镀锌层与氟碳漆涂层的相容性研究.doc

镀锌层与氟碳漆涂层的相容性研究2007年第2期第34卷总第166期广东化工镀锌层与氟碳漆涂层的相容性研究李树勇,谭云(中国工程物理研究院,结构所绵阳621900)摘要在部分产品中,钢表面镀锌后表面再涂一层漆,其目的是为了增加耐腐蚀性能.但是锌可能会与漆层中的一些组份发生反应,降低漆膜性能.本文通过开展氟碳漆涂层和镀锌层湿热试验后性能测试研究,表明两者之间具有较好的相容性,可提高产品的防护性能.关键词镀锌;氟碳漆;相容性StudyonCompatibilityofZnCoatandFCPaintLiShuyong,TangYun(ChinaAcademyofPhysicsandEngineering,ConstructionDepartment,Mianyang621900,China)Abstract:Onsomeproducts,steelfaceshavebeencoatedwithZnandpainttoimproveresistanceerodingcapability.However,Znmayreactwithsomecompositionsofpaint,andthepaintcapabilitymaybereduced.BymeasuringpropertyofF-CpaintandZnafterhotandhumiditytest,aftercharacteristictesting,ithasbeenprovedthat:F-CpaintandZnhasgoodcompatibility,theresistancecapabilitycanbeimproved.Keywords:Zncoat;F-Cpaint;compatibility1镀锌层与漆层一些产品的零部件表面采用镀锌钝化层加漆层的双重防护方式.镀锌钝化是钢铁制品一种常用的防护方式,但镀锌层在长时间较高湿度下(大于80)也会出现腐蚀,失去防护作用.因而在其表面再涂层漆可以更好地隔绝空气,水蒸汽等有害物质.但是如果漆种选择不当,在锌层钝化层膜外再涂漆,对产品的防护性能反而会有不利影响.这些漆在成膜时不可避免的存在有一些能让气体甚至是低分子液本通过的小孔,氧气,水蒸气甚至从漆膜挥发出的一些小分子化合物都可能穿过漆膜与锌层以及钝化膜发生类似于大气腐蚀的反应,造成锌层和钝化膜的防护性能下降.如在醇酸漆和过氯乙烯漆中,存在有一些活性的羟基,羧基,氯等基团,它们若与钝化膜或锌层接触时,很容易发生化学腐蚀.锌是一种非常活泼的金属,腐蚀一旦发生,再遇上潮湿的大气条件,就容易发生电化学腐蚀,而电化学腐蚀将大大加快锌的腐蚀.【收稿日期】2006.11-07【作者简介】李树勇(1973.),男,工程师,主要研究方向为结构设计.另外,锌层钝化膜涂漆后,漆膜中的孔隙必然使钝化膜的面积减少,若遇上水蒸汽及其他有害的气体,将会更加集中的作用于暴露的钝化膜上.以上某一个方面作用的结果都可能造成该产品上锌层和钝化膜的腐蚀.腐蚀的结果是锌层起泡,长白毛,钝化膜被破坏.腐蚀后,由于生成粉末状产物而使漆膜附着力下降,造成漆层脱落,从而使该产品的防护性能被破坏.但并不是所有的漆都会发生上述现象,如果漆的透气,透水性小和锌层钝化膜结合力强且有一定缓蚀作用,把它涂在锌层的钝化膜上,并注意控制贮存环境的温度和湿度,将可提高产品的综合防护能力.通过初步的分析认为,氟碳漆是其中的一种选择,本文通过试验进一步确认其可行性.2氟碳漆及其涂层体系的组成氟碳漆是以FEVE氟碳树脂为主要成膜物的一种涂料,用?22?广东化工2007年第2期第34卷总第166期氨基树脂交联,可实现中低温固化,如用聚氨酯交联,则可实现常温交联固化.C-F键是目前已知的最强的分子键之一,可使氟碳涂层具有无与伦比的防腐,耐氟碳漆紫外线,耐热,耐化学品等性能.F电负性大,产生独特的极性,氟原子在整个分子外围形成静电保护层,排斥其它极性分子的接近,使得氟碳涂层具有不易沾污,低磨擦,斥水,斥油,电气绝缘等特殊表面性能.改性基团的引入,可极大提高氟碳涂层致密性,为各种材料形成天然保护屏障,确保1O年以上的使用寿命.并使涂层具有极佳的物理机械性能(高硬度,高柔韧性,高耐磨)和高装饰性,高耐候性.正因为上述优点,氟碳漆被称为涂料王.本文中氟碳漆涂层体系确定为由一层环氧锌磷底漆和一层钢结构氟碳面漆组成,膜的总厚度为O.03O.045mm.3相容性能测试3.1测试原理对有无镀锌层的氟碳漆涂层在分别经历自然贮存和加速老化后,对相关性能进行测试对比,分析氟碳漆涂层对镀锌层的影响和两者的相容性.3.2试件状态试件基材为45钢,表面状态有两种:一种镀锌钝化,另一种不做处理;结构形式分为两种,一种为圆柱形,用于结合力测试;另一种为平板形,用于附着力和硬度测试.3.3测试项目及测试方法将试件分为两组,其中一组进行湿热试验,另一组在自然环境下存放.具体如表6所示,之后进行硬度,附着力(划圈法)及结合力(拉开法)的测试,并在试验前后对其表面形貌进行观察.测试按照国标进行,其中:硬度按照GB/T67391996涂膜硬度铅笔测定法;附着力按照GB/T1720.1979的漆膜附着力测定法;结合力(拉开法)按照GB/T5210-1985涂层附着力的测定法,拉开法.3.4湿热试验条件的确定取表面涂有环氧锌磷底漆和氟碳漆的马口铁5件,进行湿热试验.在温度55,湿度97%的环境中连续贮存16天后,观察漆层表面,未发现任何变化;与其他一些漆层如聚氨酯漆,丙烯酸漆等进行对比,表明氟碳漆的耐湿热性能较优,并将此做为湿热试验的条件.按上述条件进行湿热试验,并进行相关性能的测试,测试结果见表1和表2.在结合力(拉开法)试验中,涂层脱离多数发生在底漆与面漆之间,底漆与镀锌层或基材之间保持有较高的结合力.表1无镀锌层测试结果表2有镀锌层测试结果3.5试验结果分析从上述试验结果可看出,在有镀锌层和无镀锌层状态下,涂层与基材的结合力和硬度相差不大.经过湿热试验后,涂层与镀锌层的结合力没有下降,涂层硬度也未下降.通过氟碳漆和镀锌层的相容性及耐老化研究,认为氟碳漆的存在对镀锌钝化层无不利影响,可以起到双重防护的作用.4结论单一的金属镀层所起到的防护作用是有限的,特别是在高湿环境下;在金属镀层的表面再涂以非金属涂层如漆等,可提高防护性能.但部分漆会与金属镀层发生反应,反而降低镀层性能,因此,必需正确选用镀层表面的漆层种类.通过本文研究认为,镀锌后再涂环氧锌磷底漆和氟碳漆,涂镀层之间具有较好的相容性,可以提高防护性能.参考文献1陈崇高.钢铁制品镀锌钝化后涂漆工艺探讨J1.材料保护,1995,l2