热镀锌钢工件复合涂层的选择与涂装工艺试验

热镀锌钢工件复合涂层的选择与涂装工艺试验随着镀锌成为钢铁保护的主体技术，其应用前景日益广阔，为使其满足大型建筑、铁路、公路工程的使用要求，有必要采用复合层进行选择和试验，重点探讨了FEVE氟碳涂料在热镀锌钢工件上的应用。引用钢结构具有自重轻，抗重性能好，节能效果好，工业化程度髙，施工快捷等优越性，在国民经济的基础产业中得到广泛应用。但钢铁因腐蚀每年损失10〜20%之多，以2007年我国钢产B4.5亿吨计，仅一年因腐蚀损失至少4500万吨。而锌的耐腐蚀性能远远优于钢铁，同时锌的化学性活泼，对钢铁材料将起到阴极保护作用。因此，镀锌成为钢铁保护的主体技术，在发达国家，镀锌及锌-铝合金已达到全国产量的30〜40%。尽管锌具有优良的耐腐蚀性和阴极保护作用，但是锌在不同环境中也有程度不一的腐蚀，且腐蚀速率差异较大,见表1.典型环境（仅供参肴）腐蚀腐蚀等危险级外部内部程度在空气洁淨的环境下有洪C1暖设施的建筑，如办公很底室、两店、学校和宾馆內部）轻度的大气污染，九有冷谶发生，没有供热设C2施的地方，如库房、低部分是乡村地带体育谊等高湿度和有些污染空气C3城市和工业大气中，的成产场所，如食品加工中等中等的一氧化硫污厂、洗衣厂、酒厂、染，低盐度沿海区域牛奶厂等C4高盐度的工业区和沿化工厂、游泳池、海船和较高海区域船厂等C5<T高湿度和侵蚀性大气总是有冷凝和高温湿度的业）的工业区域建筑和区域C5m（海高盐度的沿海和离总是处于高湿高污染的建咼筑掬或其它区域洋）Im2海洋环境区域高盐咼盐度咼湿度海洋环境很高度.咼尿度表1：ISO14713环境分类

热喷涂锌腐蚀逮率]平均年减按厚度（4 平均年减损童（g/m2）m）W0」0.1-0.7 <50.7—2.0 5〜152.0-4.0 L5〜304.0—8.0 30—408.0—10.0 40〜6010.0—20.0 70—150由表1可知，Im2腐蚀环境对热镀锌的腐蚀速率为10.0〜20.0卩皿70〜15O0m2，如果按GB/T18622-2000高速公路交通工程钢构件防腐蚀条件表3镀锌层270g/m2ih则3〜4年，工作就腐蚀生锈，损坏了，难以满足大型建筑、铁路、公路工程的使用要求，由此可见有必要对镀锌钢结构复合深层进一步保护，提高性价比,延长钢结构使用寿命。本文对热镀锌钢工件复合深层进行选择、试验。复合涂层选择1.1复合涂层现状当前镀锌钢产品的复合涂层体系主要以耐候性、耐腐蚀性较好的丙烯酸涂料、脂肪族聚氨酯涂料和丙烯酸聚氨酯涂料作为而漆，底漆以附着力优异的环氧涂料为主，少部分以丙烯酸涂料为底。面漆与前配套体系相比性能较差，但施工性能好，修复容易。小型构件采用聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯喷塑。七十年前采用醇酸、油性、硝基涂料，由于这些涂料耐侯性、耐化学品性差的致命缺点，目前基本淘汰。对于沥青（石油、煤焦）涂料，物广价廉、耐候性差、施工时对环境污染大，仅用于地下隐蔽部位。腐蚀危险程度和腐蚀速率随着我国国民经济连年高速发展，“西电东送“、“四气东输"、“南水北调“、“铁路提速“等大型项目建设，尤英是电气化铁路改适需求大量的镀锌隔离网、铁塔、架线柱等，要求经久耐用10年甚至20年的髙耐候性、高性能、高装饰性的涂层。FEVE氟碳涂料以其超群的耐候性（＞15a）,广跨度（-50〜160C）的耐温适应性，优异的耐盐雾性（＞400010和既耐碱（＞10%NaOH）有耐酸（10%H2S0410%HC1）的良好耐化学品性脱颖而出，是二十一世纪最新潮的第五代涂料，其综合性能，尤其耐候性（耐紫外线）是聚硅氧烷、聚氨酯、环氧、丙烯酸等高中档合成树脂涂料难以匹敌，引起了工程设汁、施工、建设单位的青睐，近几年已在XX跨海大桥、奥运鸟巢体育馆、青藏铁路等国家重点工程上应用。1.2FEVE氟碳树脂品种的选择FEVE氟碳涂料以成膜物质氟碳树脂划分，目前主要有两类系列第一类以目本大金公司ZEFFLEGK为代表的四氟乙烯单体与乙烯基龊（酯）等单体合成的四氟型树脂：第二类以日本旭硝子Lumiflon为代表，三氟氯乙烯单体与乙烯基瞇等单体合成的三氟型树脂，国内均能生产，质量日趋提髙，但试验研究表明尚有差距,尤其耐候性指标差距较大，详见图1.—配方1—就方2扰D3——配加*配方5•1内烯I峻*实鉴忖何任） 图1各种FEVE涂料老化时间与光泽保持率的关系注：配方1、2采用的是进口 FEVE涂料，其余为国产涂料复合涂层的技术性能指标参照HG/T3792-2005交联氟树脂涂料（I）型金属表而用氟树脂涂料，TB/T1527-2004铁路钢桥保护涂装附2/5D氟碳涂料技术要求，GBfT18226-2000髙速公路交通工程钢结构防腐技术条件中4、5,第一层（内层）镀层为锌或铝，第二层（外层）非金属涂层的防腐层性能要求，并根据工程提岀的技术要求，公司研制出专用于镀层锌钢工件上的「耐阳'‘牌镀锌钢工件氟碳涂料，所用树脂、颜料、助剂全系进口，涂层技术指标如表2。2“耐阳”牌专用镀锌钢匸件面漆技术抬标及检测结果复检项目不发挥分丿％（混合后：10512,3h）干燥时间旳表干实干细度山m弯曲性能血灿耐冲击性/cm耐磨性(200Or,1kg)/mg附着力帔目耐冻融性氟树脂的氟含壘耐盐雾性*耐人工气候老化*低温柔韧性** <^10mm-45c)耐酸性杠(240h,5%H2SO)耐酸性赠(240h,5%NaOH)适用性（5h）重涂性容器中状态

HG/T3792 检测结果 检测标准刁50 53 GB/T6751W2W0.5GB/T1728W24W24GB/T1728商定40GB/T6753.1W2GB/T6742>40&50GB/T1732-28.5GB/T1768-6GB/T5210-无异常JG/T25兴13$24能谱仪法1000h正常3000h正常GB/3000h正常GB/T1865/涂膜无裂缝GB/T1731正常正常GB/T9724正常正常GB/T9724通过通过重涂无障碍重涂无障碍搅样后均匀无硬块搅拌后均匀无硬块涂膜外观色轲平整、光滑色匀、平整、光滑目测注：滾抬不起泡.不生锈.不脱落：林按GB/T1527-2000及GBH8826・2000标准复合涂层的涂装工艺3.1镀锌钢工件表面处理对钢基层讲，表而处理占涂层质疑影响因素50%,对镀锌钢结构表而处理质量也很关键，目前常用四种处理办法，冬有利弊，现将其特点列于表3。对镀锌钢工件表面处理的目的与钢铁基层有差异，其仅去汕、去尘、去灰，锌层表而粗糙度充分，因此最好在镀锌工件淬水冷却48h以内（干净），马上进行涂装。3.2生产流程镀锌钢工件复合涂层涂装采用的工艺流程为：钢工件-热镀锌-淬水冷却-晾干•喷涂-烘干-修补-包装运输3.3涂装工艺3.3.1表面处理对镀锌件必须彻底淸除表面的油污、氧化膜、尘上等杂物，以提高与漆膜的附着力。3.3.2环氧封闭釆用有气喷涂。厚度推荐为1到25屮m烘干控制温度和时间要求如表4所示。表3镀锌钢匸件表血处理及涂装工艺比较序号表面处理方适用性 表面涂装工艺 涂层涂爰方案法1舷取法系用 含犬型镀锌剛结构有铜盐的改性水性酸锈处理剂（刻蚀漆）2磷化底漆法由于污染环境，且（不合错的底祿处理后环境未变，可直接涂刷）日趋减少采用3轻度喷丸砂处工厂化生产理（机械），禁用铜质丸4水性涂漆层表 増加涂层附着力，面处理剂 适用性强与大部分涂层配套，应用于大桥上的维修工程

刷祿后、基材由银灰色变成深灰环氧封闭期（底滦）色，但宜镀锌后4瓯即涂，否则25〜30k>・nb氟碳面形戚氧化膜后不宜来用，单组分標30—40Um,附着力强,耐候性好。磁化底滦（磷酸处理）（刷）涂环窜云铁底滦刘〜后，用淡水沖洗，干燥 40p.m,氟碳面滦用小轻度的钢渣磨料（0.2〜镀锌后，扫砂，冲0.5mm）或磷酸铝、隣酸镁也可，水，哄干底滦如〜40压缩空气压力低于0.27Mpa压力nm,氟碳面鴻30—40下扫砂，冲水，哄干，粗糙度<51pmurn去油污，去淳尘，涂刷处理剂后， 底漆常温，（525D即可喷涂涂料 0.5h后，喷面漠，即进入喷室4涂层「燥匚艺描标坏境温度■^HJliiKli)CC）衣r-实i：159122425*061635°C33

时间范閘（h）适用期（H最小最人21无限期8164S无限期3氟碳而漆烘烤涂装工艺根据烘烤设备中烘干室相关系数A15°C在30分钟内升至设定温度（60〜80°C）,及设计速度1.5m/min（可调至0.4〜5.0m/min）,工件经喷涂后30min,即可进入烘干室升温烘烤。推荐喷涂为1到40pm。推荐采用喷涂或无气喷涂，其中，无气喷涂要求为：喷嘴0.35〜50mm.140〜150kg/cm2（2000〜2400,psi）,烘干控制温度和时间见表5表5烘干工艺指标4/5干燥时间时间范用(min)烘1：温度CC)(min)适用期(h)表干实I：最小最人60°C105050无限期15°C6ror84040无限期25X；48兀63C5035°C2套可根据流水线速度进行调整，选择其烘T•温度3.4涂装后成品质量要求颜色均匀，漆膜平整、光洁、无瑕疵(气泡、起皱、针孔、裂缝)，涂层厚度达标，经检验符合GB50224规X二个90%要求。结语2007年9月14〜17日在召开的第七届亚太镀锌大会上，T.H.Yao等对于镀锌钢桥寿命周期进行了研究，根据耐腐蚀、成本、环保三要素，对比评估了镀锌钢桥、涂漆钢桥和镀锌加涂漆钢桥的经济性。结果表明：镀锌加涂漆钢桥具有明显的优势。近几年，国内铁路、公路、大型工程的钢构结构工件，不少采用了镀锌和加涂漆的涂装工艺，“九五”以来到2010年，预计铁路全线3.5万km,电气化3.5万k