在清洁空气中,腐蚀产物以ZnO或Zn(OH)2为主;在海洋气氛下,由于Cl-的增加而形成ZnCl2在工业污染大气中,由于空气中H2S、SO2含量的增加,生成的腐蚀产物以ZnS、ZnSO4为主;如若环境中CO2增多,生成的腐蚀产物以ZnCO3为主,这些腐蚀产物通称为白锈。热镀锌钢板使用寿命的长短与其所处的环境有很大关系,大量大气腐蚀试验证明了这一点,热锌钢板的大气腐蚀状况如表2-7所列。由表2-7可清楚地看出,热镀锌钢板在不同的腐蚀环境中,其腐烛速率也不同.[25热镀锌钢板在大气中受到化学腐蚀和电化学腐蚀的双重腐蚀作用,其腐蚀过程相当复杂,Hudsen和Haynie等人提出在工业污染区镀锌钢板大气腐蚀的经公式如下:[27r=0.0086Gx+0式中tr防护持续时间,年;G:镀层平均质量,g/m2Ua-0.001(y-50%)f式中Um—镀锌层腐蚀速度,um/ay—周围气氛相对湿度,%f—二氧化硫的浓度,pg/m3由式(2-1),式(2-2)可以看出,热镀锌层的保护作用主要取决于镀层厚度和环境气氛。研究表明,热镀锌层的微观组织结构对其耐蚀性能也有一定的影响,例如纯锌层中的杂质可加快镀锌层的腐蚀,其结果如表2-8所列。图2-20给出了热镀锌钢板在不同环境中的使用寿命和镀锌层厚度之间的关系。[27由此关系图可知热镀锌钢板的使用寿命与镀层的厚度成正比。换句话说,若希望延长热镀锌钢板的使用寿命,则可增加热镀锌层的厚度,对于热镀锌工艺较易实现,而电镀锌工艺则相对受到局限,其镀层较薄,一般较大约为90g/m2,这就是热键锌钢板多用于户外建筑,而电镀锌钢板多用于户内电器的主要原因热镀锌钢板的缝隙腐蚀是镀锌钢板在制成零部件(如汽车部件)使用中经常遇到的问题,各国对它进行了广泛研究。[231ZhuF等的研究结果表明[2],热镀锌板在缝隙内高湿、高氯、低pH值环境中的腐蚀产物主要是ZnO和Zn(CO3)2(OH)6,不同于均匀腐蚀形成的产物ZnCl2(OH)8,而且缝隙腐蚀速率与缝隙尺寸密切相关,并提出了一种基于电化学阻抗谱评估热镀锌钢板缝隙腐蚀的新方法。国内李民保等0对热镀锌板缝隙腐蚀研究表明,热镀锌板缝隙腐蚀过程可以分为锌层锈蚀镀层破裂合金层溶解合金层破裂、钢基体溶解三个过程,缝隙腐蚀从缝隙口部开始。胡小萍研究认为,热镀锌钢板的缝隙内交流阻抗沿深度方向递增,缝隙腐蚀从缝隙口部开始;在含氯离子的中性水溶液中,热镀锌钢板的缝隙宽度为0.24mm时其腐蚀速率较快
宝钢氟碳涂料广泛应用到各行各业的各个领域,下面从氟碳涂料常用的几个领域进行讨论
钢材领域
氟碳涂料在钢材领域的应用早出现在彩钢板上,安装在厂房和仓库的**部,由于它经久耐用,安装方便,色彩绚丽,很快在**流行开来。**钢结构
氟碳涂料的使用
氟碳涂料的使用
建筑及产品领域的成员——巴特勒,她所承接的彩钢板业务和建筑桥梁钢结构业务几乎都采用氟碳涂料涂层。上海浦东国际机场屋顶就采用氟碳涂料涂装的彩钢板。
在道路桥梁建设领域,对所有钢材的防腐要求都很高。据世界一些的统计,每年总腐蚀损失可占国民经济总产值(GDP)的2%-4%,美国与钢筋锈蚀有关的损失可占总腐蚀损失的40%,仅桥梁腐蚀破坏就占总腐蚀损失的20%。因此,2000年以后设计或改造的重点桥梁90%都*用氟碳涂料进行涂装保护。例1:重庆嘉陵江大桥的钢梁,由于受酸雨影响,每年必须除锈和油漆一次,每次花费几十万元,从1993年使用氟碳涂料至1999年的6年时间里,涂膜完好,只有轻微的失光;例2:上海的卢浦大桥,造型美观,设计*特,一度曾是上海的骄傲,但是由于没使用氟碳涂料,正式使用还不到一年,桥面已大面积出现雨垢,严重影响了桥梁的整体美观。例3:采用上海衡峰FUVIT-B氟碳涂装系统的重庆大佛寺长江大桥,已使用2年多,钢梁和桥面都完好如初。
在建筑领域,尤其是建筑和厂房建筑,钢结构开始大量使用。为了保持长期的使用安全和美观,减少清洁和维护的费用,大部分设计师在设计时在外墙面和钢结构表面都*使用氟碳涂料。成功案例有:采用上海衡峰FUVIT-ST系统的上海科技城、浦东国际机场、虹口体育场、上海虹桥机场,至今仍颜色绚丽、熠熠生辉。
在高架天线和电视塔的钢结构领域,氟碳涂料仍不可缺少。我国每年花在钢塔桅更新上的直接费用在千万以上,直属电台年平均金属防护费用约占总维护费用的10%,个别工程采用了氟碳涂料的耐候钢,其涂层费用约占钢结构造价的10%-25%,每年节约维修费用约10%。10年节约的费用可再建一座同样高塔。
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宝钢氟碳技术特征
1、涂层耐久性提高:氟碳树脂乳液加金属合成的氟碳金属漆要比普通的硅丙或丙烯酸树脂乳液
合成的金属漆,在耐久性(即抗老化性能)方面有了很大提高,被称之为**耐久性涂料。
2、无须面漆层保护:由于氟碳漆在抗酸碱性、抗紫外线辐射、抗风化、耐水性、抗静电性能诸多方
面性能的提高,因此其涂层已无须用面漆保护,在工艺上只须喷涂完金属漆后可以不再施涂面漆层。
3、金属光泽更**:金属漆的目的须具有金属光泽,否则将失去意义。由于氟碳金属漆其乳液透明
度更纯、更高,所以金属度就更易显现。
宝钢氟碳底漆喷涂
1.检查腻子是否符合要求,有问题的地方及时修补。
2.在完全干燥的墙面(墙体要干燥,墙面含水率小于8%)上喷涂底漆(气压在5-8kg/cm2,无水喷涂)。
3.要求喷涂均匀,不能漏喷,颜色应保持均匀一致,不得出现发花现象,刮风(六级以上)及雨天不能施工。
4.底漆喷涂一遍,喷涂完毕进行检查,发现墙面有批刮印痕或蜂眼现象,必须打磨至符合要求。
5.打磨应采用280目或360目水磨砂纸,打磨应仔细,注意不能将涂膜磨穿。
6.打磨完毕应进行除尘处理,用抹布等将墙面上打磨产生的粉尘处理干净。如果除尘不彻底,氟碳漆施工后将无法达到平滑的涂膜。
7.底漆喷涂后,应颜色均匀,光泽均匀,涂膜表面光滑,无粉尘等污渍。
镀锌板粘渣类缺陷分析
粘渣类缺陷是指镀锌板表面锌层中嵌有或锌层表面黏附有由外部而来的锌渣这一类的缺陷。锌渣主要是铁锌或铁铝化合物,镀锌板上的这些金属化合物有两大类类是由内部产生的,是钢板在锌液中生成的,呈层状的称为化合物层,它的特征是由内向外的,由钢基向镀层中发展,较严重时发展到整个镀层,影响镀层与钢基板的附着性,如灰色镀层、白色镀层、粗糙镀层等缺陷。所以将镀锌不良类缺陷中作了分析。另一类是由外部进入镀层内部或黏附在镀层的表面的,这种化合物本来已存在于锌液中,在镀锌时钢带受到锌液的污染,而在镀锌板表面形成缺陷,它的特征是颗粒状的,或膜状的,成分比较复杂,称为锌渣,缺陷的危害主要是影响外观,同时影响镀层的局部寿命锌渣的主要成分是铁锌金属间化合物,其根本原因是在锌液中溶解了而且铁在锌中有溶解度的限制,如果含铁量**过溶解度,铁就会从锌液中以固体的形式析出,这个固体就是铁锌金属化合物钢带进入锌锅内就会发生铁溶于锌的溶解反应和铁与锌的化合反应,锌和铁的化合物大部分情况下是成为基板与镀层的粘接层,如化合物层厚度在一定范围内,有利于提高镀层与基板的附着性,但化合物层**过一定的厚度,就会影响附着性,形成镀锌不良类缺陷。这一反应的另一个结果就是若反应很激烈,则会有反应的产物即金属化合物从钢带上脱落下,进人锌液中,就是锌渣其实,锌锅中铁的来源中还有一个很重要的因素就是钢带表面的铁屑,如果说钢带与锌反应后的产物必定有一部分成为镀层的一部分,只有反应比较激烈时,才有一部分脱落到锌锅内,则钢带表面的铁屑基本上全部进入锌锅,而且即使锌锅工艺控制得再好,它也有足够的时间和条件融入到锌液中
氟碳喷涂具有优异的抗褪色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的腐蚀性,抗紫外线能力强,抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。是一般涂料所不及的。氟碳喷涂料是以聚偏二氟乙烯树脂nCH2CF2 烘烤 (CH2CF2)n(PVDF) 为基料或配金属为色料制成的涂料。氟碳基料的化学结构中以氟/碳化合键结合。 这种具有短键性质的结构与氢离子结合成为稳定牢固的结合,化学结构上的稳定与牢固使氟碳涂料的物理性质不同于一般涂料。除了在机械性能方面的耐磨性,抗冲击性具有优良的性能外,特别是在恶劣气候和环境显示出长久的抗退色性,抗紫外光性能。六十年代初期开始用于工程塑料,用于导线和电缆,1965年美国Pennwalt化学公司首先将聚偏二氟乙烯为基料与金属微粒合成建筑用罩面漆,又称金属漆,并以Kynar 500作为商标。由此世界制造商先后开始使用Kynar 500制造出各自的氟碳涂料罩面漆,来满足建筑室内外铝材的涂装,广泛颜色的选择,美丽庄重的外观,及耐久性为世界各地许多宏伟的幕墙建筑增添了光彩。
其优异的特点,越来越受到建筑业及用户的重视和青睐。氟碳喷涂具有优异的抗褪色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的耐腐蚀性,抗紫外线能力强,抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。是一般涂料所不及的。
**涂层钢板腐蚀的类型:**涂层钢板腐蚀的形态及一些特殊的类型有以下几种。
1、起泡
起泡是涂层的保护性能受到破坏的首要。泡是在涂层失去了对基体的黏合性后在局部范围内产生的,呈半球状凸起,其中可能聚集了水。起泡一般是发生腐蚀的前兆,它是常见的漆膜缺陷。
2、阳极抗蚀
阳极抗蚀是指**涂层膜下发生了阳极溶解反应使涂层从金属基体上分离的一种**涂层钢板的腐蚀形态。它是**涂层钢板遭受腐蚀破坏重要的一种形式。在阴极上**涂层钢板上会发生阳极坑蚀,可能出现膜的剥离破坏。
3.阴极剥离
**涂层钢板设备如船舶、海上平台和地下管道,以及盛水溶液的大型槽罐的内壁常采用阴极保护手段防止腐蚀。阴极保护不理想的后果之一是产生有缺陷的涂层,这种涂层由于阴极反应而失去附着力,涂层从金属上分离,这种现象称为阴极剥离。它主要是由于阴极吸氧反应所产生的高pH值,对涂层/金属界面之间结合力起了破坏作用,在没有外加电流时,由于涂层下局部腐蚀电池作用,产生阴极剥离的破坏。
4.丝状腐蚀
丝状腐蚀是指**涂层金属在腐蚀过程中产生纤维状的丝(或线)的一种腐蚀形态,它是一种特殊形式的阳极坑蚀。一般在潮湿环境下出现,且多发生在钢、铝、镁、锌(镀锌钢)板上的**涂层下,有时也发生在表面偶然被沾染了盐的裸羽上。它还可在薄的镀锡、镀银和镀金层上,以及磷酸盐转化涂层上被观察到。丝状腐蚀使需要保持良好外观的漆膜受到破坏,在食品罐头内的清漆下发生的丝状腐
*会严重影响商品的质量 。 不同基板丝状腐蚀所产生的“丝”有不同的外貌,例如在铝上呈粒状,而在钢上透明的清漆下看到的是很细且尖的丝,其头部呈蓝色(高浓度亚铁离子溶液的颜色),尾部呈红棕色(氢氧化铁的颜色).
5.早期锈蚀
早期锈蚀是指乳胶漆在表干后,在高湿条件下发生的斑点锈蚀。乳胶漆发生早期锈蚀与其成膜过程有关。乳胶漆的成膜过程靠乳胶粒子聚结实现。由于水分蒸发、权子与粒子接触,接着在表面张力和毛细管力的作用下,使粒子粒子发生形变,后在乳胶粒子中发生高升子链的扩散,使膜变硬,早期锈蚀是在干燥速率减慢和水溶性铁盐经漆膜浸出的条件下发生的,如果在乳胶干燥过程中不存
在潮湿条件、便不会发生早期锈蚀。发生早期锈蚀有三个条件:乳胶漆薄(不到40um);基体温度低;高温环境,在这些条件下早期锈蚀可在实验中重现,钢材表面的活性对早期锈蚀有影 响,活性大的表面,早期锈蚀严重。例如,经喷丸研磨见白的钢面比电动工具进行不充分清洁的钢面所引起的早期锈蚀就要严重一些,在涂料配方中加人可溶性缓蚀剂,可成功地防止早期锈蚀。
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宝钢氟碳缺点
(1)双组分涂料在施工存在各种限制。
(2)在外墙应用时对施工条件和配套材料要求高,涂层刚性,不具备好的弹性,性能不稳定,出现开裂、脱皮现象。
(3)易被污染环境,长期装饰性一般;造**。
(4)溶剂型涂料含有大量的**挥发物(VOC),对环境污染较为严重,同时也浪费资源、浪费能源。
水性氟碳漆的缺点
产品还很不成熟,耐候性比溶剂型氟碳涂料差很多,保光性、硬度都很差,施工完过几个月就会显现出来。
(5)不适应用于建筑:氟碳漆在分解温度以下是安全无,但当建筑发生火灾时因受热分解产生剧的、氟烯烃等十几种有害气体。
相对优势
1.与传统油漆涂料比较,具有更加出色的耐光,耐侯性;
2.与传统的外墙贴铝塑板相比,操作更简易,翻新容易;
3.造价比铝塑板低很多,又可达到相同的效果;
4..质量轻,不会给墙体带来沉重的负担,不存在铝塑板坠落的危险。
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锌锅中锌渣的形态
底渣和浮游渣的成分比较简单,而且只以颗粒状存在于锌液中或底部。但**渣就比较复杂了,首先**渣的成分比较复杂,凡是密度比锌低的所有杂质都会浮到锌液表面,成为**渣的一部分。含有铁、铝及锌铁化合物,不仅有金属间化合物、还有金属氧化物(ZnO、Al2O3),并且含有颗粒状的物质、膜状的物质和粉末状的物质,应该说只要是能浮到锌液表面的杂质都形成**渣而锌液中单纯的底渣不会浮到锌液表面,但在铝的作用下会有一部分底渣转变为Fe2Al,随着化合物中Al含量的增加,锌渣的密度逐渐下降,当其下降到了足以浮到表面的程度时,也会上浮到锌液的表面,如图2-32所示,图2-32中小颗粒深色的Fe2Al5和大颗粒浅色的FeZn7两种密度不同的渣子可以共存,而且可以黏附锌液或铝液上浮。这就是说**渣中可以有底渣颗粒的成分,特别是钢板上的铁粉到锌锅内反应生成浮游渣以后,很可能被铝、锌包围,一边反应生成Fe2Al,一边上浮到锌液表面锌液中的渣粒在锌锅内运动时,可能发生相互碰结就可能变成大的锌渣颗粒,或黏附成锌渣团,
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