Оцинкованная сталь широко используется для борьбы с атмосферной коррозией. Для улучшения коррозионной стойкости или декоративного оформления оцинкованной стали ее часто оставляют покрывать финишным покрытием.
Однако основная проблема с оцинкованная сталь заключается в том, что трудно получить хорошую адгезию. Это связано с тем, что в загрязненной воздушной среде продукты коррозии цинка на поверхности оцинкованного слоя содержат некоторые водорастворимые вещества, снижающие эксплуатационные характеристики лакокрасочного покрытия.
Кроме того, цинк обладает очень высокой активностью и будет взаимодействовать с некоторыми компонентами краски. Реакция привела к тому, что краска отвалилась всего за несколько месяцев. Из-за вышеперечисленных проблем оцинкованная сталь обычно используется в качестве трудноокрашиваемой подложки, поэтому необходимо выполнять обработку поверхности на оцинкованном слое и специально подбирать краску для оцинкованной стали.
Химические свойства цинкового покрытия
Когда оцинкованный слой подвергается воздействию атмосферы, происходит начальная химическая реакция, а именно, цинк образует оксид цинка. Однако начальная стадия в течение примерно 48 часов после цинкования обычно не влияет на адгезию краски. Это время может быть больше или меньше, в зависимости от условий хранения и воздействия.
Помимо образования оксида цинка и гидроксида цинка, на ранних стадиях воздействия также характерно образование смеси хлорида цинка и сульфата цинка. Поверхностная пленка, образующаяся на ранней стадии, рыхлая и порошкообразная, поэтому ее нельзя использовать в качестве хорошей грунтовки для краски. Хотя образование поверхностной пленки может быть невидимым невооруженным глазом, оно может повредить пленку краски.
Оцинкованный слой подвергается воздействию атмосферы. От 8 месяцев до 2 лет формируется окончательный поверхностный слой. Необходимое время зависит от суровости окружающей среды. Окончательная поверхность представляет собой базовую пленку карбоната цинка, которая в основном инертна и плотно прилегает к оцинкованному слою. Когда внешняя поверхность оцинкованного слоя полностью превращается в карбонат цинка, его можно успешно окрашивать на поверхности. Этот инертный, слегка шероховатый поверхностный слой нуждается только в очистке под давлением перед нанесением верхнего слоя.
Как видно из вышеизложенного, поверхность оцинкованного слоя имеет следующие три различные стадии развития:
(1) Чистый цинк - в течение 48 часов после цинкования.
(2) Производство оксида цинка и гидроксида цинка (и других веществ) в течение от 48 часов до 1 года.
(3) Карбонат цинка окончательно вырабатывается в возрасте от 8 месяцев до 2 лет.
На втором этапе, когда на поверхности оцинкованного слоя образуются оксид цинка и гидроксид цинка и присутствуют другие загрязнения, наносить на него финишное покрытие наиболее опасно и будет повреждена пленка краски.
При нанесении лаковой пленки на поверхность цинка, проведении длительного испытания в соляном тумане или воздействия атмосферы океана после осмотра можно обнаружить, что под пленкой краски образуется большое количество растворимого цинката, что из-за катодной реакции под пленкой краски. Во-первых, иногда pH щелочи, образующейся под пленкой краски, превышает 12, а когда pH равен 9, она может реагировать с цинком, тем самым потребляя щелочь, тем самым способствуя катодной реакции.
Анодная реакция уравновешивается катодной реакцией, а катодная реакция ускоряет анодную реакцию, поэтому цинкат образуется бесконечно, а слой цинката образуется на пленке краски и поверхности цинка. Жидкий слой разрушил пленку краски.
Подготовка поверхности оцинкованной стали перед покраской
Хотя оцинкованный слой обладает хорошей коррозионной стойкостью и защитными свойствами, в некоторых случаях все же необходимо наносить на поверхность оцинкованного слоя жидкую краску или порошковое покрытие. Основное назначение – получение определенного декоративного и маскировочного эффекта. Двойная защита органического покрытия и оцинкованного слоя в агрессивной среде позволяет продлить срок службы стальной конструкции.
Вообще говоря, нет ограничений по времени для нанесения краски на конструкции из оцинкованной стали. Его можно красить вскоре после оцинковки или после окончания старения оцинкованного слоя.
Поверхностную обработку деталей конструкций из оцинкованной стали лучше всего проводить в течение короткого времени после цинкования, так как за это время поверхность оцинкованного слоя не была загрязнена маслом, смазкой и другими загрязнениями. На данном этапе для обработки поверхности оцинкованной стали можно использовать любой из следующих четырех методов:
① Метод Twash (TWash — это средство для обработки, которое может стабилизировать оксид на поверхности конструкционных деталей из оцинкованной стали. Модифицированный раствор фосфата цинка на водной основе, содержащий небольшое количество соли меди).
② Метод фосфатирующей грунтовки.
③ Комплексный метод старения (старение от 8 месяцев до 2 лет).
④ Метод легкой дробеструйной обработки.
Целью очистки поверхности оцинкованной стали перед покраской является удаление загрязнений с поверхности, при этом потери оцинкованного слоя должны быть как можно меньше. Обычно используемые методы очистки поверхности оцинкованной стали включают щелочную очистку, очистку раствором аммиака и очистку растворителем. Некоторые чистящие средства вступают в реакцию с некоторыми покрытиями. Поэтому при выборе чистящего средства обращайтесь в соответствующую компанию, чтобы иметь полное представление о характеристиках выбранного материала. После того, как поверхность очищена, поверхность должна быть очищена горячей водой, а затем окрашена после высыхания.
Обработка поверхности оцинкованного слоя
На первом этапе после оцинковки обработка поверхности перед покраской может не производиться, либо только простая обработка поверхности, такая как протирка щеткой или чистой тряпкой. Кроме того, на заключительном этапе образования карбоната цинка нет необходимости в обработке поверхности или достаточно простой обработки.
Хотя стабильный карбонат цинка может образоваться через 8 месяцев, обычно требуется от 1 до 1.5 лет после цинкования, чтобы представить безопасный период для образования стабильного карбоната цинка.
Поэтому обработка поверхности наиболее важна в опасную стадию образования нестойких смесей от 2 суток до 1 года после цинкования. В течение этого периода времени необходимо соблюдать требования полного удаления оксида или гидроксида цинка с поверхности оцинкованного слоя или проведения химической конверсионной обработки перед нанесением любой краски.
1. Удаление оксида цинка или гидроксида цинка
Эта обработка может быть достигнута обработкой распылением или химической очисткой. Лучшим и более простым методом является обработка распылением, то есть легкая пескоструйная обработка поверхности оцинкованной стали, чтобы трение распыляемого абразива удаляло пленку загрязнения и обнажало новый чистый цинк, а также поверхность оцинкованного слоя.
Формируется определенная степень шероховатости, обеспечивающая отличное сцепление с краской. Этот метод требует квалифицированных операторов взрывных работ. Пескоструйная обработка слишком легкая, чтобы удалить загрязненную пленку; слишком глубокая пескоструйная обработка удалит слишком много цинка, и цинк оторвется, образуя на поверхности чешуйки.
Выбор пескоструйного абразива также очень важен. Твердые абразивы сошлифуют слишком много цинка; мягкие абразивы только полируют поверхность, но не могут удалить загрязнения и придать определенную степень шероховатости для эффективного сцепления краски.
Следует избегать автоматического пескоструйного оборудования со стальными абразивами, потому что стальные частицы будут внедрены в относительно мягкий гальванизированный слой, а внедренные частицы вызовут ржавчину после нанесения верхнего слоя и будут просачиваться с поверхности лакокрасочного покрытия. После удаления абразива поверхность оцинкованного слоя следует продуть чистым сжатым воздухом от пыли и сразу же покрасить, иначе на ней быстро регенерируется оксид цинка.
Другой метод удаления с поверхности – использовать уксус или раствор слабой кислоты для химического удаления, а затем тщательно промыть водой. Если промывка не будет полной, слабая кислота останется на поверхности металла и повлияет на адгезию краски.
Кроме того, эффективно использование для очистки слабощелочной воды высокого давления. Но это химическое удаление не может обеспечить шероховатую поверхность, подходящую для склеивания краски.
2. Химическая конверсионная обработка
Поверхность оцинкованной стали пассивируется хромсодержащим пассивирующим средством. Окисление шестивалентного хрома, цинка и углекислого газа на воздухе приводит к образованию карбоната цинка. Поскольку карбонат цинка более стабилен, чем цинк, срок службы цинкового покрытия может быть увеличен с примерно 2 лет до примерно 7-8 лет.
После пассивации поверхность цинка будет иметь слегка желтый цвет, невидимый невооруженным глазом. После такой пассивации оцинкованную поверхность не нужно повторно красить, что намного дешевле покраски.
Процесс окраски оцинкованной стали
1. Тщательно очистите оцинкованную сталь и дайте ей высохнуть в течение нескольких часов после очистки.
2. Отполируйте всю оцинкованную стальную поверхность, особенно шероховатые места, такие как щели и вмятины.
3. Протрите всю поверхность липкой тканью.
4. Нанесите грунтовку на всю поверхность металла. Лучше всего начать с верхней части, а затем работать над ней шаг за шагом.
5. Дайте грунтовке высохнуть в течение нескольких часов.
6. Выберите металлическую краску, нанесите ее и дайте высохнуть.
Как выбрать финишное покрытие для оцинкованной стали?
Важно выбрать финишное покрытие для поверхности оцинкованной стали, потому что при коррозии металлической поверхности под пленкой краски щелочь, образующаяся в результате катодной реакции, скапливается под пленкой краски, иногда pH достигает 14, а цинк могут быть устойчивы только к средам с рН около 10.
Кроме того, многие верхние покрытия также склонны к омылению при упомянутой выше высокой щелочности. Поэтому следует выбирать верхние покрытия, устойчивые к атмосферной коррозии и трудно поддающиеся омылению.
Поверхность оцинкованной стали после легкой пескоструйной или химической очистки очень эффектно очищается и сразу же покрывается эпоксидным или полиуретановым финишным покрытием, поскольку полиуретановая краска устойчива к ультрафиолетовым лучам в большинстве промышленных сред. Эпоксидная краска имеет очень высокую адгезию, и эта пленка термореактивной краски обладает превосходными химическими и физическими свойствами.
Следует избегать красок на алкидной основе, поскольку эта краска склонна к омылению на границе между цинком и пленкой покрытия, что приводит к плохой адгезии.
Существуют также финишные покрытия на основе хлоркаучуко-акриловых и винил-акриловых терполимеров.
Уход за покрытием из оцинкованной стали
Покрытие на конструкции из оцинкованной стали следует регулярно поддерживать, чтобы всегда можно было эффективно защитить оцинкованный слой под покрытием.
(l) Покрытие порошкообразное или поверхность грязная.
Промойте поверхность раствором моющего средства и нанесите покрытие. Нет необходимости использовать дробеструйную обработку для предварительной обработки поверхности перед покраской. Покрытие должно соответствовать оригинальному покрытию. Лучше всего использовать тот же тип покрытия, что и исходное покрытие. Обветренному покрытию можно вернуть первоначальный блеск, нанеся слой полипропиленовой краски.
(2) Покрытие треснуло и отслоилось.
Покрытия со слабым сцеплением должны быть очищены перед ремонтом. Легкая дробеструйная обработка является хорошим способом удаления отслоившегося покрытия, при этом потери цинкового покрытия незначительны. Ремонтная краска должна соответствовать оригинальному покрытию и чистому цинковому покрытию.
(3) Сталь подверглась коррозии.
Перед ремонтом покрытия необходимо очистить от ржавчины. Можно использовать ручную очистку, механическую очистку или дробеструйную очистку. Точно так же ремонтная краска должна соответствовать оригинальному покрытию и чистому цинковому покрытию.
