CN110004388A - 碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层及制备方法 - Google Patents

碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层及制备方法 Download PDF

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刘志宏
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Abstract

本发明公开了一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层及制备方法，包括以下质量分数的元素：铝：10％～20％，纳米稀土氧化物：0.05％～1％，改性多壁碳纳米管：0.1％～2％，其余为锌元素，先将锌块、铝块按比例放入坩埚中加热至500℃融化，再将纳米稀土氧化物和改性多壁碳纳米管按比例加入坩埚中，搅拌并升温至800℃，保持4h后降低温度至550℃，采用热浸方式制得碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层；本发明相比传统热镀锌的耐腐蚀性能可提高30％～50％，并可有效提高输电杆塔的理论防腐寿命8～15年，并降低杆塔防腐运行维护费用15％～30％，明显减少停电检修的次数。

Description

碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层及制备方法
技术领域
本发明涉及热镀锌防腐镀层，尤其涉及一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌 合金防腐镀层及制备方法。
背景技术
电力行业输电杆塔本身一般为Q235钢材组成，其处于大气环境中会发生 电化学腐蚀。目前，采用热镀锌材料对输电杆塔的户外防腐能起到良好的效果。 然而，随着环境污染的日益严重，传统热镀锌材料的防腐年限越来越短，部分 重污染地区甚至3～5年即失去防腐效果，严重影响输电线路的正常运行。
现有技术中，已经出现了改性热镀锌材料，通过在传统热镀锌液中添加铝、 镁、锡、镍、钛等金属元素以及稀土镧、铈等稀土氧化物材料，能有效提高热 镀锌层的致密性和耐腐蚀性能，从而提高输电杆塔的防腐寿命。专利号为CN 101186998 B的中国专利提供了一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层，它通过 添加铝、镁、钛、稀土镍等合金元素对热镀锌进行改性，在复杂腐蚀环境条件 下耐含硫大气腐蚀、酸雨腐蚀与海洋环境腐蚀的长效防腐寿命的镀层合金系统， 防腐蚀寿命为热浸镀纯锌的2倍以上。该专利镀锌层未提及与基材附着力情况， 且实际应用防腐效果不明确。专利号为CN 101948991 B的中国专利提供了一种 耐腐蚀热镀锌钢板，它通过在热镀锌液中添加0.35-0.45％的铝和0.04-0.06％的 富鐿稀土来提升热镀锌的附着性能和耐腐蚀性能，但该专利在输电杆塔塔材上 应用效果目前还未见报道。
发明内容
本发明解决的技术问题：提出一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐 镀层及制备方法，用以提高电力行业输电杆塔的防腐年限，提高输电杆塔的使 用寿命。
本发明的技术方案：
一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层，它包括以下质量分数的 元素：铝：10％～20％，纳米稀土氧化物：0.05％～1％，改性多壁碳纳米管：0.1％～2％， 其余为锌元素。
所述纳米稀土氧化物为纳米氧化镧、氧化铈、氧化铑按质量比1:4:2添加， 纳米稀土氧化物制备方法为液相沉淀法制得。
所述改性多壁碳纳米管内径为3-5nm、外径为8-15nm、长度为3-12μm、 比表面积大于200m2/g，使用前进行分散处理和表面包覆处理。
制备方法为：先将锌块、铝块按比例放入坩埚中加热至500℃融化，再将 纳米稀土氧化物和改性多壁碳纳米管按比例加入坩埚中，搅拌并升温至800℃， 保持4h后降低温度至550℃，采用热浸方式制得碳纳米管改性稀土修饰热镀锌 合金防腐镀层。
本发明的有益效果：
提出一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层，该镀层中添加质量 分数10％-20％的铝能起到阴极牺牲的作用，同时形成的致密氧化物层能减缓镀 层的腐蚀速率，添加质量分数0.05％～1％的纳米稀土氧化物能改善纯镀锌层微 观多孔结构，并增加镀层的致密性，添加质量分数0.1％～2％的改性碳纳米管能 增加镀层与金属基材之间的结合力与镀层本身的机械性能，通过添加铝、纳米 稀土氧化物和改性碳纳米管三者的综合作用，能降低热镀锌镀层的厚度，并显 著提升镀层的耐腐蚀性能。
将本发明应用于输电杆塔上，相比传统热镀锌的耐腐蚀性能可提高 30％～50％，并可有效提高输电杆塔的理论防腐寿命8～15年，并降低杆塔防腐 运行维护费用15％～30％，明显减少停电检修的次数，具有显著的经济效益和社 会效益。
具体实施方式
下面对本发明做进一步介绍，本发明所述的一种碳纳米管改性稀土修饰热 镀锌合金防腐镀层，包括以下质量分数的元素：铝：10％～20％，纳米稀土氧化 物：0.05％～1％，改性多壁碳纳米管：0.1％～2％，其余为锌元素。
所述纳米稀土氧化物为纳米氧化镧、氧化铈、氧化铑按质量比1:4:2添加， 纳米稀土氧化物制备方法为液相沉淀法制得。
所述改性多壁碳纳米管内径为3-5nm、外径为8-15nm、长度为3-12μm、 比表面积大于200m2/g，使用前进行分散处理和表面包覆处理。
制备方法为：先将锌块、铝块按比例放入坩埚中加热至500℃融化，再将 纳米稀土氧化物和改性多壁碳纳米管按比例加入坩埚中，搅拌并升温至800℃， 保持4h后降低温度至550℃，采用热浸方式制得碳纳米管改性稀土修饰热镀锌 合金防腐镀层。
实施例1：
本实施例碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层包括锌83.5％，铝 15％，纳米稀土氧化物0.5％，改性碳纳米管1％。
下面用本实施例进行实验，实验结果如下表1所示。
序号 性能指标 实施例1 传统热镀锌 检测标准
1 镀层厚度 60μm 80μm
2 耐中性盐雾 ≥1200h ≥600h GB/T 1771-2007
3 硫酸铜浸泡实验 4次不露底 2次不露底 GB/T 13912-2002
4 落锤实验 不凸起，不剥离 不凸起，不剥离 GB/T 13912-2002
从实施例1的结果可以看出，本发明所述的镀层中添加质量分数15％的铝 能起到阴极牺牲的作用，同时形成的致密氧化物层能减缓镀层的腐蚀速率，添 加质量分数0.5％的纳米稀土氧化物能改善纯镀锌层微观多孔结构，并增加镀层 的致密性，添加质量分数1％的改性碳纳米管以及质量分数83.5％的锌，能增加 镀层与金属基材之间的结合力与镀层本身的机械性能，通过添加铝、纳米稀土 氧化物和改性碳纳米管三者的综合作用，能降低热镀锌镀层的厚度，并显著提 升镀层的耐腐蚀性能。

Claims (4)

1.一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层，其特征在于：它包括以下质量分数的元素：铝：10％～20％，纳米稀土氧化物：0.05％～1％，改性多壁碳纳米管：0.1％～2％，其余为锌元素。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层，其特征在于：所述纳米稀土氧化物为纳米氧化镧、氧化铈、氧化铑按质量比1:4:2添加，纳米稀土氧化物制备方法为液相沉淀法制得。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层，其特征在于：所述改性多壁碳纳米管内径为3-5nm、外径为8-15nm、长度为3-12μm、比表面积大于200m2/g，使用前进行分散处理和表面包覆处理。
4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层的制备方法，其特征在于：先将锌块、铝块按比例放入坩埚中加热至500℃融化，再将纳米稀土氧化物和改性多壁碳纳米管按比例加入坩埚中，搅拌并升温至800℃，保持4h后降低温度至550℃，采用热浸方式制得碳纳米管改性稀土修饰热镀锌合金防腐镀层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113046671A (zh) * 2021-03-11 2021-06-29 南京工程学院 一种纳米CeO2增强ZnAl基复合材料耐蚀性能的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1609246A (zh) * 2004-09-11 2005-04-27 戴国水 含稀土锌铝合金丝及其制备方法
CN101186998A (zh) * 2007-12-17 2008-05-28 国网北京电力建设研究院 一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层及其制备工艺
CN101463456A (zh) * 2009-01-10 2009-06-24 杭州新旺金属制品有限公司 钢丝热镀锌-10%铝-稀土合金熔液
CN101948991A (zh) * 2010-09-21 2011-01-19 浙江华达钢业有限公司 一种耐腐蚀热镀锌钢板及其制备方法
CN102330044A (zh) * 2011-08-03 2012-01-25 马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司 一种热浸镀锌稀土复合层及制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1609246A (zh) * 2004-09-11 2005-04-27 戴国水 含稀土锌铝合金丝及其制备方法
CN101186998A (zh) * 2007-12-17 2008-05-28 国网北京电力建设研究院 一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层及其制备工艺
CN101463456A (zh) * 2009-01-10 2009-06-24 杭州新旺金属制品有限公司 钢丝热镀锌-10%铝-稀土合金熔液
CN101948991A (zh) * 2010-09-21 2011-01-19 浙江华达钢业有限公司 一种耐腐蚀热镀锌钢板及其制备方法
CN102330044A (zh) * 2011-08-03 2012-01-25 马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司 一种热浸镀锌稀土复合层及制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113046671A (zh) * 2021-03-11 2021-06-29 南京工程学院 一种纳米CeO2增强ZnAl基复合材料耐蚀性能的方法

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