環(huán)氧富鋅底漆施工“不踩坑”（轉(zhuǎn)）

環(huán)氧富鋅底漆作為鋼鐵重要的防腐底涂材料，通過犧牲陽極保護陰極的原理，成為鋼鐵長效防腐三配套的應用經(jīng)典。其主導海洋工程、石油化工、橋梁鋼結(jié)構(gòu)等高要求場景，在新建重防腐項目中配套率超過60%。據(jù)相關資料統(tǒng)計分析，2023年環(huán)氧富鋅底漆在重防腐涂料細分市場占比約31.4%-31.7%，在整體防腐底漆市場占比24%-26%，為鋼鐵防腐的核心主流產(chǎn)品，因此被譽為鋼鐵設施長效防腐三配套的“守門員”。

根據(jù)有關設計要求，鋼鐵長效防腐的年限為15-25年，甚至更長的時間。實現(xiàn)并且滿足這一要求應用最廣，效果最佳的經(jīng)典鋼鐵防腐涂層配套為“環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳漆（聚氨酯或者聚硅氧烷）”涂層結(jié)構(gòu)。三配套實際的使用壽命還需要由環(huán)氧富鋅底漆含鋅量、使用環(huán)境、施工質(zhì)量及涂層厚度等因素決定，其中涂料材料含鋅量和涂裝施工質(zhì)量對鋼鐵的長效防腐占主要的影響因素。國標HG/T 3668-2020《富鋅底漆》規(guī)定，環(huán)氧富鋅底漆按照不揮發(fā)分中金屬鋅含量分三類（均為質(zhì)量分數(shù)）：
①含鋅量≥80%（高腐蝕環(huán)境，如海洋、化工）；
②含鋅量≥70%（中腐蝕環(huán)境，如工業(yè)大氣）；
③含鋅量≥60%（低腐蝕環(huán)境，如干燥室內(nèi)）。
國際常見標準有ISO 12944-5要求不揮發(fā)鋅≥80%；SSPC-Paint 20有機富鋅≥77%；BS 4652干膜鋅含量≥85%。作為“富鋅”要求鋅粉在涂層中形成連續(xù)的導電網(wǎng)絡，當鋼鐵發(fā)生腐蝕時，鋅會優(yōu)先發(fā)生氧化反應（犧牲陽極），從而保護鋼鐵不被腐蝕，只有鋅粉含量達標時（環(huán)氧富鋅底漆≥60%），才能形成有效的陰極保護作用。因此“富鋅”底漆才能保證鋼鐵長效的防腐效果，而非“富鋅”底漆（含鋅量40%≤Zn<60%），其執(zhí)行的HG/T 4844-2015《低鋅底漆》中的“低鋅底漆”是不能作為鋼鐵重防腐底漆使用的，只能起“基礎防銹隔離”“封閉底材缺陷”“增強層間附著力”“降低施工成本”的作用。

除了涂料鋅粉含量多少決定著鋼鐵耐蝕時間的長久性因素外，鋼鐵涂層防腐的施工質(zhì)量也是影響耐蝕效果的關鍵性因素，所謂的“三分材料七分施工”對于環(huán)氧富鋅底漆耐蝕效果的體現(xiàn)非常確切。環(huán)氧富鋅底漆適用的基材主要以鋼鐵為主，不適用于混凝土基層（部分防腐人員經(jīng)常將環(huán)氧富鋅底漆當做混凝土或者水泥基層底漆使用并不確當），原因是混凝土多孔，堿性強，只能對鋼鐵基材起到陰極保護作用，無法與混凝土形成穩(wěn)定附著。因此，環(huán)氧富鋅底漆的涂裝施工是基于鋼鐵基層，保證施工質(zhì)量就是保證長效防腐效果。如何做到鋼鐵長效防腐的年限并符合設計要求？根據(jù)筆者施工經(jīng)驗和應用案例，歸納總結(jié)的施工技術和節(jié)點要求如下：

1.鋼鐵表面必須進行徹底的處理，通過噴砂工藝達到GB 8923規(guī)定的Sa2 1/2級別要求，并且滿足合適的粗糙度要求，保證鋅粉與鋼鐵直接接觸形成導電網(wǎng)絡，發(fā)揮陰極保護作用，同時大幅度提升涂層附著力。不提倡鋼絲輪打磨除銹，主要是鋼絲輪只能去除表面疏松鐵銹，無法清除牢固的氧化皮和深層銹蝕，殘留雜質(zhì)會導致涂層下的腐蝕；另外就是打磨后的表面粗糙度低并且不均勻，涂層附著力遠低于噴砂處理，在戶外或在工業(yè)環(huán)境中極易脫落，殘留的氧化皮會隔絕鋅粉與鋼材的接觸，無法形成導電網(wǎng)絡，環(huán)氧富鋅底漆僅能起到屏蔽作用，喪失核心防腐功能。
2.鋼鐵表面噴砂處理后，盡量在4小時內(nèi)涂覆環(huán)氧富鋅底漆。主要原因是超過4小時后可能因空氣濕度影響，導致閃銹的產(chǎn)生，影響環(huán)氧富鋅底漆與鋼鐵的結(jié)合力，影響陰極保護效果；另外，據(jù)相關資料表明噴砂后4小時內(nèi)的鋼鐵分子非?；钴S，表面能量最高，利于環(huán)氧富鋅底漆的附著和咬合。

3.施工時注意環(huán)境溫度和濕度的影響。涂裝時，當環(huán)境溫度低于5℃時，可能出現(xiàn)固化不良現(xiàn)象，條件允許的情況下可以采取保溫措施。條件不允許的情況下，冬季施工選擇中午時段，使用低溫固化型環(huán)氧富鋅底漆，避免在霜凍和結(jié)露的鋼鐵表面涂裝。夏季高溫季節(jié)，固化干燥特別快，可以避開高溫時段，選擇早晚時間進行涂裝但是不得有露水。施工時的環(huán)境濕度<85%，否則噴砂會產(chǎn)生閃銹，涂裝會出現(xiàn)氣泡等質(zhì)量缺陷。
4.環(huán)氧富鋅底漆涂裝時選擇合適的高壓無氣噴涂機，如長江GPQ9C/GPQ9C噴涂機，槍嘴0.4-0.5㎜，壓力15-20MPa，噴距以30-50㎝為宜,壓力比32:1，高粘度厚膜型45:1。噴涂時可以持續(xù)的對底漆進行攪拌，以防鋅粉的沉淀，導致噴涂后鋅粉發(fā)布不均勻，涂層防腐能力大幅度下降，也無法形成完整的陰極保護屏障，還可能出現(xiàn)針孔，縮孔等缺陷。鋅粉沉淀也會出現(xiàn)堵塞槍嘴和管路，同時造成噴涂膜厚不一致，流掛或干噴問題。

5.環(huán)氧富鋅底漆涂裝固化干燥后，盡快涂覆中間漆和面漆，防止產(chǎn)生“鋅白”。常溫環(huán)境下（25℃）濕度>85%時，鋼板表面會“結(jié)露”，漆膜發(fā)白、起泡，鋅粉提前氧化形成鋅鹽層，也就是俗稱的“鋅白”。一般環(huán)氧富鋅底漆未進行有效的覆蓋7d后就會產(chǎn)生鋅鹽層，就會影響下道涂層（中間漆和面漆）的附著力。因此環(huán)氧富鋅底漆干燥固化后，7d內(nèi)必須涂覆中間漆，超過7d就需要打磨清理掉“鋅白”后再進行下一道涂層施工。根據(jù)筆者經(jīng)驗，建議底漆、后續(xù)的中間漆、面漆盡量在7d內(nèi)完成全部的配套涂層的施工，形成一個緊湊的防腐涂層結(jié)構(gòu)。
6.環(huán)氧富鋅底漆涂層厚度是陰極保護的重要指標，涂層厚度過薄或者過厚都不利于鋼鐵長效防腐的實現(xiàn)。當環(huán)氧富鋅底漆涂層太?。?lt;40μm）就會喪失陰極保護的作用（形成太薄的主要原因就是噴涂時走槍太快或者添加稀釋劑太多）；當環(huán)氧富鋅底漆太厚（>150μm）會造成內(nèi)應力增大，漆膜開裂，因為鋅粉堆積過密導致附著力下降。
7.環(huán)氧富鋅底漆與環(huán)氧云鐵中間漆和氟碳漆（聚氨酯或者聚硅氧烷面漆）經(jīng)典配套賦予鋼鐵“堅如磐石”。環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳漆（聚氨酯或者聚硅氧烷）之所以成為“經(jīng)典”，是因為這套“絕配”經(jīng)過多年的實踐和大量的應用案例，無論是在國家重大項目工程中的應用，還是普通的鋼鐵設施維護保養(yǎng)，歷經(jīng)風雨和時間的磨煉，體現(xiàn)出其無與倫比的性價比和可靠性能。這種“鐵三角涂層關系”分工明確，步步為營，既解決了鋼鐵的電化學防腐問題，又通過物理屏障和耐候防護實現(xiàn)了鋼鐵重防腐的長效性和低廉的成本效益。環(huán)氧富鋅底漆雖然對鋼鐵具有陰極保護作用，是鋼鐵的耐蝕的“保護傘”；但是不能抵抗紫外線的侵蝕，長期暴露在如戶外的紫外線環(huán)境下，就會逐漸老化、粉化，表面形成一層疏松的粉末，失去完整性的涂層，防腐性能也會一落千丈，另外就是環(huán)氧富鋅底漆如果沒有中間漆和面漆的封閉保護，鋅粉就會直接暴露與空氣中，風吹雨淋，加速了鋅的消耗，使得原本可以保護鋼鐵25年乃至以上年限不被腐蝕的效果，可能5年左右就消耗殆盡，大大縮短了其防腐壽命。環(huán)氧富鋅底漆如果不被中間漆和面漆保護，直接置于戶外，不僅會粉化脫落而且當成面漆使用干燥固化后，表面通常是灰色或者是深灰色，而且表面非常粗糙，對于許多有美觀要求的場景是不能滿足要求的，因此必須使用配套面漆進行覆蓋，達到各種色彩鮮艷的美觀度需求。如果從成本效益來看，將環(huán)氧富鋅底漆單獨使用，表面上看似節(jié)約了材料和人工成本；但是實際情況并不是如此，首先是涂層提前失效，導致3-5年內(nèi)就需要進行大面積的維修或者全部重新涂裝，期間產(chǎn)生的停工損失，打磨清理成本，二次施工成本等綜合起來成本遠遠高于當初一次性做好配套涂裝（即：環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳漆（聚氨酯或者聚硅氧烷））的費用。
8.環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、氟碳漆（聚氨酯或者聚硅氧烷）配套的干膜厚度最佳方案（按照大氣/工業(yè)腐蝕常見的場景，總厚度適配普通至中強腐蝕）如下：
①環(huán)氧富鋅底漆70-80μm（1道）；
②環(huán)氧云鐵中間漆80-120（1-2道）；
③面漆（氟碳漆2道60-80μm、脂肪族聚氨酯漆2道60-70μm、聚硅氧烷面漆1-2道70-100μm）。
這種“鐵三角”的涂層配套結(jié)構(gòu)號稱是鋼鐵保護的“鎧甲”，堅不可摧，確保了鋼鐵幾十年完好無損，安然無恙。經(jīng)典的涂層配套在“各自的工作崗位”自發(fā)揮著優(yōu)異的不同的作用，具體性能表現(xiàn)如下：

①環(huán)氧富鋅底漆，提供最基礎的附著力和犧牲陽極，保護陰極（鋼鐵）不受腐蝕；
②環(huán)氧云鐵中間漆，增加涂層總厚度，增強屏蔽阻隔效果，承上啟下，提升涂層整體的防腐效果；
③面漆（氟碳漆/脂肪族聚氨酯漆/聚硅氧烷面漆），耐候耐紫外線和化學品，保護底漆中間漆不被粉化并且提供所需的各種色彩和光澤，賦予美觀度。

環(huán)氧富鋅底漆雖然屬于最傳統(tǒng)的防腐蝕底涂材料，與中間漆和面漆配套形成經(jīng)典的最有效的鋼鐵防腐層；但是因為各種因素的影響而造成不一樣的耐蝕效果和使用壽命，甚至導致防腐失敗的案例有很多。造成這種現(xiàn)象的大部分原因除了受到材料質(zhì)量影響外，關鍵是施工質(zhì)量因素造成的，因此“三分材料七分施工”并不是一句空話，而是實實在在的施工質(zhì)量控制寶典。如何做到環(huán)氧富鋅底漆施工“不踩坑”確保經(jīng)典涂層配套達到最佳效果，使其成為鋼鐵保護真正的“鎧甲”，筆者認為值得所有防腐涂裝技術人員深思、探討并不斷創(chuàng)新、突破，文中幾點經(jīng)驗總結(jié)和歸納算是一個嘗試和引導，最終目的就是從施工技術的角度解決環(huán)氧富鋅底漆施工“不踩坑”難題，實現(xiàn)人們對鋼鐵“永不生銹”的美好愿景。