CN112625485A - 一种钢结构防腐涂层结构及涂覆方法 - Google Patents

一种钢结构防腐涂层结构及涂覆方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于金属防腐技术领域,具体涉及一种钢结构防腐涂层结构及涂覆方法。该涂层结构包括:涂覆在钢结构表面上的石墨烯环氧富锌底漆;涂覆在石墨烯环氧富锌底漆上的鳞片状环氧云铁中间漆;以及涂覆在鳞片状环氧云铁中间漆上的四氟乙烯‑乙烯基醚共聚型氟碳面漆,其中,所述底漆、中间漆和面漆的总厚度大于等于320μm。本发明通过石墨烯环氧富锌底漆、鳞片状环氧云铁(高固态)中间漆涂层、四氟乙烯‑乙烯基醚共聚型氟碳面漆为涂层的三层体系结构,能够满足长效防腐要求。

Description

一种钢结构防腐涂层结构及涂覆方法
技术领域
本发明属于金属防腐技术领域,具体涉及一种用于远海海洋大气环境下的钢结构防腐涂层结构及涂覆方法。
背景技术
我国远海西、南沙岛礁环境地处热带中部,属于热带季风气候,炎热湿润、太阳辐射量大,终年高温(年平均气温26-27℃),属于典型的“三高三强”(高温、高湿、高盐、日照强、台风强、降雨强)严酷复杂海洋腐蚀环境。
大量岛礁设施设备,包括各类陆域及水工结构、供水、供气及供油系统、管线,风机、空调设备,太阳能发电设备,以及驻岛部队的飞机及配套的通信设备、气象设备、阻拦网、保障车辆、场站基础设施(消防、门、窗、护栏、空调等)等,暴露于高温、高湿、高盐雾、高辐射的海洋环境中,受到阳光照射、温差影响、海水冲蚀及盐雾、生物侵蚀,由于表面保护层及防腐涂层的严重腐蚀,金属设备1年左右即因腐蚀而失效。由此导致远海岛礁上结构、金属设施设备寿命缩短、过早报废、频繁修补和维修,显著降低了设施设备完好率,直接影响了岛礁设备设施的环境适应性。由于远海岛礁工程具有战备和平时保障功能,设施设备的完好率和可靠性要求高,对腐蚀防护提出了更高要求。尤其是远海岛礁工程设施远离大陆,建设、维修极为不便,防腐涂装施工应简便易行,防腐效能应更高。普通的防腐涂料和技术无法满足远海岛礁设备设施的防腐要求,腐蚀防护已成为远海岛礁建设和维护技术领域急需解决的重大问题之一。
钢结构长效重防腐涂层体系设计最经常采用的涂层体系为“底漆+中间漆+面漆”的设计方式,按照GB/T30790.5-2014《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第5部分:防护涂料体系》标准要求,海洋环境C5等级涂层厚度要达到320μm。但是在远海海洋大气环境,采用普通环氧富锌底漆还远远不足,经本单位在南海岛屿上的自然大气环境试验站实验测试,普通市售环氧富锌体系按照标准要求设计320μm以上的涂层,1-2年左右均因腐蚀造成了涂层性能失效。因此,如何设计该地区大气环境钢结构的长效防腐涂层方案是解决的该地区防腐问题的首要任务。
发明内容
发明目的:提供一种能够用于远海海洋大气环境钢结构表面的钢结构防腐涂层结构及涂覆方法,以解决现有涂层在远海海洋极端环境下,存在的附着力低、耐候耐蚀性能差的技术问题。
技术方案:
第一方面,提供了一种钢结构防腐涂层结构,包括:涂覆在钢结构表面上的石墨烯环氧富锌底漆;涂覆在石墨烯环氧富锌底漆上的鳞片状环氧云铁中间漆;以及涂覆在鳞片状环氧云铁中间漆上的四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆,其中,所述底漆、中间漆和面漆的总厚度大于等于320μm。
进一步地,石墨烯环氧富锌底漆的干膜厚度为80~120μm。
进一步地,鳞片状环氧云铁中间漆包括环氧树脂、三聚磷酸铝、磷酸锌、鳞片状云母氧化铁。
进一步地,四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆采用常温固化型的FEVE氟碳树脂制成。
第二方面,提供了一种钢结构防腐涂层的涂覆方法,包括:对钢基材进行喷砂处理并用无水无油的压缩空气吹净浮尘;对钢基材涂覆石墨烯环氧富锌底漆使所述底漆的干膜厚度为80~120μm;底漆干燥后,对钢基材涂覆鳞片状环氧云铁中间漆使所述中间漆的干膜厚度120~200μm;中间漆干燥后,对钢基材涂覆四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆使所述面漆干膜厚度为100~120μm。
进一步地,对钢基材进行喷砂处理具体为使得除锈等级达到ISO 8501的Sa2.5级。
进一步地,在喷砂后6小时内,涂覆石墨烯环氧富锌底漆。
进一步地,所述涂覆为刷涂、辊涂或喷涂。
有益效果:
本发明通过石墨烯环氧富锌底漆、鳞片状环氧云铁(高固态)中间漆涂层、四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆为涂层的三层体系结构,能够满足长效防腐要求。
附图说明
图1为表面处理工艺及涂层涂装的基本流程。
具体实施方式
首先,针对现有技术的不足,本专利提供了一种用于远海海洋大气环境钢结构表面的耐候、耐蚀防腐涂层结构,主要解决现有涂层在远海海洋极端环境下,存在的附着力低、耐候耐蚀性能差的技术问题。
本发明的钢结构防腐涂层结构为:在钢结构表面涂覆以石墨烯环氧富锌底漆、鳞片状环氧云铁(高固态)中间漆涂层、四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆为涂层的三层体系结构,通过该三层结构能够满足长效防腐的要求。
优选地,所述的涂层体系,石墨烯环氧富锌涂料干膜厚度为80~120μm。中间层鳞片状环氧云铁中间漆涂层干膜厚度为120~200μm。漆面漆涂层四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆干膜厚度为100~120μm。所述的涂层体系干膜总厚度≥320μm。
优选地,本专利所述的石墨烯环氧富锌底漆为申请人独立研制的TF-H06-02底漆,其主要成分为:环氧树脂、锌粉、石墨烯等。该涂料采用独特的研制配方及特殊的制备工艺,将石墨烯纳米材料均匀分散于涂料体系中,充分的发挥了石墨烯的作用,使得石墨烯-锌粉的长效防腐效率有效提升。该底漆涂层的耐盐雾性能大于3500h,同时对金属基材的附着力高达16Mpa以上,并且可以承受1年的阴极剥离试验,在漏孔处涂层不发生剥离。
优选地,本专利所述的鳞片状环氧云铁(高固态)中间漆为申请人独立研制的TF-M02-04中间漆,其主要成分为:环氧树脂、三聚磷酸铝、磷酸锌、鳞片状云母氧化铁等。该涂料采用鳞片状结构的云母氧化铁(α-Fe2O3)填料,喷涂后云母氧化铁可以均匀分布于涂膜中,鳞片结构的云母氧化铁大片层层搭接,形成封闭性较好的致密涂层,同时由于三聚磷酸铝及磷酸锌的存在,可以与Fe2+、Fe3+螯合反应生成坚硬的钝化层。由此,形成双重屏蔽防腐机制,可以有效屏蔽水分子、腐蚀介质等的入侵,大幅提升涂层体系的防腐性能。
优选地,本专利所述的四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆为申请人独立研制的TF-S04-04氟碳面漆,采用常温固化型的FEVE氟碳树脂制成,5000h人工加速老化后,失光1级,变色1级。
下面结合实施例对本专利优选实施方案进行描述,进一步阐述本专利,这些描述只是为了进一步说明本专利的特征和优点,而不是对本发明的限制,实施例1~6中的涂层厚度设计如表1所示。
表1.实例涂层厚度设计
Figure BDA0002842216380000041
选用的表面预处理工艺和涂装基本流程如图1,其中,对钢基材:喷砂、除尘、涂底漆、涂中间漆、涂面漆。具体地,先采用喷砂除去钢材表面的铁锈和氧化皮,除锈等级达到ISO 8501的Sa2.5级。喷砂后用无水无油的压缩空气吹净浮尘。喷砂后需在6h以内,涂石墨烯环氧富锌底漆,采用本单位自行研制的TF-H06-02涂料,可以采用刷涂、辊涂或者喷涂等施工工艺,制得的干膜厚度为如表1的底漆厚度。
底漆表干(涂覆6h后),涂鳞片状环氧云铁(高固态)中间漆,采用本单位自行研制的TF-M02-04涂料,采用辊涂、无气喷涂施工,制得的干膜厚度为表1的中间漆厚度。
中间漆表干后(涂覆4h后),涂氟碳涂料,可以采用本单位自行研制的TF-S04-04涂料,可以采用刷涂、辊涂或者喷涂等施工工艺,制得的干膜厚度为表1中的面漆厚度。
上述实施方式所制得的样板,经自然干燥后,耐盐雾寿命可达10000h,耐人工加速老化6000h后,失光1级,变色1级。
本文通过上述实施例来说明实施的详细方法,但并不局限于上述详细方法,即不意味着本专利必须依赖上述详细方法才能实施,对本专利产品各漆料的等效替换、具体方式的选择等,均落在本专利的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种钢结构防腐涂层结构,其特征在于,包括:
涂覆在钢结构表面上的石墨烯环氧富锌底漆;
涂覆在石墨烯环氧富锌底漆上的鳞片状环氧云铁中间漆;
以及涂覆在鳞片状环氧云铁中间漆上的四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆,其中,所述底漆、中间漆和面漆的总厚度大于等于320μm。
2.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,石墨烯环氧富锌底漆的干膜厚度为80~120μm。
3.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,鳞片状环氧云铁中间漆包括环氧树脂、三聚磷酸铝、磷酸锌、鳞片状云母氧化铁。
4.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆采用常温固化型的FEVE氟碳树脂制成。
5.一种钢结构防腐涂层的涂覆方法,其特征在于,包括:
对钢基材进行喷砂处理并用无水无油的压缩空气吹净浮尘;
对钢基材涂覆石墨烯环氧富锌底漆使所述底漆的干膜厚度为80~120μm;
底漆干燥后,对钢基材涂覆鳞片状环氧云铁中间漆使所述中间漆的干膜厚度120~200μm;
中间漆干燥后,对钢基材涂覆四氟乙烯-乙烯基醚共聚型氟碳面漆使所述面漆干膜厚度为100~120μm。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对钢基材进行喷砂处理具体为使得除锈等级达到ISO 8501的Sa2.5级。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在喷砂后6小时内,涂覆石墨烯环氧富锌底漆。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述涂覆为刷涂、辊涂或喷涂。
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