專利名稱：鋼結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的方法及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼結構防腐蝕涂層體系，特別是一種鋼結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層 體系的方法及工藝。
背景技術：
目前，國內外鋼結構主要的防腐蝕方法是重防腐蝕涂料涂層體系，該涂層體系是由無 機或環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧中間漆及聚氨酯面漆的組成的三重涂層重防腐蝕體系。隨著腐蝕 環(huán)境的日趨惡劣，紫外線、腐蝕介質等對復合涂層的破壞作用，造成有機成分中碳氫分子 鏈的斷裂，以致出現涂層龜裂、粉化的老化性失效，使得這種涂層體系對鋼鐵的防護壽命 非常有限，每次施工的保護周期不過3 8年，仍然需要花費大量的人力和物力來維修，導 致了防護成本的不斷增長。
中國發(fā)明專利《一種海洋用鋼的防腐蝕方法》專利號為00111047.0，公開了一種海 洋用鋼的防腐蝕方法，先將鋼鐵部件的表面通過噴砂進行預處理，再使用火焰或電弧噴槍 依次噴涂鋅涂層和鋁涂層或鋁鋅鋁合金涂層，最后在上述金屬涂層表面涂裝有機涂層進行 封閉處理。所述的有機涂層為氯化橡膠涂層、環(huán)氧樹脂漆涂層或高氯聚乙烯涂層。
中國發(fā)明專利《鋼結構超音速電弧噴鋁重防腐涂層工藝》，申請?zhí)枮?00510017831.0， 公開了一種鋼結構超音速電弧噴鋁重防腐涂層工藝，先將鋼結構表面除銹、粗化，然后采 用電弧噴涂機中兩根鋁絲為涂層材料，以短路電弧為熱源，高壓空氣將熔解的鋁液滴霧化， 電弧噴涂機的噴槍口設有拉瓦爾風帽，形成二次霧化并產生超音速粒子射流直接噴涂到鋼 基體表面形成鋁金屬涂層，并在此涂層上噴涂或涂刷封閉涂層形成所述重防腐涂層。所述 封閉涂層為聚酯樹脂。
隨著電弧噴涂技術和設備的研究不斷取得重大進展，人們開始使用電弧噴涂技術對鋼 鐵進行防腐處理，但是普通的電弧噴涂復合涂層在面對海洋、城市酸雨等惡劣的環(huán)境時， 仍存在很多不足，比如防腐蝕年限仍不夠高，耐候性仍不夠強，表面裝飾性欠缺等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目是提供一種耐候性好、防腐蝕壽命長、壽命周期成本低、使用效果好的鋼 結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的方法及工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實現的該鋼結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的方法由里及 外采用電弧噴涂陽極性金屬涂層、封閉底漆涂層、中間漆涂層及面漆涂層四部分防腐涂層 構成，
所述的電弧噴涂陽極性金屬涂層，該涂層中電弧噴涂所用的金屬絲材是鋁絲，鋁絲中 的鋁含量大于等于99. 5%、鋅絲，鋅絲中的鋅含量大于等于99.99%、鋅鋁合金絲，鋅鋁合
3金絲中鋁含量為10-15%,其余為鋅、鋁鎂合金絲，鋁鎂合金絲中鎂含3-5%，其余為鋁、 稀土鋁絲，稀土鋁絲中含稀土元素錸O. 1-0.7%，其余為鋁，這五種絲材中的一種絲材或兩 種絲材，噴涂金屬涂層的厚度為100 300um;
所述的封閉底漆涂層，該涂層中涂裝一道或兩道納米改性環(huán)氧封閉涂料，涂層干膜厚 度為10~60u m;
所述的中間漆涂層，該涂層中涂裝一道或兩道環(huán)氧云鐵涂料或納米改性環(huán)氧云鐵涂 料，涂層干膜厚度為60~120ym;
所述的面漆涂層，該涂層中涂裝一道或兩道納米改性含氟聚氨酯涂料或含氟聚硅氧烷 涂料或硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，涂層干膜厚度為30 100iim。
實現本發(fā)明的工藝技術方案
(1) 噴砂除銹
采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物和舊涂層，處理后的鋼鐵基材的表面清 潔度應達到Sa2. 5級或Sa3級，表面粗糙度應達到Rz25-100 u m;
(2) 電弧噴涂
根據鋼結構所處的環(huán)境性質，選擇噴涂金屬材料是鋁、鋅、鋅鋁合金、鋁鎂合金、稀 土鋁中的一種或兩種；所用噴涂金屬材料直徑相等，均為2mm或3mm;
對于面積大且平整的鋼結構表面，采用噴涂工作電流500A以上的大功率電弧噴涂機 進行噴涂；其他的鋼結構表面采用噴涂工作電流400A以下的電弧噴涂設備進行噴涂；噴 涂工作電壓為22-36V;
噴涂開始時首先合上噴涂機電源，打開噴涂機供氣開關，調節(jié)電流和電壓到要求的工 藝參數，噴槍對著非噴涂面試噴，噴涂正常后再對需噴涂面進行正式噴涂；當噴涂完畢后 停止噴涂，關閉氣源，拉下電源開關；電弧噴涂金屬涂層的厚度為100 300!xm;當檢測涂 層厚度不夠時需繼續(xù)補噴直到合格為止；
(3) 封閉底漆涂層
金屬噴涂層的表面經清除灰塵和大顆粒后，在12小時內涂裝一道或兩道納米改性環(huán) 氧封閉涂料；涂層干膜厚度為10 60um;
(4) 中間漆涂層
封閉底漆涂層在室溫下干燥至少4小時且漆膜表干后，涂裝一道或兩道環(huán)氧云鐵涂料 或納米改性環(huán)氧云鐵涂料；涂層干膜厚度為60 120um;
(5) 面漆涂層
中間漆涂層在室溫下干燥至少24小時且漆膜實干后，對中間漆涂層表面進行清理， 清除表面污物和灰塵；涂裝一道或兩道納米改性含氟聚氨酯涂料或含氟聚硅氧烷涂料或硅 氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，涂層干膜厚度為30~100um。
有益效果由于采用了上述方法，電弧噴涂陽極性金屬涂層對鋼結構基體提供犧牲陽極的陰極保護作用，不受紫外線、腐蝕介質對鋼結構的破壞；采用封閉底漆涂層、中間漆 涂層和面漆涂層，這些有機涂料涂層有效的封閉金屬噴涂層，保護金屬噴涂層不受海洋、 城市酸雨的破壞，以物理方式隔離各種腐蝕介質對金屬噴涂層和鋼鐵基體的侵蝕，同時還 具有裝飾性，防腐蝕年限更高，耐蝕性、耐候性、耐污性、耐化學品、裝飾性更優(yōu)，達到 了本發(fā)明的目的。
優(yōu)點該復合防腐蝕涂層體系結合了電弧噴涂陽極性金屬涂層與油漆涂料封閉隔離涂 層的優(yōu)點，具有優(yōu)異的防腐蝕、耐候性、耐污性、耐化學品、裝飾性等性能，理論防腐蝕 能力達到50-100年，可顯著減免鋼結構后期防腐蝕維護工作和費用。使用上述的納米改 性含氟聚氨酯涂料或含氟聚硅氧垸涂料或硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，提高了涂層體系 的表面裝飾性能，更能滿足當代建筑對鋼結構藝術造型，美學和景觀設計，達到質量和人 文景觀的完美結合。這種鋼結構的復合防腐蝕涂層體系具有重要的經濟效益和社會效益。
具體實施例方式
實施例1:某鋼結構試件，先采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物，處理后 的鋼鐵基材的表面清潔度為Sa3級，表面粗糙度為Rz25-lOOum，然后用兩根直徑3.0mm 的鋁絲，鋁絲中的鋁含量為99.5%，在鋼結構表面電弧噴涂鋁涂層，金屬鋁涂層厚度為180 ym;再清除金屬噴涂層表面的灰塵和大顆粒，在12小時內涂裝兩道納米改性環(huán)氧封閉涂 料作為底漆涂層，涂層干膜厚度為40pm;在封閉底漆涂層涂裝后室溫下自然干燥24小時 后，涂裝兩道環(huán)氧云鐵涂料作中間漆涂層，涂層干膜厚度為100um;中間漆涂層在室溫下 自然干燥24小時且漆膜實干后，對中間漆涂層表面進行清理，清除表面污物和灰塵，涂 裝兩道納米改性含氟聚氨酯涂料作面漆涂層，涂層干膜厚度為80ixm。由此獲得一個采用 所述電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的鋼結構試件。
將此鋼結構試件在我國東海某海洋腐蝕試驗平臺上進行海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū) 和全浸區(qū)的現場腐蝕試驗，取出鋼結構試件，發(fā)現鋼結構試件的復合涂層表面形貌沒有變 化，僅全浸區(qū)的涂層表面有少量的海生物附著，所有涂層表面均沒有出現裂紋、起泡、生 銹、脫落等現象。
實施例2:某鋼結構試件，先采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物，處理后 的鋼鐵基材的表面清潔度為Sa3級，表面粗糙度為Rz25-100um，然后用一根直徑3.0mm 的鋁絲，鋁絲中的鋁含量為99.5%和一根直徑3.0腿的鋅絲，鋅絲中的鋅含量為99.99%， 在鋼結構表面電弧噴涂鋅鋁偽合金涂層，金屬噴涂層厚度為250ixm;再清除金屬噴涂層 表面的灰塵和大顆粒，在12小時內涂裝一道納米改性環(huán)氧封閉涂料作為底漆涂層，涂層 干膜厚度為lOura;在封閉底漆涂層涂裝后24小時后，涂裝一道納米改性環(huán)氧云鐵涂料 作中間漆涂層，涂層干膜厚度為60um;中間漆涂層在室溫下干燥24小時且漆膜實干后， 對中間漆涂層表面進行清理，清除表面污物和灰塵，涂裝兩道納米改性含氟聚硅氧烷涂料 作面漆涂層，涂層干膜厚度為80um。由此獲得一個釆用所述電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的鋼結構試件。
將此鋼結構試件在我國東海某海洋腐蝕試驗平臺上進行海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū) 和全浸區(qū)的現場腐蝕試驗，取出鋼結構試件，發(fā)現鋼結構試件的復合涂層表面形貌沒有變 化，僅全浸區(qū)的涂層表面有少量的海生物附著，所有涂層表面均沒有出現裂紋、起泡、生 銹、脫落等現象。
實施例3:某鋼結構試件，先采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物，處理后
的鋼鐵基材的表面清潔度為Sa3級，表面粗糙度為Rz25-100tini，然后用兩根直徑2. 0咖 的鋅鋁合金絲，鋅鋁合金絲中的鋁含量為15%，其余為鋅，在鋼結構表面電弧噴涂鋅鋁合 金涂層，金屬噴涂層厚度為120um;再清除金屬噴涂層表面的灰塵和大顆粒，在12小時 內涂裝兩道納米環(huán)氧封閉涂料作為底漆涂層，涂層干膜厚度為40um;在封閉底漆涂層涂 裝后24小時后，涂裝一道納米改性環(huán)氧云鐵涂料作中間漆涂層，涂層干膜厚度為60um; 中間漆涂層在室溫下干燥24小時且漆膜實干后，對中間漆涂層表面進行清理，清除表面 污物和灰塵，涂裝兩道硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料作面漆涂層，涂層厚度為90nm。由 此獲得一個采用所述電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的鋼結構試件。
將此鋼結構試件在我國東海某海洋腐蝕試驗平臺上進行海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū) 和全浸區(qū)的現場腐蝕試驗，取出鋼結構試件，發(fā)現鋼結構試件的復合涂層表面形貌沒有變 化，僅全浸區(qū)的涂層表面有一些海生物附著，所有涂層表面均沒有出現裂紋、起泡、生銹、 脫落等現象。
實施例4:某鋼結構試件，先采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物，處理后 的鋼鐵基材的表面清潔度為Sa2. 5級，表面粗糙度為Rz25-100 u ra，然后用兩根直徑3. Omm 的鋁鎂合金絲，鋁鎂合金絲中的鎂含量為3.5%，其余為鋁，在鋼結構表面電弧噴涂鋁鎂 合金涂層，金屬噴涂層厚度為160um;在12小時內涂裝一道納米環(huán)氧封閉涂料作為底漆 涂層，涂層干膜厚度為10pm;在封閉底漆涂層涂裝后24小時后，涂裝兩道環(huán)氧云鐵涂 料作中間漆涂層，涂層干膜厚度為120um;中間漆涂層在室溫下干燥24小時且漆膜實干 后，對中間漆涂層表面進行清理，清除表面污物和灰塵，涂裝兩道硅氧烷改性丙烯酸聚氨 酯涂料作面漆涂層，涂層干膜厚度為100Pm。其它與實施例l同，略。
實施例5:某鋼結構試件，先采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物，處理后 的鋼鐵基材的表面清潔度為Sa3級，表面粗糙度為Rz25-100um，然后用兩根直徑3. Omm 的稀土鋁絲，稀土鋁絲中的稀土錸的含量為0.2%，其余為鋁，在鋼結構表面電弧噴涂稀 土鋁涂層，金屬噴涂層厚度為200um;在12小時內涂裝一道納米環(huán)氧封閉涂料作為底漆 涂層，涂層干膜厚度為lOixm;在封閉底漆涂層涂裝后24小時后，涂裝兩道納米改性環(huán) 氧云鐵涂料作中間漆涂層，涂層干膜厚度為120um;中間漆涂層在室溫下干燥24小時且 漆膜實干后，對中間漆涂層表面進行清理，清除表面污物和灰塵，涂裝一道硅氧烷改性丙 烯酸聚氨酯涂料作面漆涂層，涂層干膜厚度為40um。其它與實施例l同，略。
權利要求
1、一種鋼結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的方法，其特征是由里及外采用電弧噴涂陽極性金屬涂層、封閉底漆涂層、中間漆涂層及面漆涂層四部分防腐涂層構成；所述的電弧噴涂陽極性金屬涂層，該涂層中電弧噴涂所用的金屬絲材是鋁絲、鋅絲、鋅鋁合金絲、鋁鎂合金絲、稀土鋁絲中的一種絲材或兩種絲材，金屬噴涂層的厚度為100～300μm；所述的封閉底漆涂層，該涂層中涂裝一道或兩道納米改性環(huán)氧封閉涂料，涂層干膜厚度為10～60μm；所述的中間漆涂層，該涂層中涂裝一道或兩道環(huán)氧云鐵涂料或納米改性環(huán)氧云鐵涂料，涂層干膜厚度為60～120μm；所述的面漆涂層，該涂層中涂裝一道或兩道納米改性含氟聚氨酯涂料或含氟聚硅氧烷涂料或硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，涂層干膜厚度為30～100μm。
2、 一種鋼結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的工藝，其特征是(1) 噴砂除銹采用噴砂除銹的方法除去鋼結構表面銹蝕產物和舊涂層，處理后的鋼鐵基材的表面清潔度應達到Sa2. 5級或Sa3級，表面粗糙度應達到Rz25-100 n m;(2) 電弧噴涂根據鋼結構所處的環(huán)境性質，選擇噴涂金屬材料是鋁、鋅、鋅鋁合 金、鋁鎂合金、稀土鋁中的一種或兩種；所用噴涂金屬材料直徑相等，均為2mm或3mm;對于面積大且平整的鋼結構表面，采用噴涂工作電流500A以上的大功率電弧噴涂機 進行噴涂；其他的鋼結構表面采用噴涂工作電流400A以下的電弧噴涂設備進行噴涂；噴 涂工作電壓為22-36V;噴涂開始時首先合上噴涂機電源，打開噴涂機供氣開關，調節(jié)電流和電壓到要求的工 藝參數，噴槍對著非噴涂面試噴，噴涂正常后再對需噴涂面進行正式噴涂；當噴涂完畢后 停止噴涂，關閉氣源，拉下電源開關；電弧噴涂金屬涂層的厚度為100~300um;當檢測涂 層厚度不夠時需繼續(xù)補噴直到合格為止；(3) 封閉底漆涂層金屬噴涂層的表面經清除灰塵和大顆粒后，在12小時內涂裝一 道或兩道納米改性環(huán)氧封閉涂料；封閉底漆涂層干膜厚度為10 60uni;(4) 中間漆涂層封閉底漆涂層在室溫下干燥至少4小時且漆膜表干后，涂裝一道 或兩道環(huán)氧云鐵涂料或納米改性環(huán)氧云鐵涂料；涂層干膜厚度為60 120ym;(5) 面漆涂層中間漆涂層在室溫下干燥至少24小時且漆膜實干后，對中間漆涂層 表面進行清理，清除表面污物和灰塵；涂裝一道或兩道納米改性含氟聚氨酯涂料或含氟聚 硅氧垸涂料或硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，涂層干膜厚度為30 100um。
全文摘要
一種鋼結構電弧噴涂復合防腐蝕涂層體系的方法及工藝，屬于鋼結構防腐蝕的方法及工藝。該防腐蝕涂層體系，先將鋼結構表面除銹、粗化，然后電弧噴涂陽極性金屬涂層，再在金屬涂層上依次涂覆納米改性環(huán)氧封閉涂料作底漆涂層，環(huán)氧云鐵涂料或納米改性環(huán)氧云鐵涂料作中間漆涂層，納米改性含氟聚氨酯涂料或含氟聚硅氧烷涂料或硅氧烷改性丙烯酸聚氨酯涂料作面漆涂層。所得復合防腐蝕涂層體系具有優(yōu)異的耐蝕性、耐候性、耐污性、耐化學品、裝飾性等性能，可顯著減免鋼結構后期防腐蝕維護工作和費用。
文檔編號C23F15/00GK101451243SQ20081019012
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權日2008年12月31日
發(fā)明者安云岐, 康壯蘇, 易春龍, 偉 洪 申請人:江蘇中礦大正表面工程技術有限公司