浓度，MM00550101550200水解情况况稳定稳定稳定稳定水解速度度很慢正常稍快较快故选定催催化剂浓浓度以00.1-0.115mool/LL为合适适。4.4水水解温度度与酸化化水的添添加速率率控制正硅酸乙乙酯的水水解反应应是一个个放热反反应，前前期较慢慢，后期期会急剧剧升温到到70-80，甚至至更高。反反应温度度高、速速度快，易形成暴沸。因此必须控制水解反应的最高温度70以下。将盐酸和水混合后，滴加到正硅酸乙酯中，能有效地控制反应速率。实验结果表明，滴加时间控制在30min以上时，水解反应比较平稳，且温度处于70以下可控范围。4.5锌锌粉的含含量确定定无机富锌锌底漆中中含有大大量锌粉粉，目的的是使漆漆膜中的的锌粉能够够与钢板板紧密接接触而起起到导电电和牺牲牲阳极的的作用。富锌底漆中干膜的锌含量：美国钢结构涂装协会SSPC-Paint -20明确规定：一级锌粉含量不小于85%；二级锌粉含量77%85%；三级锌粉含量65%77%；HG/T 3668-2000也明确规定：无机富锌底漆不挥发分中的金属锌含量不低于80%。国外，曾有机构在佛罗里达海潮涨落地带进行过暴露试验，结果表明：干膜中的锌粉含量在80%时涂膜性能最好。锌粉含量的高低对涂层的附着力、防锈性有很大影响。涂料中锌粉含量与钢板腐蚀程度的关系见图1。一般锌粉粉组中锌粉粉的含量为为60-70%时，涂涂层性能能较好，有有较长的的防腐蚀蚀效果。图1 涂料中锌粉含量与钢板腐蚀程度的关系0246810204045556075锌粉含量腐蚀程度注：0级级到100级腐蚀蚀程度逐逐级递减减5、 结语研制的无无机富锌锌底漆是是以硅酸酸酯为基基料的双双组分自自固化无无机硅酸酸锌底漆漆，其生产产工艺简简单，产产品质量量稳定，具有优异的防腐、阴极保护性能、附着力强、干燥快、与有机和无机涂料配套性能好。可广泛应用于桥梁、大型石油设备、海上设施等各类大型钢铁构件的防腐蚀处理上。特别适合大型钢构件的抛丸流水线预处理。参考文献献【1】涂涂料工艺艺，第三三版，王王受谦，冯冯明霞，姜姜英涛。19997【2】重重防腐涂涂料，李李国莱，张张慰盛，管管从胜。119999【3】富富锌底漆漆评介，席席时俊。220000【4】醇醇溶性无无机富锌锌涂料及及其电化化学行为为的研究究，张利利。20002【5】水水性无机机锌粉涂涂料若干干问题探探讨，毛毛晨峰。220055