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闪锈知识知多少

2020.07.03


一、什么是闪锈

        在金属底材上涂装水性涂料,如果采用自然干燥的方式成膜,由于水的挥发潜热较高(2257.2 KJ/kg,0.1Mpa),水在金属底材上停留的时间较长,会导致金属底材生锈。这种涂层未干之前就在金属基材与涂层之间出现小面积的锈蚀现象我们通常称之为“闪锈”。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。


二、产生闪锈的原因

        闪锈是一种电化学现象,产生的原因与铁化合物的溶解和沉淀有关。由于水性涂料本身是导体,对存在电位差的不同区域形成电荷迁移通道,在水、氧气的共同作用下,产生腐蚀,在涂膜表面出现棕色或黑色锈蚀物。闪锈的电化学腐蚀机理为金属通过水产生了电荷的迁移,使得金属在短时间内出现电化学腐蚀。
        酸性条件下反应:

        中性或者弱碱性反应:

        金属底材、水、氧气是产生闪锈的三个因素。
        金属底材的不同,闪锈产生的难易程度也有不同。通常新处理的钢铁表面最容易产生闪锈。按照金属底材材质的不同,闪锈产生的快慢速度也有所不同。金属底材产生闪锈的快慢速度是:铸铁>碳钢>镀锌板(打磨)>马口铁(打磨)>铁板或铁丝>铝合金。
        水性涂料中,水的蒸发速度直接影响闪锈的程度。在低温高湿环境下(RH大于85%时尤其严重),水性涂料干燥慢,特别容易发生闪锈。因此,要注意选择施工时的气候条件。温度低,湿度大,通风不畅都是容易导致闪锈的原因。
        闪锈的严重程度取决于涂料体系(pH值越低越容易闪锈),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。


三、防止闪锈出现的对策

        若想防止闪锈出现,我们要分析闪锈现象的影响因素。一般来说,涂料的pH、漆膜厚度、干燥速度、树酯体系、缓蚀颜料以及是否使用防闪锈剂等都是影响闪锈的因素,在涂料配方设计中我们应将这些影响因素考虑进去。
涂料的pH:pH值越高,越不容易产生闪锈。如果将涂料体系的pH值调整并保持在9.5左右,防闪锈的效果明显增加。
漆膜厚度:漆膜越厚,越容易产生闪锈,因为漆膜厚导致水分挥发速度急剧下降。
干燥速度:干燥速度越快,产生闪锈的程度就越轻。
树脂体系:如苯丙、纯丙乳液等自干体系最容易产生闪锈,而水溶性的丙烯酸、聚酯树脂体系则不易产生闪锈。
缓蚀颜料:磷酸锌和磷酸铝等缓蚀颜料,在起防腐作用的同时,对闪锈也有一定的抑制作用。因为闪锈是一种电化学现象,本质上跟防蚀的原理一样。
防闪锈剂:合理搭配的防闪锈剂可以有效防止闪锈产生。防闪锈剂过去常用的是价廉的亚硝酸盐,但是亚硝酸盐毒性较大,且对漆膜干燥后的耐水、耐腐蚀、导电性能等有负面影响。因此,鉴于对漆膜的毒性和环保有要求,可以选用一些无毒安全的防闪锈剂。

        防闪锈剂在漆膜成膜过程中可以在基材表面形成一层保护膜(如上图),降低或阻碍水与基材的接触,有效抑制闪锈的产生,且对于形成的干膜的耐水性和耐盐雾也有较好的促进作用。