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验证富锌涂料各类型标准适用性和耐盐雾性能的探讨
2018年11月12日    阅读量:3533    新闻来源:中国涂料在线 coatingol.com  |  投稿

0 前 言

富锌涂料作为一种预涂和防锈底漆,具有极好的耐盐雾性,与其它涂料配套形成的重防腐涂料体系在我国的金属防腐领域中的应用十分广泛。对于富锌涂料国家一直没有建立统一的标准,只是针对不同的应用,各行业包括化工、船舶、铁路等均建立了自己的行业标准。各行业标准在使用过程中存在一定的具体性,有的标准未能适时修订补充,而现有的许多涂料企业没有专业的标准人才,往往对所执行的行业标准掌握不准,只是简单地套用现有的行业标准或国家标准,忽视了标准的详细内容和自己企业的产品质量,造成部分指标达不到标准的要求,无法满足工程的需要中国涂料在线coatingol.com。在涂料的成膜过程中,无论环氧富锌涂料还是无机富锌涂料都由于涂料中含有大量的锌粉,对金属底材具有极好的保护作用,耐盐雾性能优异。对于富锌涂料耐盐雾性的要求,国内现有的相关涂料标准中的要求也有所不同。


1 富锌涂料采用的各类型标准

1.1 GB/T 6747-1986《船用车间底漆通用技术条件》

标准中的车间底漆作为暂时保护钢材的防锈底漆,分为含锌粉和不含锌粉两种车间底漆,含锌粉的车间底漆的漆膜厚度为15~20 μm,标准规定的技术指标比较简单,没有耐盐雾性能的要求。常用的含锌车间底漆主要包括环氧富锌、无机富锌及水性无机富锌及磷酸锌几种类型。这也是中国船级社对船用车间底漆检测的唯一执行标准。

1.2 HG/T 3668-2000《富锌底漆》

标准中规定了环氧富锌底漆和无机富锌底漆两种类型,主要用作钢铁底材的防锈。在技术指标中均有耐盐雾性,漆膜厚度为20~25 μ m,并要求试验样板划对角刻透线,其中环氧富锌底漆需满足72 h的耐盐雾性,无机富锌底漆需满足168 h 的耐盐雾性。环氧富锌底漆干膜中锌含量大于70%,无机富锌底漆干膜中锌含量大于80%。对试验样板周边10mm 以内的涂膜以及涂膜上对角刻透线两边各3 mm以内的涂膜不进行评定,3块样板中至少有2块涂膜上看不出有气泡、剥落、锈斑等现象时,才认为该涂料能够耐盐雾。

1.3 HG/T 3656-1999《钢结构桥梁漆》

标准中包含了用于钢结构桥梁漆的面漆、中间漆及底漆的通用技术条件,也适用于大气环境下其它钢结构涂装用面漆、中间漆及底漆。产品分为普通型和长效型二类。而我国在钢结构桥和其它钢结构中用的长效型底漆主要为环氧富锌底漆和无机富锌底漆,实际应用中底漆的漆膜厚度为75~90 μ m。本标准中底漆要求进行240 h 的耐盐水试验,没有单独的耐盐雾性,只是配套涂层需要达到1 000 h的耐盐雾性。

1.4 TB/T 2772-1997 《铁路用钢桥用防锈底漆供货技术条件》

本标准适用于新建钢梁涂装和运营中钢梁重新涂装及维护涂装使用的防锈底漆,也适用于其它钢结构涂装使用的防锈底漆。环氧富锌底漆中的干膜中锌含量不低于80%,需在漆膜厚度为(80 ± 5)μ m的条件下,通过1 000 h 的耐盐雾试验,样板表面无泡无锈,划痕处24 h 无红锈。

1.5 TB/T 1527-2004 《铁路钢桥保护涂装》

本标准适用于钢桥的初始涂装和钢桥劣化后的重新涂装和维护性涂装,也适用于桥梁的其它附属钢结构的初始涂装、重新涂装和维护性涂装。附录C《铁路钢桥用水性无机富锌防锈底漆技术条件》中规定了该富锌底漆的干膜中锌含量不低于90%,需在漆膜厚度为(80 ± 5)μ m 的条件下,通过1 000 h 的耐盐雾试验,样板表面无泡无锈,划痕处124 h 无红锈。附录E《铁路钢桥用无机富锌防锈防滑涂料技术条件》中规定了该富锌底漆需在漆膜厚度为(80±5)μ m 的条件下,通过500 h 的耐盐雾试验,样板表面无泡无红锈。


1.6 DOD-P-24648 金属用含锌粉底漆(美军标)

该军标中富锌涂料适用于海洋、高湿度、海岸环境条件下钢结构表面的涂装,包括有机和无机富锌涂料。其中耐盐雾试验的制板厚度要求为3~5 mils(相当于76~127 μ m),按照ASTM B 117 的方法,需通过30 d(720 h)的耐盐雾试验,样板表面无起泡、皱纹和锈蚀现象。

 

2 标准之间的差异和科学性

富锌涂料作为一种防止金属底材发生锈蚀的重防腐涂料,耐盐雾性是衡量其防腐性能好坏的不可缺少的重要技术指标。根据施工经验和参照多种应用案例,富锌涂料的漆膜厚度可根据具体的施工要求确定,为了涂装均匀,一般需最少涂装2道,漆膜厚度不低于45 μm,但也不能太高,一般维持在120μ m 以下,否则,漆膜太厚,既影响干燥时间,又会造成流挂、龟裂等弊病的产生,对整个涂装体系产生不良影响。


TB/T2772-1997 和TB/T 1527-2004 对应用于防锈底漆的富锌涂料的耐盐雾性给出了合理的评判方法,选用的漆膜厚度接近施工的具体要求,这样使测出的数据具有更真实的说服力。而HG/T 3656-1999 中只对长效型的配套涂层进行盐雾试验,对具有防锈作用的底漆仅进行144 h 或240 h 的耐盐水试验,不进行底漆的盐雾试验,底漆的防锈能力无法体现,特别是对于金属桥梁一次性防腐的投入大,后期维护和维修困难的条件下,增加底漆的盐雾试验十分必要。 GB/T 6747-1986作为通用技术条件,底漆主要起到临时性的保护作用,含锌粉的车间底漆需在海洋气候中保证6个月不生锈,试验周期较长,如能采用加速测试的方法,适量增加一定时间的耐盐雾试验,也可以保证6 个月的耐候性。


H G / T3668-2000中规定了富锌底漆的耐盐雾试验,单从标准中的文字和适用范围来看,该标准应作为富锌底漆的通用性标准,但其中对常规性能和耐盐雾试验的漆膜厚度指标进行了严格的规定,一般控制在15~25 μ m,从这点上可看出,此标准并不适用于所有的防锈用富锌底漆,而应该是类似于G B / T6747-1986规定的富锌车间底漆或预涂底漆。由于文字上的误导,许多涂料生产企业均以该标准作为富锌涂料产品的质量依据,在实际的检测工作中,造成耐盐雾试验达不到标准中规定的要求,引起错误的判断。美军标DOD-P-24648 中不仅进行盐雾试验,还对进行盐雾试验的样板漆膜厚度给出了最高和最低的限定。


由以上国内外各行业的标准对比可看出,作为金属结构用富锌涂料的耐盐雾试验是十分重要的技术指标,且样板的漆膜厚度对盐雾试验起着至关重要的作用。

 

3 漆膜厚度对盐雾试验的影响

通过对某重点工程钢结构使用的无机富锌和环氧富锌涂料的耐盐雾试验,发现漆膜厚度对盐雾试验影响很大。涂料供货商包括国内的多家生产企业和国外著名的涂料公司在国内的合资或独资企业,有的供货商使用自己的企业标准,有的以H G / T3668-2000为依据,为了规范考察评价涂料的综合性能,经施工部门、监理及供货商的协调认可,统一按照HG/T 3668-2000 标准,对工程使用的富锌涂料进行检测。由于HG/T 3668-2000《富锌底漆》标准中规定耐盐雾试验的样板漆膜厚度为20~25μm,环氧富锌涂料需具有72 h耐盐雾能力。先期选择两组不同生产厂家的环氧富锌涂料A 和B 进行耐盐雾试验,试验结果如表1 所示。

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盐雾试验结果对比

表1 的结果表明环氧富锌涂料A 和B 的耐盐雾性差,为分析原因,按照同样的试验条件,对涂料A和B进行重复试验,结果和表1基本一致。由此看来,涂料的耐盐雾性差并不是制样过程造成的,可能与涂料自身的结构和漆膜厚度有关,纵观各相关标准,分别采用多种涂料进行不同漆膜厚度的耐盐雾试验,其结果如表2 所示。

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不同漆膜厚度盐雾试验结果对比


其中表2 中,A、B、C、E、G、H、I 为不同的环氧富锌涂料,D为水性无机富锌涂料,F为硅酸锌预涂底漆。从试验结果看出,环氧富锌涂料漆膜厚度低于50 μ m 或更薄时,耐盐雾性较差,当漆膜厚度高于50 μm或更厚时,耐盐雾明显变好,而水性无机富锌涂料和硅酸锌预涂底漆无论漆膜厚薄,耐盐雾性却十分优异。这是由于环氧富锌防腐涂料主要由高分子量的环氧树脂、聚酰胺和锌粉组成,一般选用325目锌粉,锌粉的粒度分布不均,而喷砂样板的粗糙度接近10~30 μ m,当制备低的漆膜厚度时,往往涂刷1道涂料,容易造成漏涂现象,出现针孔,在形成涂膜的过程中,高分子量的树脂和锌粉形成分布不匀的膜,经过高湿度的盐雾试验,极易出现起泡和点锈现象。


当漆膜厚度提高后,一般涂刷2~3道涂料,厚的涂层既全面覆盖了钢板的喷砂粗糙度,又避免了漏涂,多道涂装形成涂层内部树脂与锌粉的均匀分布,从而对金属结构起到良好的保护作用,产生优异的耐盐雾性。水性无机富锌涂料和硅酸锌预涂底漆一般由高物质的量比硅酸盐或改性硅酸乙酯与锌粉组成。这两类涂料黏度低,易制备较薄的涂膜,涂料中的硅酸盐和锌粉与钢材表面的活性铁反应,形成锌- 硅酸- 铁化合物,同时涂膜中还含有大量的活性锌粉,锌粉氧化形成的化合物易将涂膜表面的针孔封闭,形成一层致密的保护膜,大量的锌粉还起到极好的阴极保护作用,这也是此类涂膜划痕处也不出现锈蚀的主要原因。


通过试验结果和原因分析可以看出,富锌涂料漆膜厚度的高低对盐雾试验的影响较大,合理地选择漆膜厚度才能对富锌涂料的盐雾试验性能进行正确的评价。

 

4 结 论

众多富锌涂料采用的标准由于所适用的行业不同,存在不同的利弊,无法形成包罗万象的通用标准,但作为防腐涂料,其耐盐雾试验应为其最重要的技术指标,通过试验验证表明,盐雾试验与漆膜厚度有着密切的关系。HG/T 3668-2000《富锌底漆》的标准仅适合车间预涂底漆,无法满足富锌防腐涂料的要求。在现有的标准中,富锌防腐涂料耐盐雾试验需根据用户的具体要求进行,或者是环氧富锌防腐涂料参照《钢结构桥梁漆》或《铁路用钢桥用防锈底漆供货技术条件》,水性无机富锌防腐涂料依据《铁路钢桥保护涂装》的规定要求进行,这样才能对富锌防腐涂料的防腐性作出正确合理的判断。


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