陳永進 （南通中遠重工有限公司，江蘇南通 226100）

0 引言

無機硅酸鋅涂料對鋼板表面有著良好的防護性能，能夠在底材表面起到很好的陰極保護作用（因鋅的金屬活性大于鐵，一旦在外界條件的作用下，形成電化學腐蝕，能夠起犧牲陽極，保護陰極作用，延緩鋼板的腐蝕周期），因而其在各種鋼結構產品中被廣泛使用，但是由于該涂料的施工要求相對比較苛刻，不易施工，或者施工后，因不能滿足業(yè)主要求，被要求返沖砂的現(xiàn)象比較多，筆者根據(jù)多年的實踐經驗，對該涂料的性能、施工要點、固化測試，以及施工后可能出現(xiàn)的弊病以及處理方法進行總結概述。

1 無機硅酸鋅涂料簡介

無機硅酸鋅涂料，俗稱：無機富鋅涂料，分為兩類：醇溶性無機硅酸鋅涂料和水溶性無機硅酸鋅涂料。它是以硅酸乙酯為主要原材料，加入高分子化合物、超細鋅粉、增稠劑、耐腐蝕顏填料、溶劑、助劑等組成的，分甲組分和乙組分，為雙組分產品。漆膜鋅粉含量比較高，除了有優(yōu)異的耐候性和耐腐蝕性能外，最重要的是其具有陰極保護作用，可作為通用型防護底漆使用，漆膜具有良好的耐磨、耐油、耐水、耐腐蝕性能，適合用于暴露在海洋大氣、高溫和各種腐蝕環(huán)境下的各種鋼鐵構件的長效防腐，其中包括船舶、集裝箱、各類碼頭設備、海洋平臺、大型建筑等鋼結構產品，同時也可用于各類地下輸油管線、化工管線等。

2 無機硅酸鋅（ZnSiO3）涂料的防腐機理

無機硅酸鋅涂料以部分水解的正硅酸乙酯為成膜物質，鋅粉漿為防銹顏料，在醇類溶劑揮發(fā)的同時，正硅酸乙酯的烷氧基吸收空氣中的潮氣并發(fā)生水解反應，交聯(lián)固化成硅酸鋅鐵和硅酸鐵的復鹽。正硅酸乙酯的分子結構為Si（OC2H2CH3）4，將其進行部分水解，制成含有一定羥基的正硅酸乙酯液，然后與鋅粉漿混合，涂覆成膜后，部分水解的硅酸乙酯繼續(xù)水解和縮聚，形成以鋅離子為中介的Si—O—Si鍵高聚物網絡，無機硅酸鋅涂層與鋼基體的結合，不同于傳統(tǒng)有機涂料的物理黏結方式，而代之以與鋼基體表面的原子形成化學鍵，即涂料基料與鋼材表面的活性鐵反應生成硅酸鐵，同時又與鋅粒子作用，形成一層堅硬的無機膜，涂膜與鋼材互為一體。

3 無機硅酸鋅涂料的施工

3.1 鋼板表面處理要求

采用棱角砂噴砂至少達到Sa 2.5級，粗糙度一般控制在40～75 μm左右。

3.2 無機硅酸鋅涂料的施工

使用時先將A組分（液料）充分搖動均勻后，倒入料桶內，然后再倒入鋅粉（B組分），進行充分攪拌，A、B組分的配比按產品說明書要求，在噴漆以及刷涂過程中，為了防止鋅粉的沉淀，需要一邊攪拌一邊施工。

無機硅酸鋅涂料的膜厚要求以及最高膜厚的控制，具體需要參考產品配套標準厚度以及不同涂料公司的產品說明書數(shù)據(jù)，一般干膜厚度不得超過120 μm。

3.3 無機硅酸鋅涂料的施工條件

溫度范圍：0～40 ℃；固化時最低相對濕度（RH%）：65%。當相對濕度< 65%時，無機硅酸鋅涂料的固化非常緩慢，所以在涂料施工完成后需在其表面噴灑淡水，增加其表面濕度，從而加快其固化速度，縮短后續(xù)涂層的復涂時間，灑水時應注意以下問題：

（1） 灑水一般在無機硅酸鋅涂料施工完成的1～2 h后進行（具體需要參考施工時的環(huán)境溫度以及各涂料公司的產品特點）。

（2） 灑水的頻率以保持漆膜表面濕潤為標準。如果溫度與濕度都比較低，可以通過增加灑水的次數(shù)來提高固化速度，以減少低溫、低濕帶來的雙重影響（或者在無機硅酸鋅涂料表面覆蓋潮濕的棉布進行保濕）；有條件的，可以適當噴灑溫水。

（3） 灑水必須要均勻，可以采用有一定壓力的工具進行灑水，確保漆膜的整個表面都能潤濕。

（4） 即使在夏天高溫、高濕的環(huán)境下，也要灑水，這是因為鋼板表面溫度通常高于環(huán)境溫度，在靠近鋼板表面的局部環(huán)境相對濕度會比較低，導致涂料不固化或者固化時間延長。

3.4 復涂

在無機硅酸鋅涂料表面復涂后續(xù)涂料之前，一定要檢測無機硅酸鋅涂料的固化情況，只有當其完全固化后，才能復涂后道涂層。

3.5 噴涂工具的選用

噴漆泵一般選用長江9C泵（壓力比32∶1）；美國固瑞克的噴槍；噴嘴選用的是美國固瑞克163～517（口徑0.423 mm，流量1.02 L/min，霧噴寬度：250～300 mm）；噴嘴壓力（最小）：10 MPa。

4 無機硅酸鋅涂料固化測試方法——MEK法

試驗表明，試劑擦拭法測試無機硅酸鋅涂料的固化程度，與紅外分析法有很好的一致性。使用MEK（甲乙酮）測試法，可以簡便、快速地判斷無機硅酸鋅涂料的固化程度以及是否可以進行后續(xù)涂層的施工。

MEK為一種可燃性液體，易揮發(fā)，重復或長時間接觸會引起皮膚干燥，關于該有害物質的詳細信息，需要參考供應商的材料安全數(shù)據(jù)說明書（另外此物質的購買需要在相關單位備案，有資質的單位才可以代購）。

4.1 試劑以及材料

MEK、手套、粗棉布（白色或者淺色的，便于判斷）。

4.2 測試步驟

（1） 選擇并清理測試區(qū)域，測試區(qū)域至少有50 mm的長度，記錄測試區(qū)域的漆膜厚度。

（2） 用淡水清洗漆膜表面的松散物質。

（3） 將粗棉布折4層，浸透MEK試劑，且在測試過程中，棉布始終保持浸濕狀態(tài)。

（4） 用浸有MEK的粗棉布在測試區(qū)域來回擦拭50次（1個來回為1次），或至金屬底材已暴露。如金屬底材已暴露，應記錄擦拭的次數(shù)。

選擇測試區(qū)域相鄰的部位，用沒有浸透MEK的粗棉布擦拭50次，作為平行對比。

4.3 評估標準

根據(jù)ASTM D 4752—2010（2015）的要求，無機硅酸鋅涂料的耐MEK等級見表1。

表1 評估標準Table 1 Evaluation criteria

無機硅酸鋅涂料耐MEK等級共分為6級，5級為最高級別，0級為最低級別，根據(jù)施工經驗，一般在4級，即可認為漆膜已完全固化，但是因不同涂料公司產品性質的差異，具體要求，可以參考涂料公司產品說明書以及該公司現(xiàn)場技術服務人員或業(yè)主的要求。

4.4 固化測試報告內容要求

固化測試報告內容包括：底漆的干膜厚度；底漆施工與開始測試之間的時間；實施測試的次數(shù)，結果等級；如果測試結果為0級，來回擦拭的次數(shù)要求暴露至底材；室外和廠房測試需注明試驗的面積或者試驗件數(shù)。

5 無機硅酸鋅涂料常見漆膜弊病以及原因分析

（1） 底漆與基材附著力不好。主要是前期的表面處理措施不當，基材表面殘存的氧化皮、鐵銹等會阻礙鋅粉與鋼材表面的電位接觸，而降低涂層的化學和極性附著；另外基材過于光滑，也會影響到涂層的機械附著力。因此，基材表面要有合適的清潔度和粗糙度，一般來說，噴砂除銹達Sa 2.5級以上，表面粗糙度達40～75 μm，粗糙度過高會影響涂層的平整度以及波峰處的防護效果。

（2） 固化效果不好。無機硅酸鋅涂料的固化速率受空氣濕度影響較大，一般要求相對濕度至少在65%以上，溫度在20 ℃以上，此時其固化時間為12～24 h。但具體的固化要求，不同的涂料公司的產品會有些差異。為加速其固化，在噴涂后1～2 h左右開始灑淡水加速其固化進程。即使在相對濕度較高時，比如70%以上，也要灑淡水加速其固化。

（3） 涂膜龜裂。過高的干膜厚度會導致涂膜龜裂。特別是鋼結構的內角焊縫以及H型鋼的腹板和翼緣板的焊縫處，較容易出現(xiàn)涂膜開裂。不同的鋼結構對于無機硅酸鋅涂料有著不同的干膜厚度設計要求。防銹底漆要求膜厚為40～80 μm，單道涂層體系厚度要求為75～100 μm。通常認為膜厚在120 μm以下是安全的。對于復雜結構，使用小槍嘴噴槍多次行槍噴涂，龜裂機率更大，如發(fā)現(xiàn)漆膜過厚有流掛傾向，需馬上用刷子刷平。

（4） 氣泡或針孔。無機硅酸鋅涂料表面呈多孔的不平整性。當后道封閉漆噴涂于多孔的無機硅酸鋅底漆表面時，部分溶劑滲入到孔隙里，在環(huán)境溫度的作用下，滲入到孔隙里的溶劑揮發(fā)，并連同底漆不平表面中的空氣一起沖破封閉漆膜而釋放，如果封閉涂層過厚，就會在涂層的表面形成氣泡或針孔。

（5） 白銹。由于無機硅酸鋅涂料中含有大量的鋅粉，即單質鋅，鋅的低電位決定了它的活潑性，同時也會和空氣中的水反應形成鋅鹽Zn（OH）2，也就是白銹，Zn（OH）2為兩性氧化物，很不穩(wěn)定，微溶于水，不會形成封閉薄膜，也沒有保護作用，因此，在施工后道漆之前一定要除去鋅鹽。除去的方法可以用空壓淡水沖洗，也可以用尼龍刷刷洗后再用淡水沖洗，特別嚴重的可以用機械工具清除。