底漆在防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)中的重要性(轉(zhuǎn))
萬丈高樓平地起,形象的說明了基礎(chǔ)是高層建筑的生命線;而底漆好比就是防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)中最重要的“平地”。這塊“平地”直接影響著防腐蝕涂層體系的完整性及耐久性,是設(shè)施安全運(yùn)行,企業(yè)成本節(jié)約,經(jīng)濟(jì)效益提高的“保護(hù)神”,其在防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)中的重要性不可小覷。因此,討論防腐蝕涂層不得不說底漆,作為涂層結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),底漆的重要性越來越被設(shè)計(jì)、施工、研發(fā)等部門所關(guān)注。

底漆種類繁多,因應(yīng)用場景不同而不一樣。底漆從涂裝基材上分有金屬底漆和非金屬底漆,金屬底漆常用的有鋼鐵及有色金屬底漆;非金屬底漆常用的有混凝土、花崗巖、大理石、玻璃及塑料底漆等。底漆從特性方面分為普通底漆和功能型底漆(如導(dǎo)電底漆、耐陰極剝離底漆、可剝離底漆(面漆)、導(dǎo)熱底漆、耐高溫底漆、磷化底漆、低表面底漆、UV底漆等)。底漆從環(huán)保性方面分為水性油性底漆、無溶劑底漆及溶劑型底漆等。這些底漆為中間漆和面漆提供穩(wěn)固的基礎(chǔ),牢固附著于被涂基材上面,共同構(gòu)成防腐層體系結(jié)構(gòu),進(jìn)而增強(qiáng)上道涂層的附著力,提高了中間涂層的緩沖作用和面漆的耐蝕及裝飾效果。

底漆的重要作用就是潤濕基材面,填充找平,增加比表面積并且滲透錨固基礎(chǔ)層。底漆涂裝通常涂刷至少兩道以上,并且上下道底漆成十字交叉狀態(tài),目的就是必須實(shí)現(xiàn)“100%全覆蓋”,發(fā)揮底漆的價值和作用。實(shí)際施工中,發(fā)現(xiàn)底漆涂刷只有一道,這種現(xiàn)象普遍存在,雖然節(jié)約了人工及材料成本,殊不知無法避免的“漏點(diǎn)”為整體涂層的質(zhì)量效果埋下了隱患,其中“點(diǎn)蝕”的原因大部分就是“漏點(diǎn)”造成。另外對于一些強(qiáng)度不夠,基礎(chǔ)面較差的混凝土,一道底漆可能“無濟(jì)于事”,需要多道底漆涂刷才能滿足理想的效果?;炷?、大理石、花崗巖因?yàn)榫哂刑厥獾摹懊?xì)孔”特殊結(jié)構(gòu)為底漆更好的“滲透”提高了良好的環(huán)境通道,為“封閉”及“錨固”作用的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件,是底漆與混凝土、大理石、花崗巖的牢固附著,并與后續(xù)涂層的充分粘結(jié)的主要因素。為了達(dá)到高效的“滲透”效果,施工人員在施工時往往需要加入大量的稀釋劑來降低底漆的稠度,雖然滲透率有所增強(qiáng);但是稀釋劑揮發(fā)后留下的空腔難以形成“錨固”效果,造成中間層或者面漆的脫層。另外稀釋劑的大量揮發(fā)還會延長中間層和面漆的干燥時間,影響了施工進(jìn)度和工期,增加了施工成本。因此,底漆在混凝土、大理石、花崗巖基材上面涂裝時,根據(jù)需要按照一定的比例添加稀釋劑,既利于滲透也不影響涂層質(zhì)量。筆者也提醒施工人員,市場上常用商品級的混凝土底漆無需添加稀釋劑就可以展現(xiàn)出良好的滲透性能。需要注意的是在環(huán)保政策驅(qū)動下,部分施工人員在混凝土、大理石、花崗巖表面使用了無溶劑底漆,在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,無溶劑底漆因?yàn)楦吖腆w含量難以滲透到“毛細(xì)孔”內(nèi)部,只能形成表面覆蓋,不能達(dá)到“滲透”“錨固”“封閉”的效果,可能會造成中間漆或者面漆的脫層嚴(yán)重后果。所以,要使用環(huán)保型無溶劑底漆,滿足附著力要求,關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)底漆“高固低粘”技術(shù)的突破,實(shí)現(xiàn)既環(huán)保又全滲透目的。
混凝土、大理石、花崗巖底漆有水性的也有油性的,這兩種底漆固化機(jī)理不一樣。油性的底漆大部分都是靠固化劑參與反應(yīng)完成干燥;而水性底漆有單組分和雙組分兩種,其中雙組分和油性底漆固化機(jī)理一樣,而水性單組分底漆則是通過與混凝土中的水汽反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)固化干燥的,固化后能夠有效阻止?jié)駳獾倪M(jìn)一步揮發(fā),為后續(xù)中間漆或者面漆提供理想的干燥環(huán)境?;炷?、大理石、花崗巖單組分底漆施工過程中,較大孔洞麻面需要用膩?zhàn)诱移?,否則集聚的水性底漆過厚,水汽進(jìn)不去造成不干燥發(fā)粘現(xiàn)象。當(dāng)然基面比較平整,可以不需要先滿批膩?zhàn)釉偎⒌灼?,那樣就會“本末倒置”,失去了底漆的填充,滲透,錨固的重要作用。在混凝土、大理石、花崗巖表面涂裝底漆時,“滲透”程度除了與稠度有一定關(guān)系外還與涂裝工藝方法有很大關(guān)系。如果給與底漆施加一定的“擠壓”,讓漆料嵌入透至毛細(xì)孔內(nèi)部,就可以實(shí)現(xiàn)漆料滲透更深,錨固更穩(wěn)的效果,其中刷涂工藝就是“擠壓”式施工工藝,而底漆采用噴涂工藝施工時,只是一種“撞擊式表面涂覆”滲透效果不如涂刷。根據(jù)筆者實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為混凝土、大理石、花崗巖最佳的涂裝工藝方法為:涂刷-輥涂-噴涂。
金屬底漆,主要針對鋼鐵基層,他們之間的附著力取決于表面處理程度。不同于混凝土、大理石、花崗巖具有的“毛細(xì)孔”特性,金屬表面不存在滲透功能,只能靠一定的粗糙度和清潔度來增大比表面積實(shí)現(xiàn)底漆與金屬的附著力。從手工除銹到機(jī)械打磨,再到噴砂,底漆與金屬的附著力強(qiáng)度是遞增的,尤以干噴砂最佳。當(dāng)采用濕噴砂表面處理時,建議使用水性底漆。有色金屬如不銹鋼,金屬鋁等其表面光滑并有油脂和雜質(zhì),一部分還有鈍化膜,氧化膜等,涂裝前需要去油拉毛處理,最好使用石榴石進(jìn)行輕噴砂,保證一定的清潔度和粗糙度,建議采用耐陰極剝離底漆(其附著力拉拔可以達(dá)到15Mpa以上)或者其他有色金屬專用底漆,需要注意的是有色金屬底漆的使用必須選擇非皂化類底漆,否則會造成脫層和翹皮質(zhì)量問題。一些局部修補(bǔ),或者易燃易爆區(qū)域,有限空間施工使用的金屬底漆可以采用磷化,鈍化底漆,帶銹底漆,水性底漆等涂裝;一些翻新的鋼結(jié)構(gòu),管道,儲罐表面涂裝無需去除舊涂層,只需要簡單的清理表面灰塵及油污就可涂裝的低表面處理底漆。這種底漆附著力強(qiáng),可以配套多種防腐蝕面漆,大大節(jié)約施工成本和提高施工安全性。這種低表面處理底漆在大慶石化成功應(yīng)用,是大型貯罐防腐蝕涂層翻新不停車涂裝的技術(shù)突破,并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)銷售。

塑料等非金屬表面,特別是一些帶有極性基團(tuán)的塑料,因?yàn)楸砻婺芑钚圆?,結(jié)晶度高,表面光滑,化學(xué)惰性以及脫模劑殘留等原因,導(dǎo)致普通底漆附著非常困難。為了提高塑料底漆的附著力,必須改善其表面性能,可以通過對塑料表面進(jìn)行打磨,噴砂,溶劑清理,火焰灼燒,電暈處理等方法才能噴涂塑料專用底漆。底漆干燥后涂覆各種性能和色彩的配套面漆,增強(qiáng)塑料的耐久性和美觀性。因此,塑料等非金屬表面涂裝,表面處理和底漆選擇極為關(guān)鍵,尤為底漆起著承上啟下的重要作用,通過底漆良好的附著,才能實(shí)現(xiàn)塑料豐富多彩的需求性和實(shí)用性,保證塑料在各個應(yīng)用領(lǐng)域特別是防腐蝕領(lǐng)域長效的使用壽命。

雖然底漆遍布于防腐蝕涂層的方方面面,而在防腐蝕涂層應(yīng)用領(lǐng)域體量最大,應(yīng)用最廣,最具代表性的要數(shù)鋼鐵防腐涂層。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),2024年中國金屬防腐蝕行業(yè)市場規(guī)模為4500億人民幣,其中鋼鐵涂層防腐市場規(guī)模為2025億元人民幣。因此,鋼鐵防腐蝕底漆選擇與應(yīng)用在涂層結(jié)構(gòu)中具有重要的位置,正確的配套和科學(xué)的使用可以大大延長鋼鐵耐蝕時間和設(shè)施的使用壽命,有效的避免腐蝕造成的損失,可以說底漆并“不低”而是穩(wěn)固防腐涂層體系的“高手”。鋼鐵腐蝕還有一種奇怪的“現(xiàn)象”,就是有些涂層下的鋼鐵腐蝕比未進(jìn)行涂層防腐的“裸鋼鐵”腐蝕厲害,究其原因與底漆有關(guān)系。通過分析,金屬表面(處理或者未處理)存在看不見的“空穴”,當(dāng)?shù)灼帷叭采w”時,漆料就會填滿這些“空穴”,內(nèi)部不存在空氣水汽介質(zhì),形成不了腐蝕電池,因此可以保證涂層的完整性,保護(hù)鋼鐵不被腐蝕。當(dāng)涂層吸水后依然具有很好的附著力(濕附著力)說明底漆錨固穩(wěn)定,覆蓋全面,涂層完整;如果濕附著力差,說明水分浸透到底漆與基材的界面,形成氣泡或者剝離,導(dǎo)致鋼鐵基材暴露在腐蝕介質(zhì)中,從而引發(fā)了電化學(xué)腐蝕。因此,濕附著力的強(qiáng)弱是鋼鐵涂層防腐蝕性能的重要指標(biāo)之一,也說明了底漆的錨固特性及覆蓋程度在防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)中的重要作用。鋼鐵涂層下腐蝕重于“裸鋼鐵”腐蝕除了上述原因外,還有以下幾點(diǎn)因素:
1.裸鋼鐵腐蝕,相對均勻的表面腐蝕;而涂層下鋼鐵腐蝕是局部的深度穿孔、剝離。
2.裸鋼鐵腐蝕,是一種均勻的電化學(xué)腐蝕;而涂層下鋼鐵腐蝕是一種大陰極-小陽極加閉塞電池的聯(lián)合作用。
3.裸鋼鐵腐蝕,腐蝕程度受到介質(zhì)濃度的影響;而涂層下鋼鐵腐蝕是一種微環(huán)境腐蝕,介質(zhì)富集,環(huán)境更加惡劣。
4.裸鋼鐵腐蝕,腐蝕速率較慢,可以預(yù)測;而涂層下鋼鐵腐蝕,局部腐蝕加速,可以達(dá)到裸鋼鐵腐蝕速率的數(shù)十倍。
總之,涂層下鋼鐵腐蝕更加嚴(yán)重的主要原因是局部電化學(xué)驅(qū)動,界面環(huán)境的惡化已經(jīng)防護(hù)失效共同作用的結(jié)果。相對于裸鋼鐵均勻腐蝕,涂層破損點(diǎn)因?yàn)槟芰考嗅尫?,形成了“爆發(fā)式”局部破壞,因此比裸鋼鐵腐蝕更加厲害,而且危害更大,是一種隱藏式的鋼鐵腐蝕“殺手”。為了避免涂層下鋼鐵腐蝕,施工中必須對鋼鐵進(jìn)行嚴(yán)格的表面處理(建議采取噴砂方法,達(dá)到Sa2 1/2級);規(guī)范底漆涂刷的全面性(建議涂刷不低于2道并十字交叉進(jìn)行);保持涂層的定期維護(hù),控制涂層良好的完整性。

隨著工業(yè)防腐蝕涂料技術(shù)的進(jìn)步,底漆的發(fā)展非常迅猛,展示了底漆應(yīng)用的強(qiáng)大生命力,也充分驗(yàn)證了底漆在防腐蝕涂層中的重要性。作為防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分,底漆為防腐層中間層或者面層提供了良好的附著環(huán)境,保證了了防腐層的完整性和使用年限使用。然而有部分專家認(rèn)為防腐蝕結(jié)構(gòu)中的底漆可以省略,以面代底,或者叫底面合一,這樣可以節(jié)省大量的材料和人工,降低施工成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。筆者認(rèn)為腐蝕介質(zhì)千變?nèi)f化,相對應(yīng)的防腐蝕涂層也必須與之相適應(yīng),單一的涂層結(jié)構(gòu)不可能完全滿足紛繁復(fù)雜的腐蝕環(huán)境要求,兩種觀點(diǎn)正確與否,還得留與應(yīng)用實(shí)踐去驗(yàn)證,筆者拭目以待。
