O aço galvanizado é amplamente utilizado para controlar a corrosão atmosférica. Para melhorar a resistência à corrosão ou a decoração do aço galvanizado, muitas vezes é deixado para ser pintado com um acabamento.
No entanto, o principal problema com aço galvanizado é que é difícil obter uma boa adesão. Isso ocorre porque, em um ambiente poluído pelo ar, os produtos de corrosão do zinco na superfície da camada galvanizada contêm algumas substâncias solúveis em água que reduzem o desempenho do filme de tinta.
Além disso, o zinco tem uma atividade muito alta e irá interagir com certos componentes da tinta. A reação fez com que a tinta caísse em apenas alguns meses. Devido aos problemas mencionados acima, o aço galvanizado é geralmente usado como substrato de difícil pintura, por isso é necessário realizar um tratamento superficial na camada galvanizada e selecionar especialmente a tinta para o aço galvanizado.
Propriedades químicas do revestimento de zinco
Quando a camada galvanizada é exposta à atmosfera, ocorre a reação química inicial, ou seja, o zinco produz óxido de zinco. No entanto, o estágio inicial em cerca de 48 horas após a galvanização geralmente não afeta a adesão da tinta. Esse tempo pode ser maior ou menor, dependendo das condições de armazenamento e exposição.
Além da formação de óxido de zinco e hidróxido de zinco, a formação de uma mistura de cloreto de zinco e sulfato de zinco também é comum nos estágios iniciais de exposição. O filme superficial formado no estágio inicial é solto e pulverulento, portanto não pode ser usado como um bom primer de tinta. Embora a formação da película superficial possa não ser visível a olho nu, pode causar danos à película de tinta.
A camada galvanizada é exposta à atmosfera. Após 8 meses a 2 anos, a camada superficial final é formada. O tempo necessário depende da dureza do ambiente. A superfície final é um filme básico de carbonato de zinco, que é basicamente inerte e adere intimamente à camada galvanizada. Quando a superfície externa da camada galvanizada é completamente convertida em carbonato de zinco, ela pode ser pintada com sucesso na superfície. Esta camada superficial inerte e ligeiramente áspera só precisa ser limpa à pressão antes de aplicar o acabamento.
Como pode ser visto acima, a superfície da camada galvanizada tem os seguintes três estágios de desenvolvimento diferentes:
(1) Zinco puro dentro de 48 horas após a galvanização.
(2) Gerar óxido de zinco e hidróxido de zinco (e outras substâncias) por 48 horas a 1 ano.
(3) O carbonato de zinco é finalmente produzido de 8 meses a 2 anos.
Na segunda etapa, quando óxido de zinco e hidróxido de zinco são formados na superfície da camada galvanizada e outros contaminantes estão presentes, o mais perigoso é aplicar um top coat sobre ela e a película de tinta será danificada.
Revestindo um filme de verniz na superfície do zinco, realizando um teste de névoa salina de longo prazo ou exposição à atmosfera oceânica, após a inspeção, pode-se verificar que uma grande quantidade de zincato solúvel é gerada sob o filme de tinta, que é devido à reação catódica sob o filme de tinta. Um, às vezes o pH do álcali gerado sob o filme de tinta é maior que 12, e quando o pH é 9, ele pode reagir com o zinco, consumindo assim o álcali, promovendo assim a reação do cátodo.
A reação do ânodo é equilibrada com a reação do cátodo, e a reação do cátodo acelera a reação do ânodo, de modo que o zinco é formado infinitamente e uma camada de zinco é formada no filme de tinta e na superfície do zinco. A camada líquida destruiu o filme de tinta.
Pré-tratamento de superfície de aço galvanizado antes da pintura
Embora a camada galvanizada tenha boa resistência à corrosão e propriedades de proteção, em alguns casos ainda é necessário aplicar tinta líquida ou revestimento em pó na superfície da camada galvanizada. O objetivo principal é obter um certo efeito decorativo e de camuflagem. A dupla proteção do revestimento orgânico e da camada galvanizada no ambiente corrosivo pode prolongar a vida útil da estrutura de aço.
De um modo geral, não há limite de tempo para a aplicação de tinta em estruturas de aço galvanizado. Pode ser pintado logo após a galvanização ou após o envelhecimento da camada galvanizada.
O tratamento da superfície de peças estruturais de aço galvanizado é melhor realizado em um curto período de tempo após a galvanização, pois, durante esse tempo, a superfície da camada galvanizada não foi contaminada por óleo, graxa ou outras impurezas. Nesta fase, qualquer um dos quatro métodos a seguir pode ser usado para tratar a superfície do aço galvanizado:
① Método Twash (TWash é um agente de tratamento que pode estabilizar o óxido na superfície de peças estruturais de aço galvanizado. Solução de fosfato de zinco à base de água modificada contendo uma pequena quantidade de sal de cobre).
② Método do primer de fosfatização.
③ Método de envelhecimento abrangente (envelhecimento de 8 meses a 2 anos).
④ Método Light Shot Peening.
O objetivo da limpeza superficial do aço galvanizado antes da pintura é remover os contaminantes da superfície, e a perda da camada galvanizada deve ser a menor possível. Os métodos comumente usados para limpeza de superfícies de aço galvanizado incluem limpeza alcalina, limpeza com solução de amônia e limpeza com solvente. Alguns agentes de limpeza reagem com alguns revestimentos. Portanto, ao escolher um agente de limpeza, entre em contato com a empresa relevante para ter um entendimento abrangente do desempenho do material selecionado. Após a limpeza da superfície, a superfície deve ser limpa com água quente e depois pintada após a secagem.
Tratamento de superfície da camada galvanizada
Na primeira etapa após a galvanização, o tratamento superficial pode ser dispensado antes da pintura, ou apenas um tratamento superficial simples, como a limpeza com pincel ou pano limpo. Além disso, na fase final da formação do carbonato de zinco, não há necessidade de tratamento superficial ou apenas um tratamento simples.
Embora o carbonato de zinco estável possa ser formado após 8 meses, geralmente leva de 1 a 1.5 anos após a galvanização para representar o período seguro para a formação de carbonato de zinco estável.
Portanto, o tratamento de superfície é o mais importante no estágio perigoso de formação de misturas instáveis de 2 dias a 1 ano após a galvanização. Durante este período de tempo, é necessário cumprir os requisitos de remoção completa de óxido de zinco ou hidróxido de zinco na superfície da camada galvanizada ou realizar tratamento de conversão química antes de aplicar qualquer tinta.
1. Remoção de óxido de zinco ou hidróxido de zinco
Este tratamento pode ser feito por pulverização ou limpeza química. O método melhor e mais simples é realizar o tratamento por pulverização, ou seja, aplicar um leve tratamento de jateamento na superfície do aço galvanizado, de modo que o atrito do abrasivo pulverizado remova o filme poluente e exponha o novo zinco puro, e superfície da camada galvanizada.
Um certo grau de rugosidade é formado para que tenha excelente aderência com a tinta. Este método requer operadores de jateamento qualificados. O jateamento de areia é muito leve para remover o filme contaminado; jateamento muito profundo removerá muito zinco, e o zinco sairá, formando escamas na superfície.
A escolha do abrasivo de jateamento também é muito importante. Abrasivos duros irão moer muito zinco; abrasivos macios só irão polir a superfície, mas não podem remover contaminantes e fornecer um certo grau de aspereza para unir efetivamente a tinta.
Equipamentos automáticos de jateamento com abrasivos de aço devem ser evitados, porque as partículas de aço serão incorporadas na camada galvanizada relativamente macia, e as partículas embutidas causarão ferrugem após a aplicação do acabamento e escorrerão para fora da superfície do filme de tinta. Após a remoção do abrasivo, a superfície da camada galvanizada deve ser soprada com ar comprimido limpo e pintada imediatamente, caso contrário, o óxido de zinco será regenerado rapidamente.
Outro método de tratamento de remoção de superfície é usar vinagre ou alguma solução de ácido fraco para remoção química e depois enxaguar bem com água. Se o enxágue não for concluído, o ácido fraco permanecerá na superfície do metal e afetará a adesão da tinta.
Além disso, o uso de água de alta pressão fracamente alcalina para limpeza também é eficaz. Mas esta remoção química não pode fornecer uma superfície áspera que seja propícia à colagem da tinta.
2. Tratamento de conversão química
A superfície do aço galvanizado é passivada com um agente de passivação contendo cromo. A oxidação do cromo hexavalente, zinco e dióxido de carbono no ar gera carbonato de zinco. Como o carbonato de zinco é mais estável que o zinco, a vida útil do revestimento de zinco pode ser estendida de cerca de 2 anos para cerca de 7 a 8 anos.
Após a passivação, a superfície do zinco terá uma coloração levemente amarelada, invisível a olho nu. Após essa passivação, a superfície galvanizada não precisa ser pintada novamente, o que é muito mais barato do que pintar.
Processo de pintura de aço galvanizado
1. Limpe bem o aço galvanizado e deixe secar por várias horas após a limpeza.
2. Faça o polimento de toda a superfície do aço galvanizado, especialmente locais ásperos, como fendas e amassados.
3. Limpe toda a superfície com um pano pegajoso.
4. Aplique primer para cobrir toda a superfície do metal. É melhor começar no topo e depois trabalhar nisso passo a passo.
5. Deixe o primer secar por várias horas.
6. Escolha a tinta metálica, aplique e deixe secar.
Como escolher um acabamento para aço galvanizado?
É importante escolher um acabamento para a superfície do aço galvanizado porque quando a superfície metálica sob o filme de tinta é corroída, o álcali gerado pela reação catódica se acumula sob o filme de tinta, às vezes o pH chega a 14, enquanto o zinco só pode ser resistente a meios com um pH de cerca de 10.
Além disso, muitos acabamentos também são propensos à saponificação sob a alta alcalinidade acima mencionada. Portanto, devem ser selecionados acabamentos resistentes à corrosão atmosférica e não fáceis de saponificar.
A superfície do aço galvanizado após leve jateamento ou limpeza química é muito eficaz quando limpa e imediatamente revestida com acabamento epóxi e acabamento de poliuretano, pois a tinta de poliuretano é resistente aos raios ultravioleta na maioria dos ambientes industriais. A tinta epóxi tem uma adesão muito alta, e este filme de tinta termofixa é excelente em propriedades químicas e físicas.
As tintas de base alquídica devem ser evitadas, pois esta tinta é propensa a saponificação na interface entre o zinco e o filme de revestimento, resultando em má adesão.
Existem também acabamentos à base de terpolímeros de borracha clorada-acrílica e vinil-acrílica.
Manutenção de revestimento de estrutura de aço galvanizado
O revestimento na estrutura de aço galvanizado deve ser mantido regularmente para que a camada galvanizada sob o revestimento possa sempre ser protegida de forma eficaz.
(l) O revestimento está em pó ou a superfície está suja.
Enxágue a superfície com uma solução de detergente e aplique uma camada. Não há necessidade de usar jateamento para pré-tratamento da superfície antes da pintura. O revestimento deve corresponder ao revestimento original. É melhor usar o mesmo tipo de revestimento que o revestimento original. O revestimento desgastado pode ser restaurado ao seu brilho original aplicando uma camada de tinta de polipropileno.
(2) O revestimento está rachado e descascado.
Revestimentos com ligações fracas devem ser limpos antes do reparo. O jateamento leve é uma boa maneira de remover o revestimento solto, e a perda do revestimento de zinco não é muito. A pintura de reparo deve ser combinada com o revestimento original e o revestimento de zinco nu.
(3) O aço foi corroído.
Antes do reparo do revestimento, a ferrugem deve ser limpa. Limpeza manual, limpeza com ferramentas elétricas ou jateamento podem ser usados. Da mesma forma, a tinta de reparo deve ser combinada com o revestimento original e o revestimento de zinco nu.
