浅析无机锌底漆的施工质量控制

刘飞 1 汪瑞 2

上海市200000

摘要：油漆涂装广泛应用于钢结构产品的防腐蚀领域，涂装质量的优劣影响防腐效果，其中底漆的施工质量决定了整个涂装的质量，是油漆涂装过程中最关键一步。目前钢结构产品主要使用的底漆类型有环氧富锌底漆和无机硅酸盐底漆。无机锌底漆相对于环氧富锌底漆，其具有附着力更强，耐磨耐冲击，耐候性和耐盐雾性更好，更耐高温等优点，但也存在施工难度大，涂装质量难控制等缺点。

本文主要讨论无机锌底漆在施工过程中的质量控制。

关键词：无机锌底漆；质量控制；

1.无机硅酸锌底漆的防锈机理

无机硅酸锌底漆是由硅酸锌酯和锌粉等组成的双组分底漆。其防锈机理由如下几个原理共同组成：1).锌元素电化学活性比铁元素电化学活性活泼，其更容易失去电子。无机锌底漆中的锌粉与钢铁基面会发生电化学反应，形成无数的电化学电池。锌做为牺牲阳极首先腐蚀，从而保护了钢材免遭腐蚀；2).硅酸盐和锌和钢材表面的活性铁形成化学反应，形成锌－硅酸－铁配合物，形成的配合物具有坚实的防腐蚀性能，同时也是无机锌底漆具有附着力强和耐冲击的原因；3).无机锌底漆中锌组分除了具有牺牲阳极的作用，还可以与空气中的二氧化碳和水发生反应，生成不溶性的碱式碳酸锌。这些碱式碳酸锌沉积在漆膜的空隙中，提高漆膜的致密性，对漆膜起到屏蔽保护作用，防止外部环境中的水分和盐分渗透。

2.无机硅酸锌底漆的施工难点

无机锌底漆对基底要求非常高，其与油污等有机物质很难相溶，在喷涂无机锌底漆前，必须彻底去除基材表面的水、油污、多余的盐分等杂质，否则严重影响漆膜的附着力，漆膜很容易出现剥落等现象。无机锌底漆硬度高，耐磨是其优点，但也存在脆性高的缺点，很容易出现裂纹。基材必须平整度比较好，边缘锐角处必须倒圆角，否则很容易在锐角这种应力集中的地方出现裂纹。无机锌底漆对环境要求比较高，温度不能过高也不能过低，一般要求基材表面温度在10摄氏度以上，40摄氏度以下，湿度在80%以下较适宜，环境不合适会影响漆膜干燥后的硬度和附着力。无机锌底漆对基材的粗糙度也要求很高，其附着力原理就是在基材表面化学反应形成配合物实现，粗糙度不够，化学反应面积不足，漆膜附着力就不够，很容易剥落。基材表面必须冲砂到sa2.5以上，粗糙度至少达到50~70微米。这也是一旦无机锌底漆出现施工质量问题，不可以用打磨方式处理基材重新复涂无机锌底漆修复的原因。无机锌底漆还有一个施工难点就是漆膜厚度不能太厚，原因是无机锌底漆干燥速度快，一旦出现漆膜厚度过高，表面油漆很容易干燥，但内部油漆还没有干燥，内外层油漆出现应力差导致油漆开裂。

3.无机锌底漆涂覆前基材处理的质量控制

在涂覆无机锌底漆前基材需要进行严格的处理，在进行喷丸或喷砂前用加清洁剂的水清洗基材表面的油污、无机盐和其他杂质。待基材表面的水分彻底干燥后，再进行冲砂处理。冲砂需要将基材表面的氧化皮和锈蚀彻底去除，冲砂结束后清除基材表面的灰尘，目检确认基材表面无杂质残留，基材显露本身的金属光泽。目检结束，还需要测量基材表面粗糙度，电导率和清洁度，确认表面等级达到sa2.5级，粗糙度达到50~70微米，清洁度达3级以上。在我司一个项目上我们做过试验，钢结构局部无机锌底漆因喷涂膜厚太厚，造成后续油漆开裂，在打磨掉开裂的油漆后，用动力打磨机打磨钢板表面出现金属光泽后重新涂覆无机锌底漆。待油漆彻底干燥后做拉拔试验测量油漆的附着力，发现附着力严重下降，测量五个点最低只有0.9MPa,最高也只有1.9MPa,相对应的周边经冲砂后喷涂的油漆，拉拔试验结果平均超过9.7MPa，结果显示动力打磨处理基材无法满足无机锌底漆施工要求。

4.无机锌底漆涂覆过程质量控制

在基材表面处理检验合格后，必须在四小时内进行底漆的涂覆，时间过长基材表面将返锈。在油漆喷涂前先用测温仪检查基材的表面温度，确保基材表面温度在10（最低5摄氏度）到40摄氏度之间，用摇表检测空气湿度和露点，确保空气湿度在80%以下，基材表面温度高于露点3摄氏度以上。施工环境达标后，进行油漆的制备，首先确认油漆各组分生产日期，保证油漆在有效期内。不同品牌的油漆配方稍有不同，需要严格按照油漆生产商的施工指导进行油漆配比。各油漆组分按比例混合过程中，不能一次性将A组分倒入B组分，应该慢慢倒入，边倒边搅拌，在各组分全部混合后，用搅拌器充分搅拌。油漆搅拌好以后进行涂覆阶段，无机锌底漆漆膜厚度大容易开裂，因此不推荐使用辊涂，最佳方式是喷涂，但边角处喷涂不易达到的地方可以采用辊涂方式预涂，但现场需要严格监控预涂厚度。在喷涂过程中要控制油漆的湿膜厚度，湿膜厚度不应超过210微米，对应的干膜厚度不超过70微米，否则油漆干燥过程容易开裂。

5.无机锌底漆涂覆后质量控制

无机锌底漆喷涂完成后在干燥过程中还需要进行严密的质量控制。一般无机锌底漆在25摄氏度情况下，表干只需要30分钟，实干却需要24小时左右，在此时段内如果温度、湿度、表干和实干相对速度没有控制好，油漆很容易开裂。为了控制无机锌底漆内外层油漆的干燥速度保持同步，一般在无机锌底漆喷涂后需要进行表面喷水雾，防止表面油漆过快干燥。水雾喷洒必须均匀，而且不能喷水太多，只需要保持表面的干燥速度不要过快。冬天还必须喷洒热水并保持环境温度，防止晚上温度过低，表面水雾结冰。在我司某个项目上，部分钢结构在1月份中午喷涂的无机锌底漆，当时白天油漆车间温度在10摄氏度左右，油漆喷涂结束后进行了热水水雾喷洒。工人在喷洒水雾时没有控制好喷水量，也没有喷洒均匀，造成钢结构表面局部水珠留存。傍晚钢结构转移出油漆车间，晚上冷空气到来，温度降到零度以下，表面留存的水珠结冰。最终导致的结果就是无机锌底漆干燥后表面泛白，一个月左右发现当时没有喷洒水雾的底面和有水珠留存部分的油漆都开裂剥落。从中我们可以看出，在无机锌底漆干燥过程中，需要控制油漆的干燥环境，温度过低影响油漆的干燥速度甚至导致结冰，温度过高以及表面干燥太快，致密的表面影响内层油漆干燥，这些情况都会导致油漆开裂。

6.无机锌底漆的修复

无机锌底漆出现开裂，附着力不足等缺陷后需要进行修复。如果是钢结构出现大面积的质量问题，可以重新进行冲砂，将出现质量问题的无机锌底漆进行清除并重新涂覆无机锌底漆。但局部少量的无机锌底漆出现质量问题，钢结构重新进行冲砂成本太高，不利于企业成本控制。可以采用环氧富锌底漆代替无机锌底漆修复局部的质量缺陷，环氧富锌底漆和无机锌底漆都是利用锌－铁电化学阳极保护原理，性能相近，但环氧富锌底漆对基底的要求比无机锌底漆低，可以采用动力磨机将无机锌底漆去除并将基底打磨至st3级，然后涂覆环氧富锌底漆，可以提供同等级的油漆保护。

结语：无机锌底漆因其优秀的防腐蚀能力，耐候性佳，耐磨性好，耐高温等优点，目前广泛应用于海洋工程、桥梁、底下管道和大型钢结构等领域。但提供优良性能的同时，又有施工难度大的问题，但无机锌底漆产业发展到今天，这个问题可以通过严格控制施工过程质量而消除。如果保证了其施工质量，无机锌底漆应用范围会越来越广。

参考文献：

[1]沈球旺，水性无机硅酸锌车间底漆的制备和施工.《电镀与涂饰》2009.

[2]宋艳媛等，GB/T8923《涂覆涂料前钢材表面处理》.2011.