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新型亲环境防腐涂料系统的开发及应用
2022年11月04日    新闻来源:深圳资讯网    |  投稿

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。


前言

如今市场上常见的高防腐粉末涂料为富锌粉末、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涂料在线coatingol.com


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)热熔结环氧粉末涂料制作工艺流程: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。

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      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。

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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。

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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,粉末涂料涂膜通过阻隔金属与环境的直接接触而起到保护作用。


粉末涂料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。

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      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粉末涂料,组成双层涂层系统。面层粉末涂料可以根据耐候性、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粉末涂料,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:

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 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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。


标签:工业涂料今日头条涂装应用技术中心防腐涂料
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