表面预处理对建筑金属防腐涂层附着力的影响

摘要：通过分析表面预处理对金属防腐涂层附着力的作用，说明了金属涂装前表面预处理工作对于提高金属结构防护涂层附着力的重要性，阐述了不同的表面预处理方式对防护涂层附着力的影响。

关键词：金属防腐涂层；表面预处理；附着力；重要性

Abstract: through the analysis of the role of the surface pretreatment of the metal anti-corrosion coating adhesion, illustrates the metal surface pretreatment before painting work for the improvement of the importance of protective coating adhesion of metal structure, this paper expounds the different surface pretreatment methods on the effects of protective coating adhesion

Key words: metal anti-corrosion coating; Surface pretreatment; Adhesion; The importance of

中图分类号：F407.4 文献标识码：A

防腐就是通过采取各种手段，保护容易锈蚀的金属物品的，来达到延长其使用寿命的目的。采取有效的防腐措施，如在金属表面涂刷防护涂层，是防止腐蚀的主要手段之一，而防护涂层与金属表面间的良好附着力是保证防护涂层有效防护寿命的前提，金属表面涂刷的防护涂层通常是靠涂料分子与金属表面极性基团之间的范德华力相互吸引以及基料、颜料与金属铁之间的化学反应，使涂层紧密覆盖在金属表面，达到保护金属的目的。因此，涂装前金属表面应尽可能除去非铁物质，使金属铁在表面，才能保证涂层与金属表面间具备足够的结合力以达到好的防护效果。

一、金属表面预处理重要性和原则

1．金属表面预处理重要性

金属表面预处理是一种为表面防护处理提供适当金属表面状态的加工技术，它不仅指除去金属表面的铁锈，还包括除去覆盖在金属表面的氧化皮、旧涂层、油脂、焊接残留物、灰尘及盐分等其他附着物，同时也包括对金属不规则表面的处理。

在防腐中，表面预处理是一项基础工作，对涂层性能的影响最为重要，仅仅只是选择了恰当的涂层，如果表处理做得不好，涂层的性能就会很糟糕，但如若金属的表面处理做得好，涂层的附着力就会得到有效的保证。

2．金属表面预处理中要遵循以下几个原则：

（1）克服光滑表面对涂层性能的不良影响

在钢工件中，通常的做法是通过喷丸处理，把工件表面处理成砂纸那样粗糙，即出现人们通常所说的机械齿。需要注意的是，表面粗糙度也不是越糙越好，这需要一个度，粗糙度大，涂层不能全部覆盖，粗糙度小，涂层附着力就会降低。

（2）消除表面污物对涂层的有害影响

由于表面污物种类繁多，针对不同材质的金属，其处理方式也会多样化，这里以钢为例，处理好的涂层，能有效隔绝水气与钢材接触，从而避免水这种电解质对钢材的腐蚀。

二、涂装前金属表面处理情况对防护涂层附着力的影响

建筑金属表面处理方式主要有：喷砂清理、动力工具打磨处理、酸洗及磷化处理等。这些表面处理方式的原理是：应用机械或化学的方法，清除其表面的氧化皮、锈蚀及其他附着物；应用机械方法处理影响涂层寿命的不规则表面。

1．机械方式处理后的表面质量对涂层附着力的影响

喷砂清理与动力工具打磨处理均属于机械处理方式。喷砂清理是将磨料(钢丸、钢丝段、棱角钢砂等)以高速喷射至被处理的建筑金属表面，产生打击和磨削作用，除去金属表面的氧化皮、锈蚀及旧涂层等附着物，让金属表面露出金属本色，并获得合适的粗糙度，以利于涂料的粘附；试验证明，涂装前金属表面粗糙度直接影响涂层与底材之间的附着力和涂层厚度的分布，对涂层的保护性能有很大的影响。涂层附着于金属表面主要靠涂料分子与金属表面极性基团之间的范德华力相互吸引以及基料、颜料与被保护金属之间的化学反应。金属在喷丸除锈后，随着表面粗糙度的增大，涂料与金属接触的表面积也增大了，涂层与建筑金属表面之间的范德华力以及可发生化学反应的接触面积也相应增大，这样必然会提高涂层的附着力。喷砂清理，特别是喷射具有棱角的磨料，不仅会增加金属表面积，而且还为涂层附着提供了合适的表面几何形状，使得涂层与金属表面之间除了范德华力外，还有机械的齿合作用，对涂层的附着就更加有利。

但粗糙度要适当，如果太大，也会不利于涂层的保护性能。与光滑的表面比较，涂料用量一定，粗糙表面上涂层的有效厚度就要低得多，容易导致波峰处的涂层厚度不足，早期的锈蚀一般就会从这里开始。另外，粗糙度过大，在较深的凹坑内就可能截留气泡，成为涂层起泡的根源。经验表明，对于通常的防腐涂装来说，金属表面最大粗糙度的数值一般不应超过100μm，较合适的范围是40～75μm。对于金属的不规则表面，在喷砂清理前，所有切割产生的锐边以及钢板上烧焊留下的痕迹，要分别进行打圆或其他处理。要得到圆滑的边缘，对钢板边缘可以采用动力工具打磨的方式进行处理，将90°或尖锐边角变成两个钝角，而锐边的圆角可指定一个最小半径范围，如R=2mm，这样，喷砂处理之后，边缘就会足够圆滑以便涂装。

2．化学方式处理后的表面质量对涂层附着力的影响

酸洗、磷化处理及溶剂擦洗均属于化学处理方式。酸洗是应用无机酸或有机酸与金属表面的氧化皮、铁锈发生化学反应，生成可溶性铁盐，然后将其从建筑金属表面清除的工艺手段；磷化是指在金属表面通过化学方法处理，生成各种不溶于水的金属磷酸盐膜层的过程，这种方式可提高金属表面的抗腐蚀能力，同时磷化膜作为涂料保护的底层，还可提高滑动面的耐磨耗性能。

3．表面预处理后清洁作业对涂层附着力的影响

通过一定的处理方式清除掉表面的氧化皮、锈蚀产物、旧涂层、油脂、焊接残留物、灰尘及盐分等各种附着物，并对建筑金属的不规则表面处理圆滑后，会在金属表面留下一些副产物，为确保涂料与被涂表面的附着力，在涂装作业前，应对被涂表面进行清洁处理。各种表面处理作业在金属表面留下的副产物有：废磨料、灰尘、盐分、污油、污水等，有时还会留下作业时的粉笔记号、标志涂料等，那么，涂装前表面清理工作的主要内容就是对这些会对涂层附着力产生影响的副产物加以清理。这些需要除掉的副产物可通过清水冲洗、压缩空气吹干、擦除等方法清理，其中的标志涂料如果与待涂装的涂层属同一类型，可不必完全清除，只需做必要的表面清洁。上述这一系列的表面预处理工作，对保证涂层与金属之间的附着力具有重要的影响，在工作中应给予足够的重视。

综上所述，金属表面预处理对增强涂层与金属之间附着力、提高涂层对金属防腐作用十分重要，如果金属表面不经处理就涂装金属防腐防护涂层，涂层与金属表面之间无法获得足够的附着力，会大大降低防护涂层对金属防腐作用，即使涂层采用高质量的材料，也很难保证防腐体系的有效期。涂装前良好的表面处理，对提高金属的使用寿命可以起到事半功倍的效果。采用好的涂层配套体系，就如同给金属结构“穿”上了一件挡风御寒的外衣，这件外衣牢牢地附着在钢结构表面，持久地担当起保护金属的重任。

参考文献：

【1】刘小风， 曹晓燕， 满瑞林等.镀锌钢板稀土镧盐钝化工艺[J];腐蚀与防护;2011.06

【2】孟履祥.纤维塑料筋部分预应力混凝土梁受弯性能研究[D];中国建筑科学研究院;2005

【3】黄微波, 张静 ,吕平等.ACIS法研究聚脲涂层砂浆防护性能[J];四川建筑科学研究;2012.01

作者简介：张磊，男，籍贯：河南省长垣县苗寨乡苗寨村人，助理工程师，研究方向：建筑施工技术。