CN108410303A - 钢结构抗腐蚀除锈施工工艺 - Google Patents

钢结构抗腐蚀除锈施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：(1)对钢结构表面进行除锈处理；(2)对除锈处理后的钢结构表面刷涂或喷涂防腐涂料。本发明钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，工艺简单，通过对防腐涂料的原料及制备方法进行研究，所得防腐涂料与钢结构的有较好的粘结性，具有良好的耐水性，涂层的硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性、耐温变性、耐湿热性、耐盐雾性、抗老化性、阻燃性、耐冻融性等均优异。

Description

钢结构抗腐蚀除锈施工工艺
技术领域
本发明属于金属防腐蚀技术领域，尤其涉及一种钢结构抗腐蚀除锈施工工艺。
背景技术
在我国经过几十年的建设，钢结构的建筑，建筑数量之大，建筑技术研究的深入和发展称的上世界之最，可以说把钢结构的建造和使用技术用到了炉火纯青的地步。但是对于钢结构用于建筑，在我国远远落后于发达国家，从其设计到使用，以及建造的规模和数量都是与国家整体实力不相称的。但是由于钢结构建筑具有：施工周期短，抗震性能好，安全度高，预制加工、设计弹性大，适合不同气候条件和大气环境，加之钢结构的施工污染小，噪音低，无粉尘污染，可以称的上是绿色环保性建筑。所以在我国九十年代末，从国外引进大量的先进设计理论和思想，以及加工制造、安装等方面的技术，使得国内钢结构建筑的发展速猛异常。国家建设部建筑简述政策方面有规定；大力发展钢结构建筑的要求，建设部还把钢结构作为提高建筑整体技术水平的一项重要政策和措施。
钢结构是由钢制材料组成的结构，是当前建筑工程中使用最广泛的一种结构类型。钢结构强度高、自重轻、变形能力强，钢结构的应用为建筑工程质量提供了保障。但是钢结构本身的抗腐性能较差，一旦钢结构被腐蚀，钢结构整体性能就会下降，给建筑工程施工安全以及工程质量造成威胁。就现阶段来看，许多工程施工企业为了赶工程进度，盲目的施工，在施工的过程中只求眼前利益，以次充好，偷工减料，为工程埋下了许多隐患，工程的合格率非常低，劣质工程增多，不仅影响到建筑工程的经济效益，同时也制约了我国当代社会的健康发展。
传统钢结构的表面处理及涂装工艺已经不能适应防腐的要求,迫切需要找到一种满足设计和工艺要求的表面处理新工艺，达到更好的防腐效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，克服现有技术存在上述的问题，抗腐蚀效果好，简单方便。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：
(1)对钢结构表面进行除锈处理；
(2)对除锈处理后的钢结构表面刷涂或喷涂防腐涂料。
所述步骤(1)除锈处理为用刮刀、砂轮、砂布、钢丝刷等工具，清除钢构件上的铁锈，使得钢结构表面露出金属色泽，最好控制基面除锈质量达到ST2或ST3级。
所述步骤(2)防腐涂料的刷涂或喷涂厚度为5-100μm。
所述防腐涂料，由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液97-103份、三聚氰胺5-15份、氧化铁红22-38份、缓蚀剂0.2-1.2份、填料4-8份、二氧化钛1-3份、钼酸锌2-4份、氟硅酸铵0.5-1.5份、三聚磷酸铝2-4份、水20-35份、成膜助剂6-10份、分散剂2-4份、消泡剂0.5-1份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.7-1.5份。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚。
所述消泡剂为二甲基硅油或硅醚共聚物。
所述填料为改性云母粉和/或改性氢氧化镁。进一步地，所述填料由65-75wt％改性云母粉和25-35wt％改性氢氧化镁组成。
所述改性云母粉由下述方法制备：将75-85g丙酮、1-2g云母粉、0.7-1.4g3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.5-1.3g 2-氯-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷、0.05-0.2g三正丙胺加入三口烧瓶中以转速为60-150r/min搅拌5-15min混合均匀，然后在55-65℃下回流反应2-6h，离心，将沉淀在真空度为100-150Pa、温度为45-55℃下干燥20-30h，即得。
所述改性氢氧化镁由下述方法制备：将氢氧化镁在微波功率为200-400W、微波频率为2400-2500MHz下微波活化1-3min，然后将微波活化后的氢氧化镁、甲苯、铝酸酯偶联剂按质量比为1：(5-15)：(0.1-0.5)以转速为200-400r/min搅拌20-40min，离心，将沉淀在真空度为100-150Pa、温度为45-55℃下干燥20-30h，即得。
所述成膜助剂为乙二醇乙醚或十二醇酯或乙二醇丁醚。
所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
所述防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
S1、将氟硅改性丙烯酸酯乳液、三聚氰胺、氧化铁红、缓蚀剂以转速为250-400r/min搅拌25-45min混合均匀，得到混合液A；
S2、将填料、二氧化钛、钼酸锌、氟硅酸铵、三聚磷酸铝、水以转速为250-400r/min搅拌25-45min混合均匀，得到混合液B；
S3、将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以转速为250-400r/min搅拌25-45min均匀，即得。
与现有技术相比：
本发明钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，工艺简单，通过对防腐涂料的原料及制备方法进行研究，所得防腐涂料与钢结构的有较好的粘结性，具有良好的耐水性，涂层的硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性、耐温变性、耐湿热性、耐盐雾性、抗老化性、阻燃性、耐冻融性等均优异。
具体实施方式
漆膜抗冲击性：按照国家标准GB/T1731-1993标准进行测试。
耐燃时间：按照国家标准GB/T15442.2-1995进行测试。
耐酸性实验：参照GB/T1763-79，在马口铁板上(铁板规格50×100×0.2mm)涂防腐涂料，制备样板3块，作平行实验，待涂层实干后，于恒温恒湿条件下测定。配制30％质量分数浓度的H2SO4溶液于烧杯中，将样板的2/3垂直浸入温度为25±1℃的H2SO4介质中，加盖，定期补水。浸入H2SO4介质中的样板每24h观察一次，每次检查样板需经自来水冲洗，用滤纸将水珠吸干后，观察并记录涂层开始失光、变色、起泡、锈点、脱落的时间。
表干时间测定，按照国家标准GB/T 1728-89漆膜干燥时间测定法进行。
实施例中各原料介绍：
三聚氰胺，CAS号：108-78-1。
氧化铁红为徐州恒隆颜料有限公司提供的氧化铁红，粒度为325目，等级为一级品，型号为130。
钢结构的材质为Q345B。
二氧化钛为南京天行新材料有限公司提供的型号为TTP-R20的金红石型纳米二氧化钛，一次粒径为20nm。
氟硅酸铵，CAS号：16919-19-0。
三聚磷酸铝为河北楚木化工科技有限公司提供的工业级三聚磷酸铝，粒度为400目。
2-氨基-2-甲基-1-丙醇，CAS号：124-68-5。
十二烷基苯磺酸钠，CAS号：25155-30-0。
二甲基硅油为美国道康宁提供的型号为PMX-200的二甲基硅油，黏度为1000CS。
丙酮，CAS号：67-64-1。
云母粉为上海博彤化工有限公司提供的型号为CJ-A2的静制云母粉，粒度为1250目。
3-氨丙基三乙氧基硅烷，CAS号：3663-44-3。
2-氯-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷，CAS号：14812-59-0。
三正丙胺，CAS号：102-69-2。
氢氧化镁为江阴市广源超微粉有限公司提供的型号为GY915的氢氧化镁，规格为1250目。
甲苯，CAS号：108-88-3。
乙二醇丁醚，CAS号：111-76-2。
氟硅改性丙烯酸酯乳液按照申请号为201210013514.1的中国专利中实施例2所示方法制备。
钼酸锌，CAS号：13767-32-3。
环烷酸咪唑啉按照申请号为200810226464.9的中国专利中实施例2所示方法制备。
铝酸酯偶联剂为山东嘉颖化工科技有限公司提供的型号为DL-411的铝酸酯偶联剂DL-411。
实施例1
钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：
(1)对钢结构用铲刀将表面的氧化皮、锈、旧涂层、污染物清理干净，使钢材表面除锈等级达到ST2级；
(2)对除锈处理后的钢结构表面按常规工艺喷涂防腐涂料，喷涂厚度为20μm，自然晾干后在钢材表面形成漆膜。
所述防腐涂料，由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、三聚氰胺8份、氧化铁红30份、缓蚀剂0.5份、填料6份、二氧化钛1.5份、钼酸锌2.5份、氟硅酸铵1份、三聚磷酸铝3份、去离子水25份、成膜助剂8份、分散剂3份、消泡剂0.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.9份。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述填料为改性云母粉。
所述改性云母粉由下述方法制备：将80g丙酮、1.4g云母粉、1.0g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.85g 2-氯-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷、0.1g三正丙胺加入三口烧瓶中以转速为120r/min搅拌8min混合均匀，然后在60℃下回流反应4h，以转速为6000r/min离心20min，将沉淀在真空度为130Pa、温度为50℃下干燥24h，即得改性云母粉。
所述成膜助剂为乙二醇丁醚。
所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
所述防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
S1、将氟硅改性丙烯酸酯乳液、三聚氰胺、氧化铁红、缓蚀剂以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液A；
S2、将填料、二氧化钛、钼酸锌、氟硅酸铵、三聚磷酸铝、去离子水以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液B；
S3、将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以转速为300r/min搅拌35min均匀，即得防腐涂料。
实施例2
钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：
(1)对钢结构用铲刀将表面的氧化皮、锈、旧涂层、污染物清理干净，使钢材表面除锈等级达到ST2级；
(2)对除锈处理后的钢结构表面按常规工艺喷涂防腐涂料，喷涂厚度为20μm，自然晾干后在钢材表面形成漆膜。
所述防腐涂料，由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、三聚氰胺8份、氧化铁红30份、缓蚀剂0.5份、填料6份、二氧化钛1.5份、钼酸锌2.5份、氟硅酸铵1份、三聚磷酸铝3份、去离子水25份、成膜助剂8份、分散剂3份、消泡剂0.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.9份。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述填料为云母粉。
所述成膜助剂为乙二醇丁醚。
所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
所述防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
S1、将氟硅改性丙烯酸酯乳液、三聚氰胺、氧化铁红、缓蚀剂以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液A；
S2、将填料、二氧化钛、钼酸锌、氟硅酸铵、三聚磷酸铝、去离子水以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液B；
S3、将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以转速为300r/min搅拌35min均匀，即得防腐涂料。
实施例3
钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：
(1)对钢结构用铲刀将表面的氧化皮、锈、旧涂层、污染物清理干净，使钢材表面除锈等级达到ST2级；
(2)对除锈处理后的钢结构表面按常规工艺喷涂防腐涂料，喷涂厚度为20μm，自然晾干后在钢材表面形成漆膜。
所述防腐涂料，由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、三聚氰胺8份、氧化铁红30份、缓蚀剂0.5份、填料6份、二氧化钛1.5份、钼酸锌2.5份、氟硅酸铵1份、三聚磷酸铝3份、去离子水25份、成膜助剂8份、分散剂3份、消泡剂0.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.9份。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述填料为改性云母粉。
所述改性云母粉由下述方法制备：将80g丙酮、1.4g云母粉、1.0g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1g三正丙胺加入三口烧瓶中以转速为120r/min搅拌8min混合均匀，然后在60℃下回流反应4h，以转速为6000r/min离心20min，将沉淀在真空度为130Pa、温度为50℃下干燥24h，即得改性云母粉。
所述成膜助剂为乙二醇丁醚。
所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
所述防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
S1、将氟硅改性丙烯酸酯乳液、三聚氰胺、氧化铁红、缓蚀剂以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液A；
S2、将填料、二氧化钛、钼酸锌、氟硅酸铵、三聚磷酸铝、去离子水以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液B；
S3、将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以转速为300r/min搅拌35min均匀，即得防腐涂料。
实施例4
钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：
(1)对钢结构用铲刀将表面的氧化皮、锈、旧涂层、污染物清理干净，使钢材表面除锈等级达到ST2级；
(2)对除锈处理后的钢结构表面按常规工艺喷涂防腐涂料，喷涂厚度为20μm，自然晾干后在钢材表面形成漆膜。
所述防腐涂料，由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、三聚氰胺8份、氧化铁红30份、缓蚀剂0.5份、填料6份、二氧化钛1.5份、钼酸锌2.5份、氟硅酸铵1份、三聚磷酸铝3份、去离子水25份、成膜助剂8份、分散剂3份、消泡剂0.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.9份。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述填料为改性氢氧化镁。
所述改性氢氧化镁由下述方法制备：将氢氧化镁在微波功率为300W、微波频率为2450MHz下微波活化2min，然后将微波活化后的氢氧化镁、甲苯、铝酸酯偶联剂按质量比为1：10：0.2以转速为300r/min搅拌30min，以转速为6000r/min离心20min，将沉淀在真空度为130Pa、温度为50℃下干燥24h，即得改性氢氧化镁。
所述成膜助剂为乙二醇丁醚。
所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
所述防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
S1、将氟硅改性丙烯酸酯乳液、三聚氰胺、氧化铁红、缓蚀剂以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液A；
S2、将填料、二氧化钛、钼酸锌、氟硅酸铵、三聚磷酸铝、去离子水以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液B；
S3、将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以转速为300r/min搅拌35min均匀，即得防腐涂料。
实施例5
钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，包括下述步骤：
(1)对钢结构用铲刀将表面的氧化皮、锈、旧涂层、污染物清理干净，使钢材表面除锈等级达到ST2级；
(2)对除锈处理后的钢结构表面按常规工艺喷涂防腐涂料，喷涂厚度为20μm，自然晾干后在钢材表面形成漆膜。漆膜耐冲击性为297N·cm。
所述防腐涂料，由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、三聚氰胺8份、氧化铁红30份、缓蚀剂0.5份、填料6份、二氧化钛1.5份、钼酸锌2.5份、氟硅酸铵1份、三聚磷酸铝3份、去离子水25份、成膜助剂8份、分散剂3份、消泡剂0.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.9份。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述填料由70wt％改性云母粉和30wt％改性氢氧化镁混合而成。
所述改性云母粉由下述方法制备：将80g丙酮、1.4g云母粉、1.0g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.85g 2-氯-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷、0.1g三正丙胺加入三口烧瓶中以转速为120r/min搅拌8min混合均匀，然后在60℃下回流反应4h，以转速为6000r/min离心20min，将沉淀在真空度为130Pa、温度为50℃下干燥24h，即得改性云母粉。
所述改性氢氧化镁由下述方法制备：将氢氧化镁在微波功率为300W、微波频率为2450MHz下微波活化2min，然后将微波活化后的氢氧化镁、甲苯、铝酸酯偶联剂按质量比为1：10：0.2以转速为300r/min搅拌30min，以转速为6000r/min离心20min，将沉淀在真空度为130Pa、温度为50℃下干燥24h，即得改性氢氧化镁。
所述成膜助剂为乙二醇丁醚。
所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
所述防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
S1、将氟硅改性丙烯酸酯乳液、三聚氰胺、氧化铁红、缓蚀剂以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液A；
S2、将填料、二氧化钛、钼酸锌、氟硅酸铵、三聚磷酸铝、去离子水以转速为300r/min搅拌35min混合均匀，得到混合液B；
S3、将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以转速为300r/min搅拌35min均匀，即得防腐涂料。防腐涂料性能测试结果：表干时间为35min，30％H2SO4为2808h，耐燃时间为48min。
测试例1
对实施例1-4制备的防腐涂料和步骤(2)钢结构表面形成的漆膜进行性能测试，具体结果见表1。
表1：测试结果表
本发明钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，通过对防腐涂料的原料及制备方法进行研究，所得防腐涂料与钢结构的有较好的粘结性，具有良好的耐水性，涂层的硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性、耐温变性、耐湿热性、耐盐雾性、抗老化性、阻燃性、耐冻融性等均优异。

Claims (10)

1.一种钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，包括下述步骤：
(1)对钢结构表面进行除锈处理；
(2)对除锈处理后的钢结构表面刷涂或喷涂防腐涂料。
2.如权利要求1所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述步骤(2)防腐涂料的刷涂或喷涂厚度为5-100μm。
3.如权利要求1所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述防腐涂料由下述重量份的原料制备而成：氟硅改性丙烯酸酯乳液97-103份、三聚氰胺5-15份、氧化铁红22-38份、缓蚀剂0.2-1.2份、填料4-8份、二氧化钛1-3份、钼酸锌2-4份、氟硅酸铵0.5-1.5份、三聚磷酸铝2-4份、水20-35份、成膜助剂6-10份、分散剂2-4份、消泡剂0.5-1份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.7-1.5份。
4.如权利要求3所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚。
5.如权利要求3所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油或硅醚共聚物。
6.如权利要求3所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述填料为改性云母粉和/或改性氢氧化镁。
7.如权利要求6所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述改性云母粉由下述方法制备：将75-85g丙酮、1-2g云母粉、0.7-1.4g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.5-1.3g 2-氯-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷、0.05-0.2g三正丙胺加入三口烧瓶中以转速为60-150r/min搅拌5-15min混合均匀，然后在55-65℃下回流反应2-6h，离心，将沉淀在真空度为100-150Pa、温度为45-55℃下干燥20-30h，即得。
8.如权利要求6所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述改性氢氧化镁由下述方法制备：将氢氧化镁在微波功率为200-400W、微波频率为2400-2500MHz下微波活化1-3min，然后将微波活化后的氢氧化镁、甲苯、铝酸酯偶联剂按质量比为1：(5-15)：(0.1-0.5)以转速为200-400r/min搅拌20-40min，离心，将沉淀在真空度为100-150Pa、温度为45-55℃下干燥20-30h，即得。
9.如权利要求3所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述成膜助剂为乙二醇乙醚或十二醇酯或乙二醇丁醚。
10.如权利要求3所述钢结构抗腐蚀除锈施工工艺，其特征在于，所述缓蚀剂为环烷酸咪唑啉。
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