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环氧富锌底漆在集装箱涂装领域的应用

来源:      时间:2015/1/30 16:42:23

集装箱专用环氧富锌底漆

集装箱专用环氧富锌底漆能够对集装箱面临的腐蚀工况有效防护,适应从陆地到海洋、从酷暑到严寒、-40 ~ 70 ℃等各种环境,并能够阻止或延缓集装箱因碰撞、摩擦等造成的机械损伤而造成的微小锈蚀扩散。

目前集装箱外侧最常使用的是 3 层油漆配套体系,内面和箱底最常使用的是 2 层油漆配套体系。所有的油漆配套体系中的底漆都为环氧富锌漆。


环氧富锌底漆的防腐原理:

环氧富锌底漆的防腐机理不同于普通的屏蔽型防锈底漆,其具有电化学防腐、缓蚀、屏蔽三重防护效果,以电化学防腐为主。

富锌底漆中的锌粉含量高,在其干膜中,锌粉颗粒之间、锌粉颗粒与集装箱钢制基材之间是相互接触的。





涂膜受到侵蚀时,锌粉作为阳极首先受到腐蚀,底材钢铁作为阴极受到保护;

富锌涂料中的锌粉在保护过程中逐渐被消耗,但速度很慢。

其反应如下:

同时锌作为牺牲阳极形成的氧化产物可以对涂层起到封闭作用,加强涂层对底材的保护。

其腐蚀产物的形成,使涂层与底材的电位差减小。

其腐蚀产物的种类随腐蚀介质的不同而不同,如氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌、硫酸锌等腐蚀产物会沉积在锌粉颗粒的空隙中和钢的表面上。

腐蚀产物一方面使涂层变得致密,增强了涂层的隔绝环境功能,使水和氧等很难渗透到钢的表面,起到了缓蚀作用 ; 

但另一方面它将隔绝了表面的锌粉层,使远离钢基材的锌粉不能有金属间的接触,从而很难发挥阴极保护的作用。



当集装箱由于摩擦或碰撞等因素损坏漆膜,露出新的金属锌,电位差立即增大,产生较强的阴极保护作用。所以富锌涂料的锈蚀不会从损伤处向周围扩散。


环氧富锌底漆作为集装箱保护底漆发挥优异性能的必要前提:

成膜物质:

由富锌涂料的防腐机理可以看出,在锌粉发挥防腐作用的过程中会有碱性的物质产生,所以做为富锌涂料的成膜物质必须有良好的抗皂化能力,否则会由于锌粉漆的牺牲阳极反应,使成膜物质发生化学反应而脱落。一般选用环氧树脂做为成膜物质。所以,集装箱通常选用环氧富锌底漆。

锌粉含量:

两个概念:PVC 是干膜中的颜料体积百分比;  CPVC :临界颜料体积百分比。

环氧富锌底漆以环氧树脂为主要成膜物质,以锌粉作为防锈颜料。锌粉体积含量比例,要大于CPVC,电化学防腐性能才能顺利发挥。

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富锌底漆含锌量的相关标准:

SSPC PAINT20 标准中将富锌涂料的干膜中锌粉含量分为三个等级:

第一个等级干膜中的锌粉含量≥ 85%; 第二个等级干膜中的锌粉含量在 77% ~ 85%; 第三个等级干膜中锌粉含量在 65% ~ 77% 。

ISO12944 则规定,富锌底漆中最小锌粉含量为 80% 。

含锌量不是越高越好:

锌粉含量过高,自然富锌底漆中的树脂含量会降低,成膜物减少,漆膜与钢材的附着力因之而减小。因此,一旦水等渗透到锌粉表面,引起锌腐蚀,体积增大,从而使涂层起泡的可能性变大。

在集装箱的焊接生产加工中,大量的氧化锌废尘对施工工人健康和环境会造成危害。

富锌底漆漆膜厚度

环氧富锌底漆最佳的漆膜厚度,既要保证有足够量的锌粉发生电化学反应,也要避免因为腐蚀产品的大量产生,阻碍了上层锌粉的电化学反应。

通过实验对比,不同厚度环氧富锌底漆的防锈防腐左右。

试验方法:JIS 5600-6-2;评价标准:ASTM-610/ASTM-714;锈蚀等级:0为差,9为好


    
耐盐水2500h试验 耐盐雾1500h试验

环氧富锌底漆+环氧底漆;

10+70μm

image006.jpg

锈蚀:9级;起泡:无。


锈蚀:4级;起泡:MD6。

环氧富锌底漆+环氧底漆

30+50μm

锈蚀:9级;起泡:无。

锈蚀:8级;起泡:F6。

环氧富锌底漆+环氧底漆

50+30μm

锈蚀:9级;起泡:无。

锈蚀:5级;起泡:M6。


实验结果:在保证总干膜厚度的情况下,环氧富锌底漆漆膜厚度对耐盐水性影响不大,但对于耐盐雾性影响较大,以环氧富锌底漆30μm+环氧底漆(中涂漆)50μm的防锈性能最佳。

总结:

环氧富锌底漆已经在集装箱涂装领域大量应用,在干膜厚度30μm,锌粉含量不低于73%的情况下,既能够发挥有效的电化学防腐左右,也适应集装箱流水线作业、焊接工序较多的情况。

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