L'acciaio zincato è ampiamente utilizzato per controllare la corrosione atmosferica. Per migliorare la resistenza alla corrosione o la decorazione dell'acciaio zincato, spesso viene lasciato verniciare con una mano di finitura.
Tuttavia, il problema principale con acciaio galvanizzato è che è difficile ottenere una buona adesione. Questo perché, in un ambiente inquinato dall'aria, i prodotti di corrosione dello zinco sulla superficie dello strato zincato contengono alcune sostanze idrosolubili che riducono le prestazioni del film di vernice.
Inoltre, lo zinco ha un'attività molto elevata e interagisce con alcuni componenti della vernice. La reazione ha causato la caduta della vernice in pochi mesi. A causa dei problemi sopra menzionati, l'acciaio zincato viene solitamente utilizzato come substrato difficile da verniciare, quindi è necessario eseguire un trattamento superficiale sullo strato zincato e selezionare appositamente la vernice per l'acciaio zincato.
Proprietà chimiche del rivestimento di zinco
Quando lo strato zincato viene esposto all'atmosfera, ha luogo la reazione chimica iniziale, vale a dire, lo zinco produce ossido di zinco. Tuttavia, la fase iniziale entro circa 48 ore dopo la zincatura di solito non influisce sull'adesione della vernice. Questo tempo può essere più lungo o più breve, a seconda delle condizioni di conservazione e di esposizione.
Oltre alla formazione di ossido di zinco e idrossido di zinco, nelle prime fasi dell'esposizione è comune anche la formazione di una miscela di cloruro di zinco e solfato di zinco. Il film superficiale formato nella fase iniziale è sciolto e polverulento, quindi non può essere utilizzato come buon primer per vernici. Sebbene la formazione di pellicola superficiale possa non essere visibile ad occhio nudo, può causare danni alla pellicola di vernice.
Lo strato zincato è esposto all'atmosfera. Dopo 8 mesi a 2 anni, si forma lo strato superficiale finale. Il tempo necessario dipende dalla durezza dell'ambiente. La superficie finale è un film basico di carbonato di zinco, che è sostanzialmente inerte e aderisce strettamente allo strato zincato. Quando la superficie esterna dello strato zincato è completamente convertita in carbonato di zinco, può essere verniciata con successo sulla superficie. Questo strato superficiale inerte e leggermente ruvido deve essere pulito solo a pressione prima di applicare la finitura.
Come si evince da quanto sopra, la superficie dello strato zincato presenta le seguenti tre diverse fasi di sviluppo:
(1) Zinco puro entro 48 ore dalla zincatura.
(2) Genera ossido di zinco e idrossido di zinco (e altre sostanze) da 48 ore a 1 anno.
(3) Il carbonato di zinco viene infine prodotto da 8 mesi a 2 anni.
Nella seconda fase, quando si formano ossido di zinco e idrossido di zinco sulla superficie dello strato zincato e sono presenti altri contaminanti, è il più pericoloso applicare uno strato di finitura su di esso e il film di vernice verrà danneggiato.
Rivestendo una pellicola di vernice sulla superficie dello zinco, conducendo un test in nebbia salina a lungo termine o l'esposizione all'atmosfera oceanica, dopo l'ispezione, si può scoprire che una grande quantità di zincato solubile viene generata sotto la pellicola di vernice, che è a causa della reazione catodica sotto il film di vernice. Uno, a volte il pH dell'alcali generato sotto il film di vernice è maggiore di 12 e quando il pH è 9, può reagire con lo zinco, consumando così l'alcali, promuovendo così la reazione catodica.
La reazione dell'anodo è bilanciata con la reazione del catodo e la reazione del catodo accelera la reazione dell'anodo, quindi lo zincato si forma all'infinito e si forma uno strato di zincato sulla pellicola di vernice e sulla superficie dello zinco. Lo strato liquido ha distrutto la pellicola di vernice.
Pretrattamento superficiale dell'acciaio zincato prima della verniciatura
Sebbene lo strato zincato abbia buone proprietà di resistenza alla corrosione e protezione, in alcuni casi è comunque necessario applicare vernice liquida o verniciatura a polvere sulla superficie dello strato zincato. Lo scopo principale è ottenere un certo effetto decorativo e mimetico. La doppia protezione del rivestimento organico e dello strato zincato nell'ambiente corrosivo può prolungare la durata della struttura in acciaio.
In generale, non esiste un limite di tempo per l'applicazione della vernice su strutture in acciaio zincato. Può essere verniciato subito dopo la zincatura o al termine dell'invecchiamento dello strato zincato.
Il trattamento superficiale delle parti strutturali in acciaio zincato viene eseguito al meglio entro un breve periodo di tempo dopo la zincatura poiché, durante questo periodo, la superficie dello strato zincato non è stata contaminata da olio, grasso o altre impurità. In questa fase, è possibile utilizzare uno qualsiasi dei seguenti quattro metodi per trattare la superficie dell'acciaio zincato:
① Metodo Twash (TWash è un agente di trattamento in grado di stabilizzare l'ossido sulla superficie delle parti strutturali in acciaio zincato. Soluzione modificata di fosfato di zinco a base d'acqua contenente una piccola quantità di sale di rame).
② Metodo del primer fosfatante.
③ Metodo di invecchiamento completo (invecchiamento da 8 mesi a 2 anni).
④ Metodo di pallinatura leggera.
Lo scopo della pulizia superficiale dell'acciaio zincato prima della verniciatura è rimuovere i contaminanti sulla superficie e la perdita dello strato zincato dovrebbe essere la minima possibile. I metodi comunemente usati per la pulizia delle superfici dell'acciaio zincato includono la pulizia alcalina, la pulizia con soluzione di ammoniaca e la pulizia con solvente. Alcuni detergenti reagiscono con alcuni rivestimenti. Pertanto, quando si sceglie un detergente, contattare l'azienda pertinente per avere una comprensione completa delle prestazioni del materiale selezionato. Dopo aver pulito la superficie, la superficie deve essere pulita con acqua calda e quindi verniciata dopo l'asciugatura.
Trattamento superficiale dello strato zincato
Nella prima fase dopo la zincatura, il trattamento superficiale può essere omesso prima della verniciatura, oppure solo un semplice trattamento superficiale, come la pulizia con una spazzola o un panno pulito. Inoltre, nella fase finale della formazione del carbonato di zinco, non è necessario alcun trattamento superficiale o solo un semplice trattamento.
Sebbene il carbonato di zinco stabile possa formarsi dopo 8 mesi, di solito ci vogliono da 1 a 1.5 anni dopo la zincatura per rappresentare il periodo sicuro per la formazione di carbonato di zinco stabile.
Pertanto, il trattamento superficiale è il più importante nella pericolosa fase di formazione di miscele instabili da 2 giorni a 1 anno dopo la zincatura. Durante questo periodo di tempo, è necessario rispettare i requisiti di rimuovere completamente l'ossido di zinco o l'idrossido di zinco sulla superficie dello strato zincato o eseguire un trattamento di conversione chimica prima di applicare qualsiasi vernice.
1. Rimozione dell'ossido di zinco o dell'idrossido di zinco
Questo trattamento può essere ottenuto mediante trattamento a spruzzo o pulizia chimica. Il metodo migliore e più semplice è quello di eseguire un trattamento a spruzzo, cioè utilizzare un leggero trattamento di sabbiatura sulla superficie dell'acciaio zincato, in modo che l'attrito dell'abrasivo spruzzato rimuova il film di inquinamento ed esponga il nuovo zinco puro, e renda il superficie dello strato zincato.
Si forma un certo grado di rugosità per avere un'ottima adesione con la vernice. Questo metodo richiede operatori esperti di sabbiatura. La sabbiatura è troppo leggera per rimuovere la pellicola contaminata; una sabbiatura troppo profonda rimuoverà troppo zinco e lo zinco si staccherà, formando squame sulla superficie.
Molto importante è anche la scelta dell'abrasivo per sabbiatura. Gli abrasivi duri macineranno via troppo zinco; gli abrasivi morbidi lucidano solo la superficie, ma non possono rimuovere i contaminanti e fornire un certo grado di ruvidità per unire efficacemente la vernice.
Le apparecchiature di sabbiatura automatica con abrasivi in acciaio dovrebbero essere evitate, poiché le particelle di acciaio saranno incorporate nello strato zincato relativamente morbido e le particelle incorporate causeranno ruggine dopo l'applicazione del rivestimento di finitura e coleranno fuori dalla superficie del film di vernice. Dopo aver rimosso l'abrasivo, la superficie dello strato zincato deve essere spazzata via dalla polvere con aria compressa pulita e verniciata immediatamente, altrimenti rigenererà rapidamente l'ossido di zinco.
Un altro metodo di trattamento di rimozione della superficie consiste nell'utilizzare aceto o una soluzione acida debole per la rimozione chimica e quindi risciacquare abbondantemente con acqua. Se il risciacquo non è completo, l'acido debole rimarrà sulla superficie del metallo e influenzerà l'adesione della vernice.
Inoltre, è efficace anche l'uso di acqua ad alta pressione debolmente alcalina per la pulizia. Ma questa rimozione chimica non può fornire una superficie ruvida che favorisca l'adesione della vernice.
2. Trattamento di conversione chimica
La superficie dell'acciaio zincato è passivata con un agente di passivazione contenente cromo. L'ossidazione di cromo esavalente, zinco e anidride carbonica nell'aria genera carbonato di zinco. Poiché il carbonato di zinco è più stabile dello zinco, la durata del rivestimento di zinco può essere estesa da circa 2 anni a circa 7-8 anni.
Dopo la passivazione, la superficie dello zinco assumerà un leggero colore giallo invisibile ad occhio nudo. Dopo questa passivazione, la superficie zincata non ha bisogno di essere nuovamente verniciata, il che è molto più economico della verniciatura.
Processo di verniciatura dell'acciaio zincato
1. Pulisci accuratamente l'acciaio zincato e lascialo asciugare per diverse ore dopo la pulizia.
2. Lucidare l'intera superficie in acciaio zincato, in particolare i punti ruvidi come fessure e ammaccature.
3. Pulisci l'intera superficie con un panno appiccicoso.
4. Applicare il primer per coprire l'intera superficie del metallo. È meglio iniziare dall'alto e poi lavorarci passo dopo passo.
5. Lascia asciugare il primer per diverse ore.
6. Scegli la vernice metallizzata, applicala e lasciala asciugare.
Come scegliere una finitura per l'acciaio zincato?
È importante scegliere una finitura per la superficie dell'acciaio zincato perché quando la superficie metallica sotto il film di vernice viene corrosa, l'alcali generato dalla reazione catodica si accumula sotto il film di vernice, a volte il pH arriva fino a 14, mentre lo zinco può essere resistente solo ai mezzi con un pH di circa 10.
Inoltre, molti smalti sono anche soggetti a saponificazione sotto l'elevata alcalinità sopra menzionata. Vanno quindi scelte finiture resistenti alla corrosione atmosferica e non facilmente saponificabili.
La superficie dell'acciaio zincato dopo una leggera sabbiatura o pulitura chimica è molto efficace quando viene pulita e immediatamente rivestita con vernice epossidica e vernice poliuretanica perché la vernice poliuretanica è resistente ai raggi ultravioletti nella maggior parte degli ambienti industriali. La vernice epossidica ha un'adesione molto elevata e questa pellicola di vernice termoindurente è eccellente nelle proprietà chimiche e fisiche.
Le vernici a base di alchidiche dovrebbero essere evitate, perché questa vernice è soggetta a saponificazione all'interfaccia tra lo zinco e il film di rivestimento, con conseguente scarsa adesione.
Esistono anche finiture a base di terpolimeri clorurati gomma-acrilico e vinil-acrilico.
Manutenzione del rivestimento della struttura in acciaio zincato
Il rivestimento sulla struttura in acciaio zincato deve essere mantenuto regolarmente in modo che lo strato zincato sotto il rivestimento possa essere sempre protetto efficacemente.
(l) Il rivestimento è in polvere o la superficie è sporca.
Risciacquare la superficie con una soluzione detergente e applicare un rivestimento. Non è necessario utilizzare la granigliatura per il pretrattamento della superficie prima della verniciatura. Il rivestimento dovrebbe corrispondere al rivestimento originale. È meglio utilizzare lo stesso tipo di rivestimento del rivestimento originale. Il rivestimento stagionato può essere riportato alla sua lucentezza originale applicando uno strato di vernice in polipropilene.
(2) Il rivestimento è incrinato e staccato.
I rivestimenti con legami deboli devono essere puliti prima della riparazione. La pallinatura leggera è un buon modo per rimuovere il rivestimento allentato e la perdita del rivestimento di zinco non è molto. La vernice di riparazione deve essere abbinata al rivestimento originale e al rivestimento di zinco nudo.
(3) L'acciaio è stato corroso.
Prima della riparazione del rivestimento, è necessario pulire la ruggine. È possibile utilizzare la pulizia manuale, la pulizia con utensili elettrici o la granigliatura. Allo stesso modo, la vernice di riparazione deve essere abbinata al rivestimento originale e al rivestimento di zinco nudo.
