富锌涂料的防腐原理及研发方向介绍

硅酸盐中大量的羟基(—OH)不仅易与锌粉起交联作用，而且也可以和钢材中的铁原子起键合作用，__形成络合物(如图2所示)使底材表面的铁原子也成为涂膜高分子结构中的组成部分。

图2硅酸盐中羟基和底材的健合作用
　　
　　正因为如此，其附着力优于涂料中树脂和底材之间靠物理及化学结合所形成的附着力。
　　
　　此外，水性无机富锌涂料(以硅酸盐涂层为例)在形成涂层时是以聚硅氧烷(Si—O—Si)相结合，其键能比C—C键能大得多，因此有着耐高温及耐辐射性能。在成膜初期溶于水，但固化后耐水优良，具有陶瓷般的表面硬度和良好的耐磨性。由于水性无机富锌涂层导电性良好，所以漆膜不受焊接和切割损伤。
　　
　　3.2水性无机富锌涂料存在的问题
　　
　　水性无机富锌涂料综合性能优良，有很多优势，但在实际应用中也存在一些缺点：涂层的微观多孔导致屏蔽性能较差、电化学极化率增大造成涂层过早失效、涂层较厚时有裂纹倾向、施工性能不如有机类好，条件较为苛刻;高模数硅酸盐涂料虽然防腐性能优良，但粘度较高容易凝胶，稳定性差。特别是水性环氧树脂涂料在成膜时，大部分水分蒸发后，环氧树脂乳胶粒子相互接触，而残余的水分和固化剂分子则处在分散相粒子的间隙。水分进一步蒸发，分散相粒子开始凝结，同时固化剂分子扩散到分散相粒子的界面及内部发生固化反应，扩散速度变慢，粒子之间很难凝结成膜，固化反应进行的不完全，不能形成均匀致密的涂膜，导致防腐性能变差。总之，与溶剂型富锌涂料相比，水性富锌涂料存在防腐性能、施工性能、成本等问题。
　　
　　4.富锌涂料的研发方向
　　
　　(1)由于富锌涂料在施工时对钢材表面前处理要求较为苛刻和严格，特别是相对表面前处理难以达到标准时，因此作为预涂底漆的富锌涂料有朝着低表面处理富锌底漆方向发展的趋势。该产品在富锌涂料中引入化锈、稳锈剂活性颜料和其它一些防锈颜料替代部分锌，可以直接涂装在已锈钢结构基材上，对于锈蚀不是很严重的钢材除去浮锈即可以直接现场施工。其中，化锈、稳锈剂的主要作用是把活性的锈惰性化，呈稳定状态，并能很好地附着在钢材表面起到一般防锈底漆的作用，从而达到除锈、稳锈、转化三方面结合的功能。
　　
　　(2)受石油资源和环境保护法规对有机挥发化合物(VOC)的限制，涂料工业正朝着水性、粉末、高固体分、光固化等环保型涂料方向发展。富锌涂料也不例外，正由溶剂型向水性方向发展。其中的无机富锌涂料也由溶剂型正硅酸乙酯向水性硅酸盐方向发展。
　　
　　(3)在水性无机富锌涂料中，已经由较初的高粘度、低物质量比逐步改进成现在的低粘度、高物质量比类型。较初涂料的粘度太高，容易胶凝，稳定性差，施工不方便。现在高物质量比，树脂中可以参与涂膜交联的SiO2越多，则树脂在成膜过程中可以容纳的锌粉越多，涂膜的防腐性能越好，涂层的固化时间也大为缩短。但国内高模数硅酸钾富锌涂料尚处于开发阶段，目前国内推广的大部分依赖进口，价格较贵。同时也有报道，低模数(2~4)硅酸钾富锌涂料也有发展，该涂料节省材料、降低成本，经济效益可观。
　　
　　(4)对于单一的富锌涂层研究较多，对于其作为多道涂层的底漆的研究不多见。而富锌涂料中的锌粉是典型的‘两性物’，既不耐强酸也不耐强碱，这就决定了富锌涂层不宜直接作为面漆使用。在大多数工程中，都是富锌涂料作为底漆与其它涂料配套使用，各种富锌涂料的性能差异较大，因此与别的涂料在配套使用中的兼容性问题值得研究。还有一点就是只重视富锌涂料的性能，而忽视整体配套涂层中对富锌底漆的封闭、封孔。
　　
　　(5)对于富锌涂料用树脂适当地改性拼用，同时提高锌粉的含量，使涂层既能**防腐，又能有很好的耐老化性能，这种“底面合一”富锌涂料值得研究。