更新時間: 2022-03-21
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水性硅酸鹽無機(jī)富鋅防腐底漆中含有大量鋅粉，并且主要應(yīng)用于鋼鐵基材上，因此同之前討論的硅酸鹽涂料應(yīng)用在含有大量鈣、鎂離子的無機(jī)底材上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)不同。
金屬鋅為可以同時與酸、堿反應(yīng)的二價金屬，化學(xué)性質(zhì)活潑，可與堿金屬硅酸鹽反應(yīng)，因此不能生產(chǎn)單組份涂料，這也可以從鋅的溶解性質(zhì)中看出。
鋅的溶解性主要取決于它所處的水溶液的pH和溫度：當(dāng)水溶液為中性時，鋅是不溶的；隨酸性增大，pH減小，鋅可以與氫離子發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，鋅的溶解性增大；同時鋅也可以與堿反應(yīng)，當(dāng)pH大于11時，鋅的溶解性隨pH增大而增大。
當(dāng)水性硅酸鹽無機(jī)富鋅防腐底漆涂裝在鋼材底材上，隨著水的揮發(fā)，硅酸鹽沉積在基材上并濃縮脫水聚合為分子量更大的預(yù)聚物，預(yù)聚物通過與鋅粉顆粒表面的鋅離子反應(yīng)，生成生不溶性的多聚硅酸鋅的聚合物基質(zhì)，隨后，硅酸鹽可以同空氣中的二氧化碳產(chǎn)生的碳酸反應(yīng)，生成多聚硅酸進(jìn)一步同鋅粉表面的鋅離子反應(yīng)，最終反應(yīng)完全可能需要幾個月的時間，一般最初反應(yīng)發(fā)生在同大氣接觸的表層，并逐漸向涂層的底層固化，最后深入到鋼材基體，也同鋼鐵底材上的鐵離子(Fe2+/3+)一起反應(yīng)絡(luò)合，形成多聚硅酸鋅鐵的聚合物。在此期間，涂層的交聯(lián)密度增加，從而得到一個堅(jiān)硬、耐用、致密的主要由硅酸鋅聚合物組成的三維無機(jī)結(jié)構(gòu)。
鋅粉在涂料中兼具防銹和固化劑的雙重作用，一是作為犧牲的陽極，對鋼鐵進(jìn)行陰極保護(hù)，起防銹作用；另一個作用是可以作為硅酸鹽的固化劑，促進(jìn)固化反應(yīng)的進(jìn)行。
水性無機(jī)富鋅中硅酸鹽的活性硅酸與噴砂鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，漆膜通過化學(xué)鍵附著在鋼結(jié)構(gòu)表面，具有極佳的附著力。即使磕碰后，漆膜也不會大面積翹皮或脫落，而只是磕碰處出現(xiàn)凹坑和刮痕，且由于鋅的陰極保護(hù)作用基材也不易生銹。
水性無機(jī)富鋅涂料中的基料主要是硅酸鉀和硅酸鋰，其中應(yīng)用最多的還是硅酸鉀。同無機(jī)硅酸鹽建筑涂料中類似，硅酸鈉雖然價格便宜，但干燥速度慢，涂厚耐水性差，很少采用。硅酸鉀則因?yàn)楣毯?，干燥較快，成膜性好，易獲得高模數(shù)產(chǎn)品，綜合性能好且價格適中而被廣泛使用。硅酸鋰具有室溫固化速度快、同鋅粉混合后使用期長、耐水性好、鹽析少等優(yōu)點(diǎn)，其自固化的漆膜類似如烘烤的硅酸鈉粘結(jié)劑，有極高的硬度、耐久性和耐磨性，在水性富鋅底漆中具有最好的防腐性能，但由于水溶性較低，不易得到高濃度產(chǎn)品，且價格昂貴。
商品普通硅酸鉀的最高模數(shù)一般為3.9，更高模數(shù)的硅酸鉀的粘度會急劇增加而難以使用并且穩(wěn)定性降低。要得到更穩(wěn)定、更高模數(shù)的硅酸鉀一般是向低模數(shù)的硅酸鉀中加入一定量的硅溶膠和有機(jī)硅烷來改性，也稱為高模數(shù)硅酸鉀的穩(wěn)定化。
