CN110961331A - 一种螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，步骤为：（1）利用抛丸机对螺旋锚基础表面进行抛丸处理，所选取弹丸为钢丸。（2）利用喷砂机对步骤（1）处理后的螺旋锚基础表面进行喷砂处理；（3）使用电弧喷涂机对步骤（2）处理后的螺旋锚基础表面进行电弧喷涂；（4）使用涂料喷涂装置对步骤（3）处理后的螺旋锚基础表面进行涂料喷涂，涂料干燥后，便制得螺旋锚基础表面长效防腐涂层。该方法制备的防腐涂层与基体的结合力高，涂层的涂层孔隙率低、致密性高，防护能力强。

Description

一种螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法
技术领域
本发明属于材料腐蚀与防护领域，涉及一种螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法。
背景技术
螺旋锚基础是一种利用深层土体抗力的锚固结构形式。它通过锚板旋入土体中,因而对土体的扰动很小, 能充分利用土体结构的强度，不需要钻孔、灌浆及养护等工作,工艺简单、施工迅速、施工质量易得到保证。
螺旋锚基础在土壤环境中会受到土壤腐蚀，不同的土壤环境具有不同的含水量以及氧气含量，土壤的不均匀性导致土壤的孔隙率差别很大，孔隙的大小以及孔隙率都会影响氧气以及水分子的传输，这都会导致土壤具有不同的腐蚀。另外，土壤的pH值、盐分含量、土壤性质、杂散电流、微生物等因素都会对螺旋锚基础在土壤中的腐蚀产生一定的影响。因此土壤的腐蚀具有复杂性、不均匀性，对螺旋锚基础进行有效的防护愈加重要。
国内外研究表明，热喷涂技术是金属在土壤环境广泛使用的一种腐蚀防护技术，具有成本低、效率高、效果好等优点。电弧喷涂锌铝合金是其中使用最广泛的防腐涂层。由于螺旋锚基础使用环境的复杂性，使用寿命周期的提高，对电弧喷涂涂层的防腐效果提出了更高的要求。本发明对传统电弧喷涂锌铝合金进行改进，以满足螺旋锚基础在土壤环境中50年的使用寿命周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括以下步骤：
（1）利用抛丸机对螺旋锚基础表面进行抛丸处理，所选取弹丸为钢丸。
（2）利用喷砂机对步骤（1）处理后的螺旋锚基础表面进行喷砂处理；喷砂压力为0.5MPa-1.0MPa，喷砂完成后使用高压气枪吹去表面残余的砂粒。
（3）使用电弧喷涂机对步骤（2）处理后的螺旋锚基础表面进行电弧喷涂；电弧喷涂电压为27-30V，电流为100-150A，喷涂压力为0.6-0.8MPa，控制喷涂涂层厚度为100μm-300μm；
（4）使用涂料喷涂装置对步骤（3）处理后的螺旋锚基础表面进行涂料喷涂，涂料干燥后，便制得螺旋锚基础表面长效防腐涂层。
所述步骤（1）中，弹丸粒径为1.0-1.5mm。
为了获得较好的喷砂处理界面，以减少氧化，所述步骤（2）在步骤（1）完成后8小时内进行。
为了获得较好的电弧喷涂界面，以减少氧化，所述步骤（3）在步骤（2）完成后3小时内进行。
所述喷砂处理所用砂为棕刚玉，粒度为16目。
为了获得电弧喷涂涂层较好的附着力，所述喷砂处理后的表面粗糙度不小于Ra8.0μm。
进一步的是，所述步骤（3）所用喷涂丝材为粉芯丝材，丝材外皮为Zn-15Al合金，粉芯材料的原料组成按重量百分比计包括：铝粉10-15％、镁粉5-10％、六方氮化硼1-4％、其余为锌粉。
更进一步的是，所述六方氮化硼要经以下纳米化处理：
1）按50-150ml浓硫酸中加入1-3g六方氮化硼和1-3g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到容器内，混合均匀后将容器密封；
2）将密封的容器放入超声波恒温水浴锅中，在80-95℃温度下超声24-48小时，得到悬浮液；
3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以2500-5000r/min转速离心处理15-30min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
4）向步骤3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤3）的离心方式进行离心处理；
5）重复步骤4），直至上清液的pH值为7，去除上清液，得到沉淀物；
6）将步骤5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，70-90℃温度下干燥24-36h，即得到纳米化处理的六方氮化硼。六方氮化硼经纳米化处理后形成二维氮化硼纳米片。
所述喷涂涂料为环氧富锌涂料，喷涂两层，两层涂料的总厚度为60-80μm。
进一步的是所述环氧富锌涂料的原料组成按重量份计包括：稀释剂10-20份，E-44环氧树脂10-20份，聚酰胺树脂10-20份，鳞片状锌粉50-65份，磷酸锌1-3份；其中：稀释剂为二甲苯和正丁醇按6：4的质量比混合而成的混合溶液。环氧富锌涂料的制备方法为：先将E-44环氧树脂和聚酰胺树脂加入稀释剂中并搅拌均匀，然后加入鳞片状锌粉和磷酸锌，再搅拌均匀后便制得环氧富锌涂料，施工过程中，必要时涂料中还可以加入固化剂。
本发明的有益效果是：
1、在喷砂之前对基体表面进行抛丸处理，使基体表面的粗糙度增加，能够提高涂层与基体的结合力；
2、通过对六方氮化硼的处理，制备了二维氮化硼纳米片，氮化硼的加入能够很好的提高涂层的致密性，延长腐蚀因子扩散路径，有效防止氧气、水、各种离子往基体的扩散以及基体金属离子的往外扩散，对基体起到了很好的保护作用；
3、电弧喷涂完成后进行涂料喷涂，以对电弧喷涂形成的涂层进行封孔处理，能够增加涂层致密性，降低涂层孔隙率，提高涂层的防护能力；
4、选取环氧富锌涂料进行封孔处理，涂层中存在的大量锌，使螺旋锚基础具有较小的电阻率，能够到接地作用，从而替代了杆塔的接地装置。
具体实施方式
以下通过实施例说明本发明技术方案的可实施性，而不应将本发明的保护范围限制在以下的具体实施例上。
实施例1
螺旋锚基础表面长效防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）利用抛丸机对螺旋锚基础表面进行抛丸处理，所选取弹丸为钢丸，弹丸直径为1.0mm。
（2）在抛丸处理完成后8小时内，利用喷砂机对步骤（1）处理后的螺旋锚基础表面进行喷砂处理，喷砂压力为0.8MPa，喷砂完成后使用高压气枪吹去表面残余的砂粒；所用喷砂砂粒为棕刚玉，砂粒粒度为16目；喷砂处理的表面粗糙度不小于Ra8.0μm。
（3）在喷砂处理完成后3小时内，使用电弧喷涂机对步骤（2）处理后电弧喷涂，电弧喷涂电压为30V，电流为150A，喷涂压力为0.8MPa，控制喷涂涂层厚度为120μm，所用喷涂丝材为粉芯丝材，丝材外皮为Zn-15Al合金，填料即粉芯材料的原料组成按重量百分比计包括：铝粉15％，镁粉10％，六方氮化硼4％，其余为锌粉；所述六方氮化硼需要经过以下步骤处理：
1）按50ml浓硫酸中加入1g六方氮化硼和1g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到250ml烧杯内，混合均匀后用封口膜密封烧杯；
2）将密封的烧杯放入超声波恒温水浴锅中，在90℃温度下超声36小时，得到悬浮液；
3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以3000r/min转速离心处理15min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
4）向步骤3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤3）的离心方式进行离心处理；
5）重复步骤4），直至上清液的pH值为7；
6）将步骤5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，80℃温度下干燥24h，即得到纳米化处理的六方氮化硼。
（4）使用涂料喷涂装置对步骤（3）处理后的螺旋锚基础表面进行涂料喷涂，以对以对电弧喷涂形成的涂层进行封孔处理，喷涂涂料为环氧富锌涂料，喷涂两层，两层漆膜总厚度为80μm；涂料干燥后，便制得螺旋锚基础表面长效防腐涂层；所述环氧富锌涂料的原料组成按重量份计包括：稀释剂10份，E-44环氧树脂12份，聚酰胺树脂12份，鳞片状锌粉65份，磷酸锌1份；其中：稀释剂为二甲苯和正丁醇按6：4的质量比混合而成的混合溶液。
依照该方法制备试样，进行中性盐雾试验，4000h未出现锈点。
实施例2
螺旋锚基础表面长效防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）利用抛丸机对螺旋锚基础表面进行抛丸处理，所选取弹丸为钢丸，弹丸直径为1.5mm。
（2）在抛丸处理完成后8小时内，利用喷砂机对步骤（1）处理后的螺旋锚基础表面进行喷砂处理，喷砂压力为0.6MPa，喷砂完成后使用高压气枪吹去表面残余的砂粒；所用喷砂砂粒为棕刚玉，砂粒粒度为16目；喷砂处理的表面粗糙度不小于Ra8.0μm。
（3）在喷砂处理完成后3小时内，使用电弧喷涂机对步骤（2）处理后电弧喷涂，电弧喷涂电压为27V，电流为100A，喷涂压力为0.6MPa，控制喷涂涂层厚度为200μm，所用喷涂丝材为粉芯丝材，丝材外皮为Zn-15Al合金，填料即粉芯材料的原料组成按重量百分比计包括：铝粉12％，镁粉8％，六方氮化硼2％，其余为锌粉；所述六方氮化硼需要经过以下步骤处理：
1）按100ml浓硫酸中加入2g六方氮化硼和2g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到250ml烧杯内，混合均匀后用封口膜密封烧杯；
2）将密封的烧杯放入超声波恒温水浴锅中，在90℃温度下超声36小时，得到悬浮液；
3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以4000r/min转速离心处理20min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
4）向步骤3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤3）的离心方式进行离心处理；
5）重复步骤4），直至上清液的pH值为7；
6）将步骤5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，90℃温度下干燥36h，即得到纳米化处理的六方氮化硼。
（4）使用涂料喷涂装置对步骤（3）处理后的螺旋锚基础表面进行涂料喷涂，以对以对电弧喷涂形成的涂层进行封孔处理，喷涂涂料为环氧富锌涂料，喷涂两层，两层漆膜总厚度为80μm；涂料干燥后，便制得螺旋锚基础表面长效防腐涂层；所述环氧富锌涂料的原料组成按重量份计包括：稀释剂15份，E-44环氧树脂14份，聚酰胺树脂14份，鳞片状锌粉55份，磷酸锌2份；其中：稀释剂为二甲苯和正丁醇按6：4的质量比混合而成的混合溶液。
依照该方法制备试样，进行中性盐雾试验，4000h未出现锈点。

Claims (10)

1.一种螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）利用抛丸机对螺旋锚基础表面进行抛丸处理，所选取弹丸为钢丸；
（2）利用喷砂机对步骤（1）处理后的螺旋锚基础表面进行喷砂处理；
（3）使用电弧喷涂机对步骤（2）处理后的螺旋锚基础表面进行电弧喷涂；
（4）使用涂料喷涂装置对步骤（3）处理后的螺旋锚基础表面进行涂料喷涂，涂料干燥后，便制得螺旋锚基础表面长效防腐涂层。
2.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，弹丸粒径为1.0-1.5mm。
3.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述步骤（2）在步骤（1）完成后8小时内进行。
4.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述步骤（3）在步骤（2）完成后3小时内进行。
5.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述喷砂处理所用砂为棕刚玉，粒度为16目。
6.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述喷砂处理后的表面粗糙度不小于Ra8.0μm。
7.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述步骤（3）所用喷涂丝材为粉芯丝材，丝材外皮为Zn-15Al合金，粉芯材料的原料组成按重量百分比计包括：铝粉10-15％、镁粉5-10％、六方氮化硼1-4％、其余为锌粉。
8.根据权利要求7所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述六方氮化硼要经以下处理：
1）按50-150ml浓硫酸中加入1-3g六方氮化硼和1-3g高锰酸钾的配比关系，将六方氮化硼、浓硫酸和高锰酸钾加入到容器内，混合均匀后将容器密封；
2）将密封的容器放入超声波恒温水浴锅中，在80-95℃温度下超声24-48小时，得到悬浮液；
3）将悬浮液转移至离心管，放入离心机中，以2500-5000r/min转速离心处理15-30min，去除上清液，得到离心后的沉淀物；
4）向步骤3）所得沉淀物中加入纯净水，按照步骤3）的离心方式进行离心处理；
5）重复步骤4），直至上清液的pH值为7，去除上清液，得到沉淀物；
6）将步骤5）所得沉淀物放入真空干燥箱中，70-90℃温度下干燥24-36h，即得到处理后的六方氮化硼。
9.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述喷涂涂料为环氧富锌涂料，喷涂两层，两层涂料的总厚度为60-80μm。
10.根据权利要求1所述的螺旋锚基础表面长效防腐涂层制备方法，其特征在于：所述环氧富锌涂料的原料组成按重量份计包括：稀释剂10-20份，E-44环氧树脂10-20份，聚酰胺树脂10-20份，鳞片状锌粉50-65份，磷酸锌1-3份；其中：稀释剂为二甲苯和正丁醇按6：4的质量比混合而成的混合溶液。
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