日期：2022-03-29
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195 核心提示：锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系的应用研究马刚林1 廖有为1* 周芳龙2 朱 磊3（1. 湖南省腐蚀与防护学会，湖南长沙 410007
锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系的应用研究
马刚林1 廖有为1* 周芳龙2 朱 磊3
（1. 湖南省腐蚀与防护学会，湖南长沙 410007 ；2. 尚峰建筑工程产品（上海）有限公司，200233 ；3. 湖南省潇汉化工防腐有限公司，湖南长沙 410082）
0 引言
各种钢结构处在跨越江河湖泊的自然环境下，长期暴露在日晒、风雨、潮湿、盐雾和城市工业大气的腐蚀环境中，而且长期承受荷载，很容易遭受腐蚀破坏。为了保证各种钢结构的安全，钢结构的防腐保护十分必要。目前我国钢结构常用的防腐保护体系有2 种：一是无机富锌底漆/ 环氧富锌底漆＋中涂漆＋丙烯酸聚氨酯面漆（微弱阴极保护+ 涂料配套方案）；二是热喷锌/ 铝＋封闭漆＋中涂漆＋丙烯酸聚氨酯面漆（加强型阴极保护+ 涂料配套方案）。种防腐保护体系具有成本低和涂装工艺成熟的优点，但保护年限较短。我国现有采用这种保护体系的钢结构一般在5~8 年就要进行维修，这将带来庞大的钢结构防腐维护费用。第二种防腐保护体系具有保护年限长和综合经济效益好的优点，但成本高、表面处理要求高、施工工艺复杂、施工工期长、能耗高、不环保。本文推出一种新型锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系，该体系已在钢结构，特别是重点工程领域获得广泛应用。
1 锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系
锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系中，底层采用锌加涂膜镀锌，面层采用高性能面漆。根据不同的腐蚀环境，其防腐涂料体系见表1。
表1 特长效钢结构防腐涂料体系
2 锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系的优点
2.1 锌加涂膜镀锌的优点
锌加是由采用原子化方法提炼的高纯度锌粉制得的，是比利时锌加金属公司（ZINGAme
taLL B.V.B.A）的专利技术，是具有很高科技含量的先进防腐保护方法，其主要优点如下：
（1） 独特的防护机理
锌加涂料所用的锌粉是采用原子化方法提炼的高纯度超细化椭圆状的原子化锌颗粒，粒径约3~5 μm，锌颗粒接触面积大且多，排列紧密，孔隙少，氧化后孔隙可自行封闭。
锌加涂料的2 种保护机理如下：种，加强阴极保护作用。只有干膜含锌量超过92% 以上才具有真正的阴极保护作用。目前普通富锌漆干膜中一般含锌量60%~80%，只能提供微弱的阴极保护作用。锌加涂膜镀锌产品中含纯度高于99.995% 的以原子化方法提炼的锌粉，锌加涂层干膜中含锌量高达96%，可提供优异的阴极保护作用。第二种，被动保护。当锌加被氧化时，会在锌加表面缓慢产生一层锌盐层来提供屏障保护。接着，锌加中的黏结剂也提供一层附加的屏障保护，从而减缓了锌颗粒的氧化。因此锌加的防腐蚀性能远比热喷锌（铝）、热浸镀锌及其它富锌涂料的防腐蚀性能优异。
（2） 施涂工艺简单、快捷、灵活
锌加涂料涂装施工可以采用刷涂、辊涂、浸涂、有气喷涂、无气喷涂、静电喷涂的方法，可在工厂或现场环境下，或在潮湿和轻度锈蚀的表面上进行涂装施工。锌加涂层干燥快，复涂时间短，能有效节省人力、物力，节约原料消耗，缩短工期，降低成本。
（3） 绿色环保
锌加涂料不含铅、镉等重金属，以及甲苯、二甲苯、甲乙酮、氯化烷烃等有害溶剂。锌加涂层属厚膜型、低VOC 产品，符合标准化组织ISO 207 技术委员会（ISO/TC 207）制定的环境管理的法规体系标准（ISO14001-14100），可直接接触饮用水（具备英国BBA 证书，达到英国BS 6920 标准）。
（4） 应用广泛
锌加涂料因其自身的优异性能已在许多重点工程应用，在全世界已有许多成功应用的实例。近年来，我国部分工程应用实例包括上海磁悬浮轨道、京沪高铁高架桥桩基混凝土钢筋、上海沪东船厂某型军舰和广东东莞横沥镇500 kV 变电站钢结构等。
2.2 封闭漆和高性能面漆的优点
（1） 屏蔽封闭性能
该涂装体系中，为了大限度地让锌加涂料的保护作用延长，对底层进行有效的封闭是十分行之有效的办法。潇汉化工防腐公司研发的HH52-36 环氧封闭漆不仅能与锌加底层实现良好的层间附着，具有优良的屏蔽封闭性能，而且与后道环氧中涂漆同样具有良好的层间附着力。中涂漆主要填料为云母氧化铁粉，呈鳞片状结构，能显著延缓腐蚀介质对底层的渗透。
（2） 耐候性能
作为特长效防腐涂料体系，面涂层必须具备超长的耐老化性、抗腐蚀性和耐候性。以高含氟聚合物为主要成膜物制备的涂料（例如H119 氟碳面漆）完全具备以上性能，但价格较为昂贵。而近年来推出的聚硅氧烷类涂料，例如HW52-04 有机硅改性丙烯酸树脂漆，系由苯基、甲基三乙基硅烷与羟基丙烯酸树脂反应制得的新型树脂为主要成膜物而制得的高性能涂料。其结构本身决定了它具备优异的综合性能，不仅附着力、柔韧性、耐冲击性、耐磨性等物理机械性能好，而且抗紫外线、耐老化性、耐水性、耐盐雾性、耐冷热交替性、保色保光性均非常突出，且价格较为适中，并能与环氧涂料实现良好的层间附着，特别适宜作为特长效钢结构防腐涂料体系的面漆。
3 锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系的防腐保护年限
锌加涂膜镀锌的产品标准是英国国家质量局认证BBA certificate nr.94/3042 标准中的认证，涂装60 μm锌加涂料的防腐保护年限如下：
在无化学品污染的室内环境条件下超过20 年以上；在郊区大气环境条件下为20 年以上；在工业污染内陆环境条件下为12 年以上；在沿海污染环境条件下为10 年以上。
根据世界公认的佳协同效应，防腐保护年限估算公式如下：
防腐涂装体系保护年限 =（锌加防腐保护年限+面漆的屏障保护年限）×1.5~2.5
假设在多层系统中推荐涂装锌加涂料60 μm，在城市工业大气污染环境条件下，锌加涂料具有至少12 年的防腐保护年限，假设高性能面漆和封闭漆及中涂漆保护年限至少为10 年，那么此特长效防腐涂料体系防腐保护年限至少为33 年以上，是锌加单一系统的2 倍还要多。
4 锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系的涂装工艺
4.1 防腐涂料体系P03 的钢结构涂装工艺流程防腐涂料体系P03 的钢结构涂装工艺流程如下：
表面处理（喷砂Sa 2.5 级后清洁干净）→焊缝部位预刷涂1 道锌加涂料→整体涂装2 道锌加涂料，80 μm →整体喷涂1 道环氧封闭漆，30 μm→整体喷涂2 道环氧云铁中涂漆，100 μm →整体喷涂1 道高性能面漆，30 μm →现场安装→运输安装破损处修补锌加涂料、封闭漆、环氧云铁中涂漆及1 道高性能面漆→整体喷涂1 道高性能面漆，30 μm →检查质量→修补，验收。
4.2 钢结构表面处理
钢结构表面均应按GB 8923—88 国家标准进行喷砂处理，达 Sa 2.5 级，表面粗糙度Rz 约50~70 μm，喷砂后用清洁的压缩空气吹干净，喷砂后，一般在6 h内完成锌加涂料的涂装。
4.3 锌加涂料的涂装施工
锌加涂料为单组分包装，开罐直接使用，在使用前必须充分搅拌。根据涂装工艺，需要加入一定比例的锌加稀释剂，接着充分搅拌，锌加稀释剂是专用的，禁止使用其他涂料的稀释剂来替代。锌加涂料涂装可采用刷涂、辊涂、有气喷涂，漏涂处需要重新补涂。在刷涂、辊涂过程中，每隔10~15 min 搅拌一次。涂装施工环境条件：施工环境温度为-10~+40℃，允许在相对湿度小于95％的条件下施工。锌加涂层之间的涂装间隔为1~2 h ；与环氧封闭漆的涂装间隔为6~24 h。具体涂装间隔可根据施工环境来确定。
4.4 其他涂料的涂装施工
4.4.1 环氧封闭漆的涂装施工
在锌加涂料涂装后的6~24 h 后（视环境温度及锌加涂层的干燥情况而定），即可涂装环氧封闭漆，涂装工艺及环境条件按一般双组分环氧涂料的要求进行。
4.4.2 环氧云铁中涂漆的涂装施工
在环氧封闭漆涂装后的16~24 h 进行（视环境温度及封闭漆的干燥情况而定），其他同封闭漆。
4.4.3 高性能面漆的涂装施工
HW52-04 有机硅改性丙烯酸面漆或119 氟碳面漆的涂装在环氧中涂漆涂装后的16~24 h 进行（视环境温度及中涂漆的干燥情况而定），涂装工艺及环境条件分别按该两种面漆的技术说明书进行。
5 结语
锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系是一种新型、长效、环保与便捷的钢结构防腐保护方法，更适合现代工业对钢结构防腐的需要，适用于轨道钢结构、建筑钢结构、桥梁钢结构、水工钢结构、海洋钢结构、塔桅钢结构、体育场馆、轨道交通、军事设施、工程部件、管道、隧道、护栏、电站、港口、码头、停车场、集装箱等钢结构领域，也可用于新建钢结构工程防腐和已有钢结构设施防腐保护层破损后的修补或更新。该锌加涂膜镀锌特长效钢结构防腐涂料体系已在各钢结构领域得到工程应用，其在技术、经济、环保方面受到用户的好评，技术和产品是先进的、可靠的，尤其适用于国家重大市政工程项目和厂矿企业项目。
