热喷涂涂层上封闭层的附着力
由于运输业设施业主希望其资产结构获得长效保护而免受腐蚀影响,同时也希望涂装项目减少对公共环境造成不便。许多业主会考虑选择热喷涂工艺的金属化涂层而不是传统的液体有机涂层材料系统。热喷涂金属涂层的耐久性理论上可以维持30到50年的服务寿命,这之后才需要考虑进行一些修复和保养的作业;热喷涂工艺的前期投入成本虽然较高,但是后续的系统修复工作量却很低,因此,其最终收益还是合理的。
美国运输业最常用的热喷涂材料是85/15锌铝合金。这种热喷涂合金涂层要么直接暴露在腐蚀环境中,通过锌和铝的氧化过程所形成的天然封闭层,要么在热喷涂应用之后不久再涂覆一层渗透性的封闭材料进行封闭处理。热喷涂涂层的附着力试验通常要求参考ASTM D4541,《使用便携式附着力试验仪测定拉脱强度的试验方法》。而根据 SSPC-CS 23.00,《用于钢材防腐的铝、锌及其合金和复合材料的热喷涂层(金属化)的应用规范》要求,85/15 锌铝合金涂层的最小附着力值应为4.83兆帕。下面是有关一个涂装保养项目如何吸引我们来调查热喷涂涂层的天然氧化层或者涂覆渗透性封闭层对于热喷涂金属涂层拉拔试验结果的影响。虽然,我们并不完全清楚其粘合机理以及获得改善的附着性能可维持的时间,但是,我们的现场测试表明,封闭层的确能够提高热喷涂金属涂层的附着力。更重要的是,我们还意识到,在指定热喷涂涂层的拉拔法附着力测试要求时,规范制定者应该确定拉拔法附着力测试应该在覆盖封闭层上进行还是在没有封闭层上进行。

一、项目The Project
2002年,尼亚加拉大瀑布大桥委员会着手在其人流密集的彩虹大桥上实现TSC的长期收益。彩虹大桥连接了美国纽约的尼亚加拉大瀑布和加拿大安大略省的尼亚加拉大瀑布。我们公司管理着40'500平方米的涂装维修项目。项目是在克拉拉工业服务有限公司,雷霆湾。由承包商MISCO检验服务有限公司提供质量控制。项目规范要求– 整个涂装结构上需要涂覆200至300微米的85/15锌铝热喷涂涂层,然后在热喷涂应用后的8小时内再涂覆13至38微米厚度的渗透性封闭漆层。合同还规定了现场工程师需要进行定期的附着力试验。在进行附着力试验时,检查人员注意到,置于测试表面上的试件在涂覆封闭漆涂层前后的附着力值存在很大的差异。虽然,现场所有的测试结果都符合规定的最低要求4.83兆帕拉拔值。但是,我们很好奇这个测试现象,并决定进行额外的现场测试。
二、后续的现场测试 The Follow-Up Field Testing
后续现场试验的目的是确定热喷涂涂层的天然氧化而形成的封闭层或者涂覆渗透性封闭漆层对于热喷涂涂层附着力测试结果的影响。现场使用三块面板分别进行了这个试验。所有的测试面板均用20号镍矿熔渣介质进行干式喷砂清理进行制备,并达到SSPC-SP 5,白色金属喷砂清理清洁等级;制备的表面轮廓高度为102至114微米。一种商用级的双组分环氧胶粘剂被用来固定试件。附着力试验使用了符合ASTM D4541标准所述的方法E,自对准附着力试验仪。面板1(图1)上的热喷涂金属涂层的平均厚度为325微米;三个试件被分别沾粘在面板1上,第二天在胶粘剂固化后,进行拉拔测试,其结果表示为1A。三个拉拔结果的平均附着力值为5.05兆帕,失效界面为涂层与基底的附着力失效,以及热喷涂金属涂层的部分内聚力失效。然后,将面板1在18到27℃温度范围和50至70%的相对湿度条件下放置三个月,使热喷涂金属涂层发生自然氧化。之后,将三个试件再次沾粘在面板1上,第二天在胶粘剂固化后,进行拉拔测试,其结果表示为1B。三个拉拔结果的平均附着力值为5.28兆帕,失效界面为涂层与基底的附着力失效,以及热喷涂金属涂层的部分内聚力失效(表1A和1B)。附着力值仅增加了5%,失效模式并没有发生变化,这个试验结果表明热喷涂金属涂层形成的天然氧化物封闭层对热喷涂涂层的附着性能没有直接影响。

图 1,面板1(图1-3,由Randell Smith提供)

面板2(图2)热喷涂金属涂层的平均厚度为305微米;在面板上沾粘上三个试件,第二天在胶粘剂固化后,进行拉拔测试,其结果表示为2A。三个试件的平均附着力值为4.27兆帕,失效界面为涂层与基底的附着力失效。再将面板在18至27℃和50至70%相对湿度条件下放置三个月,面板表面的热喷涂金属发生自然氧化。然后,涂覆一度厚度为13至38微米的渗透性封闭漆涂层,在427℃和60%相对湿度条件下进行强制固化。将三个试件放置在面板2上,第二天在胶粘剂固化后,进行拉拔测试,其结果表示2B。三个试件的平均附着力值为7.8兆帕,附着失效为100%(表2A和2B)。这些试验结果表明,封闭漆层对热喷涂金属涂层的附着力有一定的影响,附着力值提高了83%。

图 2,面板2

面板3(图3)热喷涂金属涂层的平均厚度为260微米。对面板进行一定的遮盖处理,然后将面板分成两个区域部分。将厚度为13至38 微米的封闭漆涂覆在暴露区域的热喷涂涂层上。封闭漆固化后,在每个区域部分上分别放置三个试件,并在第二天进行拉拔测试,未涂覆封闭漆区域部分的测试结果表示为3A,涂覆封闭漆区域部分的测试表示3B。未涂覆封闭漆部分的平均附着力值为5.19兆帕,失效模式是基底与涂层的附着力失效。涂覆封闭漆部分的平均附着力值为14.66兆帕, 失效模式是基底与涂层的附着力失效(表3A和3B)。与未涂覆封闭漆部分相比,涂覆封闭漆部分的附着力值增加了183%,试验结果表明在热喷涂应用后不久即刻涂覆渗透性封闭漆层,其附着力值有显著的增加。

图3,面板3

三、我们学到什么 What We Learned
我们的后续现场测试结果发现,在热喷涂金属涂层的孔隙中所形成的天然金属氧化物并不会影响其附着力值。然而,即使在发生轻微氧化后涂覆液体的封闭漆,会影响热喷涂金属涂层的附着力值。测试结果发现,在热喷涂应用后不久涂覆封闭漆涂层,也会对附着力值产生影响。具有良好润湿性能的封闭漆可以渗透到金属涂层中松散区域或者微小裂纹中,并能很好地封闭热喷涂金属层中的空隙和孔隙。这可能是当渗透性封闭漆涂覆于热喷涂金属涂层时,封闭漆将会渗入到热喷涂金属涂层中的孔隙和空隙,并因此产生更强的粘结力。
当考虑使用热喷涂系统进行腐蚀控制时,设施业主应该考虑在热喷涂金属涂层上涂覆液体封闭漆的好处。SSPC-CS 23.00规范建议在热喷涂应用之后或者在8小时间隔期内尽快涂覆液体封闭漆。在条件范围内使用封闭漆时,热喷涂金属涂层的附着力值会有明显的增加,这一点应该引起重视。我们在指定项目的涂层系统附着力测试时,应该明确:是否在未涂覆封闭漆或者在涂覆封闭漆的热喷涂金属涂层上进行测试。
四、梦能服务与支持
1、免费样品
如果您对我公司的工业重防腐油漆产品有需要或者申请样品试用,请与我们的客服人员取得联系。400-878-0506
油漆样品适用范围:
用于新建项目:验证油漆配套的可行性、检验附着力、效果图与实际颜色的色差。
用于维修项目:验证与旧涂层的兼容性。
用于日常修补:提供少量样品用于修补破损处。
申请用量:在1KG以内免费送货上门。
2、免费打样
如果您想看到工业重防腐油漆在产品上的实际应用、外观、性能测试,请与我们客服人员联系,将样板寄往梦能科技营销部,由专业喷涂人员为样板提供油漆打样。
3、服务团队
梦能对技术服务团队始终进行一系列的标准化管理,从专业培训到日常报告的管理都有一整套完善的体系。梦能公司每年都会对技术服务人员进行定期的技术培训和能力审计,以使每一位技术服务人员保持高水准的专业素质,每一位技术服务人员都配备先进的涂装检验仪器,仪器设备均按规定的时间期限进行定期校验,以保证每套仪器设备工作状况良好。
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零售:购买50kg以内,线上购买,抖店直接下单购买。
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业主、总包、设计院:提供防腐方案设计、性能检测、施工方案、现场技术指导。
涂装施工:提供解决方案、现场技术指导。

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