日期：2021-06-22
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190 核心提示：0 前 言冷涂锌是一种特殊的有机类富锌涂料，干膜中锌粉含量高达96%，防腐蚀性能优异；且单组分包装，施工中无混合期限制，使用方
0 前 言
冷涂锌是一种特殊的有机类富锌涂料，干膜中锌粉含量高达96%，防腐蚀性能优异；且单组分包装，施工中无混合期限制，使用方便，国外的ZINGA、ROVAL都已经有了50年的发展历程，承接了大量的工程。自2001年比利时ZINGA metaLL公司的“锌加”通过尚峰公司进入中国钢结构市场，在粤海通道、广州白云机场、崖门大桥、杭州弯大桥钢筋等重点工程上，取得了成功应用。紧接着2003年深圳彩虹公司研制出“强力锌”，获得国家专利；2004年日本ROVAL公司在上海建厂、销售；2008年无锡锌盾公司生产了锌盾产品，在新疆头屯河大桥等大型桥梁上初露头角，十几年来，国内各公司纷纷研制开发了冷涂锌。
1 技术要求
HG/T 4845—2015《冷涂锌涂料》标准已于2016年1月1日起正式颁布实施。其技术要求见表1。
其中序号4、10、11、12的4项指标为重点。国内开发、研制冷涂锌的公司，单凭HG/T 4845—2015技术要求，全鉴定合格后，迅速推向市场，批量应用于国外大型电力设备、大型桥梁、市政工程、海洋工程中。
2 冷涂锌涂料配套体系的LCC分析和防腐寿命预测
目前，上普遍采用全生命周期分析法(LCC)来评价工程设计的合性。在防腐行业中，LCC分析是将整个使用寿命过程中，前期投资、寿命中维修和保养费用，包括材料费、人工费、停工损失、材料损失等直接和间接费用之和进行综合评价并提出优方案。采用冷涂锌涂装体系能获得较长的防腐年限，减少昂贵的重涂维修，会取得更大的综合经济效益。十几年来，我国在涂装技术发展上，落后于涂料技术的发展，大型工程的业主、设计院、二级以上工程公司都没有进行过冷涂锌LCC分析，造成冷涂锌使用工程失误较多。
冷涂锌作为单一防腐涂层大量用于钢铁表面防锈、防腐是替代热浸镀锌、电弧喷锌、电镀锌的佳防腐材料。单层冷涂锌涂料防腐年限可根据锌含量、综合腐蚀环境条件、锌层每年的消耗量来估算。计算公式如式(1)。
N＝(7.14×F×T×K)/G （ 1）
式(1)中：
7.14——1 m2，1 μm锌层的质量，g/(m²×μm)；
F——锌层厚度，μm；
T——干膜中锌的质量，g；
K——锌涂层析减系数，一般取0.8；
G——腐蚀环境等级下，锌1 a的腐蚀率，g/m2。
以北京地区钢箱梁外测80 μm冷涂锌为例来估算防腐蚀年限，见表2。
由表2说明冷涂锌体系一道喷涂可以在30 a内免维护，ROVAL(上海)公司冷涂锌产品系用丙烯酸树脂制成，上面再加一道同为丙烯酸的银富锌面漆，2006年用于北京昆明湖东路、光辉桥箱外侧，10 a后调查涂膜情况，涂层能达到25 a的寿命。同样的配套，同样用在广州巴特勒公司生产的国外钢构工程产品，颜色与热浸锌相同，现已过去十几年，防腐效果十分显著。冷涂锌用于钢结构表面的各种镀锌层的腐蚀、焊接、切割、钻孔、铆接等引起的破损处的修补，防腐年限的估算用相同的方法。
3 配套设计
市场上近20家生产冷涂锌涂料的公司，其中以无锡锌盾、湖南金磐、上海杲锌、西北永新、江苏兰陵、常州特种几家厂产量高，再加上国外的锌加和日本的罗巴鲁，冷涂锌市场更处于激烈的竞争之中。除了四川的轻轨工程，比亚迪云轨工程、北京永定门大桥工程等之外，很多大桥如安徽某二桥、宁波两座大桥，在冷涂锌产品开发、配套设计、涂装施工等都出了问题，呈现严重的涂膜弊病，修补也十分困难。为使国内冷涂锌的开发步入正轨，下面就所出现的3个问题作一阐明。
3.1 冷涂锌产品的树脂选择
树脂：冷涂锌产品的开发首先考虑的是树脂体系。树脂不同，冷涂锌产品的技术性能是完全不同的。一般由4种不同的树脂制成的。
3.1.1 聚苯乙烯树脂
锌加、锌盾、海隆、坚邦、特种、强力锌等冷涂锌是以聚苯乙烯为主体的树脂制成的。它是性能好的一种树脂，特别是配套性能良好。
3.1.2 丙烯酸树脂
丙烯酸树脂：应用广泛，产量高，但配套性能不如聚苯乙烯的好。
3.1.3 环氧酯树脂
ROVAL公司的EPO-ROVAL、西北永新公司的环氧酯冷涂锌，它们的防腐性能优异、配套性能也好，但价格较高。
3.1.4 水性冷涂锌
随着环保力度的加强，各种树脂制成的水性冷涂锌也相继问世。早的是ROVAL公司的双组分水性丙烯酸聚氨酯冷涂锌，锌粉含量在95%以上。另外，ZINGAMATAII公司的水性硅酸锌锌加，在深圳某厂使用过，也是双组分产品，施工相比溶剂型较为困难。锌盾、杲锌近期也研制了水性冷涂锌。含片状锌粉是高级冷涂锌的标志，含锌量达96%的锌加是用片状锌粉制成的。ROVAL也是用片状锌粉制成的，但它的含锌量只达到92%。片状锌粉制成的冷涂锌防锈效果好，涂层的配套性能也好，硬度适中，施工中搅拌较为困难。
3.2 中层漆的选择
冷涂锌是有机富锌涂料，有别于无机硅酸锌涂料，更有别于电弧喷锌铝等作底涂，有些涂料公司研制的封闭漆，失去了封闭的意义。它也替代不了承上启下的中层漆的作用。
尤其是双组分强溶剂型涂料，喷涂在单组分冷涂锌上，如果不控制膜厚，使底漆与封闭漆同时剥落，如广州大学城钢结构、澳门四条圆形地天桥中层漆用的是外资企业的环氧云铁中层漆，固含量高达80%，一次膜厚大于100 μm，使底漆与中层漆同时脱落，教训十分深刻。表3中宁波某大桥也因冷涂锌底漆过厚，中层漆未选择好而发生众多的涂膜弊病。
3.3 重防腐涂装体系
从理论上分析，除醇酸类涂料之外，冷涂锌可以与其他品种的中间漆及面漆配套使用，取得优异的防腐蚀性能。对此配套的耐久性探讨，参考ISO 12944-2017-5。以表4为例说明在C3、C4腐蚀环境条件下，一道干膜厚小于80 μm、80%锌粉含量的环氧富锌底漆，配套中层漆、面漆大约有25 a的使用寿命。冷涂锌锌粉含量高达95%，防腐蚀性能更加优异，＜80 μm干膜的冷涂锌配套上中层漆、面漆应该有大于25 a的使用寿命。
按照ISO 12944-2017-5设计原则，C309、C411冷涂锌配套方案及耐久性评估如表5所示。
表6为锌加冷涂锌的涂装配套方案。专家鉴定该配套有大于25 a的涂层使用寿命。目前，这个工程已用了近200 t的锌加(约一半的使用量)，工程质量良好。
3.4 涂层使用寿命的定义
涂层使用寿命，又称涂层的耐久性，它不是商业上的保质期，而是一个技术指标，是预期的设计寿命，是指定配套涂层达到次大修前的时间。当涂层状态有10%表面达到ISO 4268-3标准的Ri3级时，通常需进行次大修。
4 冷涂锌施工及注意事项
4.1 施工方法
喷涂：推荐专用的无气喷涂机，如9C，压力比32∶1。
刷涂：建议在预涂时采用，但必须达到规定的干膜厚度。
4.2 施工参数
稀释剂/清洗剂：冷喷锌专用稀料无气喷涂的指导性数据，见表7。
4.3 注意事项
涂层未完全干燥前避免受热(20 ℃时少24 h)。高含锌涂层表面能形成锌盐(又称白锈)，在涂装后道漆之前不应长时间曝露。如已产生锌盐，应在有锌盐的表面，应进行二次清除处理。
