CN105986217A - 输电线路杆塔长效防护涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种输电线路杆塔长效防护涂层及其制备方法，属于输电线杆塔防护的技术领域。所述输电线路杆塔由中碳钢制成，所述中碳钢中碳的重量百分比为0.25～0.50wt％；所述杆塔表面喷涂形成有锌合金涂层、锌合金镀层上喷涂有环氧富锌封闭层。所述的锌合金涂层中含有0.15～0.25wt％的Al、0.20～0.25wt％的Si、0.20～0.25wt％的Mg，和余量的Zn。本发明所述的长效防护涂层不含铬酸盐组分，环保性能好；而且通过对锌合金涂料进行组分改进提高了其与中碳钢基材的耐蚀性。在封闭层中通过将锌粉与二氧化钛交联在一起不仅提供了良好的耐蚀性，而且还赋予涂层优异的耐候性。
Description
技术领域
本发明涉及输电线杆塔防护的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种输电线路杆塔长效防护涂层及其制备方法。
背景技术
输电杆塔是将电力从发电厂或发电站输送到变电站，再从各级变电站输送到用户的专用设施。为了减少电能在长距离输送过程中的电能损失，通常要先将发电厂或发电站的电能升压到高压或超高压状态。目前我国输配电等级已达1000kv以上。随着输配电等级的提高，输电杆塔变得越来越高、越来越大，对其使用寿命的要求也越来越长。输电杆塔通常由钢材制成，其表面通常通过喷涂锌以及封闭树脂形成防护涂层，但是现有技术中通常使用的醇酸树脂、丙烯酸树脂涂料等其耐候性较差，难以适应高热、高寒或高湿地区的防护要求。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种输电线路杆塔长效防护涂层及其制备方法。
为了解决上述技术问题并实现发明目的，本发明的第一方面提供了以下技术方案：
一种输电线路杆塔长效防护涂层，其特征在于：所述输电线路杆塔由中碳钢制成，所述中碳钢中碳的重量百分比为0.25～0.50wt％；所述杆塔表面喷涂形成有锌合金涂层、锌合金镀层上喷涂有环氧富锌封闭层。
其中，所述的锌合金涂层中含有1.2～1.5wt％的Al、0.20～0.25wt％的Si、0.10～0.15wt％的Mg，和余量的Zn。在所述的锌镀层中添加少量的Al和Si，有利于提高锌镀层的耐蚀性，而添加的Mg有利于改善锌镀层与杆塔之间的结合力，从而提高所述锌合金镀层的综合性能。
其中，所述锌合金涂层的厚度为50～200μm。
其中，所述环氧富锌封闭层通过喷涂环氧富锌涂料形成，其干膜厚度为20～50μm；所述环氧富锌涂料含有8.0～12.5wt％的环氧树脂E12、1.0～1.2wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.2～0.3wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、55～75wt％的改性锌粉，和余量的溶剂。
其中，所述改性锌粉可以如下制备：取二氧化钛微粉加入甲苯中配成悬浮液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，搅拌1小时，加入过氧化月桂酰和锌粉，加热到60～80℃搅拌反应1小时，经过滤、干燥后可得所述改性锌粉；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为球状二氧化钛的6～8wt％，丙烯酸的用量为二氧化钛微粉的4～5wt％，锌粉的用量为二氧化钛微粉的200～250wt％。
其中，作为示例性地，所述中碳钢的元素组成和重量百分比为：C：0.25～0.50wt％、Si：0.10～0.30wt％、Mn：1.00～1.50wt％、V：0.01～0.02wt％、P≤0.035wt％、S≤0.035wt％、Cr≤0.20wt％、Ni≤0.10wt％、Cu≤0.10wt％、Al≤0.02wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的第二方面，涉及一种输电线路杆塔长效防护涂层的制备方法。
本发明所述的输电线路杆塔长效防护涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
③热喷涂锌合金底层，所述底层的厚度为50～200μm；所述锌合金喷涂料中含有1.2～1.5wt％的Al、0.20～0.25wt％的Si、0.10～0.15wt％的Mg，和余量的Zn；
④喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，其干膜厚度为20～50μm；所述环氧富锌涂料含有8.0～12.5wt％的环氧树脂E12、1.0～1.2wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.2～0.3wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、55～75wt％的改性锌粉，和余量的溶剂。
其中，所述输电线路杆塔由中碳钢制成，且其碳的重量百分比为0.25～0.50wt％。
其中，所述改性锌粉可以如下制备：取二氧化钛微粉加入甲苯中配成悬浮液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，搅拌1小时，加入过氧化月桂酰和锌粉，加热到60～80℃搅拌反应1小时，经过滤、干燥后可得所述改性锌粉；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为球状二氧化钛的6～8wt％，丙烯酸的用量为二氧化钛微粉的4～5wt％，锌粉的用量为二氧化钛微粉的200～250wt％。
与现有技术相比，本发明所述的输电线路杆塔长效防护涂层及其制备方法具有以下有益效果：
本发明所述的长效防护涂层不含铬酸盐组分，环保性能好；而且通过对锌合金涂料进行组分改进提高了其与中碳钢基材的耐蚀性。在封闭层中通过将锌粉与二氧化钛交联在一起不仅提供了良好的耐蚀性，而且还赋予涂层优异的耐候性和抗渗透性。
具体实施方式
以下将通过参考示范性实施例，阐明本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
改性锌粉1的制备
取二氧化钛微粉加入甲苯中配成浓度为0.1mol/L的悬浮液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，搅拌1小时，加入过氧化月桂酰和锌粉，加热到80℃搅拌反应1小时，经过滤、干燥后可得所述改性锌粉；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为球状二氧化钛的8wt％，丙烯酸的用量为二氧化钛微粉的5wt％，锌粉的用量为二氧化钛微粉的220wt％，过氧化月桂酰的用量为丙烯酸的1.0wt％。其中，二氧化钛微粉的平均粒径为3～5μm，锌粉的平均粒径为0.2～0.5μm。
改性锌粉2的制备
取二氧化钛微粉加入甲苯中配成浓度为0.1mol/L的悬浮液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，搅拌1小时，加入过氧化月桂酰和锌粉，加热到80℃搅拌反应1小时，经过滤、干燥后可得所述改性锌粉；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为球状二氧化钛的6wt％，丙烯酸的用量为二氧化钛微粉的4wt％，锌粉的用量为二氧化钛微粉的250wt％，过氧化月桂酰的用量为丙烯酸的1.0wt％。其中，二氧化钛微粉的平均粒径为3～5μm，锌粉的平均粒径为0.2～0.5μm。
实施例1
在含碳量为0.32wt％的杆塔表面电弧喷涂锌合金喷涂料。喷涂前进行除锈和喷砂处理，所述喷涂料中含有1.2wt％的Al、0.25wt％的Si、0.15wt％的Mg，和余量的Zn。喷涂后利用划格法(GB/T 9286-88)，形成的锌合金涂层的厚度为200μm，测定其附着力等级达到0级。然后在锌合金涂层表面上采用无气喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，压力为15MPa，所述环氧富锌涂料含有10.0wt％的环氧树脂E12、1.0wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.3wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、60.0wt％的改性锌粉1，和余量的溶剂；形成的干膜厚度为50μm。
实施例2
在含碳量为0.32wt％的杆塔表面电弧喷涂锌合金喷涂料。喷涂前进行除锈和喷砂处理，所述喷涂料中含有1.5wt％的Al、0.25wt％的Si、0.15wt％的Mg，和余量的Zn。喷涂后利用划格法(GB/T 9286-88)，形成的锌合金涂层的厚度为200μm，测定其附着力等级达到0级。然后在锌合金涂层表面上采用无气喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，压力为15MPa，所述环氧富锌涂料含有12.5wt％的环氧树脂E12、1.2wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.2wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、65wt％的改性锌粉1，和余量的溶剂；形成的干膜厚度为50μm。
实施例3
在含碳量为0.40wt％的杆塔表面电弧喷涂锌合金喷涂料。喷涂前进行除锈和喷砂处理，所述喷涂料中含有1.2wt％的Al、0.25wt％的Si、0.15wt％的Mg，和余量的Zn。喷涂后利用划格法(GB/T 9286-88)，形成的锌合金涂层的厚度为200μm，测定其附着力等级达到0级。然后在锌合金涂层表面上采用无气喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，压力为15MPa，所述环氧富锌涂料含有10.0wt％的环氧树脂E12、1.0wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.3wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、60.0wt％的改性锌粉2，和余量的溶剂；形成的干膜厚度为50μm。
实施例4
在含碳量为0.40wt％的杆塔表面电弧喷涂锌合金喷涂料。喷涂前进行除锈和喷砂处理，所述喷涂料中含有1.5wt％的Al、0.25wt％的Si、0.15wt％的Mg，和余量的Zn。喷涂后利用划格法(GB/T 9286-88)，形成的锌合金涂层的厚度为200μm，测定其附着力等级达到0级。然后在锌合金涂层表面上采用无气喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，压力为15MPa，所述环氧富锌涂料含有12.5wt％的环氧树脂E12、1.2wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.2wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、65wt％的改性锌粉2，和余量的溶剂；形成的干膜厚度为50μm。
实施例1～4制备得到的防护涂层试样利用GB1766-1995进行耐候性测试，利用GB1740-79进行中性盐雾实验，其耐候性可以达到1级，耐盐雾性可以达到0级。
比较例1
在含碳量为0.32wt％的杆塔表面电弧喷涂锌合金喷涂料。喷涂前进行除锈和喷砂处理，所述喷涂料中含有1.2wt％的Al、0.25wt％的Si、0.15wt％的Mg，和余量的Zn。喷涂后利用划格法(GB/T 9286-88)，形成的锌合金涂层的厚度为200μm，测定其附着力等级达到0级。然后在锌合金涂层表面上采用无气喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，压力为15MPa，所述环氧富锌涂料含有10.0wt％的环氧树脂E12、1.0wt％的聚酰胺、0.2wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、70.0wt％的锌粉，和余量的溶剂；形成的干膜厚度为50μm。
比较例2
在含碳量为0.40wt％的杆塔表面电弧喷涂锌合金喷涂料。喷涂前进行除锈和喷砂处理，所述喷涂料中含有1.5wt％的Al、0.25wt％的Si、0.15wt％的Mg，和余量的Zn。喷涂后利用划格法(GB/T 9286-88)，形成的锌合金涂层的厚度为200μm，测定其附着力等级达到0级。然后在锌合金涂层表面上采用无气喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，压力为15MPa，所述环氧富锌涂料含有10.0wt％的环氧树脂E12、1.0wt％的聚酰胺、0.2wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、70.0wt％的锌粉，和余量的二甲苯；形成的干膜厚度为20μm；最后喷涂丙烯酸面层，所述丙烯酸面漆层由30wt％的丙烯酸酯聚合物、10wt％的铝浆、20wt％的热可塑性丙烯酸树脂以及余量的溶剂组成，形成的干膜厚度为30μm。
比较例1～2制备得到的防护涂层耐候性仅可以达到2～3级，耐盐雾性仅为2级。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种输电线路杆塔长效防护涂层及其制备方法，其特征在于：所述输电线路杆塔由中碳钢制成，所述中碳钢中碳的重量百分比为0.25～0.50wt％；所述杆塔表面喷涂形成有锌合金涂层、锌合金镀层上喷涂有环氧富锌封闭层。
2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔长效防护涂层，其特征在于：所述的锌合金涂层中含有1.2～1.5wt％的Al、0.20～0.25wt％的Si、0.10～0.15wt％的Mg，和余量的Zn。
3.根据权利要求2所述的输电线路杆塔长效防护涂层，其特征在于：所述锌合金涂层的厚度为50～200μm。
4.根据权利要求1所述的输电线路杆塔长效防护涂层，其特征在于：所述环氧富锌封闭层通过喷涂环氧富锌涂料形成，其干膜厚度为20～50μm；所述环氧富锌涂料含有8.0～12.5wt％的环氧树脂E12、1.0～1.2wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.2～0.3wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、55～75wt％的改性锌粉，和余量的溶剂。
5.根据权利要求4所述的输电线路杆塔长效防护涂层，其特征在于：所述改性锌粉通过如下工艺制备：取二氧化钛微粉加入甲苯中配成悬浮液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，搅拌1小时，加入过氧化月桂酰和锌粉，加热到60～80℃搅拌反应1小时，经过滤、干燥后可得所述改性锌粉；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为球状二氧化钛的6～8wt％，丙烯酸的用量为二氧化钛微粉的4～5wt％，锌粉的用量为二氧化钛微粉的200～250wt％。
6.根据权利要求1所述的输电线路杆塔长效防护涂层，其特征在于：所述中碳钢的元素组成和重量百分比为：C：0.25～0.50wt％、Si：0.10～0.30wt％、Mn：1.00～1.50wt％、V：0.01～0.02wt％、P≤0.035wt％、S≤0.035wt％、Cr≤0.20wt％、Ni≤0.10wt％、Cu≤0.10wt％、Al≤0.02wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
7.一种输电线路杆塔长效防护涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①热喷涂锌合金底层，所述底层的厚度为50～200μm；所述锌合金喷涂料中含有1.2～1.5wt％的Al、0.20～0.25wt％的Si、0.10～0.15wt％的Mg，和余量的Zn；
②喷涂环氧富锌涂料形成环氧富锌封闭层，其干膜厚度为20～50μm；所述环氧富锌涂料含有8.0～12.5wt％的环氧树脂E12、1.0～1.2wt％的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑盐、0.2～0.3wt％的六甲氧甲基三聚氰胺、55～75wt％的改性锌粉，和余量的溶剂。
8.根据权利要求7所述的输电线路杆塔长效防护涂层的制备方法，其特征在于所述输电线路杆塔由中碳钢制成，且其碳的重量百分比为0.25～0.50wt％。
9.根据权利要求7所述的输电线路杆塔长效防护涂层的制备方法，其特征在于所述改性锌粉可以如下制备：取二氧化钛微粉加入甲苯中配成悬浮液中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，搅拌1小时，加入过氧化月桂酰和锌粉，加热到60～80℃搅拌反应1小时，经过滤、干燥后可得所述改性锌粉；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为球状二氧化钛的6～8wt％，丙烯酸的用量为二氧化钛微粉的4～5wt％，锌粉的用量为二氧化钛微粉的200～250wt％。
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| CN101725268A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-06-09 | 辽宁万事达电力制造安装有限公司 | 一种输电杆塔的长寿命防腐层及其制作方法 |
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