水性無(wú)機(jī)硅酸鹽富鋅涂料是一種以硅酸鹽的水溶液為基料，金屬鋅粉作為顏料，再添加一些涂料助劑制備而成的雙組分防腐涂料，該涂料以水為溶劑和稀釋劑，成本低，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)污染，且施工方便，擁有良好的耐蝕性和耐溶劑性，在防腐工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但存在涂層較脆、機(jī)械性能差等缺陷。因此本課題以硅溶膠、氫氧化鉀、去離子水為原料，以硅丙乳液BF-400進(jìn)行改性，制備了穩(wěn)定的改性高模數(shù)硅酸鉀溶液，并將鋅粉、鋅鋁混合粉添加到改性基料中，制備了一種水性無(wú)機(jī)改性高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料。本課題主要從改性高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備工藝、鋅粉與改性基料的質(zhì)量比、添加片狀鋁粉的含量和電弧噴涂底層對(duì)水性無(wú)機(jī)改性高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂層性能的影響四個(gè)方面進(jìn)行研究。

硅酸鹽溶液是涂層成膜的關(guān)鍵，硅酸鹽種類的選擇、模數(shù)及制備時(shí)的溫度、時(shí)間、硅丙乳液的加入量對(duì)高模數(shù)硅酸鹽溶液的制備具有一定的影響。本研究對(duì)比分析了硅酸鋰、硅酸鈉及硅酸鉀三種堿金屬硅酸鹽的特性，綜合考慮最終以硅酸鉀溶液作為涂層成膜基料。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，研究了模數(shù)、溫度、攪拌時(shí)間對(duì)制備高模數(shù)硅酸鉀基料儲(chǔ)存穩(wěn)定性、溶液狀態(tài)及涂料性能的影響，并以硅丙乳液BF-400對(duì)基料進(jìn)行改性，采用納米激光粒度儀分析了模數(shù)為5.5、6.0、6.5的硅酸鉀基料中二氧化硅膠粒的粒徑分布，得到了改性基料的最佳制備條件：硅酸鉀模數(shù)為6.5,溫度為50℃,攪拌時(shí)間15min,硅丙乳液B-400加入量為20wt.%

本課題研究了不同鋅粉含量對(duì)涂層性能的影響，制備了鋅粉與改性基料質(zhì)量比為2:1、2.5:1及3:1的涂層，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射分析(XRD)、動(dòng)電位極化曲線測(cè)試及電化學(xué)阻抗譜測(cè)試(EIS)等實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)比分析了涂層的微觀組織形貌、成膜性、耐蝕性等性能。結(jié)果表明當(dāng)鋅粉與改性基料質(zhì)量比為2.5:1時(shí)制備的涂層成膜性更佳，涂層更加致密，附著力和耐蝕性更好，在3.5wt.%NaCl溶液(pH=6)中浸泡時(shí)間可達(dá)15d。此外還向球狀鋅粉中添加了5wt.%、10wt.%、15wt.%、20wt.的片狀鋁粉，研究鋅鋁混合粉中的鋁粉添加量對(duì)涂層腐蝕性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)鋁粉含量占鋅鋁粉的15wt.%時(shí)，制得的涂層耐蝕性更好，在3.5wt.%NaCl溶液(pH=6)中浸泡時(shí)間可達(dá)40d。

    最后，研究水性無(wú)機(jī)改性高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂層與電弧噴涂的復(fù)合作用，使用電弧噴涂機(jī)對(duì)基體噴涂了純Zn、Zn-A115鋅鋁合金絲，其中鋁含量占15wt.%)純Al三種金屬材料，作為富鋅涂料的底層，通過(guò)掃描電子顯微鏡及電化學(xué)測(cè)試方法研究了電弧噴涂底層與富鋅涂料的復(fù)合性及耐蝕性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電弧噴涂純A涂層與富鋅涂料復(fù)合性良好，且制得的復(fù)合涂層在3.5wt.%的NaCl溶液(pH=6)中浸泡時(shí)間可達(dá)71d。

關(guān)鍵詞：高模數(shù)硅酸鉀；水性無(wú)機(jī)富鋅涂層：硅丙乳液：耐蝕性：電弧噴涂：無(wú)機(jī)涂料