按锈原理分类，防锈底漆一般分为物理屏障型、钝化磷化膜型和阴极保护型3种类型，其中以阴极保护型防锈底漆(一般指富锌底漆）的防锈效果最好。目前我国应用的富锌涂料分为有机环氧富锌涂料和无机富锌涂料2种，无机富锌涂料又包括溶剂型无机富锌涂料和水性无机富锌涂料。
1 水性无机富锌涂料的发展历程
水性无机富锌涂料一般是以硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂为基料并复配锌粉制成。其经历了3个发展阶段:
第一阶段，热固性无机富锌涂料。其涂膜需经过高温烘烤才具有不溶性。用于澳大利亚输油管道上的热固性无机富锌涂料，经过50多年的使用，涂层仍保持完好，呈现出极好的防腐效果。
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。该涂料采用磷酸镀盐作为固化剂，使其在室温下形成不溶性的涂层。我国在20世纪70年代后期，采用MgC12水溶液作为固化剂，也研制成后固化无机富锌涂料。实践表明，后固化无机富锌涂料具有优异的附着力和防腐性。但是该涂料固化后需用水清洗涂层表面，除去多余的固化剂和其他副产物，给施工带来麻烦。这类涂料在国内仍有使用。
第三阶段，自固型无机富锌涂料。20世纪70年代初，美国太空总署的研究人员通过提高硅酸钾的模数，并保持其稳定性，研究成自固型无机富锌涂料。该涂料的固化时间短，一般3~6h涂膜即可完全固化，不怕雨淋。目前，国内市场上的国外品牌IC 531就属于此种涂料。我国在20世纪90年代研究开发的自固型无机富锌涂料主要是用硅酸蚀水溶液配制的，但由于其涂层完全自固化时间较长，原料价格较贵，应用受到一定的限制。本所采用普通模数的硅酸钾研制成水性自固型无机富锌涂料，已在铁路钢桥的防腐涂装中得到应用。
2 水性无机富锌涂料的特性
水性无机富锌涂料含有大量的金属锌粉，锌粉在涂层中能紧密排列和接触，从而起到长效防腐作用。水性无机富锌涂料具有以下特性快干性，在标准环境条件下20min表干，2h实干；厚涂性，一次喷涂膜厚可达70um以上；防锈能力优异；以水为稀释和清洗剂，不燃，无V0C的排放，施工、贮存安全；可焊接性，在适宜的范围内，涂层不受焊接和切割损伤；耐高温性，连续耐热可达300℃以上。
3 水性无机富锌涂料施工时的注意事巧
与其他涂料一样，水性无机富锌涂料也有其使用的局限性。
3.1 涂层的脆性
水性无机富锌涂层由锌粉和硅酸盐组成，呈脆性。目前，一般要求其耐冲击性≥50cm,柔韧性≤2mm。水性无机富锌涂层的脆性，决定了该涂料不适合在薄的、易变形的底材上使用，否则，由于外力的作用，会使涂层出现大面积剥落。
3.2 表面处理
钢工件的表面处理是决定涂层附着力优劣的关键因素，对整个涂层质量有重大的影响。水性无机富锌涂料与油污等有机物质的相容性很差，同时为了保证涂料中的锌粉与底材充分的接触，产生导电作用，起到防腐蚀效能，要求底材表面必须清洁，不能存在水，油脂或任何污染，尤其足油污类污物，应彻底清除。如果工件表面存在油污，涂层的附着力降低，涂层会出现剥落，达不到预期的防锈效果。工件表面进行人工打磨和机械喷砂处理后，喷涂水性无机富锌涂料，涂层完全干燥后的附着力测试结果见表1。
表1 自固型水性无机富锌涂层附着力测试结果
表面处理方式 拉开法附着力/MPa
人工打磨
0号砂纸 2.17
3号砂纸 4.62
机械喷 7.4
由表1可见：水性无机富锌涂料在喷砂工件表面的附着力明显要好。所以，要求对工件表面进行喷砂处理，处理等级达到Sa 2.5级以上。有漆的或有锈斑的工件表面，处理等级达到Sa 3标准。喷砂处理后的表面粗糙度达到25-50um，也可以更粗糙些，但为了达到相同的防护效果，需要增加涂层的厚度。
3.3 施工条件
施工时要求底材表面的最低温度≥5℃（最好在10℃以上)，最高温度≤40℃，相对湿度≤ 80%。否则，涂膜表干2h后，其铅笔硬度达不到4H以上，最后得到的涂层附着力很底（一般在3 MPa以下)，并且，随着时间的延长，硬度不再增加，涂层附着力也不再提高。
3.4 其他涂料配套
水性无机富锌涂料中含有大量的锌粉(一般在70%以上)，干膜中锌粉的含量达90%以上。这样虽然保证了锌粉微粒之间的良好接触，提供了良好的导电性，但同时也造成了涂层的多孔性，使有害介质易于侵入。理论上讲，虽然水性无机富锌涂料具有阴极保护作用，但是其阴极保护作用只有在电解质存在的条件下能起作用。在实验室对水性无机富锌涂料进行盐雾试验时，5%的NaC1水溶液形成的水雾在试板表面吸附沉积，形成电解质溶液层，试板的划痕处不出现红锈，显示出水性无机富锌涂料具有明显的阴极保护效果。而在大气状态下，涂层表面吸附的有害介质不足以成为具有导电作用的电解质，所以水性无机富锌涂层对暴露在大气状态下的钢结不能提供有效的阴极保护作用。所以该涂料不能单独使用，必须与中涂漆、面漆配套使用，才能发挥其应有的效果。
3.5 涂层厚度
钢工件表面通过喷砂处理后会出现一定的粗糙度，水性无机富锌涂料要求钢表面处理后达到25~50um，这样如果涂层达不到一定的厚度，会造成有些部位太薄，不能起到应有的防锈效果。如1997年我国某机场航站楼室内钢架表面防腐保护采用水性无机富锌涂料，厚度30um，从生产厂通过海上运输到施工现场，90%以上的钢表面出现锈蚀。
