CN109880427B - 一种钢结构件表面修复复合原子灰 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢结构件表面修复复合原子灰，包括主体灰和固化剂组成，所述主体灰和固化剂使用时的质量配比为100：2；所述主体灰由以下重量份的组分组成：水性碳钛笼树脂50‑60份、去离子水2‑10份、BYK‑9801‑3份、尼泊金乙酯0.02‑0.1份、聚酰胺蜡0.01‑0.03份、聚甲基丙烯酸甲酯0.5‑1份、二甲基苯胺0.1‑0.9份、甲乙酮肟0.01‑0.08份、滑石粉1‑3份、硫酸钡3‑6份、钛白粉7‑9份、金属锌粉7‑10份，镀金属纤维11‑16份。本发明通过添加镀金属纤维形成的导电网络，通过添加金属锌粉末保证复合原子灰层相较于钢结构基体的低电势，实现涂层开裂后的阴极保护防腐，并依靠金属的腐蚀氧化导致的体积膨胀将裂缝弥补，提高了钢结构件的防腐性能，尤其适用于高湿、多硫的海洋性高腐蚀环境下钢结构件的修复工程。

Description

一种钢结构件表面修复复合原子灰

技术领域

本发明涉及涂料涂覆领域；尤其涉及一种钢结构件表面修复复合原子灰。

背景技术

在高腐蚀环境中，钢结构表面易出现腐蚀凹坑、表面腐蚀失效等现象，严重影响使用安全和寿命。在重新涂覆涂料时，凹坑处因为厚度不均，容易再次导致涂层的开裂。因此在实际防腐处理中，在涂覆防腐涂料前，需要先对钢结构表面进行涂刮腻子填补和精心打磨形成光滑的表面。

目前常用的酸醇腻子、环氧腻子和原子灰等主要以补平凹坑为主，这些材料较厚时容易形成裂纹且自身没有电化学防护性能。一旦渗进腐蚀液体，底部的金属就会氧化腐蚀，导致基体金属结构的迅速腐蚀失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢结构件表面修复复合原子灰，通过调整其组成成分，既具有传统原子灰的补平功能，也具有较高强度且能在表面涂层失效、灰层开裂的情况下，对钢结构表面进一步提供阴极保护并依靠金属的腐蚀氧化导致的体积膨胀将裂缝弥补。

一种钢结构件表面修复复合原子灰，包括主体灰和固化剂组成，所述主体灰和固化剂使用时的质量配比为100：2；所述主体灰由以下重量份的组分组成：水性碳钛笼树脂50-60份、去离子水2-10份、BYK-9801-3份、尼泊金乙酯0.02-0.1份、聚酰胺蜡0.01-0.03份、聚甲基丙烯酸甲酯0.5-1份、二甲基苯胺0.1-0.9份、甲乙酮肟0.01-0.08份、滑石粉1-3份、硫酸钡3-6份、钛白粉7-9份、金属锌粉7-10份、镀金属纤维11-16份。

水性碳钛笼树脂强度高，可以有效的降低钢结构件表面复合原子灰的开裂。金属锌粉末能保证复合原子灰层相较于钢结构基体的低电势，而且锌粉易氧化后膨胀，体积膨胀将裂缝弥补，还可以调节原子灰的收缩率。

进一步的，所述固化剂由以下重量份的组分组成：过氧化苯甲酰60-64份，邻苯二甲酸二丁酯24-30份，二氧化硅10-12份。

进一步的，所述金属锌粉为针片状微米级锌粉，长径比为2-6。针片状微米级锌粉比颗粒状的更加容易和导电网格接搭接。

进一步的，所述镀金属纤维为镀锌纤维、镀铜纤维、镀银纤维中的一种或者几种的混合。

进一步的，所述镀金属纤维的平均长度为10~28微米。

进一步的，所述钛白粉平均粒径为1~3微米。此时原子灰的平整性和流动性最佳。

进一步的，所述纳米二氧化硅平均直径为100~200纳米。

与现有技术相比，本发明通过添加镀金属纤维，使原子灰的强度得到显著的复合提高，同时镀金属纤维形成的导电网络，通过添加金属锌粉末保证了复合原子灰层相较于钢结构基体的低电势，实现涂层开裂后的阴极保护防腐，并依靠金属的腐蚀氧化导致的体积膨胀将裂缝弥补，提高了钢结构件的防腐性能，金属锌粉还可以调节原子灰的收缩率，由于采用水性粘接剂，该原子灰尤其适用于水性涂料的涂前预处理，该产品尤其适用于高湿、多硫的海洋性高腐蚀环境下钢结构件的修复工程。

附图说明

图1是钢结构表面涂覆层结构示意图；其中1为油漆保护层、2为镀金属纤维、3为金属锌粉；

图2是本发明的原子灰修复效果图；其中（a）是电厂综合管架涂覆前、（b）是电厂综合管架涂覆原子灰、（c）是涂覆原子灰及碳钛笼涂料半年后。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

一种钢结构件表面修复复合原子灰由主体灰和固化剂组成，所述主体灰和固化剂使用时的质量配比为100:2。所述主体灰按重量比由以下成份组成：水性碳钛笼树脂50份、去离子水10份、BYK-980 1份、尼泊金乙酯0.1份、聚酰胺蜡0.02份、聚甲基丙烯酸甲酯0.5份、二甲基苯胺0.3份、甲乙酮肟0.08份、滑石粉3份、硫酸钡4份、钛白粉8份、金属Zn粉7份，镀铜尼龙纤维16份。所述固化剂按重量比由以下成份组成：过氧化苯甲酰60份，邻苯二甲酸二丁酯30份，二氧化硅10份。

主体灰的制备包括：按比例分别将水性碳钛笼树脂、去离子水、BYK-980、尼泊金乙酯、聚酰胺蜡、聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基苯胺、甲乙酮肟投入捏合机中，在500r/min的转速下搅拌10分钟，然后再投入滑石粉、硫酸钡、钛白粉、金属Zn粉，镀金属纤维，在1000转/分钟下搅拌45分钟，最后用胶体研磨机研磨后，即可得到主体灰。

固化剂成品的制备为：按上述比例将过氧化苯甲酰，邻苯二甲酸二丁酯，二氧化硅搅拌并研磨成均匀膏体，即可得到。

复合原子灰的制备：再将主体灰和固化剂按照质量比100:2混合均匀得到钢结构件表面修复复合原子灰。

一种钢结构件表面修复复合原子灰修补工艺，包括以下步骤：

（1）对被修补钢件表面进行喷砂处理，将钢件表面锈迹全部打掉；

（2）使用磨砂纸对凹坑进行打磨，使磨坑表面干燥光滑，再将本发明钢结构件表面修复复合原子灰涂覆在钢件表面磨坑进行修补处理，仅需要在掩盖处垫起1~4mm，磨坑边缘处要打出渐薄的样式；

（3）待复合原子灰干后，采用砂纸垫板对原子灰较厚处进行简单打磨，并涂覆碳钛笼等树脂涂料，得到的钢结构表面涂覆层如图1所示。

本实施例的复合原子灰除了可以修复具有凹坑的钢结构件，同样适合表面有凸起的钢结构件，采用的方法是先对被修补钢件表面进行喷砂处理，将钢件表面锈迹全部打掉，然后采用本实施例的复合原子灰涂覆在钢件表面，把凸起全部填平，磨坑边缘处要打出渐薄的样式；待复合原子灰干后，采用砂纸垫板对原子灰较厚处进行简单打磨，并涂覆碳钛笼等树脂涂料。

实施例2

一种钢结构件表面修复复合原子灰由主体灰和固化剂组成，所述主体灰和固化剂使用时的质量配比为100:2。所述主体灰按重量比由以下成份组成：水性碳钛笼树脂60份，去离子水4份，BYK-980 3份、尼泊金乙酯0.02份、聚酰胺蜡0.03份、聚甲基丙烯酸甲酯0.8份、二甲基苯胺0.1份、甲乙酮肟0.05份、滑石粉1份、硫酸钡3份、钛白粉7份、金属Zn粉10份，镀锌聚亚酰胺纤维11份。所述固化剂按重量比由以下成份组成：过氧化苯甲酰64份，邻苯二甲酸二丁酯24份，二氧化硅12份。

主体灰的制备包括按上述比例分别将水性碳钛笼树脂、去离子水、BYK-980、尼泊金乙酯、聚酰胺蜡、聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基苯胺、甲乙酮肟投入捏合机中，在500r/min的转速下搅拌10分钟，然后再投入滑石粉、硫酸钡、钛白粉、金属Zn粉，镀锌聚亚酰胺纤维，在800r/min下搅拌60分钟，最后用胶体研磨机研磨后，即可得到主体灰。

固化剂成品的制备为：按上述比例将过氧化苯甲酰，邻苯二甲酸二丁酯，二氧化硅搅拌并研磨成均匀膏体。

复合原子灰的制备：再将主体灰和固化剂按照质量比100:2混合均匀得到钢结构件表面修复复合原子灰。

一种钢结构件表面修复复合原子灰修补工艺，包括以下步骤：

（1）对被修补钢件表面进行喷砂处理，将钢件表面锈迹全部打掉；

（2）使用磨砂纸对凹坑进行打磨，使磨坑表面干燥光滑，再用本实施例的钢结构件表面修复复合原子灰对钢件表面磨坑进行修补处理，仅需要垫平磨坑；

（3）待复合原子灰干后，涂覆碳钛笼等树脂涂料，得到的钢结构表面涂覆层与实施例1相似。

对比例1

将实施例1中的金属Zn粉去掉，镀金属纤维改成金属纤维。其它条件不变。得到的复合原子灰涂覆在钢结构件时，表面会偶有金属纤维露出，甚至涂覆外层涂料时还会穿透，难以形成良好的保护层。在高湿、多硫的海洋性高腐蚀环境下，其防腐性能远不及实施例1的复合原子灰。

对比例2

将实施例1中的镀金属纤维改成碳纤维。在主体灰的制备过程中，由于粘度较大，碳纤维混料时易磨断，难以形成有效的导电网络。而且碳纤维有吸附性，吸附后导电性能变差。

对比例3

将实施例1中的镀金属纤维改成玻璃纤维，其它条件不变。得到的复合原子灰涂覆在钢结构件时，表面玻璃纤维露出，打磨时不能变形，容易将灰层大块带动脱落，难以形成良好的保护层。

对比例4

将实施例1中的水性碳钛笼树脂改成气干型水性不饱和聚酯树脂，其它条件不变，得到的复合原子灰在厚度较大后容易裂开，形成表面微裂纹。

以上的实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，包括主体灰和固化剂组成，所述主体灰和固化剂使用时的质量配比为100：2；所述主体灰由以下重量份的组分组成：水性碳钛笼树脂50-60份、去离子水2-10份、BYK-9801-3份、尼泊金乙酯0.02-0.1份、聚酰胺蜡0.01-0.03份、聚甲基丙烯酸甲酯0.5-1份、二甲基苯胺0.1-0.9份、甲乙酮肟0.01-0.08份、滑石粉1-3份、硫酸钡3-6份、钛白粉7-9份、金属锌粉7-10份、镀金属纤维11-16份。

2.根据权利要求1所述钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，所述固化剂由以下重量份的组分组成：过氧化苯甲酰60-64份，邻苯二甲酸二丁酯24-30份，二氧化硅10-12份。

3.根据权利要求1所述钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，所述金属锌粉为针片状微米级锌粉，长径比为2-6。

4.根据权利要求1所述钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，所述镀金属纤维为镀锌纤维、镀铜纤维、镀银纤维中的一种或者几种的混合。

5.根据权利要求1所述钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，所述镀金属纤维的平均长度为10～28微米。

6.根据权利要求1所述钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，所述钛白粉平均粒径为1～3微米。

7.根据权利要求2所述钢结构件表面修复复合原子灰，其特征在于，所述二氧化硅平均直径为100～200纳米。

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