一种适用于最强腐蚀性环境的单层系统| | PCI杂志

自20世纪80年代以来，美国陆军和海军的所有堤道系统，以及海上石油平台、水力发电设施、废水处理设施、桥梁、炼油厂和许多其他高腐蚀性环境都采用了涂层技术。使用这种技术的最著名的结构是支撑纽约港埃利斯岛自由女神像的主要钢框架。

该技术是一种100%水性、高比例的硅酸锌，称为WB HRZS^®．当作为单层系统使用时，或与面漆配合使用时，该产品具有优越和完整的防腐蚀效益，与海洋环境中使用的其他“IOZ”系统相比是无法比拟的。该涂层系统提供完整的电阴极腐蚀保护，总厚度为6-8 mil DFT，降低了总材料和人工成本，从而降低了结构生命周期的总拥有成本。

涂层背后的化学作用

让我们来研究WB HRZS的化学性质，以了解它是如何工作的。该涂料由两部分组成:A组分(液体硅酸盐粘结剂)和B组分(纯锌粉)。该技术的关键是液体硅酸盐粘结剂。硅酸盐是液态玻璃或液态陶瓷。玻璃或陶瓷是坚硬的永久性物质，不是液体，对吧?不总是正确的。硅酸盐，根据定义，是二氧化硅与碱性金属和水反应在高压，高温溶解器。硅酸盐总是由碱性金属来识别，用于配制它并使其可溶。这些碱性金属是锂、钠或钾。对于这项技术，我们将讨论硅酸钾(无机)。 For it to remain in a liquid state, it must maintain a mole ratio of no greater than 3.2:1 – that is 3.2 moles SiO₂(硅酸盐)到1mol K(钾)。然而，WB HRZS的摩尔比为5.3:1，不仅保持液态，而且非常稳定。这个高比值是a关键的区别WB HRZS从所有其他“IOZ”技术。2022世界杯八强水位分析

的反应

让我们用这种液态玻璃来配制一种钢涂层。我们混合两种成分:硅酸钾和纯锌粉。作为一种液体涂层，它必须恢复到固体陶瓷薄膜，为此必须发生固化过程。固化过程将发生三个非常谨慎的过程反应。

反应一:化学键-硅酸铁

当应用于碳钢和铝等材料时，硅酸盐与暴露的基材表面结合形成硅酸铁(FE-SiO)_3.)(图1)。为了产生这种化学键，必须去除所有表面污染物(溶剂、油、油脂)。如果钢材表面有碳氢化合物污染，会干扰化学键的结合。此外，在发生化学键反应之前，WB HRZS必须有至少1.0 mil的表面轮廓首先进行机械键合。

硅酸盐与暴露的基底结合形成硅酸铁(Fe-SiO<sub>3</sub>)。 — **图1:**硅酸盐与暴露的基底结合形成硅酸铁(Fe-SiO)_3.）.

反应二:原电反应锌

一旦涂上涂料，由于涂料中水分蒸发的固化过程，它将很快开始固化。这通常在几分钟内发生，使涂层初步固化(图2)。在60分钟内，固化的涂层是水浸的，在两小时内可以进行顶涂(如果需要颜色)。在这个反应阶段，它与HDG和热喷涂技术非常相似。2022世界杯八强水位分析然而，相似之处仅此而已。

反应三:屏障密封固化膜，创造一个硬，不渗透，惰性膜

第三个反应是WB HRZS与所有其他“IOZ”涂层的区别。如上所述，这是一个短暂的牺牲反应。但是，随着时间的推移，锌反应产物继续反应，复合并填充在涂层的孔隙中，最终产生氧化锌和其他复合元素。当这种情况发生时，涂层变得更加致密和坚硬，最终用虚拟的玻璃或陶瓷屏障将自己密封起来，保护基材和涂层本身(图3)。

我们发现，在任何自然大气环境中暴露数年或数十年后，干膜厚度(DFT)通常与原始DFT相同。

独特的功能

当外层陶瓷薄膜形成时，由于产品本身的化学和反应形成，涂层保持柔性，这是独一无二的。它也不像热喷涂材料(TSM)和HDG，这是一种昂贵的，不那么环保的热应用工艺。由于这些是熔融应用，使最终产品刚性和机械结合到基片上，基片上的任何应力或应变都会导致TSM和HDG开裂。由于不同材料的膨胀和收缩速率不同，这种开裂也可能发生在任何热膨胀或热收缩中。由于WB HRZS完整的化学和工艺特征，它会以与母基材料相同的速率弯曲和膨胀/收缩(图4)。

一般认为，这种涂层提供了真正的共价化学键，这只有100%的水性技术才能提供。固化和粘合过程是该技术可以非常快速地进行超过1000磅的拉力测试的原因。并提供其他大多数技术所不具备的其他优越性能特征。2022世界杯八强水位分析在正常干燥条件下，制造的产品可以在几分钟内处理，堆叠或组装，以便在制造过程中进行快速材料处理。该涂层提供完整的阴极和电偶腐蚀保护，损坏时可自愈，可焊接，灵活，易于在车间或现场应用和修复。作为浸渍单涂层体系，WB HRZS具有良好的抗污性能。