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冷涂锌材料的表面处理及涂装施工

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-22 20:25:58 [收藏]

    （上海罗巴鲁富锌涂料有限公司 李敏风 郏志华）

    主题词：冷涂锌、表面处理、涂装施工
    一． 前言
    近年来，在我国中国建筑金属结构信息网防腐涂装行业中，频频出现了一种新材名称-------冷涂锌。最早的是二000年底，比利时Zingamatell公司的锌加（Zinga）通过尚峰（上海）公司进入我国中国建筑金属结构信息网市场；二00一年底，深圳彩虹环保建材公司的强力锌通过技术鉴定，作为国内首创闪亮登场；二00四年初，日本ROVAL公司在上海马陆投资建厂，以有五十年应用历史的冷涂锌（ROVAL）和其他四种冷涂锌系列产品，引起钢中国建筑金属结构信息网行业的高度注意；二00四年底以来,笔者又陆续看到沈阳航达公司、珠海冠宇涂料科技公司等冷涂锌说明书；另外，美国的ZRC、CRC，德国的WURTH等国外的冷涂锌产品在我国的重防腐蚀市场上也占有一定的份额。所以近五年来，各种冷涂锌产品在国市很多重点工程上得到了应用，如上海磁悬浮列车轨道功能件、广州新白云机场、粤海通道火车轮渡码头、苏通大桥、广东新龙特大桥、广东大唐电厂、北京高牌店污水处理厂南京杨子巴斯夫石化公司、宜昌长江电力公司闸门维修工程等等。冷涂锌以其优异的防腐蚀性能、便捷的施工性能、突出的环保性能深受中国建筑金属结构信息网行业的欢迎，开拓了“冷涂锌”的新领域，显示了它的强大生命力。 此文中，对冷涂锌的提法是否确切，我不作探讨和评价。但根据它们的技术说明书，此类产品在材料组成、技术特性、涂层防腐年限上的提法，大同小异，均属于同一类产品。要发挥冷涂锌材料的优良性能，必须正确掌握冷涂锌材料的涂装施工技术。根据笔者五年来的工作实践，应掌握好表面处理和冷涂锌材料涂装施工的技术关键。
    二． 钢材表面处理的等级要求：
    众所周知，表面处理的质量是影响涂膜质量的最主要因素，影响程度达到百分之五十。对冷涂锌来说，表面处理同样重要，不同的钢材表面有不同的处理方式和等级水平。
    1． 新的钢材表面： 喷涂冷涂锌前，最好选择以机械除锈（喷砂、抛丸等）的办法。使钢材表面清洁度达到ISO8501-1的Sa2.5级，相当于GB8923的Sa2.5级。它的文字定义为：“钢材经过机械除锈后，表面无油、无锈、无氧化皮及其他的污物，或仅留轻微的痕迹；95%钢材表面受到钢丸（砂）冲击，露出金属的光泽。” 对于表面处理质量的另一个指标------粗糙度，不同的冷涂锌材料对粗糙度的要求都有所不同。在锌加（Zinga）的施工说明中，要求平均粗糙度 Ra=12.5μm，即粗糙度Rz=55～75μm。在“强力锌”及“罗巴鲁”施工说明书中，对粗糙度的要求略低，Rz=40～60μm。 笔者认为，如果冷涂锌单独成膜，作为防腐涂层时，表面粗糙度可控制得略小一点，以保证涂层的厚度。在冷涂锌表面复涂重防腐涂料时为保证整个涂层附着力，钢材表面粗糙度Rz应大于60μm。
    2． 旧的钢材表面： 最好亦是采用喷砂的办法，去除旧漆膜、锈斑后，钢材表面尚有一定的粗糙度。若条件限制，也可采用手工打磨及风（电）动工具除锈的办法，除锈等级标准达到ISO8501-1 St3级，即非常彻底的手工和动力工具除锈。它的文字定义为：表面应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有附着不牢固的氧化皮、铁锈、旧涂层和异杂物。表面应具有金属底材的光泽。不同品牌的冷涂锌材料对表面处理的等级水平各有不同。如比利时Zinga在涂装前，允许钢材表面有5%左右轻微锈蚀面积：ROVAL在对钢材表面打磨到St3级时，经中国船舶工艺研究所测试，60～80μm D.F.T.的ROVAL涂层，对钢材的附着力极好，拉开法可达到6.1Mpa。
    3． 涂锌钢材表面： 冷涂锌材料一般用作旧涂锌钢板或热浸涂锌钢材表面的修补或复涂。喷涂冷涂锌材料前除了去掉锈、油及其他污物外，同时必须去掉锌盐（白锈），以免影响ROVAL等附着力。常用锌盐的去除方法有扫砂、打磨处理、清水冲洗等，允许留有轻微的痕迹。 同样ROVAL等冷涂锌材料单独作为防锈涂层，在修补、复涂时，也采用上述表面处理的办法冷涂锌层间重融性能，更为优异。
    4． 电焊缝的表面处理 众所周知，电焊缝部位是中国建筑金属结构信息网件最易锈蚀的部位。实践证明，在有电弧喷锌（铝）和热浸涂层的钢构件焊接安装后，用冷涂锌对焊缝进行修补，是经济而有效的办法。但修补前，焊缝表面必须认真去掉“飞溅”、“焊渣”，去除油脂、去除焊缝探伤剂及其他污物，打磨处理至ISO8501-1的St2级。表面处理完毕后，立即涂装第一道冷涂锌。
    三． 重视冷涂锌涂层的封闭处理：
    至今，在所有冷涂锌产品说明书中还未有涂层空隙率指标。但笔者认为，冷涂锌干膜中锌粉含量高达96%；除Zinga和ROVAL α以外，又多为球形锌粉，涂膜中粘结剂不能填满锌粉颗粒间空隙，涂膜肯定有空隙率，因此选择合适的涂料封闭后，才可复涂重防腐涂料。封闭涂料以环氧涂料为主，如“IP”的Intergard269等，薄喷一道30μm左右。有时，亦称连接漆。如果在涂层的配套设计中，没有专门的封闭漆，也可用环氧云铁中层漆，稀释30～40%后，同样采用雾喷法，干燥控制在30μm左右，使之充分渗透，待固化后达到填封孔隙之目的。在此值得一提的是含Pb的红丹漆、醇酸类油性漆均不能作为冷涂锌涂层的封闭涂料。
    四． 涂装施工条件： 优质的冷涂锌，钢材又经过符合规格的表面处理，还必修依靠良好的涂装施工，才能充分发挥冷涂锌的最大优越性，才能给予钢材有效的保护。除了各种规格、各种类型的冷涂锌气雾罐外，冷涂锌最常用的办法是：刷涂、空气喷涂和高压无气喷涂三种。为了适应现代化中国建筑金属结构信息网制造行业，在使用无气喷漆法时，应严格掌握施工技术条件。
    1． 无气喷漆技术条件：
    （1）．喷漆机的选择：由于冷涂锌成份内锌粉含量较高，无气喷漆泵必修选择富锌涂料专用设备，因为这种富锌类无气喷漆机机械部件有较高的耐磨寿命。国外的产品有Graco Bulldog 33：1、WIWA WAGNU M 8032等等；我国重庆长江机械厂研制生产的QPT9C、QPT3256（高压比32：1，最大流量5600ml/min），完全适应于喷涂冷涂锌材料，这在杭州杭宵中国建筑金属结构信息网公司、上海宝冶中国建筑金属结构信息网一厂、三厂有着大批量施工的经验。
    （2）．喷嘴的选择：喷嘴类型及孔径大小的选择对冷涂锌的涂装质量和对材料消耗量的控制影响很大。冷涂锌中锌粉含量高，对喷嘴的磨损也就大。在常规工艺中，需采用重庆长江机械长江生产的Z型喷嘴，喷嘴的孔径、喷幅应根据冷涂锌的规定膜厚和钢构件的结构形状来决定。表一为ROVAL的喷嘴选择表： ROVAL重庆长江喷嘴（Z型）选择表： 口径（mm） 流量（cc/min） （幅度范围20?25cm） （幅度范围：30? 40cm） 0.48 1300 13Z20、13Z25 13Z30、13Z35 0.53 1600 16Z25 16Z30、16Z35、16Z40 0.59 1900 19Z25 19Z30、19Z35、19Z40 0.63 2300 23Z25 23Z30、23Z35、23Z40 说明： 1． 一次性喷涂ROVAL干膜在40～60 μm； 2． 随时检查喷嘴磨损情况，并及时更新； (以上仅供参考) 随着喷嘴的逐步磨损，孔径变大，喷幅变小，会影响涂层的成形与厚度，在喷涂中，若发现扇形面积小于25%时。应及时调换喷嘴。
    （3）．喷漆压力：冷涂锌中锌粉系重质颜料，喷涂中如果无气喷漆机的喷漆压力调得过高，会使液料压榨出粉料，因此喷漆压力比一般重防腐涂料低得很多，仅为8.0～10.0Mpa，也就是说明重庆长江机械厂的QPT3256喷漆机时，压缩空气的进风压力应调节在3kg/cm2以下。
    2．涂装前的准备工作： 喷涂冷涂锌前包括三方面的准备工作。一是开罐前要确准冷涂锌牌号、品种、批号等，并作详细记录。 二是搅拌。冷涂锌中锌粉密度大，易沉淀、结块。使用前，均需机械搅拌使材料均匀如一。“ROVAL”及“强力锌”触变性能较好，极易搅拌均匀，但有个别冷涂锌产品，在无气喷涂的同时，还需继续搅拌，防止锌粉沉淀，以保证涂装质量。 第三是稀释。同现代化的重防腐涂料一样，冷涂锌通常开罐、搅拌后即可使用。稀释剂主要是用来清洗工具的，对冷涂锌材料来说，在手工滚、刷涂或空气喷涂时，可加入＜5%的稀释剂，以易于施工。冷涂锌材料在无气喷涂时，在冬季温度低时，可加入适量稀释剂；为控制膜厚可以加入适量稀释剂；但这些均需在生产厂家的技术人员指导下进行。特别需强调的是，必须采用专用的稀释剂。不同品牌的冷涂锌稀释剂不能互用；更不能将重防腐涂料的稀释剂当作冷涂锌稀释剂，否则后果严重。
    3．涂装环境条件： 冷涂锌可以在室内涂装，更多的是在工地现场涂装。温、湿度等自然条件对涂装质量一定的影响，雨雪天、大风天不宜涂装。但与重防腐涂料相比，冷涂锌材料对环境条件的要求并不高。如大多数冷涂锌在技术说明书中标明，涂装的温度范围为-5℃～＋50℃；尽管在技术说明书中推荐的湿度范围必须小于85%，钢材表面温度大于露点温度3℃时，才能涂装施工。但实践证明：冷涂锌可以在相对湿度大于85%的条件下施工。比利时Zinga甚至提出：可以在潮湿表面涂装；涂装后2小时下大雨，不会影响涂层质量，只不过涂膜颜色变黑，1～2个月后自然恢复锌灰色。ROVAL公司及彩虹公司的技术人员也认为：冷涂锌涂层经过日晒雨淋，不会影响附着力，而且会变得越来越强。

    参考文献：
    1． 李金桂、吴再思等，“防腐蚀表面工程技术” 北京化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心 2003年
    2． 庞启财，“防腐蚀涂料涂装和质量控制” 北京化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心 2000年
    3． 张远声，“腐蚀破坏事故100例” 北京化学工业出版社 2001年
    4． 洪乃丰，“基础设施腐蚀防护和耐久性问与答” 北京化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心 2003年
    5． INTERNATIONAL STANDARD
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