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[转帖]关于我国现行富锌涂料标准发展的探讨（2010-01-06 9:42:54）
标签：富锌涂料 防腐蚀涂料 烷基硅酸盐 环氧树脂 标准
摘要：简要介绍了我国现行的富锌涂料标准，根据我国环氧富锌涂料的发展状况并结合国内外标准，探讨富锌涂料标准的发展。
0前言
近年来，随着经济的发展，我国的钢结构产业蓬勃发展。钢结构具有力学性能良好、承载性能强、制造简易、易于工业化生产、施工安装周期短等优点，在基础建设中得到了大量的应用。对于建造高层、大跨度的建筑物非常理想。但是，在钢结构的服役周期中，与所处的环境介质之间易发生化学、电化学或物理作用，引起材质的变质与钢结构的破坏失效，我们称之为钢结构的腐蚀。因此，钢结构的腐蚀与防护受到政府与钢结构应用相关各方的重视。使用涂料对钢结构进行防腐蚀保护，是最简便有效和常用的方法。富锌涂料就是其中最常用的防腐蚀涂料之一。富锌涂料不仅用于建筑物钢结构防腐蚀工程，在海洋工程中也得到广泛应用，无机富锌涂料－环氧封闭漆－环氧厚浆涂料－环氧/聚氨酯/丙烯酸面漆的涂层体系被认为是防锈性能最强的配套方案。本文对富锌涂料标准的发展加以探讨。
1我国现行富锌涂料标准
我国现行使用的关于富锌涂料的标准是HG/T3668—2000《富锌底漆》，该标准制定于2000年，是根据我国当时的涂料科技工艺水平发展情况而制定的，等效采用了日本工业标准JISK5552—1991《富锌底漆》。主要的技术差异是：根据我国涂料行业的习惯，修改了一些术语、增加了一些检测项目，以及在锌含量检测方法上引用了GB/T6890.3—1986的方法。这个标准规范了富锌底漆的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装运输、贮存等。适用于用锌粉、烷基硅酸盐或环氧树脂及固化剂、颜料、溶剂为主要原料而制成的涂料。这些涂料主要用作钢铁底材的防锈。
标准把富锌涂料分为两类：
Ⅰ型为无机富锌涂料，是以烷基硅酸盐为漆基的双组分或三组分涂料。
Ⅱ型为有机富锌涂料，是以环氧树脂为漆基的双组分或三组分涂料。
主要的技术要求详见表1。
表1富锌底漆技术指标
标准中主要把富锌底漆性能分为开罐性能、涂装性能与防腐蚀性能3部分加以评价。
（1）开罐性能
开罐性能主要指容器中状态，富锌涂料在容器中[收稿日期]2008-06-20状态基本上可以分成2种情况：一种是液体与粉体，为树脂+锌粉+固化剂，或者树脂+锌粉的包装形式，在使用时将锌粉先加入树脂中搅拌均匀后，有固化剂的情况下，再加入固化剂搅拌均匀。另一种是液体与液体，为加入锌粉的树脂+固化剂，或者树脂+锌粉浆+固化剂的包装形式。粉体部分的容器中状态要求是：应呈微小均匀粉末状态，如果开罐后有粉末结块等异常状况发生，说明粉体受到潮气的影响，对于混合、涂装施工以及涂膜的性能都有一定影响。就液体部分而言，搅拌混合后无硬块，呈均匀状态是样品稳定、能正常使用的必备条件。如果样品开罐后就已经有异物和硬块，表明样品不稳定，发生了反应，这既会改变样品的组成和成膜后涂层的性能，同时对用户来说也是一种浪费和损失。对于富锌涂料而言，容器底部有沉淀属正常情况，只要能通过搅拌等方式混合均匀即可。
（2）涂装性能
涂装性能体现为涂料施工及涂膜性能，包括施工性、干燥时间、涂膜外观、适用期、耐冲击性等。涂料配置后往往不能达到即配即用，一下子用完，在大规模施工时更是如此，所以对于适用期的检测有助于测定配置后能使用的最长时间。由于富锌涂料在施工时多采用空气喷涂，对于涂料的施工性有一定要求。富锌涂料的干燥时间通常很短，在1h以内基本上都能达到表干，快的甚至在10min以内，这在施工上便于批量喷涂。耐冲击性主要是考虑到工件在搬运过程等情况下，可能会因为撞击造成涂膜开裂等现象，而对涂膜的快速形变性能加以测试。涂膜的附着力与柔韧性都会影响耐冲击性的优劣。
（3）防腐蚀性能
富锌涂料作为一种主要的防腐蚀涂料，其防腐蚀性能是我们最为关注的。耐盐雾性是将涂装好的试样置于温度受控的盐雾箱内，一定时间后评定涂膜抵抗盐雾侵蚀能力的实验。是耐腐蚀性能测试中最为经典，也是最普通的试验方法，是对海洋性大气的模拟并加速的一种方法。富锌涂料的防腐蚀效果主要来自于其中的锌粉。作为最重要的电化学防锈颜料，锌具有较之铁更强的电化学活性，其标准电极电位为-0.76V，比铁（-0.44V）要活泼。在涂膜受到腐蚀时，锌粉作为阳极先受到腐蚀，基材的钢铁作为阴极则受到了保护；且由于涂膜损伤时，会露出新的金属锌，以阴极保护作用防止锈蚀从损伤处蔓延。同时锌的化学反应在涂层表面形成锌盐及锌的络合物等，这些极难溶的稳定化合物沉积在涂层表面，防止氧气，水与盐类的腐蚀，起到了钢结构防腐蚀的效果。
美国钢结构涂装协会（SSPC）SSPCPaint-20中规定，无机富锌涂料锌粉占干膜质量百分比不少于74%，有机富锌涂料不少于77%。有机富锌涂料中的锌含量要求高是因为其导电性较无机富锌涂料差。我国的行业标准则引用了JISK5552—1991《富锌底漆》中的指标。
2富锌涂料标准的发展展望
HG/T3668—2000《富锌底漆》自2001年实施开始至今，为规范产品的生产、使用发挥了较大的作用。即使从现在来看，在许多情况下，这个标准所规范的技术指标并不落后，仍然是一部很实用的标准。但是随着我国钢结构工业，海洋工程的发展，防腐蚀涂料工业也与时俱进的发展，富锌涂料从过去简单的环氧富锌涂料、无机硅酸锌涂料等，发展到现在新兴的冷镀锌涂层等。品种的丰富与使用范围的细化分类，使得HG/T3668—2000《富锌底漆》不能很好满足技术工艺发展与市场要求。
（1）从产品类型来说，随着我国造船业的发展，作为车间底漆用的富锌底漆得到了很大的发展，由于钢结构制造场所的空气恶劣，使用富锌车间底漆在钢材切割电焊装配阶段起到临时保护的作用，有利于后道涂层的涂覆，减少了在分段组装后的二次除锈工作量。车间底漆的使用，使得造船行业受益匪浅。在国家标准GB/T6747—1986《船用车间底漆通用技术条件》中就包含有含锌粉底漆一类，但是GB/T6747—1986《船用车间底漆通用技术条件》的制定时间距今已超过20年，对于现今的技术水平而言，已显得落后。过去富锌涂料的涂膜外观一般是暗灰色，粗糙的表面。而片状锌粉颜料的使用，使得富锌涂料也能像铝粉涂料那样，涂膜具有很好的金属光泽，不仅使得防腐蚀效果变得更好，还能兼作面漆，起到装饰的作用。所以在富锌涂料的标准修订时，可以考虑根据使用范围不同，增设如车间底漆、富锌底面多用漆等产品类型。
（2）项目的设置
在检测的项目上，可以考虑增加附着力（拉开法）等项目。富锌涂料作为一种防腐蚀涂料，主要的防腐蚀作用来自其中的锌粉，但是与此同时，我们也不能忽略涂膜中树脂部分的贡献，盲目的追求锌含量的指标是不恰当的。树脂在提供涂膜的附着力之外，也将钢结构与环境介质隔离，防止外界环境介质（如：水，氧气和其它离子）对于钢结构的腐蚀。所以应该考量涂膜的附着力以及与下道漆的配套性，增加附着力（拉开法）的项目会是很好的评价方法。
（3）锌含量的测定指标
对于富锌涂料，不挥发分中的金属锌含量是一个重要指标。对于不同用途、不同防腐蚀要求的富锌涂料，现行标准中对于锌含量的指标要求不能满足在不同领域的需求。比如在富锌车间底漆中，高的锌含量对于防腐蚀是有利的，但是对于焊接与切割速度会产生不良影响，还会产生锌雾，对工人的身体健康不利。适当的降低锌含量，或者以氧化铁红颜料代替部分锌粉，在工人的劳动保护和钢结构的防腐蚀性能中求得平衡。
富锌涂料在多道涂层的重防腐体系中作为底漆，一般涂膜厚度为75μm，一些情况下更厚，对于这样的厚膜型富锌涂料，其中的锌含量也可以适当降低一些。通过细分富锌涂料的品种，针对不同的用途，不同的防腐蚀性能要求制定不同的指标，不仅有利于产品的发展，也能有效地防止名称混乱带来的以次充好现象。
3结语
现行HG/T3668—2000《富锌底漆》虽然存在一些不足，但是对于大部分富锌涂料还是适用的。在以后的标准修订中，可以考虑对标准加以完善，更好地反映产品的防腐蚀性能，有利于促进富锌涂料的技术发展。