水性無機富鋅

富鋅塗料分為有機和無機兩大類。有機類主要採用環氧樹脂作為基料，而水性無機富鋅塗料則以矽酸鈉、鉀、鋰水溶液作為基料。據有關資料稱，無機富鋅塗料是防腐期效最長的塗料品種之一。水性無機富鋅塗料具有優異的附著力、耐磨性、耐熱性、耐輻射性、耐溶劑性、安全性和抗靜電性。

基本介紹

• 中文名：水性無機富鋅
• 組成：高摩爾比矽酸鹽樹脂、助劑
• 特點：用水稀釋，環保無毒
• 主要用途：作為海上平台、碼頭鋼柱

主要特性

用水稀釋，環保無毒。鋅粉具有陰極保護作用，防鏽性能優異。漆膜乾燥快，在很短

時間內就能搬運、堆放、塗裝後道漆。可經受400℃高溫，焊接切割時燒損面積小，

具有優異的焊接性能和切割性能。能與大部份油漆體系配套。

附著力：這是無機體系一個最重要的性質。無機鋅粉底層能與金屬基板形成很牢固的附著，從而抑制膜下的開裂和鏽蝕的遷移。

耐候性：這是無機體系的另一個重要性能，因為該類塗層完全是無機的，因而不會被氧化，耐太陽光的化學輻射，在長期曝曬下，不會有粉化、開裂或脫落的情況發生。

耐磨性：一般無機塗層均較硬和耐磨，但矽酸乙酯塗層在低濕乾燥環境中因固化不充分，其耐磨性低於具有類似鑄造拋光表面的其他無機鋅粉塗層。

耐熱性：以矽酸鹽塗層為例，在形成固化層時以聚矽氧烷（Si-O-Si）相結合，這種Si-O鍵的結合能為106kcal/mol，比形成有機高分子的C-C鍵結合能（82.6kcal/mol）大得多，因而具有更強的耐熱性。耐輻射性：Oakridge國家實驗室實驗表明，由無機鋅粉底漆和無機面漆組成的無機塗層已通過1×1010RaS累計輻射試驗。

耐溶劑性：這也是無機塗層一個突出的性質，尤其是水性產品，它們幾乎在所有烴類溶劑中，包括汽油、甲苯、二甲苯以及其他脂肪烴和芳香烴石油產品中是不溶的，對許多強溶劑（如醚、酮以及氯化烴）均具有和很強的抵抗能力。

安全性：因絕大多數無機塗層不以有機溶劑為稀釋劑，因此無閃點，不燃燒。在各類施工中無需採取嚴格的防火措施，大大簡化了貯運、施工條件，提高了安全性能。

抗靜電性：一般有機塗層容易產生靜電，這樣不但會發生危險，而且也易沾污塵埃，而無機塗層相對導電性較好，尤其無機富鋅底漆的電阻率一般為103~108Ω·cm，符合石油部防靜電指標。

發展史和現狀

富鋅塗料分為有機和無機兩大類。有機類主要採用環氧樹脂作為基料，而水性無機富鋅塗料則以矽酸鈉、鉀、鋰水溶液作為基料。據有關資料稱，無機富鋅塗料是防腐期效最長的塗料品種之一。

水性無機富鋅塗料的發展，已經歷了50餘年的歷史，至今已成為最重要的重防腐塗料品種之一，廣泛用於暴露在海洋大氣、高溫和各種環境的鋼結構的長效防腐，取得令人滿意的效果，得到愈來愈多業內人士的認可。

從總體上而言，水性無機富鋅塗料的發展，經歷了以下三個階段：

第一階段，熱固性無機富鋅塗料。這種塗料首次較大規模的套用是在1942年，但實際操作非常困難，因為需要近149℃的高溫烘烤才能形成不溶性的鋅-矽酸鹽塗層，然而當時在澳洲還是在許多管道、重整爐和煤罐上進行套用，防腐效果極好。

第二階段，後固化無機富鋅塗料。美國於1952年開發成功後固化無機富鋅塗料。該塗料採用一種磷酸銨鹽作固化劑代替加熱，使其在室溫下形成矽酸鋅的聚合物結構，因而可以用噴槍噴塗於任何大小結構式部件上，而不受烘烤爐大小的限制。實踐證明，後固化無機富鋅塗料同樣具有優異的附著力、柔韌性、機械特性以及防腐性。但塗料固化後不僅需用水清洗塗膜表面，除去多餘的固化劑和其他副產物，給施工帶來麻煩和增加成本，而且還會因操作上的不慎造成固化劑不均勻等問題，進而影響塗層的各項性能。這種塗料國內一些單位一直沿用至今。

第三階段，自固化無機富鋅塗料。隨著對鋅/矽酸鹽化學研究的深入，一種自固化的無機富鋅塗料應運而生。該類塗料的代表產品就是以矽酸鋰水溶液為基料和以模數（M）>5的矽酸鉀水溶液作為基料的自固化無機富鋅塗料。

有關研究表明，由於鋰離子半徑比鈉、鉀離子半徑小得多，其相應離子水化半徑就大，反應性能就強，因而自固化時模數（M）就低，矽酸鋰≥2；矽酸鈉≥4；矽酸鉀≥6。此外，隨著模數的增高，矽酸鈉和矽酸鉀粘度急劇增大，表明SiO2的聚合度提高，SiO2的粒徑也隨之增大，呈現不穩定性。而矽酸鋰則不同，通常可以製得數1~25的穩定產品。但當M≤2.2時，容易產生化學組分為Li2O·2SiO2;Li2O·SiO2·2Li2O的白色沉澱，M>10的矽酸鋰水溶液其膜附著力降低，不能形成性能良好的塗膜，因此適宜的模數為2.4~8，而作為無機基料使用，M為2.2~5的矽酸鋰水溶液附著力較好。

水性無機富鋅塗料的組成

1.基料

水性無機富鋅塗料的基料主要是矽酸鹽系列。矽酸鋰：較難溶於水，不宜得到較高濃度，能耐較高溫度，熱應變性差，價格高。

矽酸鈉：成膜性好，易溶於水，極易製成塗料，價格低，但易被碳化，單組分製成塗料時，漆膜耐水性很差。

矽酸鉀：易溶於水，成膜性好，價格中等。

矽酸銨：耐水性良好，成膜性差，高溫易變色，溶液不穩定，價格高。

上述基料自固化模數順序為：矽酸鋰≥2，矽酸鈉≥4，矽酸鉀≥6。作為水性無機富鋅塗料使用的矽酸鉀，其模數為2．2～5時，附著力最好。隨著模數的提高，矽酸鉀、矽酸鈉粘度增大，呈現不穩定性；而矽酸鋰雖然較難溶於水，不易得到較高濃度，但能製得1～25模數的穩定溶液，模數<2．2時易沉澱，模數>10時附著力下降，模數在3．9～4．7時性能最好。一般來說，矽酸鋰是水性無機富鋅塗料最常用的基料。

通常為了提高塗料的某些性能，還使用一些材料對水玻璃進行改性，例如：向基料中加入一定量的矽溶膠和矽氧烷等，通過提高水玻璃的模數提高其塗膜的耐水性，水玻璃與合成樹脂乳液複合使用，以提高塗料的耐水性、柔韌性等，但只有它們在電性能上相一致，才能保證混合體系的穩定性，否則會導致體系凝膠化或破乳。

2.顏填料

水性無機富鋅塗料其主要顏料為鋅粉，為確保鋅粉在富鋅底漆中能夠同基層鋼材緊密結合而起到導電和犧牲陽極作用，國際上對不同類型的富鋅底漆的鋅粉含量做了規定，無機富鋅底漆中，鋅粉在乾膜中的總質量應不少於74%，對鋅粉細度的選擇，應大於325目，以500目為佳。此外，在塗料中加人適量鋅粉之外的其它顏料，如二氧化矽或磷鐵粉，使之很好地分散於無機富鋅塗料中，可使塗層的龜裂傾向大為降低。

3.其它助劑

為改進水性無機富鋅塗料的施工成膜性、耐腐蝕性，需適當加入相應助劑，如流平劑、緩蝕劑等，實踐表明，利用鉻酸鹽及有關防鏽顏填料等在金屬表面形成過渡層是防閃蝕和提高附著力的有效辦法。

基本參數

配 比	專用鋅粉︰基料=3︰1（wt）
理論用量	310g/㎡
適用期，25℃	8h
塗裝間隔	24h

配套用漆

與氯化橡膠、環氧、聚氨酯類油漆配套使用。

不能與油性、醇酸、聚酯類油漆配套使用。

塗裝方法

無氣噴塗：稀 釋 劑：自來水 稀釋 率：0～10%(以漆重量計)注意防止乾噴

噴嘴口徑：約0.4～0.5mm噴出壓力：20～25MPa(約200-250kg/cm&sup2;)

空氣噴塗：稀 釋 劑：自來水　 　 稀 釋 率: 0～30%(以漆重量計)注意防止乾噴

噴嘴口徑：約2.0～2.5mm空氣壓力：0.3～0.4MPa（約3-4kg/cm&sup2;）

滾塗/刷塗：稀 釋 劑：自來水　 稀 釋 率：0～10%（以油漆重量計）

儲存期限

存放於陰涼、乾燥、通風處。有效儲存期12個月。

注意事項

1、配漆時應在充分攪拌的情況下往基料中緩慢加入專用鋅粉，否則，鋅粉遇水容易結塊，影響施工和塗膜的表面效果。

2、施工期間套用攪拌機不斷攪拌，以防鋅粉沉澱，施工過程禁止混入任何有機稀釋劑，施工時溫度控制在2～50℃。相對濕度控制在50～85%。濕度太低時需灑水才能固化。塗裝下道漆之前，無機富鋅底漆的塗膜須完全固化，否則會影響層間附著力。

3、富鋅底漆表面能形成鋅鹽（又稱白銹），在塗裝後道漆之前不應長時間暴露。如果需要較長的塗裝間隔時間，建議儘快塗裝H53-89環氧雲鐵中間層漆等作為封閉層，以減少二次除銹的工作量。