专家解读：防火门使用镀锌板和冷轧板作为基材防腐性能对比分析

  作者介绍：柴文胜，中国大力科技集团董事长，中国钢木门窗委员会副主任，浙江省建筑门业协会副会长兼秘书长。柴文胜从事门业行业近20年，具备丰富的专业知识，参与了行业很多标准的起草工作，被聘为《中国绿色材料标准》制定专家。

摘要：针对镀锌钢板和冷轧板两种类型的板材，进行前处理、底漆以及耐蚀性等方面的涂装适应性对比分析，以及后期防火门填充物---氧化镁、氯化镁对钢板的腐蚀对比，为防火门合理选用钢板材料提供技术依据。

关键词：镀锌板；冷轧板；防火门；耐蚀性；对比

1前言

防火门是消防产品中重要的组成部分，也是当今建筑中保障百姓生命以及财产安全的重要屏障。防火门生产材质的选择，决定了防火门使用寿命的长久，进而决定了百姓的生命与财产安全。在当今防火门行业，多数企业采用的是冷轧钢板，而仅有很少一部分企业选用价格更高的镀锌钢板作为防火门的原材料。在防火门上采用镀锌钢板的目的是提高耐蚀性能，由于锌的标准电极电位负于铁，锌层对钢基体具有牺牲阳极保护的作用，可延长产生穿孔腐蚀的时间，从而提高防火门的使用寿命，因此耐蚀性能是镀锌钢板的重要性能指标。本文从镀锌钢板和冷轧钢板材料本身性能以及前处理、底漆工序入手，研究二者之间在涂装适应性和防腐性能方面的主要差别，并结合防火门生产使用现状，探讨镀锌钢板的优越性。

2耐腐蚀性试验对比

镀锌层对钢铁基体的保护作用是双重的，首先锌是极其容易氧化，氧化锌不像氧化铁那样疏松，而是致密的皮层，这层氧化锌就能阻止内部的锌进一步氧化，且将被保护的金属基体与腐蚀性环境隔离，从而阻止了金属发生腐蚀的主要条件“电解质”侵入；其次，由于锌的化学活泼性高于铁（锌的电极电位为-0.762V，铁为-0.44v），当镀锌板的表层损坏，露出内部的铁质表面的时候，锌就成了阳极，以电化学作用先于铁发生腐蚀，在腐蚀环境下形成一层致密的氧化物薄膜作为阻挡层，从而达到保护钢材基体的目的。因此在绝大部分的应用环境中，锌的耐腐蚀性能远远优于铁，这就是镀锌钢板的优势所在。另外，锌作为阳极，起到牺牲阳极的保护作用防止穿孔腐蚀，本实验从以下两方面考察两种类型钢板的涂层耐蚀性： 

2.1涂层划叉后耐腐蚀性能对比分析

经过前处理、磷化工序后，制备得到涂层试片，控制涂层厚度在20μm左右，十字交叉法划破涂层，考察涂层划叉破坏后耐盐雾腐蚀的能力，试验结果如表。

表1  冷轧板、镀锌板耐盐雾800h性能对比

冷轧板

镀锌板

单侧扩蚀宽度（mm）

2

4～5

扩蚀深度（µm）

800（腐蚀穿孔）

37

由表可知，盐雾试验800小时，镀锌板涂层单侧扩蚀宽度大于冷轧板涂层扩蚀宽度。冷轧板沿划叉处漆膜脱落，单侧宽度约为2mm；镀锌板沿划叉处漆膜起泡，且程度密集，单侧漆膜扩蚀宽度约为4-6mm。从腐蚀深度的角度来看，镀锌板则完全发挥了其优异的耐蚀性能，腐蚀深度远远小于冷轧板，且冷轧板普遍发生了腐蚀穿孔的现象。镀锌板涂层完好的部位无起泡、无生锈现象，这也恰恰说明良好的前处理和致密的电泳涂层能有效的隔绝腐蚀环境，赋予了涂层优异的耐蚀性能。

2.2涂层完好时耐腐蚀性能对比分析

试片进行前处理、磷化工序后，涂覆柠檬黄本色烘干面漆制备试片，控制柠檬黄面漆厚度在（35-45）μm的范围内，分别进行盐雾800h和湿热500h的耐腐蚀试验，考察复合涂层在完好状态下耐盐雾、耐湿热的能力以及试验后涂层的二次附着力性能，结果见表2。

表2  镀锌板耐蚀性及二次附着力性能对比

试验

耐盐雾800h

耐湿热500h

漆膜外观

无起泡、无脱落、无锈蚀

无起泡、无脱落、无锈蚀

二次附着力（1mm）

0级

0级

耐腐蚀试验后，镀锌板涂层表面无起泡、无脱落、无锈蚀现象；二次附着力试验结果也均为0级，划格附着力性能没有下降。可见如面漆涂层不遭到破坏，面漆涂层则充分发挥其作用，具有优良的耐蚀性能。

3与防火门填充物--珍珠岩的化学反应对比

上一章节重点诠释的是钢板耐腐蚀性对比。结合到防火门，不得不提填充物对钢板的化学反应。这是对钢板耐腐蚀性能更深层次的考验。

目前，防火门业内使用的填充物都是由氧化镁和氯化镁组成。由于种种原因，氧化镁和氯化镁会产生返卤——氧化镁和氯化镁反应生成氯氧镁水泥,氯氧镁水泥的返卤是指做出来的产品在天气变化(气温升高\湿度增大时)一般是3~4月份或是下雨天,菱镁制品上会有很多水珠或者是菱镁制品很潮湿。返卤最根本的原因是氯化镁没有完全反应掉，多出的来的氯化镁返到产品表面，氯化镁有吸湿性，会吸收空气中水气，使产品表面潮湿，严重的会有水滴流下。 防火门返卤，原因出在门芯板上。

这说明，其防火门芯板用的是菱镁材料制作的，也就是用的是氯化镁和氧化镁。一个是直接 用菱镁材料发泡制成门芯板，另一种是以菱镁材料为粘结剂，以膨胀珍珠岩为骨料制成的门芯板。

优质的菱镁材料应该是很好的防火建材产品，但是由于以下原因导致防火门返卤：

一、技术因素。

菱镁材料制作防火门芯板，技术难以控制，绝大多数企业技术人员鱼龙混杂，一知半解就成了技术员了，甚至买了个配方就干，不懂科学协调配比，这当然难以作出合格的菱镁门芯板。由于菱镁材料的质量可变因素过多，一般很难生产出优质产品。比如氧化镁的活性含量，氯化镁的含量，以及氯化镁调整的波镁度，外界环境的影响：比如温度、湿度的变化等都会影响到菱镁水泥即氯氧镁水泥的固化速度以及晶体发育状况，这直接关系到菱镁材料的强度、性能、返卤泛霜、使用寿命等。

　二、人为因素。

　菱镁水泥受环境温度影响甚大，气温低于15度时，结晶反应迟缓，甚至不反应。就算环境温度基本可以，但因生产条件有限，周期过长影响了生产正常进行，只能人为缩短凝结时间，进入烘干工序，强制性终止反应，导致制品强度不高，质量不合格。没有凝结的氯化镁相对剩余，自然就会在遇潮后返卤泛霜；人为因素里还有一个就是良心问题，很多门芯板厂，迫于竞争压力和想实现利润最大化，而故意忽视产品质量，降低成本，也必然导致返卤结果。

　三、原料因素。

　如氧化镁质量问题，特别是烧失量不达标，活性比例不够，氧化镁质量不稳定，直接导致反应速度难以控制。这时候需要随时调整氧化镁-氯化镁的配比，可一般企业的技术员不会懂得这些，进货的氧化镁质量不合格，也不知道，对摩尔比配方计算稀里糊涂，依旧照方子生产，就不会出合格产品。即使是氧化镁没有质量问题，随着储存期的延长，氧化镁的活性含量也会大大下降，再加上氯化镁含量不够等多原料因素导致门芯板不合格，返卤是必然的。

　四、环境因素。

　湿季节，即使合格的门芯板都可能返卤，如果质量稍差点，返卤是自然的了。总之，菱镁板的返卤是菱镁水泥的顽症，绝大多数企业自己解决不了。

　防火门返卤直接后果：

　一是门芯板和门面钢板造成“两层皮”现象，逐渐的就会门芯板与钢板离核，严重影响了防火门的质量。

　　二是氯离子大量游离出来，与外层钢板发生电化学反应，引起门板锈蚀和腐烂，先里面腐蚀，再外面掉漆，再里外一起烂钢板，大大降低了防火门的寿命。

   综上所述，即使是合格的氯化镁和氧化镁，也会受到环境的影响而产生返卤现象。既然我们无法避免返卤，那只能通过提升钢板的耐腐蚀性来应对这一困扰，提升防火门的使用寿命。结合上面的耐腐蚀实验，我们必然会选择抗腐蚀性更强的镀锌板来对抗“返卤”，提升防火门的使用寿命。

4 结论及应用

1、 在涂层完好的情况下，试验证明冷轧板和镀锌板耐腐蚀性能相当，在涂层破坏的前提下，镀锌板防穿孔腐蚀作用明显，只有正确地使用镀锌板才能达到预期的效果。

2、 使用镀锌板作为防火门的原材料，能够有效抵抗氧化镁和氯化镁返卤所造成的腐蚀性。

3、 需要强调的是，2008年新的国家标准对防火门的填充物要求是必须无毒无害。而在这之前，多数企业使用的填充物是防火棉。在发生火灾时，防火棉虽然能够阻燃，但其燃烧时会释放出有毒气体。在火灾中，很大一部分人不是被烧死的，而是缺氧中毒窒息而亡。众所周知，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无毒的，但弱点是具有腐蚀性。如上述所阐述的，要抵抗腐蚀，镀锌板是防火门的不二选择。但因为成本因素，仅有部分“良心”企业、视品质如生命的企业会选用镀锌板，一如我们大力门业，自投产防火门之初，就选择了镀锌板作为防火门的基材，所生产的防火门使用寿命较其他品牌长六倍之久。

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