将油漆涂层应用于生锈基材时的问题

人们普遍认为，为了获得最大程度的保护，必须在完全没有生锈和其他污染物的表面上涂漆。对于环氧树脂、无机硅酸锌等现代高性能涂料尤其如此，在这些涂料中通常必须进行高标准的喷砂处理。但是，出于设计、经济、安全或其他原因，无法完全去除表面的所有锈迹。

生锈表面专用涂料

因此，对生锈表面的处理进行了大量研究，以避免需要进行这种关键的表面处理。市场上出现了大量用于此类目的的产品，尽管人们普遍认为所达到的保护远不及使用防锈表面所达到的保护效果。然而，此类产品肯定有市场，尤其是在消费者或 DIY 市场。这些产品可以任意分为五类：

有些产品只是将铁锈颗粒结合在一起并附着在钢材表面，在金属表面和环境之间形成一道屏障。铁锈或金属基材与涂层之间没有反应。这些的例子是渗透底漆，例如鱼油。其中大部分是渗透性干燥涂料（亚麻籽油或醇酸树脂），它们可能会被复涂以提供外观或额外保护。
第二种含有一种颜料，据称可以将铁锈转化为更稳定的化合物（磁铁矿）。这些化合物还含有常规的涂料树脂。它们通常涂有面漆。
第三种类型是磷酸或单宁酸或其他单宁产品的水溶液，通常与润湿剂、表面活性剂、催化剂等结合使用。它们通常但不总是水基的。处理之后通常是传统的底漆和面漆。
第四种与类型 3 相似，它以单宁产品为基础，但也加入了与酸性单宁产品相容的乳胶乳液。除了提供与上述类型 3 相同的保护形式外，粘合剂的存在意味着还形成了聚合物膜，因此这些产品可用作防锈预处理剂和底漆。
工业上通常会使用高固含量的环氧涂料，一般称为表面耐受性环氧树脂或环氧树脂胶泥。这些环氧涂层具有非常好的润湿性和渗透性，但也可以达到相当高的厚度（300 微米或更厚）。环氧树脂提供了出色的附着力，因此它们将锈颗粒粘合在一起并将其粘合到基材上。此外，厚膜提供了极好的阻隔保护。

将涂层应用于生锈基材时的问题

应用于生锈表面的涂层存在两个问题。首先，铁锈颗粒彼此之间或与基材的结合不牢固，因此任何用于松散、片状锈迹的涂层与基材的附着力都会很差。当水分渗透涂层时，涂层会从表面剥离。所有产品都建议尽可能多地去除片状、不粘附的铁锈，以尽量减少这个问题，但那些具有最佳渗透能力和最强粘附性的产品将表现最佳。第二个问题是铁锈中所含的盐类，例如氯化物、硫酸盐等。锈本身（水合氧化铁）通常在化学上是相当无害的，并且由于这些盐与水分和氧气反应而形成新的亚铁离子，因此往往会生长。盐聚集在锈坑的底部，因此在去除松散的锈时通常不会被去除。它们留在涂层下并通过渗透吸收水分，导致起泡和涂层失效。

评估涂层对生锈表面的有效性

铁锈的显着变化，无论是附着力还是含盐量，都使得科学评估各种防锈处理变得非常困难。不可能将一位研究人员的结果与另一位研究人员的结果进行比较，因为这两个因素无法标准化。这些对故障率的影响远远超过产品之间的微小差异。将质量差的产品应用于几乎所有锈迹都已去除且不含盐的表面，其性能要优于将质量较好的产品应用于含有大量盐的锈迹的表面。另一个问题出现了，因为使用盐雾进行加速测试通常进行。将盐雾溶液喷在含盐铁锈上的涂层表面，实际上比淡水提供更低的渗透压，因此分解速度更慢。生锈表面上的涂层永远不应通过盐雾或类似的加速测试进行评估。实际上，此类测试可能会给出与实际暴露寿命成反比的结果。当考虑到上述所有变量时，可以看出很难评估此类产品和制造商的声明。因此，虽然对其保护机制进行了大量研究，但关于此类产品实现的实际保护的研究成果却很少。确实比较了一些基于单宁的产品，发现性能不佳。一般来说，那些基于磷酸和单宁酸（上述第 2、3 和 4 类）等可溶性物质的产品似乎提供的保护最少，可能是因为它们增加了涂层的可溶性成分并导致渗透起泡。惰性材料（类型 1）可能会为这些材料提供更好的保护，但有限的薄膜结构意味着氧气和水分会很快渗透，导致最终损坏。最成功的处理方法是环氧树脂胶泥型材料（类型 5），它具有出色的渗透能力、附着力和良好的成膜性，可最大限度地减少水分和氧气的渗透。这些是 AS/NZS 2312.1 中针对准备不充分的表面推荐的常用处理方法。在中等 ISO C3 环境中，75 微米的环氧树脂胶泥涂层应提供 2 至 5 年的首次维护，而 200 微米的相同产品可在相同环境中提供 10 至 15 年，在严苛的 ISO C5 环境中提供 2 至 5 年. 该标准还包含许多环氧乳香底漆系统，在无法进行喷砂处理的地方使用装饰性面漆进行维护。如上所述，铁锈的含量和含盐量是决定此类涂层寿命的重要因素，这些数字只能作为非常粗略的指导。预计任何其他防锈处理都会提供比这些数字低得多的寿命。