CN201873736U - 一种金属复合涂层防护结构 - Google Patents

Abstract

一种金属复合涂层防护结构，适用于表面工程腐蚀防护领域中使用。它包括附着在金属基体上的热喷涂金属涂层，热喷涂金属涂层厚度为100-200μm，热喷涂金属涂层上附有厚度为0-50μm的纳米改性环氧封闭涂层，封闭涂层上附有厚度为40-100μm的环氧云铁中间漆的中间漆涂层，中间漆涂层上附有厚度为40-100μm的耐候性丙烯酸聚氨酯面漆的面漆涂层。结构简单、抗腐蚀性能突出，具有广泛的实用性。

Description

一种金属复合涂层防护结构

技术领域

本实用新型涉及一种金属复合涂层防护结构，尤其适用于表面工程腐蚀领域使用。

背景技术

金属腐蚀已成为大型钢结构建筑的最大危害，严重影响其使用安全和寿命。美国高速公路管理局1998年统计，其境内州际和国家级桥梁279543座，因腐蚀需要维修的桥梁68466座，腐蚀率24.5％；全球每年因腐蚀损耗的金属达2.3亿吨，约占当年钢产量的30％；美国2002年发布的第7次腐蚀损失调查表明，1999～2001年间美国每年直接腐蚀损失2760亿美元，约占GDP的3.1％；我国则达到4％，由腐蚀带来的间接损失更难以估算，而高效防腐技术可以使腐蚀损失减少25％～40％。

我国的热喷涂腐蚀防护技术研究及应用起步较晚，但进展迅速，尤其是改革开放以来，热喷涂金属涂层及其复合涂层防护技术在煤矿、港口码头、民用大型钢结构建筑、桥梁、高速铁路、大型船舶以及其他大型工业化项目(如石化、电力、海洋)上快速普及应用，取得了优异的社会及经济效益。武汉军山长江公路大桥为国内第一座推广应用该技术的户外大型钢结构工程，10a来桥梁钢箱梁外观防护良好，未出现任何锈蚀痕迹，满足甚至超过15a第一次维护周期的要求。目前我国热喷涂金属涂层及其复合涂层技术与在户外大型工程上的施工应用技术已达到国际先进水平，部分领域的研究及应用技术处于国际领先地位。

我国是世界上稀土资源最丰富的国家，我国稀土资源占世界稀土资源的80％，以氧化物(REO)计达3600万吨，远景储量实际是1亿吨。稀土元素用途广泛，在金属领域可以显著改善合金的物理和机械性能，具有良好的合金中填补合金相缺陷，降低新旧两相界面上的表面张力，加快晶核生长速度的同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大，使合金组织细化。稀土元素在合金液中可以与氧、硫同时反应，降低其危害性；稀土能大量吸附和溶解氢，大大降低铝的含氢量和针孔率。

稀土金属在腐蚀防护领域的研究与应用已得到了许多企业及院校的广泛关注。如中国专利CN1718836A，将占丝材总重量0.05-0.3％的稀土铈(Ce)加入到Mg、Al金属中，制得一种稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，用于钢结构尤其是水利工程闸门的长效防腐上，取得了积极防护效果，但其采用的是添加单一稀土元素铈(Ce)，另外含量偏少，影响了丝材防护性能的进一步提高；装甲兵工程学院用自制的含有Zn、Al、Mg及稀土铈(Ce)合金混合粉末的粉芯丝材，制作了高速电弧喷涂金属涂层，研究结果表明涂层组织致密、与基体结合良好，涂层体系能有效阻止腐蚀反应的进行；装甲兵工程学院还制备了Al-Re、Al-Mg-Re、Al-Si-Re的合金丝材及其电弧喷涂涂层，通过盐雾及化学介质常温浸泡试验，证明稀土金属涂层的防护性能有明显提高。

发明内容

本实用新型的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单，抗腐蚀性能好，使用寿命长的金属复合涂层防护结构

为实现上述目的，本实用新型包括附着在金属基体上的含有总质量为0.51-5.00％的两种及两种以上稀土金属元素的铝镁合金丝的热喷涂金属涂层，热喷涂金属涂层厚度为100-200μm，热喷涂金属涂层上附有厚度为0-50μm的纳米改性环氧封闭涂层，封闭涂层上附有厚度为40-100μm的环氧云铁中间漆的中间漆涂层，中间漆涂层上附有厚度为40-100μm的耐候性丙烯酸聚氨酯面漆的面漆涂层。

所述的稀土金属元素包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、铒、镱和钇；所述的热喷涂金属涂层优选厚度为130-170μm；所述的纳米改性环氧封闭涂层优选厚度为10-30μm；所述的中间漆涂层优选厚度为50-80μm；所述的面漆涂层优选厚度为60-80μm。

有益效果是：本金属复合涂层防护结构中金属涂层结构致密均细、具有优异的附着力、良好物理机械性能和耐蚀性，纳米改性环氧封闭涂层涂料渗透充分、封闭效果突出，加上中间漆涂层、面漆涂层，整个涂层结构简单、抗腐蚀性能突出，具有广泛的实用性。

附图说明

附图为本实用新型钢桥面防护铺装结构示意图；

图中：1-金属基体，2-热喷涂金属涂层，3-纳米改性环氧封闭涂层，4-中间漆涂层，5-面漆涂层。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的描述：

如图所示，本实用新型包括金属基体1、热喷涂金属涂层2、纳米改性环氧封闭涂层3、中间漆涂层4和面漆涂层5。金属基体1上附有热喷涂金属涂层2，热喷涂金属涂层为2含有总质量为0.51-5.00％任意配比的两种及两种以上稀土金属元素的铝镁合金丝，稀土金属元素包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、铒、镱和钇，热喷涂金属涂层2厚度为100-200μm，优选厚度为130-170μm；热喷涂金属涂层2上附有纳米改性环氧封闭涂层3，纳米改性环氧封闭涂层3厚度为0-50μm，优选厚度为10-30μm；纳米改性环氧封闭涂层3上附有采用环氧云铁中间漆的中间漆涂层4，中间漆涂层4为40-100μm，优选厚度为50-80μm；中间漆涂层4上附有采用耐候性丙烯酸聚氨酯面漆的面漆涂层5；面漆涂层540-100μm，优选厚度为60-80μm。

施工过程：采用现有电弧喷枪及喷涂设备，在表面经喷砂处理达到Sa3级以上要求的金属基体1上，按现有电弧喷涂工艺选用表1配方2制得的两根丝材直径为3mm的稀土铝镁合金丝，喷涂形成热喷涂金属涂层2，然后用高压无气喷枪喷涂纳米改性环氧封闭漆，得到纳米改性环氧封闭涂层3，在封闭层3上用高压无气喷枪喷涂环氧云铁中间漆形成中间漆涂层4，最后在中间漆涂层4高压无气喷枪喷涂丙烯酸聚氨酯面漆得到面漆涂层5。

稀土铝镁合金丝材的配方见表1。

表1稀土铝合金丝材配比  单位kg

按表1各金属原料按配比称量，依次加入到冶炼炉中一起冶炼，经精炼、浇注后成坯，再通过拉丝机经多次拉拔成丝，丝材直径为3mm，备用。

Claims (5)

1.一种金属复合涂层防护结构，其特征是：它包括附着在金属基体(1)上的铝镁合金丝热喷涂金属涂层(2)，热喷涂金属涂层(2)厚度为100-200μm，热喷涂金属涂层(2)上附有厚度为0-50μm的纳米改性环氧封闭涂层(3)，封闭涂层(3)上附有厚度为40-100μm的环氧云铁中间漆的中间漆涂层(4)，中间漆涂层(4)上附有厚度为40-100μm的耐候性丙烯酸聚氨酯面漆的面漆涂层(5)。

2.根据权利要求1或2所述的金属复合涂层防护结构，其特征是：所述的热喷涂金属涂层(2)优选厚度为130-170μm。

3.根据权利要求1所述的金属复合涂层防护结构，其特征是：所述的纳米改性环氧封闭涂层(3)优选厚度为10-30μm。

4.根据权利要求1所述的金属复合涂层防护结构，其特征是：所述的中间漆涂层(4)优选厚度为50-80μm。

5.根据权利要求1所述的金属复合涂层防护结构，其特征是：所述的面漆涂层(5)优选厚度为60-80μm。 

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