CN111389692A - 一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺 - Google Patents

一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，该重防腐复合涂层的底层为环氧富锌漆，不挥发成分中锌含量≥70%；面层为聚酯粉末；其生产工艺包括上料、浸涂、一次烘干、二次烘干、喷涂聚酯粉末和固化步骤；通过在工艺过程中设置一次低温表干、二次高温实干等工艺，使得底漆快速固化，便于喷涂面层聚酯粉末并固化，快速将两种材料通过特定工艺结合形成复合涂层，该工艺能快速、高效生产防腐制品，适合大规模、快速工业化生产；采用该工艺制得的复合涂层防腐能力强，阴极保护能力强，涂层附着力好，同时面层硬度高耐磕碰、耐腐蚀、耐日晒风吹老化，外观装饰性强，适于长期户外使用。

Description

一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及 其生产工艺
技术领域
本发明属于钢材防腐技术领域领域，具体涉及一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺。
背景技术
当前防腐涂层中主要有两种：第一种以漆-漆复合涂层为主，该类涂层施工简单，但是漆膜固化时间长，产生生产周期长，不适合工业生产线大规模快速生产，同时漆膜在光照条件下容易回粘、失光、倒光、粉化、龟裂，不适于做户外长时间的外观涂层。第二种为粉末-粉末涂层，由于粉末复合涂层作为底涂层时，由于锌粉含量极为微量，所以塑层作为底层时，防腐性能差，附着力性能略差。
目前国标环氧富锌底漆含锌量是70%，其余30%主要由液态环氧及辅助增稠剂、填料、助剂、溶剂等组成，环氧富锌漆以自然干燥快，附着力强，防腐蚀能力强等特点广泛应用于储罐、集装箱、钢结构、钢管、海洋平台、船舶、海港设施以及恶劣防腐蚀环境的底涂层等，但是由于富锌漆中环氧成分占比少且环氧组分不耐日光老化，所以无法单独作为涂层使用；聚酯粉末涂料具有良好的耐酸、耐碱、抗日光紫外老化性能，但是聚酯类高分子材料与金属基体结合力较差。
通过现有技术直接喷涂环氧富锌底漆和聚酯粉末，涂层质量并不好，由于环氧富锌漆为液态，喷涂完成后，底涂层表面为湿膜，此时如果进行表面喷涂聚酯粉末，涂层整体会在聚酯粉末固化过程中流淌，并且由于底漆为液态，其中挥发分尚未完全挥发，在高温固化过程中该部分挥发分的挥发会穿透表面聚酯涂层形成针孔或者凹坑，大大影响涂层表面质量。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺，以实现以下发明目的：
1、该重防腐复合涂层能长效防腐耐日光耐老化，可做外观涂层；
2、实现环氧富锌漆底膜表面可在短时间内喷涂聚酯粉末；
3、增强复合涂层与金属基体的附着力；
4、提高环氧富锌漆面层与聚酯粉末的结合强度；
5、可满足该涂层工业化大规模快速生产；
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺，其特征在于，所述生产工艺，包括上料、浸涂、一次烘干、二次烘干、喷涂聚酯粉末和固化步骤；
所述环氧富锌漆，不挥发成分中锌含量≥70%；
所述聚酯粉末，密度1-2g/cm3，粉末水平流动性20-50mm，粉末胶化时间30-60S，0-10μm粉末粒度分布含量≤5%；
所述上料，包括对工件进行抛丸处理，所述抛丸，工件表面清洁度达到Sa2.5级，锚纹深度控制在60-80um，工件表面盐分不超过10mg/cm3；
所述上料，工件经抛丸处理完成后3小时内必须完成上料生产；
所述浸涂，浸涂环氧富锌漆成膜厚度为60-80um；
所述一次烘干，烘干炉温度30-40℃，干燥时间30-35min；
所述二次烘干，烘干炉温度150-160℃，干燥时间25-32min；
所述喷涂聚酯粉末，喷粉气压0.2-0.5MPa，静电电压50-60KV，静电喷枪往复喷涂两次，喷枪喷涂速度0.5-1.2m/s；
所述固化，固化温度200-230℃，固化时间25-30min，聚酯粉末固化度≥80%；
所述复合涂层，涂层整体膜厚150-175um。
所述复合涂层，复合涂层与金属基体间结合力为40-46MPa；复合涂层层间结合力44-48MPa；
本发明通过在工艺过程中设置一次低温表干、二次高温实干等工艺，确保底漆快速固化，便于喷涂面层聚酯粉末并固化，该工艺能快速、高效生产防腐制品，适合大规模、快速工业化生产；
本发明制备的含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，充分发挥了环氧富锌漆作为底漆具有优良的防腐性、优异的涂层附着力；聚酯粉末作为面漆的优异耐强酸、碱、盐腐蚀，耐环境应力开裂、耐紫外线老化特性，将两种材料通过特定工艺结合形成复合涂层，该复合涂层防腐能力强，阴极保护能力强，涂层附着力好，同时硬度高耐磕碰、耐腐蚀、耐日晒风吹老化，外观装饰性强，适于长期户外使用。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、采用本发明环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，制得的复合涂层，具备耐强酸、碱、盐腐蚀，耐环境应力开裂、耐紫外线老化的特性；该复合涂层分别经过30%硫酸溶液浸泡1440h；1%氢氧化钠溶液浸泡240h；10%氯化钠溶液浸泡720h，涂层表面均未发生起泡、溶胀、软化、变粘现象；经过耐候性试验（人工加速）500h，涂层失光变色1级，粉化、裂纹0级；
2、采用本发明环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，环氧富锌漆底膜后，60-70min即可喷涂聚酯粉末，实现了再环氧富锌漆底膜表面短时间内喷涂聚酯粉末，大大缩短了生产时间，可实现该涂层工业化大规模快速生产；
3、采用本发明环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，制得的复合涂层具有优异的金属附着力；经划格试验后，刻痕光滑，涂层除交叉切割处无涂层脱落；经粘拉试验检测，复合涂层与金属基体间结合力40-46MPa；
4、采用本发明环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，制得的复合涂层，具有优良的防腐性，复合涂层工件经1500h盐雾试验，表面无生锈、脱落、剥离、底层起泡等现象；采用划格实验同时破坏本发明复合涂层试验样品和单层聚酯防腐的对比试样，经过48小时盐雾试验，试验样品涂层切口处略微发白且无红锈产生；对比试样涂层切口有明显红锈且切口有生锈扩散现象；
5、采用本发明环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，制得的复合涂层，环氧富锌漆面层与聚酯粉末的结合强度高，涂层采用拉拔法测试涂层附着力，复合涂层层间结合力44-48MPa，涂层层间不易剥离；
6、采用本发明环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，制得的复合涂层，可耐-15~-20℃低温；经15°弯曲试验后，试验应无肉眼可见的裂纹、剥离和脱落等现象；经96h抗阴极剥离试验，无起泡、剥落和剥离现象。
说明书附图：
图1，复合涂层结构示意图，具体内容为：1-金属材料基体；2-环氧富锌底层；3-聚酯粉末面层；
图2，复合涂层生产工艺流程图，包括基于悬链的8项工序：上料工序、浸涂环氧漆、一次烘干、二次烘干、喷涂聚酯粉末、固化、产品下件、质检包装
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1 一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺
所述含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，包括基于悬链的8项工序：上料工序；浸涂环氧漆；一次烘干；二次烘干；喷涂聚酯粉末；固化；产品下件；质检包装，具体包括如下步骤：
1、上料
经过抛丸等前处理的待防腐工件在上料工序上料；工件经抛丸处理完成后3小时内必须完成上料生产，否则需重新进行抛丸处理；
所述抛丸，工件表面清洁度达到Sa2.5级，锚纹深度60um，工件表面盐分8.5mg/cm3；
2、浸涂
上料完成后对工件进行环氧富锌漆浸涂，工件浸涂时工件完全浸入漆中10秒，浸涂完成后工件静置放置，至5秒内工件表面无油漆滴落；
所述环氧富锌漆，采用HG/T 3668-2009 富锌底漆Ⅱ型2类，不挥发成分中锌含量70%；
所述浸涂，浸涂环氧富锌漆成膜厚度为65um；
3、一次烘干
完成浸涂后的工件进入一次干燥炉进行表干，一次烘干炉温度35℃，干燥时间30min，经一次烘干后，漆膜表面不粘、不黏；
4、二次烘干
工件表干后进入二次干燥炉进行再次烘干，二次烘干炉温度160℃，干燥时间30min；
5、喷涂聚酯粉末
经过二次烘干彻底干燥的工件进入喷涂聚酯粉末工序，聚酯粉末喷涂采用静电喷涂，静电喷涂成膜厚度80um；
静电喷涂时，喷粉气压0.2MPa，静电电压60KV，静电喷枪往复喷涂两次，喷枪喷涂速度0.8m/s；
所述聚酯粉末，密度1.2g/cm3，粉末水平流动性20mm，粉末胶化时间30S，0-10μm粉末粒度分布含量4.5%，挥发物含量0.8%；
6、固化
聚酯粉末喷涂完成后将工件进入固化炉进行固化，固化温度220℃，固化时30min；聚酯粉末固化度80%；固化完成后测量涂层整体膜厚150um；
7、产品下件
固化完成后工件进入下件工序，轻拿轻放，避免涂层磕破影响美观；
8、质检包装
完成处理工艺，对工件进行质检，质检项目包括目测涂层外观、测试涂层厚度、测试附着性等，质检合格后可进行包装。
实施例2 一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺
所述含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，包括基于悬链的8项工序：上料工序；浸涂环氧漆；一次烘干；二次烘干；喷涂聚酯粉末；固化；产品下件；质检包装，具体包括如下步骤：
1、上料
经过抛丸等前处理的待防腐工件在上料工序上料；工件经抛丸处理完成后3小时内必须完成上料生产，否则需重新进行抛丸处理；
所述抛丸，工件表面清洁度达到Sa2.5级，锚纹深度控制在80um，工件表面盐分8.8mg/cm3；
2、浸涂
上料完成后对工件进行环氧富锌漆浸涂，工件浸涂时工件完全浸入漆中15秒，浸涂完成后工件静置放置，至5秒内工件表面无油漆滴落；
所述环氧富锌漆，采用HG/T 3668-2009 富锌底漆Ⅱ型2类，不挥发成分中锌含量74%；
所述浸涂，浸涂环氧富锌漆成膜厚度为70um；
3、一次烘干
完成浸涂后的工件进入一次干燥炉进行表干，一次烘干炉温度30℃，干燥时间35min，经一次烘干后，漆膜表面不粘、不黏；
4、二次烘干
工件表干后进入二次干燥炉进行再次烘干，二次烘干炉温度160℃，干燥时间25min；
5、喷涂聚酯粉末
经过二次烘干彻底干燥的工件进入喷涂聚酯粉末工序，聚酯粉末喷涂采用静电喷涂，静电喷涂成膜厚度85um；
静电喷涂时，喷粉气压0.5MPa，静电电压50KV，静电喷枪往复喷涂两次，喷枪喷涂速度0.5m/s；
所述聚酯粉末，密度1.5g/cm3，粉末水平流动性35mm，粉末胶化时间46S，0-10μm粉末粒度分布含量4.2%，挥发物含量0.8%；
6、固化
聚酯粉末喷涂完成后将工件进入固化炉进行固化，固化温度200℃，固化时25min；聚酯粉末固化度85%；固化完成后测量涂层整体膜厚168um；
7、产品下件
固化完成后工件进入下件工序，轻拿轻放，避免涂层磕破影响美观；
8、质检包装
完成处理工艺，对工件进行质检，质检项目包括目测涂层外观、测试涂层厚度、测试附着性等，质检合格后可进行包装。
实施例3 一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层及其生产工艺
所述含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，包括基于悬链的8项工序：上料工序；浸涂环氧漆；一次烘干；二次烘干；喷涂聚酯粉末；固化；产品下件；质检包装，具体包括如下步骤：
1、上料
经过抛丸等前处理的待防腐工件在上料工序上料；工件经抛丸处理完成后3小时内必须完成上料生产，否则需重新进行抛丸处理；
所述抛丸，工件表面清洁度达到Sa2.5级，锚纹深度控制在75um，工件表面盐分9.2mg/cm3；
2、浸涂
上料完成后对工件进行环氧富锌漆浸涂，工件浸涂时工件完全浸入漆中15秒，浸涂完成后工件静置放置，至5秒内工件表面无油漆滴落；
所述环氧富锌漆，采用HG/T 3668-2009 富锌底漆Ⅱ型2类，不挥发成分中锌含量75%；
所述浸涂，浸涂环氧富锌漆成膜厚度为80um；
3、一次烘干
完成浸涂后的工件进入一次干燥炉进行表干，一次烘干炉温度40℃，干燥时间30min，经一次烘干后，漆膜表面不粘、不黏；
4、二次烘干
工件表干后进入二次干燥炉进行再次烘干，二次烘干炉温度150℃，干燥时间32min；
5、喷涂聚酯粉末
经过二次烘干彻底干燥的工件进入喷涂聚酯粉末工序，聚酯粉末喷涂采用静电喷涂，静电喷涂成膜厚度适宜90um；
静电喷涂时，喷粉气压0.5MPa，静电电压60KV，静电喷枪往复喷涂两次，喷枪喷涂速度1.2m/s；
所述聚酯粉末，密度1.8g/cm3，粉末水平流动性50mm，粉末胶化时间60S，0-10μm粉末粒度分布含量4.0%，挥发物含量0.6%；
6、固化
聚酯粉末喷涂完成后将工件进入固化炉进行固化，固化温度230℃，固化时30min；聚酯粉末固化度83%；固化完成后测量涂层整体膜厚175um；
7、产品下件
固化完成后工件进入下件工序，轻拿轻放，避免涂层磕破影响美观；
8、质检包装
完成处理工艺，对工件进行质检，质检项目包括目测涂层外观、测试涂层厚度、测试附着性等，质检合格后可进行包装。
采用本发明实施例1-3的含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，制得的防腐工件的综合性能指标如下表所示：
Figure 208157DEST_PATH_IMAGE002
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有环氧富锌漆底层聚酯粉末面层的重防腐复合涂层生产工艺，其特征在于，所述底层为环氧富锌漆，不挥发成分中锌含量≥70%；所述面层为聚酯粉末；所述生产工艺，包括上料、浸涂、一次烘干、二次烘干、喷涂聚酯粉末和固化步骤。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述一次烘干，烘干炉温度30-40℃；所述二次烘干，烘干炉温度150-160℃。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述固化，固化温度200-230℃，固化时间25-30min，聚酯粉末固化度≥80%。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述喷涂聚酯粉末，喷粉气压0.2-0.5MPa，静电电压50-60KV，静电喷枪往复喷涂两次，喷枪喷涂速度0.5-1.2m/s。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述浸涂，浸涂环氧富锌漆成膜厚度为60-80um。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述上料，包括对工件进行抛丸处理，所述抛丸，工件表面清洁度达到Sa2.5级，锚纹深度控制在60-80um，工件表面盐分不超过10mg/cm3。
7.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述一次烘干，干燥时间30-35min；所述二次烘干，干燥时间25-32min。
8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述复合涂层，涂层整体膜厚150-175um。
9.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述上料，工件经抛丸处理完成后3小时内必须完成上料生产。
10.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述复合涂层，复合涂层与金属基体间结合力为40-46MPa；复合涂层层间结合力44-48MPa。
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