CN104060273B - 一种钢结构用长效耐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构用长效耐蚀涂料，按质量百分比组成如下：硫酸钡1～4％、磷酸锌0.1～2％、四氧化三铁0.5～3％、三氧化二铁0.1～2％、阿尔法羧基氧化铁0.2～3％、磷酸2～6％、蒙脱土0.5～2％、聚乙烯醇丁缩醛树脂2～8％、乙醇70～80％。本发明长效耐蚀涂料在传统金属材料表面形成致密的、具有优异保护性内锈层，涂料内锈层生成具有致密结构的阿尔法羟基氧化铁(α‑FeOOH)长久性耐蚀膜层，同时本发明制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种长效耐蚀涂料及其制备方法，特别是涉及钢结构防腐蚀涂料，根据对金属材料表面的成膜机制和应用电化学反应原理制备的长效耐蚀涂料，在涂敷后自然条件下与金属材料表面发生电化学反应，形成致密耐蚀的保护膜层，以达到长效耐蚀的目的。
背景技术
中国工程院发布《中国腐蚀调查报告》指出，我国能源、交通、建筑、机械、化工、基础设施、水利和军事设施等行业由于腐蚀造成的直接损失每年高达2008～2288亿元，间接损失超过万亿元，约占国民生产总值的5％。根据世界各国的统计，由于腐蚀破坏造成的年度经济损失一般约占当年国家GDP的3％。腐蚀过程和结果实际造成了地球有限资源和能源的极大浪费，对自然环境污染严重，尤其是当前国家高速发展过程中对基础设施的大量投入，像高速铁路、跨海大桥、码头集装箱、西气东输、南水北调、风力发电、海上石油平台等都必须对金属结构件进行涂装保护。因此，本发明正是围绕这些重大工程金属结构件开发的一种长效耐蚀涂料及制备方法，使在苛刻服役环境中的钢结构物，不需要重复维护，以达到长效防护、节约资源、降低生产成本及维修费用的目的。
目前我国普遍存在的酸雨现象、工业性大气或海洋性大气等恶劣环境，而现代随着经济的发展对于钢结构的防腐涂层提出了长效服役，同时要求兼顾装饰美观的要求。普通的防腐涂层材料是难以胜任的。一般防腐涂层2～3年便要维修一次，涂装工艺也较为复杂，由此带来的经济和社会成本非常之高。当前采用涂料防腐的基本原理是使金属结构件表面隔离潮湿空气，但普通涂料与基体的结合力是分子之间的结合，涂层与基体不发生电化学反应，因此结合力较差。
CN101891415A公开了一种钢用耐蚀涂料及制备方法，其各成分的重量百分比为：Zn为35～40％，Mn为0.01～0.1％，Cd为0.2～0.4％，Sr为0.2～0.4％，Si为0.02～0.05％，Pr为0.03～0.09％，Gd为0.05～0.2％，其余为Al。该发明使用大量的合金粉，且这些合金粉制备工艺复杂，成本较高。
CN102585702A公开了一种金属防腐抗锈涂料及其应用，涂料由下列重量百分比的成分组成：沥青60～90％，金属防护剂5～30％，金属渗透剂5～35％。在金属表面可形成相互附着的3层漆膜，将金属与外界隔离。该发明没有界面的化学和电化学反应，结合力和耐蚀性不高。
CN102796451A公开了一种长效防腐、耐候、超快干涂料，它是由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100∶40～100∶60。通过使用纳米有机钛聚天门冬氨酸酯复配颜料、防锈剂、填料、分散剂、消泡剂、流平剂、防流挂助剂等材料再配合异氰酸酯、催化剂、稀释剂等制成，可以常温自干或在低温烘烤条件下，涂于各种钢铁材质表面，一次涂装漆膜厚度在20～50μm时，干燥迅速，不流挂，漆膜平整、具有优异的理化性能，对钢铁材质制品起到极佳的保护装饰作用，但是该方法配料及工艺配置过于复杂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种钢结构用长效耐蚀涂料及其制备方法。
为了实现上述的发明目的，本发明所采用的技术方案是：
一种钢结构用长效耐蚀涂料，按质量百分比组成如下：硫酸钡1～4％、磷酸锌0.1～2％、四氧化三铁0.5～3％、三氧化二铁0.1～2％、阿尔法羧基氧化铁0.2～3％、磷酸2～6％、蒙脱土0.5～2％、聚乙烯醇丁缩醛树脂2～8％、乙醇70～80％。
所述涂料与钢结构表面反应后的稳锈层生成具有致密结构的阿尔法羟基氧化铁(α-FeOOH)长久性耐蚀膜层。
一种钢结构用长效耐蚀涂料的制备方法，
S1、根据上述的耐蚀涂料组分及对应的各成分质量分数进行配制；
S2、将步骤S1配制好的耐蚀涂料组分混合放入球磨罐中，进行超细化研磨；
S3、将步骤S2超细化研磨后的产物包装即得钢结构用长效耐蚀涂料。
进一步的，所述步骤S2中超细化研磨时间为常温常压下球磨1～6小时。
本发明的有益效果是，
1、本发明新型钢结构用长效耐蚀涂料是在传统金属材料表面形成致密的、具有优异保护性内锈层；
2、在加速金属材料结构稳定性锈层形成的基础上形成耐环境腐蚀的、具有稳定的内锈层，该锈层是通过涂料内有效成分与金属材料基体发生电化学所得到，由于基体和稳锈层是电化学反应产物，因此它们融为一体，结合力远大于范德华分子结合力，同时具有非常高的耐腐蚀的能力而且不需要重复维护；
3、涂料内锈层生成具有致密结构的阿尔法羟基氧化铁(α-FeOOH)长久性耐蚀膜层。
4、本发明制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
长效耐蚀涂料的配方按质量百分比组成如下：硫酸钡3％、磷酸锌0.5％、四氧化三铁2％、三氧化二铁1.5％、阿尔法羧基氧化铁1.5％、磷酸4％、蒙脱土1.5％、聚乙烯醇丁缩醛树脂6％、乙醇80％，将混合物放入球磨罐，球磨4h后喷涂。
喷涂前钢结构采用喷丸处理到Sa2.5级，钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和涂层等附着物，任何残留的痕迹仅是点状或条纹状的轻微色斑；喷涂温度在5～40℃之间，相对湿度不高于85％，根据工况需要可进行多次喷涂达到要求厚度。
实施例2
长效耐蚀涂料的配方按质量百分比组成如下：硫酸钡2.5％、磷酸锌1％、四氧化三铁1％、三氧化二铁2％、阿尔法羧基氧化铁2％、磷酸5％、蒙脱土2％、聚乙烯醇丁缩醛树脂5％、乙醇79.5％，将混合物放入球磨罐，球磨5h后喷涂。
喷涂工艺如实施例1。
实施例3
长效耐蚀涂料的配方按质量百分比组成如下：硫酸钡2％、磷酸锌1.5％、四氧化三铁3％、三氧化二铁2％、阿尔法羧基氧化铁2.5％、磷酸3％、蒙脱土1.5％、聚乙烯醇丁缩醛树脂7％、乙醇77.5％，将混合物放入球磨罐，球磨3h后喷涂。
喷涂工艺如实施例1。
实施例4
长效耐蚀涂料的配方按质量百分比组成如下：硫酸钡3％、磷酸锌1.5％、四氧化三铁1.5％、三氧化二铁2％、阿尔法羧基氧化铁2％、磷酸6％、蒙脱土2％、聚乙烯醇丁缩醛树脂4％、乙醇78％，将混合物放入球磨罐，球磨6h后喷涂。
喷涂工艺如实施例1。
实施例5
长效耐蚀涂料的配方按质量百分比组成如下：硫酸钡2.8％、磷酸锌1.8％、四氧化三铁1.6％、三氧化二铁1.5％、阿尔法羧基氧化铁1.2％、磷酸5.1％、蒙脱土1.4％、聚乙烯醇丁缩醛树脂6％、乙醇78.6％，将混合物放入球磨罐，球磨2h后喷涂。
喷涂工艺如实施例1。
实施例涂料及涂层性能技术指标
注：实施例1至5，按上述统一标准执行。
经过试验，如上表所示，实施例产品主要性能指标：
1、1000h中性盐雾实验后，切口处锈蚀＜2mm；
2、人工加速老化性2000h后，变色二级，粉化一级。
综上，
1、本发明新型钢结构用长效耐蚀涂料是在传统金属材料表面形成致密的、具有优异保护性内锈层；
2、在加速金属材料结构稳定性锈层形成的基础上形成耐环境腐蚀的、具有稳定的内锈层，该锈层是通过涂料内有效成分与金属材料基体发生电化学所得到；
3、涂料内锈层生成具有致密结构的阿尔法羟基氧化铁(α-FeOOH)长久性耐蚀层。
4、本发明制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其他修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
Claims (4)
1.一种钢结构用长效耐蚀涂料，其特征在于：按质量百分比组成如下：硫酸钡1～4％、磷酸锌0.1～2％、四氧化三铁0.5～3％、三氧化二铁0.1～2％、阿尔法羧基氧化铁0.2～3％、磷酸2～6％、蒙脱土0.5～2％、聚乙烯醇丁缩醛树脂2～8％、乙醇70～80％。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构用长效耐蚀涂料，其特征在于：所述涂料与钢结构表面反应后的稳锈层生成具有致密结构的阿尔法羟基氧化铁(α-FeOOH)长久性耐蚀膜层。
3.如权利要求1所述的一种钢结构用长效耐蚀涂料的制备方法，其特征在于：
S1、根据权利要求1所述的耐蚀涂料组分及对应的各成分质量分数进行配制；
S2、将步骤S1配制好的耐蚀涂料组分混合放入球磨罐中，进行超细化研磨；
S3、将步骤S2超细化研磨后的产物包装即得钢结构用长效耐蚀涂料。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构用长效耐蚀涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中超细化研磨时间为常温常压下球磨1～6小时。
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Denomination of invention: A long-term corrosion-resistant coating for steel structures and its preparation method Effective date of registration: 20231106 Granted publication date: 20171219 Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Co.,Ltd. Yangzhou Branch Pledgor: JIANGSU JINLING SPECIAL PAINT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980064158 |
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