水性矽酸鹽無機富鋅防腐底漆中(zhōng)含有(yǒu)大量鋅粉,并且主要應用(yòng)于鋼鐵基材上,因此同之前讨論的矽酸鹽塗料應用(yòng)在含有(yǒu)大量鈣、鎂離子的無機底材上發生的化學(xué)反應不同。
金屬鋅為(wèi)可(kě)以同時與酸、堿反應的二價金屬,化學(xué)性質(zhì)活潑,可(kě)與堿金屬矽酸鹽反應,因此不能(néng)生産(chǎn)單組份塗料,這也可(kě)以從鋅的溶解性質(zhì)中(zhōng)看出。
鋅的溶解性主要取決于它所處的水溶液的pH和溫度:當水溶液為(wèi)中(zhōng)性時,鋅是不溶的;随酸性增大,pH減小(xiǎo),鋅可(kě)以與氫離子發生置換反應生成氫氣,鋅的溶解性增大;同時鋅也可(kě)以與堿反應,當pH大于11時,鋅的溶解性随pH增大而增大。
當水性矽酸鹽無機富鋅防腐底漆塗裝(zhuāng)在鋼材底材上,随着水的揮發,矽酸鹽沉積在基材上并濃縮脫水聚合為(wèi)分(fēn)子量更大的預聚物(wù),預聚物(wù)通過與鋅粉顆粒表面的鋅離子反應,生成生不溶性的多(duō)聚矽酸鋅的聚合物(wù)基質(zhì),随後,矽酸鹽可(kě)以同空氣中(zhōng)的二氧化碳産(chǎn)生的碳酸反應,生成多(duō)聚矽酸進一步同鋅粉表面的鋅離子反應,最終反應完全可(kě)能(néng)需要幾個月的時間,一般最初反應發生在同大氣接觸的表層,并逐漸向塗層的底層固化,最後深入到鋼材基體(tǐ),也同鋼鐵底材上的鐵離子(Fe2+/3+)一起反應絡合,形成多(duō)聚矽酸鋅鐵的聚合物(wù)。在此期間,塗層的交聯密度增加,從而得到一個堅硬、耐用(yòng)、緻密的主要由矽酸鋅聚合物(wù)組成的三維無機結構。
鋅粉在塗料中(zhōng)兼具(jù)防鏽和固化劑的雙重作(zuò)用(yòng),一是作(zuò)為(wèi)犧牲的陽極,對鋼鐵進行陰極保護,起防鏽作(zuò)用(yòng);另一個作(zuò)用(yòng)是可(kě)以作(zuò)為(wèi)矽酸鹽的固化劑,促進固化反應的進行。
水性無機富鋅中(zhōng)矽酸鹽的活性矽酸與噴砂鋼結構表面的鐵可(kě)以發生化學(xué)反應,漆膜通過化學(xué)鍵附着在鋼結構表面,具(jù)有(yǒu)極佳的附着力。即使磕碰後,漆膜也不會大面積翹皮或脫落,而隻是磕碰處出現凹坑和刮痕,且由于鋅的陰極保護作(zuò)用(yòng)基材也不易生鏽。
水性無機富鋅塗料中(zhōng)的基料主要是矽酸鉀和矽酸锂,其中(zhōng)應用(yòng)最多(duō)的還是矽酸鉀。同無機矽酸鹽建築塗料中(zhōng)類似,矽酸鈉雖然價格便宜,但幹燥速度慢,塗厚耐水性差,很(hěn)少采用(yòng)。矽酸鉀則因為(wèi)固含高,幹燥較快,成膜性好,易獲得高模數産(chǎn)品,綜合性能(néng)好且價格适中(zhōng)而被廣泛使用(yòng)。矽酸锂具(jù)有(yǒu)室溫固化速度快、同鋅粉混合後使用(yòng)期長(cháng)、耐水性好、鹽析少等優點,其自固化的漆膜類似如烘烤的矽酸鈉粘結劑,有(yǒu)極高的硬度、耐久性和耐磨性,在水性富鋅底漆中(zhōng)具(jù)有(yǒu)最好的防腐性能(néng),但由于水溶性較低,不易得到高濃度産(chǎn)品,且價格昂貴。
商(shāng)品普通矽酸鉀的最高模數一般為(wèi)3.9,更高模數的矽酸鉀的粘度會急劇增加而難以使用(yòng)并且穩定性降低。要得到更穩定、更高模數的矽酸鉀一般是向低模數的矽酸鉀中(zhōng)加入一定量的矽溶膠和有(yǒu)機矽烷來改性,也稱為(wèi)高模數矽酸鉀的穩定化。