CN112934639A - 一种防腐钢材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐钢材的制备方法，包括以下步骤：S1，将工厂生产线上轧制完的钢材冷却；S2，对钢材表面进行清洁处理；S3，在钢材表面进行防腐涂料涂装，烘干；S4，对钢材及其涂层进行成品检验，包装入库，出厂。本发明对生产线上生产的钢材立即进行防腐涂料涂装，使钢材自出厂就包覆一层防腐涂层，并且保证涂层具有良好的性能，钢材在使用前不会因无防护而被锈蚀，也不会因涂膜破损而造成锈蚀，可直接进行后续涂装工程，省去除锈的过程，不仅能够降低除锈成本，减少环境污染，而且能够节省钢材的消耗，延长钢结构的使用寿命。

Description

一种防腐钢材的制备方法
技术领域
本发明属于钢材技术领域，尤其涉及一种防腐钢材的制备方法。
背景技术
腐蚀会造成钢铁材料的损耗及以此为基础的设备失效，而且会进一步引起环境污染、爆炸以及人员伤亡等重大问题，根据调查，我国每年因腐蚀造成的损失达数千亿元，因此对于金属进行防腐处理意义重大。
目前钢铁基材的防腐主要有热镀锌、电泳等方式，这些方法都需要先进行钢铁的除锈，热浸锌、电泳主要靠酸洗、碱洗等一系列繁琐的过程，造成大量的能源和材料消耗，并且会对环境造成极大污染，特别是热浸锌行业，目前国内大部分地区已限制使用。采用防腐涂料进行钢结构防腐是相对环保的一种方法，但是大部分防腐涂料在涂刷前也需要进行除锈，目前主要采用喷砂、抛丸及手工除锈等方式，手工除锈效率低、人工成本高，且除锈不完全，喷砂和抛丸会造成一定的环境污染，并且喷砂及抛丸过程中会对钢结构自身造成一定的伤害。现有技术中也存在很多可带绣涂装的防腐涂料，其主要是针对已经出现生锈的基材，通过向防腐涂料中添加各种锈转化剂以实现将基材的锈蚀转化成钝化性物质，从而阻止其再次生锈，但一方面此类防腐涂料是通过化学反应实现的，并不是所有防腐涂料都能达到预期的锈转化效果，另一方面，此类防腐涂料涂装后，由于成分较为复杂，还存在能否与后续其他涂层配合的问题。
因此，从防锈的源头着手，制备出厂前即具备防腐能力的钢材，对于钢铁基材的工业生产及防腐处理，具有重大的意义。
发明内容
针对现有技术中对钢材的防腐蚀手段的不足，本发明提供一种防腐钢材的制备方法，在钢材出厂前进行涂装，能达到长期不生锈的效果，免除后续除锈造成的环境污染及材料浪费，可广泛应用于各种角钢、槽钢、钢轨、条钢等产品。
为了实现以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种防腐钢材的制备方法，包括以下步骤：
S1，将工厂生产线上轧制完的钢材冷却；
S2，对钢材表面进行清洁处理；
S3，在钢材表面进行防腐涂料涂装，烘干；
S4，对钢材及其涂层进行成品检验，包装入库，出厂。
进一步的，步骤S1中所述冷却是将钢材冷却至60～80℃。
进一步的，步骤S2中对钢材表面进行清洁处理是采用激光处理装置清除氧化皮、油污和灰尘，为后续涂装涂料提供洁净的表面。
进一步的，步骤S3中在钢材表面进行防腐涂料涂装采用刷涂、浸涂、辊涂或喷涂的方式。
进一步的，步骤S4中所述成品检验包括探伤检测、水压测试(管道)、涂膜外观质量、涂膜硬度、涂膜附着力、涂膜抗冲击、涂膜厚度、有无漏涂等，并抽样检测涂膜耐水性、耐溶剂性和耐盐雾性，确保其符合储存及运输过程的要求。
进一步的，步骤S4中所述成品检验包括检测防腐涂层的涂膜硬度≥2H，抗冲击≥50cm，在钢材(管)表面的附着力≥6MPa，柔韧性≤2mm，划格试验≤1级，耐盐雾2000h划痕处无红锈、单向扩蚀≤2mm，未划线区无开裂、剥落、生锈现象、无起泡。
进一步的，所述包装入库是为涂装后的钢材采用适当的保护措施，避免搬运过程中对涂膜造成破坏。
进一步的，所述防腐涂料为高锌防腐涂料，干膜中锌粉的重量百分比为90％以上。
进一步的，为了步骤S3中防腐涂料涂装施工过程中涂料的连续使用，所述防腐涂料优选单组份防腐涂料。
作为更具体的实施方式，本发明还公开了适用于本发明钢材的高锌防腐涂料的具体组成，按重量计，包括以下组成的组分：
树脂 6～9份
膨润土 0～0.5份
溶剂 10～20份
消泡剂 0.2～0.6份
润湿分散剂 0.1～0.4份
偶联剂 0～1份
防沉剂 0～2份
锌粉 70～130份
流平剂 0.5～1份。
进一步的，所述的树脂选自无机树脂、有机树脂和有机无机复合改性树脂的至少一种。本领域技术人员应当理解的是，以上树脂为现有技术中适用于涂料领域的树脂，其可在常温下快速固化成膜。更具体的，所述的树脂为环氧树脂。
进一步的，所述膨润土是经过预活化的有机膨润土。作为更具体的实施方式，是向87份的二甲苯中加入膨润土，充分分散，再加入3份无水乙醇作为活化剂，充分分散后形成粘稠状胶体。
进一步的，所述溶剂用于树脂的溶解及使用过程中涂料的稀释，作为进一步的优选，本发明采用环保型溶剂，具体地，选自丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、混酸乙酯(DAC)、二价酸酯混合物(DBE)和乙酸仲丁酯中的至少一种。
进一步的，所述偶联剂主要是增加漆膜的柔韧性及漆膜通钢结构之间的附着力，具体地，选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、辛基硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。
本领域技术人员应当理解的是，所述消泡剂、润湿分散剂、防沉剂和流平剂为涂料领域常用的助剂，其选择是本领域技术人员公知的技术。
进一步的，所述高锌防腐涂料采用以下方法制备：按照约定的组成，将溶剂和树脂混合，分散后，加入润湿分散剂、消泡剂、膨润土和防沉剂，使其分散后，加入锌粉，使其分散并在此过程保持冷却，最后将流平剂加入并分散，得到所述高锌防腐涂料。
作为具体的实施方式之一，所述高锌防腐涂料通过以下具体步骤制备：溶剂和树脂混合，以转速为400-800rpm分散5～15min，加入润湿分散剂、消泡剂、膨润土和防沉剂后，调整转速为1000-1500rpm，分散10～20min，加入锌粉后，调整转速为2000-3000rpm，分散30～40min，降低转速至1000-1500rpm后，加入流平剂，分散10～15min，最后降低转速至400～600rpm，分散10～15min，即可得到所述防腐涂料。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
本发明提供一种防腐钢材的制备方法，对生产线上生产的钢材立即进行防腐涂料涂装，使钢材自出厂就包覆一层防腐涂层，并且保证涂层具有良好的性能，钢材在使用前不会因无防护而被锈蚀，也不会因涂膜破损而造成锈蚀，可直接进行后续涂装工程，省去除锈的过程，不仅能够降低除锈成本，减少环境污染，而且能够节省钢材的消耗，延长钢结构的使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的以下实施例中，对以本发明制备的防腐钢材表面涂覆的涂层进行了成品检验，主要包括涂膜外观质量、涂膜硬度、涂膜附着力(划格)、涂膜抗冲击性、耐中性盐雾等，其中附着力的检测采用GB/T 5210-2006中9.4.1规定进行，抗冲击性的检测采用GB/T1732-1993规定进行，耐中性盐雾的检测采用GB/T1771-2007规定进行，硬度的检测采用GB/T 6739-2006规定进行。
在实施例1-3中制备了本发明的防腐钢材：
实施例1
S1，在钢铁制造厂，将生产出的型钢冷却到70℃；
S2，采用激光处理装置清除钢材表面的氧化皮、油污和灰尘等；
S3，采用自动喷涂的方式进行涂敷双组分富锌防腐涂料(干膜中金属锌含量90％)利用钢材的余温进行自固化，6分钟后达到表干；
S4，进行涂膜性能检测，结果见表1，之后对钢材进行表面保护后存储即可。
所述双组分富锌防腐涂料包括：A组分包括环氧树脂8-10份，溶剂10-15份，锌粉60-70份，防沉剂0.5-1.0份，偶联剂0～1份；B组分包括环氧固化剂8-10份，溶剂6-10份。
实施例2
S1，在钢铁制造厂，对于生产出的钢管冷却到80℃；
S2，采用激光处理装置清除钢材表面的氧化皮、油污和灰尘等；
S3，采用浸涂的方式进行单组份高锌防腐涂料(干膜中金属锌含量93％)涂敷，钢管通过防腐涂料槽，使内外壁都沾满涂料后，通过环形柔性刮板，使内外壁涂料涂敷均匀，并回收多余涂料，避免后期的流挂现象，施工后利用钢材的余温进行自固化，8分钟后达到表干；
S4，进行涂膜性能检测，结果见表1，之后对钢材进行表面保护后存储即可。
所述单组份高锌防腐涂料包括：改性环氧树脂6～9份，膨润土0～0.5份，溶剂10～20份，偶联剂0～1份，防沉剂1～2份，锌粉70～130份。
实施例3
S1，在钢铁制造厂，对于生产出的钢轨冷却到65℃；
S2，采用激光处理装置清除钢材表面的氧化皮、油污和灰尘等；
S3，采用自动喷涂的方式进行单组份高锌防腐涂料(干膜中金属锌含量92％)涂敷，完成钢轨的4个面均匀涂敷后，进入烘干通道，在80-100℃下5分钟后达到表干；
S4，进行涂膜性能检测，结果见表1，之后对钢材进行表面保护后存储即可。
所述单组份高锌防腐涂料包括：改性环氧树脂6～9份，膨润土0～0.5份，溶剂10～20份，偶联剂0～1份，防沉剂1～2份，锌粉70～130份。
表1
Figure BDA0002919333630000061
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种防腐钢材的制备方法，包括以下步骤：
S1，将工厂生产线上轧制完的钢材冷却；
S2，对钢材表面进行清洁处理；
S3，在钢材表面进行防腐涂料涂装，烘干；
S4，对钢材及其涂层进行成品检验，包装入库，出厂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述冷却是将钢材冷却至60～80℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中对钢材表面进行清洁处理是采用激光处理装置清除氧化皮、油污和灰尘，为后续涂装涂料提供洁净的表面。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中在钢材表面进行防腐涂料涂装采用刷涂、浸涂、辊涂或喷涂的方式。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述成品检验包括探伤检测、水压测试、涂膜外观质量、涂膜硬度、涂膜附着力、涂膜抗冲击、涂膜厚度和有无漏涂，并抽样检测涂膜耐水性、耐溶剂性和耐盐雾性，确保其符合储存及运输过程的要求。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成品检验包括检测防腐涂层的涂膜硬度≥2H，抗冲击≥50cm，附着力≥6MPa，柔韧性≤2mm，划格试验≤1级，耐盐雾2000h划痕处无红锈，单向扩蚀≤2mm，未划线区无开裂、剥落、生锈和起泡。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中防腐涂料为高锌防腐涂料，干膜中锌粉的重量百分比为90％以上。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述防腐涂料为单组份防腐涂料。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述高锌防腐涂料按重量计，包括以下组成的组分：
Figure FDA0002919333620000021
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述高锌防腐涂料采用以下方法制备：按照约定的组成，将溶剂和树脂混合，分散后，加入润湿分散剂、消泡剂、膨润土和防沉剂，使其分散后，加入锌粉，使其分散并在此过程保持冷却，最后将流平剂加入并分散，得到所述高锌防腐涂料。
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