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水性钢结构漆施工过程中产生闪锈的原因和条件
- 2019-04-07-

水性钢结构漆施工过程中闪锈产生的原因似乎没有定论。有这样一段说法:“水性涂料的闪锈问题是指新施工的水性涂料在干燥过程中出现的锈斑现象,这一现象主要出现在被腐蚀的界面或新近活化的钢铁表面。闪锈的产生可能与铁化合物的溶解和沉淀有关,闪锈的严重程度取决于涂料体系,涂料如聚醋酸乙烯乳胶在低PH时,低温和高湿度的情况下,延长了水和基材的接触时间,易出现闪锈。”

    当然还有其它不同的说法:“水性漆的成膜有个过程,任何一块金属都不是绝对纯净与绝对平滑的,由此会产生出一个个的不同电位的小块,不同电位小块之间就会有电流产生,金属氧化由此发生而形成锈斑,即闪锈”。从这些不同的说法可以看出,闪锈的产生是一个电化学过程。

    由于水性涂料本身是导体,对存在电位差的不同区域间形成电荷迁移通道,这样腐蚀就在水性涂料成膜过程的短时间内发生,形成了闪锈。很明显,湿漆膜保持的时间越长,闪锈现象就越严重,这样就可以解释低温高湿情况下闪锈现象更为严重的原因。

    事实上,由于闪锈是一种电化学现象,因此排在氢元素前面的活泼金属,使用水性涂料施工时都将遇到这一问题。我们在对钢材、铸铁、铝及铝合金、镀锌板等底材的涂装试验中发现,易于出现闪锈的情况大致是:铸铁、铝、碳钢、镀度锌板(打磨)、马口铁(打磨)、铁板或铁丝、铝合金。

    在多方面的实验和同行反映的情况来看,铸铁不仅是最容易出现闪锈的底材,同时也是最难以解决闪锈问题的底材之一。造成这种情况的原因,可以从金属的活泼情况和材质的纯度两方面来解释:铸铁所含的杂质多且成分复杂,极易形成不同电位的小区,因而在水性漆施工过程中更容易出现闪锈的情况。但限于笔者水平和实验条件的限制,上述的排序需要更深入的实验和论证。

    电化学现象是闪锈产生的根本原因,然而水性涂料的施工过程中,闪锈产生的条件却非常复杂。除开上面所讨论的底材区别,涂料的PH值、施工环境的温湿度、风速、漆膜厚度等等,对闪锈现象均有影响。

 近年来,我国工程机械涂料产品也得到了迅速发展,由于工程机械产品大多数外型尺寸庞大,因此涂料的需要量大,一台挖掘机平均涂料的使用量达到了50KG,工程机械用涂料市场前景十分广阔。

    工程机械类型较多,以某个工程机械产品为例,结构件涂装就包括上件、抛丸、底漆、底漆烘干、腻子、腻子烘干、打磨、面漆、面漆烘干、下件等流程。目前,水性涂料主要应用于汽车行业,而工程机械行业大多数仍使用溶剂型涂料,行业内已经有企业率先在大型挖掘机结构件涂装线应用水性涂料,其大型挖掘机结构件涂装线在原有溶剂型结构件涂装线上稍作调整,增加底漆预热、底漆流平保温、面漆预热、面漆保温流平工序,使用双组份水性环氧底漆和双组份水性聚氨酯面漆,喷涂完成后结构件表面质量能够满足工程机械外观质晕要求。


    为了提高产品竞争力,工程机械制造商不再局限于产品内部质量和性能,获得防腐性能和外观质量好的涂层,同时工程机械涂装正朝着节能、环境友好型、低碳涂装技术应用趋势发展,如水性涂料,水性涂料施工工艺流程与溶剂型涂料施工工艺流程基本一致,但对温度、湿度要求较高,主要体现以下几个方面:第一,溶剂型涂料施工基本不受湿度影响,通过选择不同的固化剂和稀释剂应对温度变化;而水性涂料喷涂时,涂料中的水变成蒸汽膨胀,可瞬间使喷漆室湿度升高;当湿度过高日寸,原本喷涂好的平整漆膜会发生流挂,所以必须进行除湿,而且温度需维持在5—35°C之间。第二,溶剂型涂料在喷漆后可直接在流平室流平,对温度无要求;而水性涂料喷涂届续保温流平,要求温度不低于15°C,湿度不大于70%。第三,溶剂型涂料存储时间长,无特殊要求;水性涂料存储时间短,存储温度需高于0℃,低于35°C,存储期内易出现PH值下降和粘度降低。


    所以在我看来,工程机械涂装线水性化需新增涂装前预热系统、涂装后保温系统、改造喷漆室送排风系统、涂料存储仓库;同时由于水性涂料以去粒子水为溶剂或分散介质,易引起普通金属件的锈蚀,需改造喷漆室室体和集中供漆系统,从而满足水性漆的使用要求。


    从近几年的数据看来,水性漆涂装机械的问世对整个工程机械领域节能环保的发展将起到绝对的推动作用。用心落实绿色制造,用销量去推广绿色制造,这才是推进绿色制造发展的最有效途径。