Verzinkter Stahl wird häufig verwendet, um atmosphärische Korrosion zu kontrollieren. Um die Korrosionsbeständigkeit oder Dekoration von verzinktem Stahl zu verbessern, wird dieser häufig mit einem Decklack lackiert.
Allerdings ist das Hauptproblem mit verzinkter Stahl ist, dass es schwierig ist, eine gute Haftung zu erhalten. Denn in einer luftverschmutzten Umgebung enthalten die Zinkkorrosionsprodukte auf der Oberfläche der galvanischen Schicht einige wasserlösliche Substanzen, die die Leistung des Lackfilms verringern.
Außerdem hat Zink eine sehr hohe Aktivität und interagiert mit bestimmten Komponenten in der Farbe. Die Reaktion führte dazu, dass die Farbe innerhalb weniger Monate abblätterte. Aufgrund der oben erwähnten Probleme wird galvanisierter Stahl normalerweise als schwierig zu lackierendes Substrat verwendet, daher ist es notwendig, eine Oberflächenbehandlung auf der galvanisierten Schicht durchzuführen und eine spezielle Farbe für galvanisierten Stahl auszuwählen.
Chemische Eigenschaften der Zinkbeschichtung
Wenn die galvanisierte Schicht der Atmosphäre ausgesetzt wird, findet die anfängliche chemische Reaktion statt, nämlich Zink erzeugt Zinkoxid. Die Anfangsphase innerhalb von ca. 48 Stunden nach dem Verzinken beeinträchtigt jedoch in der Regel nicht die Haftung des Lacks. Diese Zeit kann je nach Lagerungs- und Expositionsbedingungen länger oder kürzer sein.
Neben der Bildung von Zinkoxid und Zinkhydroxid ist auch die Bildung einer Mischung aus Zinkchlorid und Zinksulfat in den frühen Stadien der Exposition üblich. Der im Anfangsstadium gebildete Oberflächenfilm ist locker und pulvrig, sodass er nicht als gute Grundierung für Farben verwendet werden kann. Obwohl die Oberflächenfilmbildung mit bloßem Auge nicht sichtbar ist, kann sie den Lackfilm beschädigen.
Die galvanisierte Schicht ist der Atmosphäre ausgesetzt. Nach 8 Monaten bis 2 Jahren bildet sich die endgültige Deckschicht. Die erforderliche Zeit hängt von der Rauheit der Umgebung ab. Die endgültige Oberfläche ist ein basischer Zinkkarbonatfilm, der grundsätzlich inert ist und eng an der galvanisierten Schicht haftet. Wenn die äußere Oberfläche der galvanisierten Schicht vollständig in Zinkcarbonat umgewandelt ist, kann sie erfolgreich auf die Oberfläche gestrichen werden. Diese inerte, leicht raue Oberflächenschicht muss vor dem Auftragen des Decklacks nur noch druckgereinigt werden.
Wie aus dem oben Gesagten ersichtlich ist, hat die Oberfläche der galvanischen Schicht folgende drei unterschiedliche Entwicklungsstadien:
(1) Reines Zink – innerhalb von 48 Stunden nach dem Galvanisieren.
(2) Zinkoxid und Zinkhydroxid (und andere Substanzen) für 48 Stunden bis 1 Jahr erzeugen.
(3) Zinkcarbonat wird schließlich von 8 Monaten bis 2 Jahren produziert.
In der zweiten Stufe, wenn Zinkoxid und Zinkhydroxid auf der Oberfläche der galvanisierten Schicht gebildet werden und andere Verunreinigungen vorhanden sind, ist es am gefährlichsten, eine Deckschicht darauf aufzutragen, und der Lackfilm wird beschädigt.
Beim Auftragen eines Lackfilms auf die Zinkoberfläche, bei einem Langzeit-Salzsprühtest oder beim Aussetzen an die Meeresatmosphäre kann nach einer Inspektion festgestellt werden, dass sich unter dem Lackfilm eine große Menge lösliches Zinkat bildet aufgrund der kathodischen Reaktion unter dem Lackfilm. Erstens ist der pH-Wert des unter dem Lackfilm erzeugten Alkalis manchmal größer als 12, und wenn der pH-Wert 9 beträgt, kann es mit Zink reagieren, wodurch das Alkali verbraucht wird, wodurch die Kathodenreaktion gefördert wird.
Die Anodenreaktion wird mit der Kathodenreaktion ausgeglichen, und die Kathodenreaktion beschleunigt die Anodenreaktion, sodass Zinkat endlos gebildet wird und eine Zinkatschicht auf dem Lackfilm und der Zinkoberfläche gebildet wird. Die Flüssigkeitsschicht zerstörte den Lackfilm.
Oberflächenvorbehandlung von verzinktem Stahl vor dem Lackieren
Obwohl die galvanisierte Schicht gute Korrosionsbeständigkeits- und Schutzeigenschaften aufweist, ist es in einigen Fällen dennoch notwendig, flüssige Farbe oder Pulverbeschichtung auf die Oberfläche der galvanisierten Schicht aufzubringen. Der Hauptzweck besteht darin, einen bestimmten dekorativen und tarnenden Effekt zu erzielen. Der doppelte Schutz der organischen Beschichtung und der galvanisierten Schicht in der korrosiven Umgebung kann die Lebensdauer der Stahlkonstruktion verlängern.
Im Allgemeinen gibt es keine zeitliche Begrenzung für das Auftragen von Farbe auf verzinkten Stahlkonstruktionen. Es kann bald nach dem Verzinken oder nach dem Ende der Alterung der galvanisierten Schicht lackiert werden.
Die Oberflächenbehandlung von verzinkten Stahlkonstruktionsteilen wird am besten innerhalb kurzer Zeit nach dem Verzinken durchgeführt, da während dieser Zeit die Oberfläche der verzinkten Schicht nicht durch Öl, Fett oder andere Verunreinigungen kontaminiert wurde. In diesem Stadium kann eine der folgenden vier Methoden zur Behandlung der Oberfläche von verzinktem Stahl verwendet werden:
① Twash-Verfahren (Twash ist ein Behandlungsmittel, das das Oxid auf der Oberfläche von Bauteilen aus verzinktem Stahl stabilisieren kann. Modifizierte Zinkphosphatlösung auf Wasserbasis, die eine kleine Menge Kupfersalz enthält).
② Phosphatiergrundierungsverfahren.
③ Umfassende Alterungsmethode (Alterung 8 Monate bis 2 Jahre).
④ Leichtes Kugelstrahlverfahren.
Der Zweck der Oberflächenreinigung von verzinktem Stahl vor dem Lackieren besteht darin, die Verunreinigungen auf der Oberfläche zu entfernen, und der Verlust der verzinkten Schicht sollte so gering wie möglich sein. Üblicherweise verwendete Verfahren zur Oberflächenreinigung von verzinktem Stahl umfassen eine alkalische Reinigung, eine Reinigung mit Ammoniaklösung und eine Reinigung mit Lösungsmitteln. Einige Reinigungsmittel reagieren mit einigen Beschichtungen. Wenden Sie sich daher bei der Auswahl eines Reinigungsmittels an das entsprechende Unternehmen, um ein umfassendes Verständnis der Leistung des ausgewählten Materials zu erhalten. Nachdem die Oberfläche gereinigt ist, muss die Oberfläche mit heißem Wasser gereinigt und nach dem Trocknen lackiert werden.
Oberflächenbehandlung der galvanisierten Schicht
In der ersten Stufe nach dem Verzinken kann die Oberflächenbehandlung vor dem Lackieren weggelassen werden oder nur eine einfache Oberflächenbehandlung, wie z. B. Wischen mit einer Bürste oder einem sauberen Tuch. Außerdem ist im Endstadium der Bildung von Zinkcarbonat keine oder nur eine einfache Oberflächenbehandlung erforderlich.
Obwohl sich nach 8 Monaten stabiles Zinkcarbonat bilden kann, dauert es normalerweise 1 bis 1.5 Jahre nach dem Verzinken, um den sicheren Zeitraum für die Bildung von stabilem Zinkcarbonat darzustellen.
Daher ist die Oberflächenbehandlung im gefährlichen Stadium der Bildung instabiler Mischungen von 2 Tagen bis 1 Jahr nach dem Verzinken am wichtigsten. Während dieser Zeit ist es notwendig, die Anforderungen der vollständigen Entfernung von Zinkoxid oder Zinkhydroxid auf der Oberfläche der galvanisierten Schicht oder der Durchführung einer chemischen Umwandlungsbehandlung vor dem Auftragen von Farbe zu erfüllen.
1. Entfernung von Zinkoxid oder Zinkhydroxid
Diese Behandlung kann durch Sprühbehandlung oder chemische Reinigung erreicht werden. Die bessere und einfachere Methode besteht darin, eine Sprühbehandlung durchzuführen, dh eine leichte Sandstrahlbehandlung auf der Oberfläche des verzinkten Stahls anzuwenden, so dass die Reibung des aufgesprühten Strahlmittels den Verschmutzungsfilm entfernt und das neue reine Zink freilegt und die Oberfläche der verzinkten Schicht.
Es entsteht ein gewisses Maß an Rauhigkeit, um eine hervorragende Haftung mit Farbe zu gewährleisten. Dieses Verfahren erfordert erfahrene Sprengarbeiter. Sandstrahlen ist zu leicht, um den kontaminierten Film zu entfernen; zu tiefes Sandstrahlen entfernt zu viel Zink und Zink löst sich ab und bildet Schuppen auf der Oberfläche.
Auch die Wahl des Strahlmittels ist sehr wichtig. Harte Schleifmittel schleifen zu viel Zink ab; Weiche Schleifmittel polieren nur die Oberfläche, können jedoch keine Verunreinigungen entfernen und bieten ein gewisses Maß an Rauheit, um die Farbe effektiv zu binden.
Automatische Sandstrahlgeräte mit Stahlstrahlmitteln sollten vermieden werden, da Stahlpartikel in die relativ weiche galvanische Schicht eingebettet werden und die eingebetteten Partikel nach dem Auftragen des Decklacks Rost verursachen und aus der Lackfilmoberfläche herausquellen. Nach dem Entfernen des Schleifmittels sollte die Oberfläche der verzinkten Schicht mit sauberer Druckluft entstaubt und sofort lackiert werden, da sich sonst schnell Zinkoxid regeneriert.
Eine andere Methode zur Oberflächenentfernung besteht darin, Essig oder eine schwach saure Lösung zur chemischen Entfernung zu verwenden und dann gründlich mit Wasser zu spülen. Wenn das Spülen nicht vollständig ist, verbleibt die schwache Säure auf der Metalloberfläche und beeinträchtigt die Haftung des Lacks.
Auch der Einsatz von schwach alkalischem Hochdruckwasser zur Reinigung ist wirkungsvoll. Aber diese chemische Entfernung kann keine raue Oberfläche liefern, die für eine Lackhaftung förderlich ist.
2. Chemische Umwandlungsbehandlung
Die Oberfläche von verzinktem Stahl wird mit einem chromhaltigen Passivierungsmittel passiviert. Die Oxidation von sechswertigem Chrom, Zink und Kohlendioxid in der Luft erzeugt Zinkcarbonat. Da Zinkcarbonat stabiler als Zink ist, kann die Lebensdauer der Zinkbeschichtung von etwa 2 Jahren auf etwa 7 bis 8 Jahre verlängert werden.
Nach der Passivierung hat die Zinkoberfläche eine leicht gelbe Farbe, die mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Nach dieser Passivierung muss die verzinkte Oberfläche nicht erneut lackiert werden, was wesentlich günstiger ist als eine Lackierung.
Lackierprozess von verzinktem Stahl
1. Reinigen Sie den verzinkten Stahl gründlich und lassen Sie ihn nach der Reinigung mehrere Stunden trocknen.
2. Polieren Sie die gesamte verzinkte Stahloberfläche, insbesondere raue Stellen wie Spalten und Dellen.
3. Wischen Sie die gesamte Oberfläche mit einem klebrigen Tuch ab.
4. Primer auftragen, um die gesamte Oberfläche des Metalls zu bedecken. Fangen Sie am besten ganz oben an und arbeiten Sie sich dann Schritt für Schritt vor.
5. Grundierung mehrere Stunden trocknen lassen.
6. Metallic-Farbe auswählen, auftragen und trocknen lassen.
Wie wählt man einen Decklack für verzinkten Stahl?
Es ist wichtig, einen Decklack für die Oberfläche von verzinktem Stahl zu wählen, denn wenn die Metalloberfläche unter dem Lackfilm korrodiert, sammelt sich das durch die kathodische Reaktion erzeugte Alkali unter dem Lackfilm an, manchmal beträgt der pH-Wert bis zu 14, während Zink kann nur gegen Medien mit einem pH-Wert von etwa 10 beständig sein.
Außerdem neigen viele Decklacke unter der oben erwähnten hohen Alkalität auch zur Verseifung. Daher sollten Decklacke gewählt werden, die gegen atmosphärische Korrosion beständig und schwer verseifbar sind.
Die Oberfläche von verzinktem Stahl ist nach leichtem Sandstrahlen oder chemischer Reinigung sehr effektiv, wenn sie gereinigt und sofort mit Epoxid-Decklack und Polyurethan-Decklack beschichtet wird, da Polyurethanfarbe in den meisten industriellen Umgebungen gegen ultraviolette Strahlen beständig ist. Epoxidfarbe hat eine sehr hohe Haftung, und dieser duroplastische Farbfilm hat ausgezeichnete chemische und physikalische Eigenschaften.
Lacke auf Alkydbasis sollten vermieden werden, da diese Lacke an der Grenzfläche zwischen dem Zink und dem Beschichtungsfilm zur Verseifung neigen, was zu einer schlechten Haftung führt.
Es gibt auch Decklacke auf Basis von Chlorkautschuk-Acryl- und Vinyl-Acryl-Terpolymeren.
Wartung der Beschichtung der verzinkten Stahlkonstruktion
Die Beschichtung auf der verzinkten Stahlkonstruktion sollte regelmäßig gewartet werden, damit die verzinkte Schicht unter der Beschichtung immer wirksam geschützt ist.
(l) Die Beschichtung ist pulverisiert oder die Oberfläche ist verschmutzt.
Spülen Sie die Oberfläche mit einer Reinigungslösung ab und tragen Sie eine Beschichtung auf. Ein Kugelstrahlen zur Oberflächenvorbehandlung vor dem Lackieren ist nicht erforderlich. Die Beschichtung sollte der Originalbeschichtung entsprechen. Verwenden Sie am besten die gleiche Beschichtungsart wie die Originalbeschichtung. Die verwitterte Beschichtung kann durch Auftragen einer Schicht Polypropylenfarbe wieder in ihren ursprünglichen Glanz zurückversetzt werden.
(2) Die Beschichtung wird gerissen und abgelöst.
Beschichtungen mit schwachen Bindungen müssen vor der Reparatur gereinigt werden. Leichtes Kugelstrahlen ist ein guter Weg, um die lose Beschichtung zu entfernen, und der Verlust der Zinkbeschichtung ist nicht groß. Der Reparaturlack sollte auf die Originalbeschichtung und die blanke Zinkbeschichtung abgestimmt sein.
(3) Der Stahl ist korrodiert.
Vor der Beschichtungsreparatur muss Rost beseitigt werden. Manuelle Reinigung, Reinigung mit Elektrowerkzeug oder Kugelstrahlen können verwendet werden. Ebenso sollte der Reparaturlack auf die Originalbeschichtung und die blanke Zinkbeschichtung abgestimmt sein.
