富锌涂料分为有机和无机两大类。有机类主要采用环氧树脂作为基料,而水性无机富锌涂料则以硅酸钠、钾、锂水溶液作为基料。据有关资料称,无机富锌涂料是防腐期效最长的涂料品种之一。
水性无机富锌涂料的发展,已经历了50余年的历史,至今已成为最重要的重防腐涂料品种之一,广泛用于暴露在海洋大气、高温和各种环境的钢结构的长效防腐,取得令人满意的效果,得到愈来愈多业内人士的认可。
从总体上而言,水性无机富锌涂料的发展,经历了以下三个阶段:
第一阶段,热固性无机富锌涂料。这种涂料首次较大规模的应用是在1942年,但实际操作非常困难,因为需要近149℃的高温烘烤才能形成不溶性的锌-硅酸盐涂层,然而当时在澳洲还是在许多管道、重整炉和煤罐上进行应用,防腐效果极好。
第二阶段,后固化无机富锌涂料。美国于1952年开发成功后固化无机富锌涂料。该涂料采用一种磷酸铵盐作固化剂代替加热,使其在室温下形成硅酸锌的聚合物结构,因而可以用喷枪喷涂于任何大小结构式部件上,而不受烘烤炉大小的限制。实践证明,后固化无机富锌涂料同样具有优异的附着力、柔韧性、机械特性以及防腐性。但涂料固化后不仅需用水清洗涂膜表面,除去多余的固化剂和其他副产物,给施工带来麻烦和增加成本,而且还会因操作上的不慎造成固化剂不均匀等问题,进而影响涂层的各项性能。这种涂料国内一些单位一直沿用至今。
第三阶段,自固化无机富锌涂料。随着对锌/硅酸盐化学研究的深入,一种自固化的无机富锌涂料应运而生。该类涂料的代表产品就是以硅酸锂水溶液为基料和以模数(M)>5的硅酸钾水溶液作为基料的自固化无机富锌涂料。
有关研究表明,由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多,其相应离子水化半径就大,反应性能就强,因而自固化时模数(M)就低,硅酸锂≥2;硅酸钠≥4;硅酸钾≥6。此外,随着模数的增高,硅酸钠和硅酸钾粘度急剧增大,表明SiO2的聚合度提高,SiO2的粒径也随之增大,呈现不稳定性。而硅酸锂则不同,通常可以制得数1~25的稳定产品。但当M≤2.2时,容易产生化学组分为Li2O·2SiO2;Li2O·SiO2·2Li2O的白色沉淀,M>10的硅酸锂水溶液其膜附着力降低,不能形成性能良好的涂膜,因此适宜的模数为2.4~8,而作为无机基料使用,M为2.2~5的硅酸锂水溶液附着力较好。