所谓“闪锈”是在金属表面使用水性涂料,涂膜干燥过程中由于有水和氧的存在,发生锈点腐蚀。目前水性涂料在普通钢材表面的闪锈问题很容易解决。但是遇到埋弧焊缝和铸铁表面,水性涂料就很容易闪锈,再如果遇到高湿条件下施工干燥,就更容易闪锈。这个问题,困扰着无数水性防腐涂料工程师。
闪锈本质是在金属表面发生腐蚀电池的一个电化学过程。金属表面涂刷水性涂料时,由于水性涂料中含有如OH-、Na+、H+和Ca2+等, 相当于金属表面覆盖了电解质溶液层。且金属基材含有碳、锰等杂质。
水性涂料涂覆在金属基材微观示意图
于是就发生了腐蚀电池,铁是阳极,杂质是阴极。在阳极,铁失去电子形成Fe2+进入涂层,而溶于涂层中的氧从阴极获得电子,生产OH-。电极反应方程如下:
阳极(铁):Fe—2e→Fe2+
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
阴极(杂质):O2+2H2O+4e→4OH-
Fe(OH)2被空气中的氧进一步氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3会部分脱水变成Fe2O3。Fe(OH)3和Fe2O3都是铁锈的主要成分。
金属基材腐蚀电池示意图
水性涂料在铸铁和高碳钢容易闪锈。主要是因为铸铁含有石墨和一些杂质,高碳钢含有成分为Fe3C的渗碳体。它们造成金属基材成分不均匀和组织结构不均匀,另外这类基材表面也比较粗糙。当金属表面有一层导电溶液时,极容易在表面形成一个个电池腐蚀,表现结果就是出现一个个闪锈点。
水性涂料在埋弧焊缝容易闪锈。究其原因是埋弧焊的焊丝和基材成分不相同,且在焊接过程的高温溶渣残留到焊缝接口处。造成焊缝处的成分不均匀、组织结构也不均匀、热处理内部变形不均匀,再加上表面不平整。这些因素都导致了水性涂料在埋弧焊缝容易闪锈。
对于同样的基材,水性涂料含的离子浓度越低越不容易闪锈,反之含有的离子越高越容易闪锈。为什么对于同样的金属表面,水性丙烯酸乳液的涂料比水性醇酸树脂的涂料更容易闪锈?就是因为水性丙烯酸乳液合成过程中用到的乳化剂和引发剂都是有机或者无机盐类,带入了较多的金属离子。另外水性涂料的配方,其他组分相同的情况下,用钠盐分散剂就比用铵盐分散剂的更容易闪锈。
现在,只要用了北京之途化工有限公司的防闪锈剂,水性涂料在埋弧焊缝和铸铁件的闪锈问题就能很好解决。北京之途化工有限公司从2009年成立之初就一直致力水性防腐涂料的防锈性能研究,包括干燥过程的防锈即闪锈和长效涂层防锈,推出了两大系列产品即防闪锈剂和耐盐雾剂。其中防闪锈剂有多个只产品,它们是防闪锈剂ZT-705、ZT-706和ZT-707。这几个产品针对不同类型的水性涂料,都能成功解决高湿条下埋弧焊缝和铸铁件的水性涂料闪锈问题。