钢结构涂料与涂装技术讲座内容

表面处理质量及其评定
表面处理
钢材表面处理质量评定等级
ISO8501-1: 1988，（SIS SS055900） 《涂装油漆和有关产品前钢材预处理—表面清洁度的目视评定—第一部分： 未涂装过的钢材和全面清除原有涂层后的钢材的锈蚀等级和除锈等级 》
ISO8502-3： 表面清洁度的检测方法标准，评定待涂装钢材表面灰尘沾污程度的标准
辅助成膜物质
挥发组分
稀释剂：松香水、苯、甲苯、二甲苯 乙醇、醋酸丁酯、环己酮等
涂料的分类
涂料分类原则：
以主要成膜物质为基础分类。
混合树脂以起主要作用的一种为基础。 涂料共有17大类： 油脂 醇酸树脂 天然树脂 硝基钎维素 酚醛树脂 钎维酯、醚 沥青 氨基树脂
过氯乙烯
环氧树脂 其他
乙烯类树脂
聚氨基甲酸酯
涂料质量质量性能检测
涂料质量性能检测
涂料产品性能检测
涂料原始状态检测 涂料使用性能检测
涂膜性能检测
涂 料 物 理 性 状 检 查
涂 料 储 存 稳 定 性
涂 料 组 成 分 析
使 施 流 流 干 遮多 用 工 挂 平 燥 盖组 量 性 性 性 性 力分 （ 涂 涂 料 布 混 率 合 ） 性 和 使 用 寿 命
施工。
空气喷涂 特点：利用压缩空气将涂料从喷壶中吸出并吹向被涂物面。 优点：效率高于刷涂和辊涂，且涂膜均匀。 缺点：浪费大，污染大，不宜厚涂，渗透性不如刷涂辊涂。
涂料的施工方式
高压无气喷涂 特点：利用压缩空气驱动高压泵，将涂料吸收并加压，通 过高压管和喷枪，经扁孔型喷嘴形成扇型雾状喷 出。
优点：效率高、适用于大面积涂装；膜厚均匀光洁，涂层
ISO8503-2： 喷射清理后钢材表面粗糙度分级—比较样快法
表面处理
锈蚀等级—钢材表面原始锈蚀程度
A级钢板
B级钢板
C级钢板
D级钢板
表面处理 ISO8501-1（GB8923等效）
除锈等级
钢板锈蚀等级
喷射或抛射除锈 A B C D Sa2.5, Sa3 Sa1, Sa2, Sa2.5, Sa3 Sa1, Sa2, Sa2.5, Sa3 Sa1, Sa2, Sa2.5, Sa3 St2, St3 St2, St3 St2, St3
除锈等级
手工除锈
表面处理
除锈等级
Sa3
Sa2.5
Sa2
表面处理
St 2
St 3
不同国家表面处理质量等级对应关系
SSPC*1
SP 5 White Metal Blast Cleaning SP 10(95% Min.) Near-White Metal Blast Cleaning SP 6 Commercial Blast Cleaning SP 7 Brush-Off Blast Cleaning SP 3 Power tool Cleaning SP SP 2 Hand Tool Cleaning
钢结构常用涂料的性能
醇酸铁红底漆 特点：
属物理防锈涂料。选用化学性质相对稳定的铁红颜料，利 用其细微的颗粒来填充涂膜结构，提高涂层的致密性，降 低渗透性，从而达到一定的防锈效果。
适用于大气环境，遮盖力强；涂装后焊接时毒性小；耐酸 碱性差；不适用与水下部位。 环氧云铁底漆
特点：
物理防腐高性能涂料。采用环氧树脂为成膜物，利用云母 氧化铁呈片状的特点，形成较好的防水和气的渗透作用。 大型海洋钢结构、桥梁等都采用此类涂料。
二次表面处理
自动焊缝原始状态
自动焊缝经磨料喷射后表面状态
自动焊经动力工具处理后表面状态
表面处理
二次表面处理
手工焊缝原始状态
手工焊经磨料喷射处理后的表面状态
手工焊经动力工具处理后的表面状态
表面处理
ISO8502表面清洁度质量评定
LEVEL1：
LEVEL2： LEVEL3： LEVEL4： LEVEL5：
涂 硬 耐 柔 附 耐 耐 膜 度 冲 韧 着 溶 久 外 击 性 力 剂 性 观 性 检 查
涂料的应用
涂装前准备 开罐 要点：确认涂料的品种、牌号、颜色、出厂日期要符合 规定要求。 注意：结皮现象要先剔除结皮，不能将其捣碎混入涂料中 搅拌 原因：涂料中因颜料等物质的密度较大，易沉降于罐底；
有些颜料分散性差会发生“离析”现象浮于表面。
*1.美国钢结构涂装委员会表面预处理规范 *2.国际标准ISO8501-1
*4.美国国家防腐工程师协会标准 *5.日本造船研究协会涂装前钢材表面除锈标准
*3.英国涂装前钢材表面喷射除锈质量标准
表面处理
二 次 表 面处 理
火工损坏部位的原始状态
经磨料喷射处理后的表面状态
经动力工具处理后的表面状态
表面处理
Ramx:( 最大粗糙深度) Rmax. 从最高波峰至最低波谷
Rz:
3 4 5 1 2
(平均粗糙深度) 由五个相互邻接的单独
Rz.
3 2
测量深度所求得的算术 平均值
1
5
4
Ra: Ra.
(平均粗糙度) 所有波峰和波谷距中位 线距离的绝对平均值
涂料的基本概述
涂料
1、涂料概述 • 涂料发展历史 • 由油漆转变为涂料 2、涂料的作用 • 保护作用—金属防腐、海洋工程防污
红丹底漆 特点： 含化学防锈颜料—铅。使用历史悠久，于铁结合产生离子交换， 生成难溶的铅酸铁。 适用于大气环境，表面处理要求低， 防锈效果好；但因其颜料 具有一定毒性，所以在室内不推荐使用。尤其是涂装后进行焊 接产生的烟雾。 环氧富锌底漆
特点：
含化学防锈颜料—锌。具有阴极保护作用，与氧生成的氧化物 起封闭作用，阻止腐蚀介质渗入。采用环氧树脂为成膜物，使 涂层坚硬、耐磨。
表面处理
ISO 8503表面粗糙度比较样块法
部位
1 2 3 4
‘S’样块粗糙度参数（µ m） ‘G’样块粗糙度参数（µ m） 公称
25 40 70 100
允许误差
3 5 10 15
公称
25 60 100 150
允许误差
3 10 15 20
表面粗糙度等级：细细、细级、中级、粗级、粗粗
表面处理 粗糙度定义
化学干燥机理和特性
涂膜的形成
溶剂挥发
交叉状聚合物
Wet film
Dry cured film
化学固化型涂料共有特性： • 不可逆性。固化后的涂膜不能重溶。
• 耐溶剂性。
• 涂膜的形成对温度有一定要求。 • 非热塑性。相互紧密的交叉链聚合物分子即使在高温时也不能移动。
• 有复涂间隔的要求。
钢结构常用涂料的性能
镀 热 复 锌 喷 合 涂
重防腐涂料的开发和应用
高性能重防腐涂料
要求高性能涂料
提供丰富的原料
石化工业的发展
涂装工艺技术
—表面处理
表面处理 各种因素对涂膜寿命的影响
影响因素
表面处理质量 膜厚(涂装道数) 涂料种类 其他因素
影响程度(%)
49.5 19.1 4.9 26.5
! 钢材涂装前表面处理的质量是左右涂膜 保护性能的最主要因素
原因：因储存时的温度、时间原因或施工需要降低粘度。
要点：每种涂料都有相应的稀释剂，不能用错或混淆。 注意：用错稀释剂或过量稀释会降低涂料施工性能直至报废。
涂料的施工方式
选择涂装方式的条件：
应根据涂装工作的环境、场所、被涂物的形状、大小以及
涂料的性能、特点来决定。
涂装方式之特点
刷涂 特点：工具简单，操作方便灵活，适应性强，应用普遍。
涂膜的形成
溶剂挥发 聚合物链
Wet film
Dry film
物理干燥型涂料的特性： • 可逆性。即使在涂装后数月或数年，在它本身的溶剂或更强的溶剂 中可以重溶。溶剂分子穿透进树脂分子之间，将其分离，重新溶解。 • 溶剂的敏感性。这些涂料对溶剂没有抵抗力。 • 对温度的依赖性小。 • 热塑性。随温度升高而变软。由于聚合物链非交叉而有一定自由度。 • 重涂性好。没有涂装间隔要求。
钢结构涂料与涂装
技术讲座
上海中远关西涂料化工有限公司
金属腐蚀
由金属表面与介质发生化学作用而引起的 化学腐蚀
特点：作用过程没有电流产生
类型：气体腐蚀、非电解质溶液中腐蚀
腐蚀
由金属表面与介质发生电化学作用而引起的
特点：金属与介质中有电流流动 电化学腐蚀 类型：大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质溶液腐蚀、
与机械作用和生物作用共同产生的腐蚀
（工业生产中绝大多数金属结构腐 蚀均属于电化学腐蚀）
防腐方法
长久防腐法
合 金 耐 候 性 钢 板 不 锈 钢 防 锈 油 涂膜法 涂 金 装 属 涂 膜 橡 胶 衬 里
二次防腐法
表面处理 塑 料 衬 里 电气防腐 涂 装 衬 里 阳 极 保 护 法 外 加 电 流 法
玻 璃 搪 瓷 衬 里
水 泥 衬 里
钢结构常用涂料的性能
氯化橡胶防锈底漆 特点；
有较好的抗水和氧的渗透性能，耐酸碱性能强，施工方便； 适用与大气环境和水下部位；因含有氯，在高温、日光下， 会逐渐释放氯气，不适用于内部。
无机富锌底漆 特点： 全名无机硅酸锌涂料，指一类涂料。有水溶性后固化、水溶 性自固化、溶剂型自固化三种。 成膜机理是依靠正硅酸乙酯吸收空气中水分，发生缩聚，同 时与锌及钢铁反应生成复合盐类，牢固附着在钢铁表面。 属高性能防腐涂料，较强的阴极保护性能、耐酸碱、耐高温、 耐化学溶剂性等优点。表面处理、施工要求高。
要点：应选用动力搅拌工具，将罐底沉积的颜料搅翻起， 直至上下粘度均匀为止。
注意：严重沉积、板结、胶化的涂料不能强行稀释再使用。
涂料的应用
混合与熟化 原因：靠化学反应而固化干燥的涂料均为双组份或三组分。 要点：按比例将多组份涂料混合，并根据环境温度适当需要 一段时间的预反应（熟化）。 注意：混合前基料（固化剂）分别搅拌均匀后再混合； 用多少配多少。 稀释
致密性好。 缺点：喷逸时浪费大；出口处压力易造成伤害。
涂料的施工方式
高压无气喷涂注意事项
1、注意喷涂压力和流量的关系 2、注意喷涂压力和涂料粘度的关系 与压力有关的因素：管路的直径、长度 管径越小、管路越长，压降越大；流量越大、压降也 大。 3、正确选择喷嘴 应视构件大小、形状；涂料性质、膜厚 4、注意喷涂要领
表示涂料产品序号。
丙烯酸树脂类
涂料的干燥机理
过氯乙烯类 氯化橡胶类 沥青类 钎维素类
物理干燥涂料
硝基钎维类 天然树脂类 部分元素有机物
涂料
加温干燥
有机硅涂料 氨基树脂类 水汽固化 无机硅酸锌 醇酸树脂
化学干燥涂料
单组份聚氨酯
常温干燥 氧气固化 油性酚醛类 油脂类 固化剂固化
环氧类
聚氨酯类
物理干燥机理和特性
涂装作业管理
涂装环境管理
环境湿度： 在一定的大气温度条件下，定量空气所能容纳的最大水
蒸气的量。用百分比表示。 环境露点：
在一定温度条件下，具有一定相对湿度的空气逐渐冷却 到水蒸气饱和时，水汽则开始凝聚，此时的温度则为该 空气的“露点”。 环境温度： 被涂物在涂装时的环境温度和表面温度
优点：对喷涂施工难以达到的部位或难于确保膜厚的部位
进行涂刷。浪费少、污染小。涂层有较好的渗透力。 缺点：效率低、不宜进行大面积施工。
涂料的施工方式
辊涂 特点：因某些原因难以进行喷涂的大面积的涂装。 优点：效率高于刷涂，可较长距离作业，浪费少，污染小。 缺点：对于复杂结构的凹凸面不宜施工，不宜厚涂型涂料
• 装饰作用—家庭装潢、工艺装饰
• 标志作用—道路标识、工业标志 • 特殊作用—防火、耐高温、军事
涂料的组成 主要成膜物质 不挥发组分 （成膜物质） 涂 料 次要成膜物质
植物油：桐油、亚麻子油、棉子油 椰子油、豆油、花生油 天然树脂：虫胶、松香、沥青 合成树脂：酚醛、醇酸、环氧、聚氨酯 防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡 无机颜料：太百、氧化锌、氧化铁 有机颜料：甲苯胺红、酞青兰 体质颜料：碳酸钙、滑石粉、硫酸钡 助剂：催干剂、增韧剂、防结皮剂 固化剂、稳定剂、防毒剂等
ISO*2
Sa 3
BS 4232*3
First (100%) Second (95% Min.) Third (80% Min.)
NACE*4
No.1
JSRA*5 SPSS
Sh 3, Sd 3
Sa 2.5
No.2
Sh2, Sd 2
Sa 2
No.3
Sh 1, Sd 1
Sa 1
No.4
St 3
Pt 3
St 2
丙烯酸树脂
元素有机物
聚酯树脂
橡胶
涂料的命名与型号
根据我国GB2705/GB5206.4标准规定
命名原则:
涂料全名=颜料或颜料名称+主要成膜物质名称+基本名称
涂料型号:
以一个汉语拼音和四个阿拉伯数字组成。 字母表示涂料类型（即主要成膜物质的种类），位于型号前面。
第一、第二位数字表示涂料产品的基本名称；第三、第四位数字
表面处理
8
6
性 能 评 价
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
焦油环氧,耐海水2.5年 氯化橡胶,耐海水1年 红丹防锈漆,大气暴露1年
2
0
1
2
2.5
3
表面处理等级(ISO-8501)
表面处理质量对涂膜保护性能的影响
表面处理
表面处理质量对涂膜保护性能影响的因素
• 氧化皮对涂膜保护性能影响 • 锈蚀产物对涂膜保护性能影响 • 粗糙度对涂膜保护性能影响