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《鋅鋁涂層防腐蝕保護(hù)原理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、鋅薄片涂層陰極抗腐蝕保護(hù)原理Dr.UdoHofmann（霍夫曼博士），Dr.VolkerKrenzel（克倫茲博士）AtotechGermanyGmbH,Trebur（安美特德國(guó)有限公司）目前，在文獻(xiàn)和專利中已經(jīng)有大量的基于鋅/鋁薄片制成的鋅粉涂料和富鋅涂層系統(tǒng)的報(bào)道。本文的主要目的是對(duì)基于溶劑或水基型配方的鋅片涂料進(jìn)行概述，并對(duì)添加劑和涂料組分對(duì)材料性能的影響進(jìn)行討論。關(guān)于用鋅粉做為涂層材料的商業(yè)化配方早在1840年就有報(bào)道，但是該配方最終沒(méi)有成功。其主要原因是該配方中使用的鋅粉太過(guò)粗糙，污染也太多，而且沒(méi)有使用合適的粘合劑。過(guò)了90年后，業(yè)界開始出現(xiàn)基于鋅的防銹底漆[1]，而且Victo
2、rNightingall還在1937年申請(qǐng)了一個(gè)澳大利亞專利（見圖1）。該專利中采用的是基于鋅粉的二組分涂層體系，使用的是水基堿性硅酸鹽粘合劑。在20世紀(jì)60年代早期到70年代晚期這段時(shí)間內(nèi)，這一基于硅酸鉀的抗腐蝕保護(hù)涂層是當(dāng)時(shí)最暢銷的防銹底漆產(chǎn)品[2,3]。圖1：1937年7月17日由VictorCharlesJohnNightingall申請(qǐng)的澳大利亞專利（專利號(hào)104,231）“硅酸鹽組分的粘合性及其改良”上述粘合體系后來(lái)逐漸被溶劑型的硅酸乙酯所代替。但是隨著減少涂層中VOC含量的呼聲越來(lái)越強(qiáng)，業(yè)界又開始關(guān)注那些水基型的硅酸鹽粘合劑[4]。硅酸鋰（硅酸鹽含量最高達(dá)8.5：1）體系由于鋰
3、離子半徑小、堿含量低，而且還能在室溫下自行固化，所以具有最佳腐蝕保護(hù)效果。此外該材料還具有很長(zhǎng)的適用期限，其涂層在幾小時(shí)后就具有防水性能，而且極少風(fēng)化，粘合強(qiáng)度也高[5]。盡管如此，由于硅酸鋰價(jià)格較高，所以目前主要使用的還是硅酸鉀。如今業(yè)界使用的粘合劑種類繁多（本文也會(huì)隨后詳細(xì)描述），除了硅酸鹽和硅酸乙酯外，也不缺乏基于硅的體系。此外，目前大量使用的還有有機(jī)型二組分體系。而基于鈦的粘合體系僅在幾微米的涂層厚度下，就能為溶劑型高性能防腐體系帶來(lái)極佳的抗腐蝕效果。1安美特在鋅片涂層抗腐蝕保護(hù)領(lǐng)域擁有多年經(jīng)驗(yàn)。目前公司正在努力優(yōu)化這類體系，使其具有極佳的腐蝕保護(hù)性能和經(jīng)濟(jì)性。在各種產(chǎn)品系列中，安美
4、特開發(fā)的產(chǎn)??品包括Zintek200（安美特標(biāo)準(zhǔn)銀色底涂）和黑色底涂體系Zintek300B等。這些產(chǎn)品中使用的粘合體系都是根據(jù)鋅片進(jìn)行特定優(yōu)化，從而確保產(chǎn)品能在工件上產(chǎn)生一層出色的防腐涂層。鋅粉和鋅片的對(duì)比雖然在20世紀(jì)60年代早期就已經(jīng)出現(xiàn)了鋅片的使用[8]，但是通常說(shuō)到基于鋅的防銹底漆時(shí)，我們通常都認(rèn)為鋅粉是其活性顏料。在隨后的底漆開發(fā)中，盡管也有關(guān)于鋅片顏料的報(bào)道，然而在實(shí)際應(yīng)用中都沒(méi)有獲得什么突破[6-9].下表（表1）顯示了鋅粉和鋅片各種典型性質(zhì)的對(duì)比。這些涂層的腐蝕保護(hù)效果主要基于2個(gè)方面[10]：隔層保護(hù)和陰極保護(hù)（與鐵類基底相比，鋅的混合電勢(shì)電負(fù)性更強(qiáng)：約-950mV/S
5、CE），在這兩個(gè)方面，這兩種形狀的顆粒都有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。表1：鋅粉和鋅片的典型技術(shù)數(shù)據(jù)鋅粉鋅片晶粒形狀球形層狀總鋅含量最少98.5%約95%鋅金屬最少94%約85%表觀（松裝）密度約2.2kg/l1.0–1.3kg/l吸油性約6.5g/100g20-25g/100g22比表面積(Fischer)約2500cm/g11000–13000cm/g平均顆粒大小dF(FSSS)2-4μm(0,65–1,0μm)RRS(DIN4190)約18μm篩分>32μm的約0.01%>45μm的最多3%圖2：鋅顆粒的顯微照片。a)鋅球粉[11]；b)鋅層片由于幾何形狀差異（見圖2），鋅片的比表面積要比鋅粉大
6、的多，所以對(duì)相應(yīng)粘合劑的吸收也要大很多。此外，鋅片的流變特性也更為合理有利：與鋅粉相比，鋅片能極大減少沉積現(xiàn)象，所以在涂料存儲(chǔ)較長(zhǎng)時(shí)間后，對(duì)沉積物攪拌也要簡(jiǎn)單的多。2如果要在鐵制基底上產(chǎn)生良好且持久的陰極保護(hù)的話，一般都要有一個(gè)先決條件：即鋅粉之間以及鋅（做為犧牲陽(yáng)極）和鋼鐵表面（受保護(hù)）之間要有良好的導(dǎo)電性。所以在使用時(shí)，一定要確保整個(gè)鋅粉組分與基底有一個(gè)直接的“金屬”接觸。在將富鋅涂料優(yōu)化交聯(lián)后，鋅顆粒就會(huì)有一部分完全被單層粘合劑所覆蓋，所以在球狀鋅粉間會(huì)出現(xiàn)一層不導(dǎo)電層，這樣電接觸就僅限于單單幾個(gè)接觸點(diǎn)（圖3三）。由于以上原因，對(duì)于球狀鋅粉漆來(lái)說(shuō)，為了取得較好的陰極保護(hù)效果，其所需的鋅
7、粉體積濃度（PVC）就很高，所以其“臨界鋅粉體積濃度（CPVC）”也極高。Pereyra等人[12]測(cè)定純鋅粉漆的CPVC值為高于60%。所以對(duì)于純鋅粉漆來(lái)說(shuō)，PVC：CPVC的比值變化就很小。另一方面，如果不按照這一比率進(jìn)行配制的話，就會(huì)產(chǎn)生一層多孔涂層，該涂層的抗?jié)B透性和粘合性較差，所以僅適用于做為厚膜體系使用。有些時(shí)候市場(chǎng)上的部分鋅粉漆PVC值很低，其結(jié)果就是這些涂漆由于粘合體系的阻隔而不再具有陰極保護(hù)
