門業淺談┃防火門使用鍍鋅板和冷軋板作為基材防腐性能對比分析

                                  2018-08-21  來自: 河南中沃消防科技股份有限公司 瀏覽次數:671

                                  摘要:針對鍍鋅鋼板和冷軋板兩種類型的板材,進行前處理、底漆以及耐蝕性等方面的涂裝適應性對比分析,以及后期防火門填充物——氧化鎂、氯化鎂對鋼板的腐蝕對比,為防火門合理選用鋼板材料提供技術依據。

                                  前言

                                  防火門是消防產品中重要的組成部分,也是當今建筑中保障百姓生命以及財產安全的重要屏障。防火門生產材質的選擇,決定了防火門使用壽命的長久,進而決定了百姓的生命與財產安全。在當今防火門行業,多數企業采用的是冷軋鋼板,而僅有很少一部分企業選用價格更高的鍍鋅鋼板作為防火門的原材料。在防火門上采用鍍鋅鋼板的目的是提高耐蝕性能,由于鋅的標準電極電位負于鐵,鋅層對鋼基體具有犧牲陽極保護的作用,可延長產生穿孔腐蝕的時間,從而提高防火門的使用壽命,因此耐蝕性能是鍍鋅鋼板的重要性能指標。本文從鍍鋅鋼板和冷軋鋼板材料本身性能以及前處理、底漆工序入手,研究二者之間在涂裝適應性和防腐性能方面的主要差別,并結合防火門生產使用現狀,探討鍍鋅鋼板的優越性。

                                  耐腐蝕性試驗對比

                                  鍍鋅層對鋼鐵基體的保護作用是雙重的,首先鋅是極其容易氧化,氧化鋅不像氧化鐵那樣疏松,而是致密的皮層,這層氧化鋅就能阻止內部的鋅進一步氧化,且將被保護的金屬基體與腐蝕性環境隔離,從而阻止了金屬發生腐蝕的主要條件電解質侵入;其次,由于鋅的化學活潑性高于鐵(鋅的電極電位為-0.762V,鐵為-0.44v),當鍍鋅板的表層損壞,露出內部的鐵質表面的時候,鋅就成了陽極,以電化學作用先于鐵發生腐蝕,在腐蝕環境下形成一層致密的氧化物薄膜作為阻擋層,從而達到保護鋼材基體的目的。因此在絕大部分的應用環境中,鋅的耐腐蝕性能遠遠優于鐵,這就是鍍鋅鋼板的優勢所在。另外,鋅作為陽極,起到犧牲陽極的保護作用防止穿孔腐蝕,本實驗從以下兩方面考察兩種類型鋼板的涂層耐蝕性:

                                  涂層劃叉后耐腐蝕性能對比分析

                                  經過前處理、磷化工序后,制備得到涂層試片,控制涂層厚度在20μm左右,十字交叉法劃破涂層,考察涂層劃叉破壞后耐鹽霧腐蝕的能力,試驗結果如表。

                                  1 冷軋板、鍍鋅板耐鹽霧800h性能對比

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                                  由表可知,鹽霧試驗800小時,鍍鋅板涂層單側擴蝕寬度大于冷軋板涂層擴蝕寬度。冷軋板沿劃叉處漆膜脫落,單側寬度約為2mm;鍍鋅板沿劃叉處漆膜起泡,且程度密集,單側漆膜擴蝕寬度約為4-6mm。從腐蝕深度的角度來看,鍍鋅板則完全發揮了其優異的耐蝕性能,腐蝕深度遠遠小于冷軋板,且冷軋板普遍發生了腐蝕穿孔的現象。鍍鋅板涂層完好的部位無起泡、無生銹現象,這也恰恰說明良好的前處理和致密的電泳涂層能有效的隔絕腐蝕環境,賦予了涂層優異的耐蝕性能。

                                  涂層完好時耐腐蝕性能對比分析

                                  試片進行前處理、磷化工序后,涂覆檸檬黃本色烘干面漆制備試片,控制檸檬黃面漆厚度在(35-45μm的范圍內,分別進行鹽霧800h和濕熱500h的耐腐蝕試驗,考察復合涂層在完好狀態下耐鹽霧、耐濕熱的能力以及試驗后涂層的二次附著力性能,結果見表2。

                                  2 鍍鋅板耐蝕性及二次附著力性能對比

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                                  耐腐蝕試驗后,鍍鋅板涂層表面無起泡、無脫落、無銹蝕現象;二次附著力試驗結果也均為0級,劃格附著力性能沒有下降??梢娙缑嫫嵬繉硬辉獾狡茐?,面漆涂層則充分發揮其作用,具有優良的耐蝕性能。

                                  與防火門填充物——珍珠巖的化學反應對比

                                  上一章節重點詮釋的是鋼板耐腐蝕性對比。結合到防火門,不得不提填充物對鋼板的化學反應。這是對鋼板耐腐蝕性能更深層次的考驗。

                                  目前,防火門業內使用的填充物都是由氧化鎂和氯化鎂組成。由于種種原因,氧化鎂和氯化鎂會產生返鹵——氧化鎂和氯化鎂反應生成氯氧鎂水泥,氯氧鎂水泥的返鹵是指做出來的產品在天氣變化(氣溫升高\濕度增大時)一般是3~4月份或是下雨天,菱鎂制品上會有很多水珠或者是菱鎂制品很潮濕。返鹵最根本的原因是氯化鎂沒有完全反應掉,多出的來的氯化鎂返到產品表面,氯化鎂有吸濕性,會吸收空氣中水氣,使產品表面潮濕,嚴重的會有水滴流下。 防火門返鹵,原因出在門芯板上。

                                  這說明,其防火門芯板用的是菱鎂材料制作的,也就是用的是氯化鎂和氧化鎂。一個是直接 用菱鎂材料發泡制成門芯板,另一種是以菱鎂材料為粘結劑,以膨脹珍珠巖為骨料制成的門芯板。

                                  優質的菱鎂材料應該是很好的防火建材產品,但是由于以下原因導致防火門返鹵:

                                  1、技術因素。

                                  菱鎂材料制作防火門芯板,技術難以控制,絕大多數企業技術人員魚龍混雜,一知半解就成了技術員了,甚至買了個配方就干,不懂科學協調配比,這當然難以作出合格的菱鎂門芯板。由于菱鎂材料的質量可變因素過多,一般很難生產出優質產品。比如氧化鎂的活性含量,氯化鎂的含量,以及氯化鎂調整的波鎂度,外界環境的影響:比如溫度、濕度的變化等都會影響到菱鎂水泥即氯氧鎂水泥的固化速度以及晶體發育狀況,這直接關系到菱鎂材料的強度、性能、返鹵泛霜、使用壽命等。

                                  2、人為因素。

                                  菱鎂水泥受環境溫度影響甚大,氣溫低于15度時,結晶反應遲緩,甚至不反應。就算環境溫度基本可以,但因生產條件有限,周期過長影響了生產正常進行,只能人為縮短凝結時間,進入烘干工序,強制性終止反應,導致制品強度不高,質量不合格。沒有凝結的氯化鎂相對剩余,自然就會在遇潮后返鹵泛霜;人為因素里還有一個就是良心問題,很多門芯板廠,迫于競爭壓力和想實現利潤最大化,而故意忽視產品質量,降低成本,也必然導致返鹵結果。

                                  3、原料因素。

                                  如氧化鎂質量問題,特別是燒失量不達標,活性比例不夠,氧化鎂質量不穩定,直接導致反應速度難以控制。這時候需要隨時調整氧化鎂-氯化鎂的配比,可一般企業的技術員不會懂得這些,進貨的氧化鎂質量不合格,也不知道,對摩爾比配方計算稀里糊涂,依舊照方子生產,就不會出合格產品。即使是氧化鎂沒有質量問題,隨著儲存期的延長,氧化鎂的活性含量也會大大下降,再加上氯化鎂含量不夠等多原料因素導致門芯板不合格,返鹵是必然的。

                                  4、環境因素。

                                  濕季節,即使合格的門芯板都可能返鹵,如果質量稍差點,返鹵是自然的了??傊?,菱鎂板的返鹵是菱鎂水泥的頑癥,絕大多數企業自己解決不了。

                                  防火門返鹵直接后果:

                                  一是門芯板和門面鋼板造成兩層皮現象,逐漸的就會門芯板與鋼板離核,嚴重影響了防火門的質量。

                                  二是氯離子大量游離出來,與外層鋼板發生電化學反應,引起門板銹蝕和腐爛,先里面腐蝕,再外面掉漆,再里外一起爛鋼板,大大降低了防火門的壽命。

                                  綜上所述,即使是合格的氯化鎂和氧化鎂,也會受到環境的影響而產生返鹵現象。既然我們無法避免返鹵,那只能通過提升鋼板的耐腐蝕性來應對這一困擾,提升防火門的使用壽命。結合上面的耐腐蝕實驗,我們必然會選擇抗腐蝕性更強的鍍鋅板來對抗返鹵,提升防火門的使用壽命。

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                                  結論及應用

                                  1、 在涂層完好的情況下,試驗證明冷軋板和鍍鋅板耐腐蝕性能相當,在涂層破壞的前提下,鍍鋅板防穿孔腐蝕作用明顯,只有正確地使用鍍鋅板才能達到預期的效果。

                                  2、 使用鍍鋅板作為防火門的原材料,能夠有效抵抗氧化鎂和氯化鎂返鹵所造成的腐蝕性。

                                  3、 需要強調的是,2008年新的國家標準對防火門的填充物要求是必須無毒無害。而在這之前,多數企業使用的填充物是防火棉。在發生火災時,防火棉雖然能夠阻燃,但其燃燒時會釋放出有毒氣體。在火災中,很大一部分人不是被燒死的,而是缺氧中毒窒息而亡。眾所周知,所有的化工合成的填充材料都是有毒的,只有天然的材料才是無毒的,但弱點是具有腐蝕性。如上述所闡述的,要抵抗腐蝕,鍍鋅板是防火門的不二選擇。但因為成本因素,僅有部分良心企業、視品質如生命的企業會選用鍍鋅板,一如我們大力門業,自投產防火門之初,就選擇了鍍鋅板作為防火門的基材,所生產的防火門使用壽命較其他品牌長六倍之久。

                                   

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