0 引言

溶剂型无机富锌涂料是用于钢铁底材进行防腐常用的一种涂料，与钢铁底材有着优异的附着力，同时也具有优异的防腐性。在正常条件下铁金属的腐蚀属于电化学腐蚀，涂料中锌粉的金属活性比铁更活跃，在电化学腐蚀电池中是阳极，能够起到阴极保护作用（牺牲阳极保护），能有效延缓钢铁底材的腐蚀。

但是由于施工要求相对常规涂料比较复杂，固化过程影响因素多，当施工和固化不当时，很容易出现缺陷或失效，同时涂层的性能也不能满足设计要求。

1 溶剂型无机富锌涂料介绍

溶剂型无机富锌涂料是长效重防腐配套体系中应用最多的涂料之一。它是以正硅酸乙酯水解低聚物和锌粉为主要原材料，加入增稠剂、溶剂、助剂等组成的。为确保锌粉在涂料中能够起到导电和牺牲阳极的作用，漆膜锌粉含量比较高。

固化后的无机涂层除了具有优异的耐候性，最重要的是具有防腐蚀性的阴极保护作用，另外，还具有良好的耐磨、耐化学、耐介质、耐高温、耐机械损伤等性能，适合用于大气环境、高温（400℃）和部分有机溶剂储罐内壁等环境下的各种钢铁构件的长效防腐。

2 溶剂型无机富锌涂料固化和防腐机理

2.1 有机硅树脂黏度对涂料性能的影响

溶剂型无机富锌涂料以部分水解的正硅酸乙酯为成膜物质，锌粉为电化学防锈颜料。施工后，在醇类溶剂挥发的同时，正硅酸乙酯的烷氧基吸收空气中的水分并发生水解反应，制成含有一定羟基的正硅酸乙酯，然后与锌粉反应，部分水解的硅酸乙酯继续水解和缩聚，形成以锌离子为中介的Si-O-Si键高聚物网络，交联固化成硅酸乙酯与锌和钢铁形成络合盐类。这种络合物是与钢铁底材表面的原子形成化学键，即与钢材表面的活性铁反应生成硅酸铁，同时又与锌粒子作用，形成一层坚硬的无机膜，膜与钢材互为一体，与底材之间形成了化学键附着。

溶剂型无机富锌涂料的防腐作用在不同阶段的防护是发生变化的。固化后初期，涂层处于疏松和多孔的状态，当水或腐蚀介质的存在下，就形成了电化学腐蚀，这时候金属锌粉作为阳极，起到牺牲阳极保护作用，锌粉生成的腐蚀产物随着腐蚀介质和时间的不同而有所不同。其中有氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌、碱式氯化锌等。这些生成物结构致密，是稳定的微水溶性化合物，沉积在锌层表面，形成一道屏蔽层，从而有效阻止了水、氧、盐等介质的渗透，使下层锌的电化学反应速率减弱，腐蚀速率下降。

3 溶剂型无机富锌涂料的施工

涂料行业有句谚语“三分涂料，七分涂装”，这句话充分说明涂装过程的重要性。而且其过程会受到很多不确定因素的影响，例如：环境条件，构件形状及大小及施工人员的技术水平。

3.1 表面处理

表面处理对涂层的性能有很大的影响，当表面处理的等级越高时，涂层的耐久性就越长，特别是施工溶剂型无机富锌涂料的表面需要高等级的清洁度，这样涂层的锌粉才能和钢铁底材紧密的接触，保证其涂层的性能。另外，表面处理后的粗糙度也是非常重要的，适当的粗糙度能有效的抵消涂层固化过程产生的应力，减小涂层开裂的风险。

通常施工溶剂型无机富锌涂料的表面处理是采用棱角砂喷砂或离心抛丸处理，并且表面清洁度至少达到Sa2½级，粗糙度一般控制在Rz=40-75μm，ISO8503粗糙度比较板中等（G），或Rugotest No.3粗糙度比较板 BN10a的等级。

3.2 涂料施工

为了保证施工顺利的进行，需要施工人员按照涂料供应商产品说明书或施工指导中的技术参数进行设备选择和设备状态的检查。

3.2.1

重防腐涂料的施工，多数采用高压无气喷涂的方式，如果设备选择和技术参数的设置不当，对施工厚度和外观造成影响，主要有以下表现：

(1)厚度过低会影响其涂层的防腐性能；

(2)厚度过高会导致涂层有开裂、脱落的风险；

这些问题可以通过调节喷涂压力和选择适当喷漆枪嘴进行控制。

3.2.2

打开涂料包装前，检查各组分的生产日期和保质期，确定无误后再进行涂料的混合，步骤如下：

第1步：先将A组分(液体部分)充分摇动均匀后，倒入料桶内；

第2步：然后缓慢倒入锌粉(B组分)，边加入边搅拌，直至充分搅拌；

第3步：将混合后的涂料用80目的过滤网进行过滤；

第4步：施工过程需要持续搅拌。因锌粉的比重较高，及涂料黏度低，锌粉会在短时间沉淀到包装桶底部，这样会造成喷涂初期的涂层内锌粉含量多，颜料体积浓度比上升，有开裂的风险。喷涂后期涂层内锌粉少，有可能会导致锌粉接触的不连续，最终影响其防腐性能。

3.2.3

喷涂时，喷枪与构件的喷涂距离尽量控制在300mm左右，并保持喷枪垂直于构件表面和50%的扇面的搭接，保证涂层厚度的均匀。

3.3 涂料的固化养护

涂料供应商会对涂层固化过程有温度和相对湿度的要求，通常温度要求范围：0-40℃，固化时最低相对湿度(RH%)：60%，这里的相对湿度不是大气环境的相对湿度，而是涂层与大气临界接触面的相对湿度。特别是太阳直射的表面，因表面的温度远远超过空气的温度，这样会使临界接触面的相对湿度较低。

对涂层表面进行洒水加湿是一种通常的做法，但是需要注意以下问题：不同品牌产品特点存在差异，同时环境条件（温度，相对湿度等）对洒水加湿时间会有一定的影响，需要与涂料供应商确认。

4 溶剂型无机富锌涂料常见缺陷以及原因

4.1 涂料与基材附着力问题

表面处理后清洁度和粗糙度不满足产品要求，基材表面过于光滑使涂层与底材的接触面积较小，也会影响涂层的机械附着力。为了满足防腐性能，涂料中锌粉的添加量高，使涂层内聚力较差，脆性较为明显。溶剂型无机富锌涂料作为底漆的复合涂层附着力会有明显的提高，是因为后续涂层中的树脂会渗入到多孔的底漆中，加强了其内聚力，所以复合涂层附着力测试结果比单道涂层会有很大的提高。

4.2 复合涂层的脱落和剥离

已投入使用的复合涂层，从溶剂型无机富锌涂料产生脱落或剥落是一种灾难性的涂层失效，其原因是涂料的固化程度未满足要求，后续涂层在干燥和固化过程会有体积上收缩，这种收缩会产生一定的应力，而且会传递至底漆，当底漆固化程度较低时，无法抵抗收缩产生的应力而脱落和剥离。如图1所示。

图1溶剂型无机富锌未固化导致涂层剥落

4.3 涂层开裂

涂层开裂是溶剂型无机富锌涂料常见的一种涂层缺陷，主要原因是过高的干膜厚度导致的，如图2所示。

图2溶剂型无机富锌涂层开裂

导致干膜厚度过高除了喷涂压力，枪嘴选择和施工人员的技术有关，还与干膜厚度测量仪工作原理和涂层固化程度有关。

如果仪器发出的磁或电磁通过涂层达到钢铁底材的量越多，说明涂层越薄。反之，说明涂层越厚。溶剂型无机富锌涂料是多孔的涂层，在固化初期涂层比较松散，磁或电磁通过涂层到达底材的量比较多，所以测得的干膜厚度较薄。随着涂层与水不断发生反应变得越来越紧密，而且孔隙能被固化过程中产生的锌盐而填补，使涂层的具有更好的屏蔽性，这样就可以抵抗更多的磁或电磁到达钢铁底材，测量时会显示较高的涂层厚度。

4.4 气泡和针孔

溶剂型无机富锌涂料用于复合涂层体系时，会经常出现后续涂层的气泡和针孔的现象，如图3所示。

图3溶剂型无机富锌复合涂层起泡和针孔

为了有效避免气泡和针孔的产生，需要在涂料涂层表面施工一道封闭漆，封闭漆会渗入多孔结构的涂料，在填补孔隙的同时逼迫孔隙中的空气逸出。

5 结 语

随着环保政策法规的日益严格，涂料的水性化技术越来越受到重视，但水性无机富锌涂料在重防腐领域使用仍然有许多弊端和技术难点，目前还无法完全取代溶剂型无机富锌涂料。因其优异的防腐蚀性能和耐久性，耐溶剂性等被广泛应用于石化行业的钢铁防腐，特别是储罐内壁耐溶剂涂层。

溶剂型无机富锌涂料施工，固化及检查过程的任何偏差都会导致最终涂层性能无法满足设计要求，而带来的返工，这会造成经济上的损失及时间的浪费。通过本文章的介绍让施工和涂装质检人员对溶剂型无机富锌涂料有更深的了解，并能在施工前做好准备，严格过程控制，以及合理的检查测试方法，才能保证最终涂层发挥应有的作用。