环氧石墨烯锌粉涂料具有含锌量较高高,阴极保护效果好,适用于中等及严重腐蚀环境等优点,但若施工不当,则影响了涂层防腐的效果及配套漆的外观质量,因此,有效掌握涂装施工的各个环节,采用合理可行的涂装工艺才能充分发挥环氧石墨烯锌粉涂料的优良性能。本文重点介绍了环氧石墨烯锌粉涂料涂装施工前钢材表面的处理及施工中喷涂工艺技术要领。
1、环氧石墨锌锌粉涂料概述
1.1环氧石墨烯锌粉涂料
环氧石墨烯锌粉涂料是以石墨烯及锌粉为主要防锈颜料,环氧树脂为基料,聚酰胺树脂为固化剂,配以适当的助剂、体质颜料、磷铁粉、混合有机溶剂等制成的分装配套产品。其中锌粉含量较当前环氧富锌底漆的含量大大减少，最多仅需40%。
1.2主要物性
漆膜坚韧、耐磨、附着力好,防锈能力很强:产品锌粉含量低,但在石墨烯的作用下，具有良好的阴极保护作用，工业防腐蚀效果好,耐盐雾和耐湿热性能优异,用作强腐蚀环境中的钢结构长效防腐底漆。
1.3作用
石墨烯锌粉涂料的防腐机理是基于金属锌对钢铁的阴极保护作用,在腐蚀前期过程中,由于在涂膜侵蚀时锌的电位比钢铁电位低,因此涂膜中的锌为阳极,先受到腐蚀,基材钢铁为阴极,受到保护发生。
在腐蚀后期过程中,锌作为牺牲阳极形成的氧化产物又对涂膜起到一种屏蔽作用,仍可加强涂膜对底材的保护。另外,牺牲的锌粉形成二价锌离子与空气中的水分和二氧化碳反应生成碳酸锌等产物,形成“白锈”,能够阻挡和屏蔽腐蚀介质的腐蚀,起到一定的“自修复”作用,从而使钢铁得到保护。同时石墨烯的存在，因自身独特结构原因能隔绝大量水蒸气，氧气的与金属基材接触的可能性，同时由于石墨烯的良好导电性，更好的发挥锌粉阴极保护的作用。
以上防腐机理的核心在于石墨烯锌粉涂料的“锌粉”,为确保石墨烯锌粉涂料的锌粉能与钢铁紧密结合而起到导电和牺牲阳极作用,对于石墨烯锌粉涂料中锌粉含量有明确的要求。美国钢铁结构涂装协会明确的规定，富锌涂料中:1级,锌粉含量≥85%;2级77%锌粉含量≤85%;3级,65%≤锌粉含量≤77%。（锌粉在涂层中干重质量百分比）,而石墨烯锌粉涂料大大减少了锌粉的含量，既确保不会因大量锌粉导致涂料板结等危害，还增强了涂料的保护效应，更加的先进适用。
1.4用途
环氧石墨烯锌粉涂料可与绝大多数涂料相兼容,是多道涂层系统中很好的底漆,由于涂膜中锌粉含量较高,因此此底漆在今后的焊接工艺中不会被破坏和脱落,这使环氧石墨烯锌粉涂料可用于一般钢板上作车间预涂底漆用;它耐磨性能,耐化学品性、耐老化性也非常好以及耐油性能三防，防水、防潮、防尘性能也十分优良,适合各种强腐蚀环境,如海上设施、桥梁、水工、发电厂、石化厂、污水厂、油罐、网架等钢结构,尤其适合海洋环境下的长效防腐,如海洋工程、石油钻井平台大型钢结构。
1.5 施工技术处理
1 喷涂底漆前钢材表面的处理
表面处理是涂装的重点工作。石墨烯对底材的保护作用，除了本身的质量外，底材表面质量处理的好坏对漆膜质量的影响程度达到50%以上。
喷涂前表面处理包括三个方面：
1）结构处理：钢材本身在除锈前须进行一定的结构处理，如锐边的打磨，焊孔的补焊及磨平等，以保证能够完整覆盖底涂层。
2）表面清洁程度：钢材表面必须除锈，油脂、污垢，氧化皮水分等表面的附属物，并且确保表面没有油气和粘着物等杂质。
3）增加表面粗糙度：表面粗糙可以增加漆膜基面与工件之间的实际结合面积，有利于提高涂层的附着力。但是对基面的洞孔和明显凹陷处应先填补平整。
其中，钢结构防腐除锈是最重要的步骤：
4）钢结构防腐除锈的分类与定义
未经处理的钢结构构件表面锈蚀程度可分为A、B、C、D四级，具体可以参见相关标准钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB/T 8923.1-2011介绍。
金属表面的除锈方法主要有手工处理、机械处理、化学处理和火焰处理四种。
手工处理主要用铲刀、钢丝刷、砂布、断钢锯条等工具,靠手工敲、铲、刮、刷、砂的方法来达到清除铁锈,这是漆工传统的除锈方法,也是最简便的方法,没有任何环境及施工条件限制,但由于效率及效果太差,只能适用小范围的除锈处理。
机械除锈主要是利用一些电动、风动工具来达到清除铁锈的目的。常用电动工具如电动刷、电动砂轮,风动工具如风动刷。电动刷和风动刷是利用特制圆形钢丝刷的转动,靠冲击和摩擦把铁锈或氧化皮清除干净,对表面铁锈,效果较好,但对较深锈斑很难除去。
电动砂轮实际是手提砂轮机,可以在手中随意移动,利用砂轮的高速旋转除去铁锈,效果较好特别对较深的锈斑,其工作效率高,施工质量也较好使用方便,是一种较理想的除锈工具。
化学处理实际是酸洗除锈法,利用酸性溶液与金属氧化物(铁锈)发生化学反应,生成盐类而脱离金属表面。
常用的酸性溶液有:硫酸、盐酸、硝酸、磷酸。操作中将酸性溶液涂于金属铁锈部位让其慢慢与铁锈发生化学反应而去掉。铁锈去除后应用清水冲洗,并用弱碱溶液进行中和反应,再用清水冲洗后干、烘干,以防很快生锈。
火焰处理法是利用气焊枪对少量手工难以清除的较深的锈蚀斑,进行烧红,让高温使铁锈的氧化物改变化学成份而达到除锈目的。通常情况下,先将金属表面上的浮土、砂、灰浆、油污、锈斑焊渣、毛刺等清除干净。然后进行表面除锈,方法可用手工处理。
大面积锈蚀可先用砂轮机、风磨机及其它电动除锈工具除锈,然后配以钢丝刷、刀、钢铲及砂布等工具,经刷、锉、磨除去剩余铁锈及杂物。
2、环氧石墨烯锌粉涂料施工工艺
2.1除锈准备
涂刷油漆之前金属结构表面应除油、除尘、除锈、除氧化皮等附着物,使待涂覆表面清洁、干燥、无污染。钢结构表面的油脂、漆痕,先用溶剂清洗除去,若表面尚有层叠的铁锈附著时,再用电动工具、钢刷或其它工具清除。结构表面焊缝附近的焊接飞溅、焊珠等须用电动工具或钢刷清除干净。除锈完成后,应将表面附留的尘垢和杂物清净,若尚有残留油脂,应使用溶剂清洗。一般情况下,环氧富鑫底漆的使用环境应达到S2.5级。具体标准等级可查看钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB/T 8923.1-2011介绍
2.2涂料准备
施工过程中和涂层干燥固化前,环境温度宜保持在5-38℃,相对湿度不宜大于90%,空气应流通。当风速大于5m/s,或雨天和构件表面揭露时,不宜作业。环氧高鑫底漆为多组分产品,使用之前应将组分A充分搅拌,使上下层漆料均匀无可见沉积物或结块存在。将组分A与组分B按产品说明标注的配比进行混合,准确称量,静置一段时间后方可进行涂装
2.3涂刷底漆
用刷涂或喷涂的方法在经过处理的金属结构表面涂一层环氧高鑫防腐底漆,干燥12h左右,漆膜厚度大约30-50μm;待第一层刷涂的底漆干燥后,用同样方法进行下一层的刷涂,直到达到设计与规范要求。
施涂时一定要涂刷到位、刷满、刷匀。使用漆刷时,应采用直握方法,用腕力进行操作。
2.4检验修补
工序间检验包括表面处理是否达到规范与设计要求,漆层的厚度(包括每层厚度和总厚度)与完整性;最终检验时涂层应连续、均匀、平整、无颗粒、无流挂滴漏或其他缺陷,涂层颜色均匀一致,厚度达到设计要求。若漆层有露底、破损、颜色不一致等问题,应根据缺陷大小与严重程度,按上述工艺进行局部修补或整体返修。
3、环氧石墨烯锌粉底漆在实际应用中的注意事项
3.1涂装前金属结构表面处理应达到设计与规范要求,并保持干燥;阴雨天或相对湿度大于85%时,应停止施工。喷涂后12h内避免淋雨或渗漏水,防止金属结构表面生锈
3.2用喷砂除锈时,喷嘴接头牢固,不准对人。喷嘴堵塞,应停机消除压力后,方可进行修理或更换。
3.3涂层作业气温应在5-38℃之间为宜,当天气温度低于5℃时,应选用相应的低温涂层材料施涂。当气温高于40℃时,应停止涂层作业。因构件温度超过40℃时,在钢材表面涂刷油漆会产生气泡,降低漆膜的附着力。
3.4施工用涂料按比例计量调配。搅拌完成后,施工人员应等待涂料熟化一段时间后再使用。涂装时应搅拌确保涂料始终处于悬浮状态。
3.5涂后干膜须完全覆盖喷砂后所产生的厚度,并且及时喷涂中间漆和面漆,避免产生锈斑与锌层。
3.6如果要在涂后的金属表面进行焊接或切割,会散发尘埃与烟雾,施工人员必须使用合适的个人防护装备,并且确保现场通风状况良好。
3.7环氧高锌底漆应贮存在阴凉干燥的库房内,不得与其他材料混放。