1.3　冷涂锌涂料简介

1.3.1　冷涂锌涂料组成及特点

冷涂锌涂料是近年来新出现的一个涂料品种，是一种单组分、高含锌量的重防腐涂料，主要由高纯度的锌粉、挥发性溶剂和有机树脂三部分配制而成，可以归类于有机富锌涂料。

与其他双组分富锌涂料如环氧富锌涂料、无机富锌涂料等以及其他单组分富锌涂料相比，冷涂锌涂料干膜锌含量高达95％以上，能够为钢铁基材提供良好的阴极保护，实现长效防腐的要求。冷涂锌涂料施工方便，不存在使用前繁琐的混合工序和涂料使用时间的限制，操作简便，不需要特别的技术，只需要搅拌均匀，保证必需的涂膜厚度就能够为钢铁提供很好的阴极保护，即使在很苛刻的环境中，仍能长效保护钢铁表面。与热浸镀锌、热喷锌相比冷涂锌涂料具有低污染、低能耗的优点。此外，除了醇酸树脂油性涂料之外，冷涂锌涂料可与聚氨酯涂料、环氧类封闭漆、丙烯酸涂料、氟碳面漆等重防腐涂料配套使用。并且冷涂锌涂料可直接用于各种钢构基材上以及作为镀锌涂层破损修补之用。因此，冷涂锌涂料广泛应用于土木、建筑、电力、通信、环境卫生、船舶渔业等钢铁构件的防锈以及镀锌构件的维修维护。

冷涂锌涂料在市场上又称之为冷喷锌涂料、冷镀锌涂料、涂膜镀锌、锌基涂镀等等。

1.3.2　冷涂锌涂料的防腐蚀机理

一般的有机涂料防腐原理为环境屏障保护，当自然界的H2O、O2、Cl-、CO2等腐蚀介质接触钢构件时，由于在钢构件表面有涂层将腐蚀介质隔绝开来，遂能实现防腐保护。但缺点是一旦防腐涂层出现破损，裸露的金属表面迅速被氧化并生成体积更大的浮锈，并逐渐由破损处向周围扩散，最终使得防腐涂层失效。而冷涂锌涂层的主要防腐作用有：牺牲锌粉的保护作用（电化学防护）、屏蔽作用、涂膜自修复和钝化作用。

（1）牺牲锌粉的保护作用

冷涂锌涂料中含有大量锌粉，锌粒子之间、锌粒子与钢铁表面之间紧密接触，锌的电位比铁更负，所以在电解质溶液中锌原子容易失去电子变成阳极，铁则为阴极。在阳极区锌由于失去电子而被腐蚀掉，在阴极区钢铁表面不断得到电子，从而得到保护。

（2）屏蔽作用

冷涂锌涂料的屏蔽作用主要依赖于难溶盐和腐蚀产物的生成。冷涂锌涂料多采用鳞片状锌粉，加强了物理屏蔽作用。因为鳞片状锌粉的加入增加渗透距离的同时，在涂层中形成了无数的微小区域，减少了涂层与金属基体之间的热膨胀系数之差，降低了涂层硬化时的收缩率、涂层内部的应力，抑制了涂层的龟裂、脱落，提高了涂层的黏结力和抗介质渗透能力，从而提高了涂层的防腐蚀性能。锌的腐蚀产物因腐蚀介质的不同而不同，有氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌、碱式氧化锌、硫酸锌等，由于这些物质的形成使得体积膨胀，填满涂膜的空隙，从而防止铁表面与氧、水等有害介质的进一步接触，起着物理屏蔽作用。同时这些腐蚀产物可以使涂膜紧密地结合起来，增大电阻，减缓电化学腐蚀的速率，锌粉的消耗速率就会大大降低，其耐久性就会提高。

（3）涂膜的自修复作用

当涂膜上有部位损伤时，露出基体金属，在较小面积内腐蚀电流能流向钢铁露出部分，则锌的产物就沉积在此处形成一层保护膜，延缓腐蚀继续发生。

（4）钝化作用

涂料对钢材有着良好的钝化作用，涂料成膜过程中随着水分的蒸发，涂层的pH值发生变化，钢材基体的电极电位不是一直处于受电化学保护的状态。

1.3.3　冷涂锌涂料的性能特征、施工及应用

冷涂锌涂料的性能特征如下。

①产品防腐性能优异，与热浸镀锌、热喷锌等具有同等的防腐效果。

②产品为单组分，使用简单，使用前只需搅拌均匀；可重复使用、无活化期；可采用喷涂、刷涂、辊涂等施工方法。

③产品使用时对基材表面处理要求较低，轻度锈蚀表面也可涂装，但必须清除基材表面污物、旧漆膜、松动的锈蚀物等。为达到冷涂锌的最佳防腐性能，基材表面须喷砂处理至Sa2.5级。

④产品漆膜附着力优异，即使干膜厚度高达100μm时，用1mm的划格器测试，附着力仍可达0级。

⑤产品重涂性好，可多次涂覆，表干后即可复涂，也可在2～8h后涂覆其他各种颜色的面漆。

⑥产品固含量高，不含铅、铬等重金属，不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷、甲乙基酮等有机溶剂，是环保型产品。

施工工艺及使用方法如下。

（1）工件表面处理

基材为钢铁时，必须清除钢铁表面的灰尘、油污及其他杂质。对于恶劣环境下或高防腐性能要求下建议采用喷砂除锈，除锈等级达到Sa 2.5级；对于一般大气环境下或不能采取喷砂处理时建议使用动力工具除锈，除锈等级达到St 3级。基材为镀锌件时必须清除镀锌件表面的灰尘、油污等，已生锈的地方建议使用动力工具除锈，除锈等级达到St 3级；基材为旧涂层表面时，应除去涂层表面的锌盐、油污以及灰尘，疏松及生锈的部位推荐采用电动工具对其表面进行局部打磨。ABS、硬质塑料、铝材、玻璃钢等其他底材均不宜使用冷涂锌涂料。

（2）涂料准备

由于冷涂锌含有大量的锌粉，因此在开盖后必须充分搅拌，建议使用电动或气动搅拌机。搅拌后请确认罐底无沉淀物存在，在涂装过程中也要注意经常搅拌，防止锌粉沉降。

（3）稀释

施工时需要采用稀释剂，以冷涂锌用量为100质量份计，刷涂、辊涂、无气喷涂施工过程中，稀释剂加入量均为0～5份；空气喷涂过程中，稀释剂加入量为10～15份。

（4）涂装

冷涂锌涂料可刷涂、辊涂、无气（或空气）喷涂，有特殊需要时还可以采用浸涂或者静电喷涂。刷涂选用毛较为柔软、可以吸收大量涂料的刷子，涂装时注意不要延展涂膜，不要留下刷痕，以保证涂膜厚度均匀。

（5）配套涂层

冷涂锌涂料作为底漆使用时，后道推荐中间层配套涂料为环氧云铁；后道推荐面漆配套涂料为氯化橡胶、丙烯酸聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷、冷涂银面漆等等。

冷涂锌涂料广泛应用于各种钢铁构件及设施防腐，如送变电系统、发电系统、桥梁钢结构、混凝土钢结构、钢结构建筑物、海洋设施、市政工程、人防工程、高速公路、铁路设施、水利设施、石油化工设备等等。其具体应用形式有以下三种。

①可作为单一防腐涂层，用于钢铁表面防锈防腐，是替代热浸镀锌、热（电弧）喷锌、电镀锌等的最佳防腐材料。

②可用于对钢结构表面各种镀锌层由于腐蚀、焊接、切割、钻孔、铆接等引起的破损处的修补。

③可作为重防腐涂装体系底漆，与除醇酸类涂料之外的其他中间漆以及面漆配套使用。