熱浸鋅、熱噴鋅、電鍍鋅、富鋅涂料等鋅防護(hù)層技術(shù)廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù),在施工、應(yīng)用過(guò)程中,鋅防護(hù)層難免產(chǎn)生破損、缺陷,腐蝕失效首先在防護(hù)層的破損、缺陷處進(jìn)行,特別是在沿海、重工業(yè)污染區(qū)等苛刻環(huán)境中,鋅防護(hù)層失效大大加快,必須及時(shí)修補(bǔ),否則影響設(shè)備安全服役.

    采用改性鈰酸鹽等對(duì)鋅防護(hù)層進(jìn)行表面鈍化處理,僅可在一定程度上提高鋅防護(hù)層的耐蝕性,且對(duì)于輸電塔等大型鋼結(jié)構(gòu),嚴(yán)格的表面處理難以實(shí)施.低表面處理的鋅防護(hù)層修復(fù)涂層首先要能夠?qū)︿\防護(hù)層陰極防護(hù)功能進(jìn)行修補(bǔ),其次要能與低表面能的電鍍鋅、熱鍍鋅表面相容良好且附著性較好,對(duì)鋅防護(hù)層破損銹蝕鐵基的低處理表面附著良好并有效防護(hù).

    富鋅涂料具備陰極防護(hù)性,可考慮作為鋅防護(hù)層修復(fù)體系;對(duì)于如何提高富鋅涂料的性能?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究,SCHAEFER等添加納米鋅粉優(yōu)化球狀鋅粉間導(dǎo)電性,ARIANPOUYA等添加納米粘土提高抗?jié)B透性,GERGELY等以聚吡咯包覆氧化鋁和碳納米管、AKBARINEZHAD等將納米粘土與納米鋅、聚苯胺復(fù)合,ARIANPOUYA等將納米粘土和納米鋅復(fù)合增加導(dǎo)電性及降低孔隙率;

    王宇池等對(duì)片狀、球狀鋅粉的復(fù)合添加進(jìn)行了探討,但未對(duì)二者在涂層中的耦合作用與防護(hù)機(jī)理進(jìn)行深入研究;謝德明等以電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)研究了球狀、鱗片狀兩種鋅粉涂層的失效差異性.這些研究均取得一定效果,但均需在嚴(yán)格處理(St2.5及以上)表面進(jìn)行涂裝,低表面處理鋅防護(hù)層修復(fù)涂料報(bào)道不多.高翔和陳云等

    利用雙組分環(huán)氧樹(shù)脂為成膜物,匹配鱗片狀鋅粉、有機(jī)轉(zhuǎn)銹劑等制備的低表面帶銹富鋅涂層,在中性鹽霧800h時(shí)發(fā)生點(diǎn)蝕,其耐蝕性遠(yuǎn)不能滿足工程需要.因而,開(kāi)展與鋅防護(hù)層具有較好相容性、防護(hù)性能較高的低表面處理鋅防護(hù)層修復(fù)涂料的研制工作十分必要.

電鍍鋅構(gòu)件

   李曉剛等人前期以含強(qiáng)極性基團(tuán)的雙組份三元共聚樹(shù)脂為成膜物,匹配復(fù)合鋅粉、防銹顏料,添加有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性劑,制備在鋅防護(hù)層、Q235(St3)及Q235(St2)基材上防護(hù)性能優(yōu)異的鋅防護(hù)層修復(fù)涂料.

    在此,李曉剛等人研究涂料組分(復(fù)合鋅粉、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性劑)對(duì)涂層防護(hù)性能的影響,并與同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品對(duì)比分析,為高性能鋅防護(hù)層修復(fù)涂料的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).

    鋅防護(hù)層修復(fù)涂層具有如此高的耐蝕性,分析認(rèn)為有以下3點(diǎn)原因:

    1)采用的樹(shù)脂是以氯乙烯、羥基乙烯醇、醋酸乙烯酯為單體的三元共聚樹(shù)脂,含大量強(qiáng)極性基團(tuán)-Cl,可以和基材良好附著;樹(shù)脂中羥基和異氰酸酯類(lèi)固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(如式(5))使漆膜致密性好.同時(shí),生成的NH-CO鍵使樹(shù)脂與填料及基材強(qiáng)力粘合;

    2)添加的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性劑可在涂層-基材界面形成化學(xué)鍵,大大提高了涂層附著力,并可與異氰酸酯類(lèi)固化反應(yīng),在涂層內(nèi)部形成有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鏈段,引入高鍵能的Si-O鍵,大幅提高耐老化性;

    3)多形態(tài)鋅粉可在固化成膜過(guò)程中形成片狀層與球狀層的雙層分布,涂層的屏蔽性及陰極防護(hù)性得到增強(qiáng).

    結(jié)論

    1)鋅防護(hù)層修復(fù)涂層中復(fù)合鋅粉含量由70%增加到80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),涂層附著力逐步增加;多形態(tài)復(fù)合鋅粉可在涂層中形成片狀層、球狀層的雙層分布,涂層屏蔽性增強(qiáng),且電流傳輸作用得到優(yōu)化,陰極防護(hù)性增強(qiáng),涂層耐中性鹽霧性顯著提高,Q235(St2)基材出現(xiàn)銹蝕的時(shí)間由800h提高到2000h以上.

    2)鋅防護(hù)層修復(fù)涂料中有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性劑可在涂層-基材界面處形成的化學(xué)鍵,在電鍍鋅、Q235(St2)、熱浸鋅表面涂層附著力分別可提高0.5倍、2.2倍、2.1倍;有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性劑在涂層內(nèi)部與異氰酸固化劑反應(yīng),形成有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鏈段,增強(qiáng)涂層致密性,提高涂層耐蝕性,在鋅防護(hù)層、Q235(St3)上涂層的耐中性鹽霧性3000h后,引入高鍵能的Si-O鍵使涂層的耐老化性明顯提高,紫外加速老化2000h后仍未出現(xiàn)粉化、銹蝕,其防護(hù)性能遠(yuǎn)高于同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品的,可用于大氣環(huán)境中鋅防護(hù)層的修復(fù)及復(fù)雜鋼鐵構(gòu)件的長(zhǎng)期防護(hù).

責(zé)任編輯：周婭

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