Как выбрать подходящий грунт с высоким содержанием цинка в соответствии с конкретными потребностями

I. Введение

A. Значение цинковой грунтовки в инженерных проектах

В различных инженерных проектах антикоррозийная обработка металлических конструкций является важнейшей составляющей, и цинковая грунтовочная краска играет здесь незаменимую роль. Она обладает отличными антикоррозийными свойствами, которые позволяют эффективно защитить металлические конструкции от эрозии внешней среды и продлить срок их службы.

Возьмем для примера проектирование мостов. Мосты долгое время находятся под воздействием природной среды, испытывая на себе влияние ветра, солнца, дождя и автомобильных нагрузок. Их стальные конструкции чрезвычайно подвержены коррозии. Цинковая грунтовка способна образовать на поверхности стали плотную защитную пленку, препятствующую проникновению кислорода, влаги и вредных ионов, тем самым замедляя скорость коррозии стали. Для некоторых крупномасштабных мостов через море, таких как мост Гонконг - Чжухай - Макао, используется высокоэффективная грунтовочная цинковая краска для антикоррозийного покрытия, обеспечивающая надежную гарантию долгосрочной стабильной работы моста.

Для резервуаров, в которых хранятся нефтепродукты, химические продукты или другие жидкие вещества, необходимы хорошие антикоррозийные меры. Цинковая грунтовка может предотвратить коррозию внутренней среды резервуара, а также противостоять воздействию внешней среды, обеспечивая безопасность и надежность резервуара.

На объектах морской техники, таких как морские платформы и корабли, цинковая грунтовочная краска еще более незаменима. Эти объекты находятся в морской среде с высокой влажностью и высоким содержанием соли в течение длительного времени, и ситуация с коррозией становится более серьезной. Эффект катодной защиты цинковой грунтовки может эффективно защитить сталь и уменьшить возникновение коррозии, повышая долговечность морских инженерных сооружений.

B. Важность выбора правильной грунтовки

Выбор подходящей грунтовки с содержанием цинка напрямую влияет на стоимость и срок службы инженерных проектов. Если грунтовка выбрана неправильно, это может привести к плохому антикоррозийному эффекту, требующему частого обслуживания и замены, что увеличивает стоимость проекта. Кроме того, неподходящая грунтовка может повлиять на качество и безопасность проекта, а также сократить срок его службы.

Различные инженерные проекты имеют свои специфические потребности и требования. Только при выборе грунтовки, отвечающей этим требованиям, можно обеспечить бесперебойное выполнение проекта. Например, в некоторых проектах с высокими требованиями к защите окружающей среды необходимо выбирать грунтовки с высоким содержанием цинка и низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС); в инженерных проектах в условиях высоких температур необходимо выбирать грунтовки с хорошими термостойкими характеристиками.

II. Понятие о цинковой грунтовке

A. Состав и механизм работы

Основным компонентом цинковой грунтовочной краски является цинковый порошок. Кроме того, в ее состав также входят связующие вещества и добавки. Цинковый порошок является ключевым компонентом для цинковой грунтовой краски, чтобы играть свою антикоррозийную роль, и его содержание обычно относительно высокое. В цинковой грунтовой краске электрохимическая активность цинкового порошка сильнее, чем у железа. Когда пленка краски стирается, цинковый порошок, как анод, будет корродировать первым, в то время как основная сталь, как катод, будет защищена. В этом заключается эффект катодной защиты цинковой грунтовочной краски.

В то же время цинковый порошок постепенно расходуется в процессе защиты подложки от эрозии, а продукты его коррозии запечатывают покрытие, усиливая защиту покрытия на подложке. Со временем, когда лакокрасочная пленка повреждается, обнажается новый металлический цинк, создавая новый и более сильный эффект катодной защиты. Поэтому ржавчина на краске с высоким содержанием цинка не будет распространяться с поврежденного участка лакокрасочной пленки на окружающее пространство.

Связующее вещество в цинковой грунтовочной краске играет роль связующего для цинкового порошка и других компонентов, обеспечивая прочное сцепление грунтовки с поверхностью основания. Обычно в качестве связующего используются эпоксидная смола, силикат и т.д. Различные связующие вещества влияют на характеристики и область применения грунтовки.

Добавки могут улучшать определенные свойства грунтовки, например, повышать погодоустойчивость, износостойкость и выравнивающие свойства грунтовки.

B. Типы цинковых грунтовочных красок

1. Органический праймер с высоким содержанием цинка

Органические грунтовки с высоким содержанием цинка обычно используют эпоксидную смолу в качестве связующего, например, эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка. Она обладает отличной катодной защитой, механической износостойкостью, термостойкостью, а также небольшой площадью выгорания лакокрасочной пленки при сварке и резке. Эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка быстро сохнет, имеет относительно короткий интервал повторного покрытия, хорошую адгезию, устойчива к ударам, выдерживает нагрев до 120°C и может сочетаться с большинством верхних покрытий (кроме алкидных красок, которые омыляются). Поэтому она является хорошим выбором грунтовки в многослойных системах.

В практическом применении эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка широко используется на поверхности стали после пескоструйной обработки, например, на морских буровых платформах, кораблях, нефтехимических заводах, мостах, резервуарах для хранения, энергетических объектах, оборудовании и стальных конструкциях. Однако коррозионная стойкость грунтовки с органическим содержанием цинка несколько уступает стойкости грунтовки с неорганическим содержанием цинка. Его электропроводность относительно низкая, поэтому эффект катодной защиты относительно слабый; допустимое содержание хлоридов низкое, а мелкодисперсный дым оксида цинка, образующийся при электросварке и резке, относительно велик, что не является экологически чистым. Однако требования к предварительной пескоструйной обработке стальной подложки с покрытием ниже, чем у неорганических покрытий с высоким содержанием цинка, устойчивость к механическим столкновениям выше, и его легче совмещать с верхним покрытием, поэтому он также широко используется.

2. Неорганическая грунтовка с высоким содержанием цинка

Неорганическая грунтовка с содержанием цинка использует в качестве связующего вещества неорганические вещества, такие как силикат. Она обладает длительной коррозионной стойкостью, высокой твердостью, износостойкостью, атмосферостойкостью, термостойкостью, стойкостью к растворителям, невоспламеняемостью, невзрывоопасностью, свариваемостью и нулевым выбросом летучих органических соединений. Благодаря этим характеристикам он находит все более широкое применение во многих тяжелых антикоррозионных областях, особенно в атмосферных и морских тяжелых антикоррозионных областях, и получает признание все большего числа представителей отрасли.

Неорганическая грунтовка с содержанием цинка предъявляет строгие требования к предварительной обработке поверхности основания. Для обеспечения качества грунтовки основание должно быть подвергнуто пескоструйной обработке. Поскольку лакокрасочная пленка грунтовки обычно тонкая и легко поддается воздействию внешней среды, ее обычно не используют отдельно. Она должна сочетаться с соответствующими промежуточными красками и верхним слоем и достигать заданной толщины лакокрасочной пленки. Например, неорганическая грунтовка на водной основе с высоким содержанием цинка может наноситься на нефтяные резервуары, нефтяные кабины, кабины для растворителей, балластные цистерны, морские стальные конструкции, мосты, дымовые трубы и т.д. в суровых условиях окружающей среды и среды. Она также может использоваться в качестве антикоррозийной и термостойкой краски.

3. Сравнение двух типов праймеров

С точки зрения эксплуатационных характеристик, коррозионная стойкость и термостойкость неорганической грунтовки с высоким содержанием цинка лучше, чем у органической грунтовки с высоким содержанием цинка, но гибкость и строительные характеристики органической грунтовки с высоким содержанием цинка относительно лучше. Что касается требований к обработке подложки, то неорганическая грунтовка с высоким содержанием цинка более строгая. С точки зрения стоимости, неорганическая грунтовка с высоким содержанием цинка обычно относительно дороже из-за ее преимуществ. С точки зрения защиты окружающей среды, неорганическая грунтовка с высоким содержанием цинка имеет преимущество в виде нулевого выброса летучих органических соединений, что в большей степени соответствует требованиям по защите окружающей среды.

III. Факторы, которые следует учитывать при выборе цинковой грунтовки

A. Окружающая среда проекта

1. Воздействие погодных условий

Различные погодные условия выдвигают разные требования к эксплуатационным характеристикам цинковой грунтовочной краски. В условиях повышенной влажности влага легче проникает в лакокрасочную пленку, ускоряя коррозию металла. Поэтому необходимо выбирать цинковую грунтовочную краску с хорошими водостойкими и влагостойкими характеристиками. Например, в южных прибрежных районах, где влажность воздуха относительно высока, следует выбирать грунтовочную цинковую краску с сильной водостойкостью, такую как неорганическая грунтовка с высоким содержанием цинка или высокоэффективная эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка.

Температура также является важным фактором. В условиях высоких температур грунтовка должна обладать хорошими термостойкими характеристиками, чтобы предотвратить размягчение или отпадение лакокрасочной пленки при высоких температурах. Как правило, неорганические грунтовки с содержанием цинка обладают лучшими термостойкими характеристиками и могут выдерживать более высокие температуры. В условиях низких температур скорость отверждения грунтовки будет снижаться. Необходимо выбрать грунтовку, которая может нормально отверждаться в условиях низкой температуры, или использовать низкотемпературный отвердитель.

Ультрафиолетовое излучение может вызвать старение и осыпание пленки грунтовки, что снижает ее антикоррозионные характеристики. Для инженерных проектов, подвергающихся длительному воздействию солнечного света, таких как открытые стальные конструкции и мосты, необходимо выбирать грунтовочную краску с хорошей устойчивостью к ультрафиолету и сочетать ее с верхним покрытием с хорошей атмосферостойкостью.

2. Контакт с химическими веществами или коррозионными веществами

Если в окружающей среде проекта присутствуют химические вещества или агрессивные вещества, такие как кислоты, щелочи и соли, необходимо выбрать цинковую грунтовочную краску с соответствующей коррозионной стойкостью. Например, для резервуаров и трубопроводов химических предприятий, которые могут контактировать с различными химическими средами, следует выбирать цинковую грунтовочную краску с сильной химической коррозионной стойкостью. Для среды, контактирующей с кислотными веществами, можно выбрать эпоксидную грунтовку, насыщенную цинком, с хорошей кислотостойкостью; для среды, контактирующей с щелочными веществами, необходимо выбрать грунтовку с хорошей щелочестойкостью.

B. Материал подложки

1. Различные металлы и их совместимость с цинковой грунтовкой

Различные металлические материалы предъявляют разные требования к цинковой грунтовочной краске. Для стальных материалов цинковая грунтовочная краска обладает хорошей адаптивностью и адгезией и может обеспечить эффективную катодную защиту. Однако для некоторых металлов с гладкой поверхностью, таких как нержавеющая сталь и алюминиевый сплав, цинковая грунтовочная краска с трудом прилипает к их поверхности, что может легко привести к отслаиванию лакокрасочной пленки. В этом случае необходимо выбрать грунтовку, специально предназначенную для таких металлов, или же специально обработать поверхность металла для улучшения адгезии грунтовки.

2. Состояние поверхности и требования к предварительной очистке

Состояние поверхности основания оказывает важное влияние на антикоррозионный эффект цинковой грунтовки. Перед нанесением грунтовки поверхность основания должна быть предварительно обработана для удаления масла, ржавчины, оксидного налета и т.д., чтобы улучшить адгезию между грунтовкой и основанием. Для стальных оснований обычно используется пескоструйная обработка, чтобы достичь уровня Sa2.5, а шероховатость поверхности составляет от 30 до 75 микрон. Для оснований с плохим состоянием поверхности требуется более тщательная обработка, чтобы обеспечить прочное сцепление грунтовки.

C. Технические характеристики проекта

1. Требования к толщине покрытия и толщине пленки

Различные инженерные проекты предъявляют разные требования к толщине покрытия и толщине пленки. Толщина покрытия напрямую влияет на антикоррозионный эффект и срок службы грунтовки. Как правило, чем больше толщина покрытия, тем лучше антикоррозийный эффект, но и стоимость соответственно увеличивается. При определении толщины покрытия необходимо всесторонне учитывать конкретную ситуацию и требования проекта. Например, в некоторых проектах морской техники с высокими антикоррозионными требованиями толщина покрытия должна соответствовать определенному стандарту, чтобы обеспечить эффективную защиту стали в долгосрочной морской среде.

2. Требования к адгезии и гибкости

Адгезия - важный показатель эффективности цинковой грунтовочной краски, который напрямую связан с прочностью сцепления между грунтовкой и основанием. Хорошая адгезия может гарантировать, что грунтовка не отвалится в процессе эксплуатации, гарантируя тем самым антикоррозийный эффект. Для некоторых инженерных проектов, подверженных внешним воздействиям, таким как вибрация и удары, грунтовка также должна обладать определенной степенью гибкости, чтобы предотвратить растрескивание лакокрасочной пленки под воздействием нагрузок.

D. Метод нанесения

1. Нанесение кистью, валиком или распылением

Различные методы нанесения оказывают определенное влияние на характеристики и строительный эффект цинковой грунтовочной краски. Нанесение кистью подходит для покрытия небольших площадей, отличается простотой работы, но имеет низкую строительную эффективность, и легко получить неравномерное нанесение кистью. Нанесение валиком имеет относительно более высокую строительную эффективность, но при этом могут появляться следы от валика. Распыление - широко используемый метод нанесения, который позволяет получить равномерное и плотное покрытие, но требует профессионального оборудования и технологий.

2. Влияние метода нанесения на эффективность грунтовки

Метод распыления позволяет грунтовке лучше покрыть поверхность подложки и улучшить качество и антикоррозийный эффект покрытия. Однако в процессе распыления необходимо учитывать такие параметры, как давление, угол и расстояние до пистолета-распылителя, чтобы обеспечить равномерную толщину покрытия. Нанесение кистью или валиком может привести к тому, что в грунтовке останется воздух, что повлияет на характеристики покрытия. Поэтому при выборе метода нанесения следует руководствоваться конкретными условиями проекта и характеристиками грунтовки.

IV. Оценка конкретных потребностей проекта

A. Определение целей проекта

1. Требуемый уровень антикоррозионной защиты

Перед выбором грунтовочной краски для цинка необходимо уточнить требуемый уровень антикоррозионной защиты проекта. В зависимости от условий окружающей среды и требований к использованию проекта, уровень антикоррозионной защиты можно разделить на три уровня: слабый, умеренный и сильный.

Для слабой коррозии, например, внутри помещений и стальных конструкций в сельской местности, можно выбрать грунтовку с относительно низким содержанием цинка, например, эпоксидную грунтовку с высоким содержанием цинка 60%, и подобрать к ней соответствующую промежуточную краску и верхнее покрытие. Для умеренных коррозионных сред, таких как стальные конструкции зданий в прибрежных районах и трубопроводы на нефтехимических заводах, подходит эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка 70%, обеспечивающая лучшую катодную защиту. В условиях сильной коррозии, таких как морские платформы и портовые сооружения, следует выбирать эпоксидную грунтовку с высоким содержанием цинка 80% с относительно высоким содержанием цинка и сочетать ее с высокоэффективными промежуточными красками и верхним покрытием для обеспечения долгосрочного антикоррозионного эффекта.

2. Эстетические требования

Помимо антикоррозийных характеристик, некоторые проекты предъявляют определенные эстетические требования к внешнему виду. Например, в некоторых городских зданиях, мостах и других проектах грунтовка должна обладать хорошими декоративными свойствами и сочетаться с окружающей обстановкой. В этом случае можно выбрать грунтовую краску для цинка с однородным цветом и хорошим блеском и подобрать к ней эстетически привлекательное верхнее покрытие.

B. Анализ ограничений проекта

1. Бюджетные ограничения

Бюджет - важный фактор, который необходимо учитывать при реализации проекта. Цены на различные типы и качества цинковой грунтовочной краски сильно различаются. При выборе грунтовки следует руководствоваться бюджетом проекта. Исходя из необходимости обеспечения антикоррозионного эффекта, можно выбрать экономически эффективный грунтовочный продукт. Например, если бюджет ограничен, можно выбрать эпоксидную грунтовку с умеренным содержанием цинка, а схему покрытия оптимизировать для снижения затрат.

2. Временные ограничения

Временные ограничения проекта также влияют на выбор грунтовки. Если срок строительства проекта короткий, необходимо выбрать грунтовку с быстрой скоростью высыхания и высокой эффективностью строительства. Например, некоторые быстросохнущие эпоксидные грунтовки с содержанием цинка могут завершить нанесение покрытия и отверждение за относительно короткое время, чтобы соответствовать требованиям к ходу реализации проекта.

V. Тематические исследования

A. Успешные проекты с использованием цинковой грунтовки

1. Примеры различных инженерных проектов

• Мостостроение: На примере крупномасштабного моста через море используется система покрытия из эпоксидной грунтовки с высоким содержанием цинка + эпоксидной промежуточной краски на основе слюдистого железа + фторуглеродного верхнего слоя. Эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка обеспечивает хорошую катодную защиту стальной конструкции моста, эффективно предотвращая коррозию стали. Эпоксидная промежуточная краска на основе слюдяного железа увеличивает толщину и защитные свойства покрытия, еще больше улучшая антикоррозионный эффект. Фторуглеродное верхнее покрытие обладает отличной атмосферостойкостью и декоративными свойствами, придавая мосту красивый вид, а также способно противостоять эрозии под воздействием ультрафиолетовых лучей и атмосферной среды. После многих лет эксплуатации стальная конструкция моста по-прежнему остается в хорошем состоянии, что доказывает эффективность этой системы покрытия.
• Строительная инженерия: Для антикоррозионного проекта стальной конструкции высотного здания выбрана эпоксидная грунтовка с содержанием цинка 70%. Эта грунтовка обладает хорошей адгезией и антикоррозионными свойствами и может адаптироваться к различным условиям окружающей среды в процессе строительства здания. В процессе строительства строго соблюдается технология нанесения покрытия, чтобы гарантировать качество грунтовки. После периода эксплуатации на стальных конструкциях не остается явных следов коррозии, что является гарантией безопасности и долговечности здания.
• Проектирование промышленных объектов: Резервуары нефтехимического завода покрыты неорганической грунтовкой с высоким содержанием цинка для защиты от коррозии. Высокая твердость, износостойкость, устойчивость к растворителям и химическая коррозионная стойкость неорганической грунтовки с высоким содержанием цинка позволяют ей эффективно защищать резервуары от эрозии внутренних сред и внешней среды. За годы использования не возникало таких проблем, как коррозия и протечки в резервуарах, что обеспечивает безопасность производства на нефтехимическом заводе.

2. Вклад правильного выбора праймера в успех проекта

В этих успешных проектах ключевую роль играет правильный выбор грунтовочной краски для цинка. Подходящая грунтовка может обеспечить эффективную антикоррозийную защиту в соответствии с конкретными потребностями и условиями окружающей среды проекта, продлить срок службы проекта, а также снизить затраты на обслуживание и замену. В то же время правильный выбор грунтовки может обеспечить качество и безопасность проекта, а также повысить общую выгоду от проекта.

B. Уроки, извлеченные из неудачных проектов

1. Последствия неправильного выбора праймера

В некоторых проектах неправильный выбор грунтовки привел к серьезным последствиям. Например, в здании из стальных конструкций используется неподходящая грунтовочная краска с цинком. Из-за недостаточной адгезии между грунтовкой и основанием лакокрасочная пленка отслаивается через некоторое время эксплуатации. Сталь подвергается воздействию воздуха и быстро корродирует. Это не только ухудшает внешний вид здания, но и снижает его безопасность. Необходимо повторное покрытие, что увеличивает стоимость проекта и сроки строительства.

2. Как избежать подобных проблем в будущих проектах

Чтобы избежать подобных проблем в будущих проектах, при выборе цинковой грунтовочной краски необходимо провести достаточные исследования и анализ. Во-первых, для выяснения требований проекта необходимо всестороннее понимание окружающей среды, подложки, технических условий и других факторов. Во-вторых, следует выбрать грунтовочный продукт с надежным качеством и хорошей репутацией, а также строго следовать инструкциям по применению продукта во время строительства. В то же время в процессе строительства следует усилить контроль качества и инспекцию, чтобы обеспечить качество грунтовочного покрытия.

VI. Заключение

A. Краткое изложение ключевых моментов

При выборе грунтовочной краски для цинка необходимо всесторонне учитывать множество факторов. Окружающая среда проекта, включая погодные условия и контакт с химическими веществами, будет влиять на характеристики и долговечность грунтовки. Поэтому цинковая грунтовочная краска с соответствующей погодной устойчивостью и стойкостью к химической коррозии должна выбираться в зависимости от конкретных условий. Тип и состояние поверхности материала подложки имеют решающее значение для адгезии грунтовки. Различные металлы требуют выбора соответствующих грунтовок, а также хорошей предварительной обработки поверхности. Такие характеристики проекта, как толщина покрытия, адгезия и требования к гибкости, также определяют направление выбора грунтовки. Метод нанесения влияет на строительный эффект и эксплуатационные характеристики грунтовки, поэтому выбор должен осуществляться в соответствии с реальной ситуацией.

В то же время следует уточнить цели проекта, определить необходимый уровень антикоррозионной защиты и эстетические требования, а также выбрать оптимальный вариант грунтовки в сочетании с бюджетом проекта и временными ограничениями. При практическом применении следует изучить опыт успешных проектов и уроки неудачных проектов, чтобы убедиться, что выбор и использование грунтовки могут соответствовать требованиям проекта.

Надеемся, что введение в эту статью поможет заказчикам инженерных проектов принимать более взвешенные решения при выборе цинковой грунтовочной краски. При реализации конкретных проектов рекомендуется в полной мере общаться с профессиональными поставщиками красок и строительными бригадами для получения более подробной технической поддержки и предложений. В то же время необходимо строго соблюдать процесс нанесения покрытия и усилить контроль качества, чтобы грунтовочная краска для цинка могла играть наилучшую роль в борьбе с коррозией и обеспечивать гарантию долгосрочной стабильной эксплуатации инженерных проектов. Если в процессе выбора грунтовки возникнут какие-либо проблемы, пожалуйста, обращайтесь к нам, и мы предоставим вам более подробные решения.