CN206385249U - 电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，属于钢结构防腐技术领域；所述复合防腐结构设在钢结构基体表面，由里及外分别为电弧喷涂锌铜钛合金涂层、封闭涂料涂层、水性涂料涂层；电弧喷涂锌铜钛合金涂层所用的金属丝材为锌铜钛合金丝，该丝材的组成及重量百分数：Cu：0.5‑2.0%，Ti：0.05‑0.2%，余量为锌；有益效果为所形成的复合防腐涂层体系具有优异的耐蚀性、耐候性、装饰性且环境友好，防腐年限可达55‑65年，减少钢结构全寿命周期内维护费用，可广泛应用于钢结构的腐蚀防护。

Description

电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构

技术领域

本实用新型涉及一种复合防腐结构，具体涉及一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，属于钢结构防腐蚀技术领域。

背景技术

目前，国内外大型钢结构防腐蚀主要技术有两种：一种是重防腐蚀涂料涂层体系，即底漆+中间漆+面漆的三重涂层组成的重防腐蚀涂层体系；另一种是电弧喷涂复合涂层体系，即电弧喷涂锌、铝或锌铝合金+封闭涂层+面漆的复合涂层体系。

随着我国经济建设和国民经济的不断快速发展，各类大型户外钢结构工程设计、立项、施工数量也迅速增加，对工程使用寿命、施工保障、安全运行提出了更高的要求，要求从以前的50年提高到100年，甚至120年。

虽然电弧喷涂技术具有经济性和防护效果好的优势被世界各国广泛应用于钢结构的腐蚀防护，但是目前对大型的重要钢结构件要求在服役期内免维护或少维护，现有的金属复合涂层技术已逐渐难以满足上述技术的需求，迫切需要研究开发新型的可靠的腐蚀防护寿命更长的电弧喷涂材料。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种耐候性好、防腐蚀寿命长、外观持久、环境友好的电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，以延长钢结构的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，所述复合防腐结构设在钢结构基体表面，由里及外分别为电弧喷涂锌铜钛合金涂层、封闭涂料涂层、水性涂料涂层；

所述电弧喷涂锌铜钛合金涂层所用的丝材为锌铜钛合金丝，该丝材的组成及重量百分数为Cu：0.5-2.0%，Ti：0.05-0.2%，余量为锌。

本实用新型优选电弧喷涂锌铜钛合金涂层的厚度为50-260μm。

本实用新型优选封闭涂料涂层的干膜厚度为30-100μm，封闭涂料为水性环氧涂料或者水性聚氨酯涂料，涂料渗透至电弧喷涂金属涂层孔隙中。

本实用新型优选水性涂料涂层的干膜厚度为40-300μm，所用水性涂料为水性环氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性硅树脂涂料、水性氟碳涂料的一种或者多种复合。

该电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，其制备工艺步骤包括：

（1）喷砂除锈：采用喷砂除锈的方法除去钢结构表面锈蚀产物，处理后钢基材的表面清洁度应达到Sa3级以上，表面粗糙度应达到Rz60-100μm；

（2）电弧喷涂：将锌铜钛合金丝安装在中矿大正公司研制的电弧喷涂设备上，对金属表面进行电弧喷涂，形成阳极金属涂层；

（3）封闭漆涂装：对金属涂层表面处理后4h内，在锌铜钛合金涂层外表面涂装封闭涂料进行封闭处理，形成封闭涂料涂层；封闭层涂料为水性环氧涂料或者水性聚氨酯涂料，涂料渗透至电弧喷涂金属涂层孔隙，涂层的干膜厚度为30-100μm；

（4）水性涂料涂装：封闭涂料在室温下干燥至少4h且涂料表干后，涂装水性涂料，所用涂料为水性环氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性硅树脂涂料、水性氟碳涂料的一种或者多种复合，涂层的干膜厚度为40-300μm。

本实用新型与现有技术相比，有以下优点：

（a）电弧喷涂锌铜钛合金丝形成锌铜钛合金涂层，该涂层属于锌基合金涂层，涂层（阳极）与钢结构基体（阴极）直接接触，对钢结构基体提供均匀牺牲阳极的阴极保护作用，阴极保护作用效果明显，避免点蚀的发生，耐腐蚀性能好。

（b）在电弧喷涂过程中，熔融金属被高速气流雾化成微粒，即金属微离子发生氧化反应，可生产一定量的TiO₂，TiO₂具有优良的持久遮盖能力及自我修复功能，在对喷涂层实现自我封闭的同时进一步增强钝化作用及涂层破坏后的自我修复，提高涂层耐蚀性能。

（c）锌铜钛合金涂层致密、与基体的结合强度高，机械性能良好。

（d）电弧喷涂锌铜钛合金形成阳极性金属涂层表面美观，具有装饰性。

（e）在涂装和干燥过程中喷涂水性涂料，对施工人员及周围环境的危害小，更符合环保要求。

有益效果：采用电弧喷涂锌铜钛合金涂层+封闭漆涂层+水性涂料涂层的复合防腐结构，该涂层体系保护钢结构基体不受外界各种腐蚀介质的侵蚀，起到隔离和屏蔽作用，具有优异的耐蚀性、耐候性且环境友好，防腐蚀年限可达55-65年。

附图说明

图1是电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构示意图；

图中：1、钢结构基体，2、电弧喷涂锌铜钛合金涂层，3、封闭涂料涂层，4、水性涂料涂层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，所述复合防腐结构设在钢结构基体1表面，由里及外分别为电弧喷涂锌铜钛合金涂层2、封闭涂料涂层3、水性涂料涂层4。

所述电弧喷涂锌铜钛合金涂层2所用的丝材为锌铜钛合金丝，该丝材的组成及重量百分数为Cu：0.5-2.0%，Ti：0.05-0.2%，余量为锌。该电弧喷涂锌铜钛合金涂层2的厚度为50-260μm。

锌铜钛合金丝可采用如下工艺制备或直接购买江苏中矿大正工程技术有限公司研制的锌铜钛合金丝。锌铜钛合金丝的制备工艺包括以下步骤：

（A）制备中间合金：先按上述组分及其重量百分数进行配料，然后在电阻熔炉中进行熔炼，制备Zn-Ti中间合金、Zn-Cu中间合金；

（B）锌铜钛合金熔炼：先将部分锌锭放入熔炉，熔炼坩埚为高纯石墨坩埚，采用高纯氩气为保护气体，通电升温至420℃-450℃，待锌锭融化成锌液（先熔化锌锭的30%），逐步添加锌锭，直至所有锌锭熔化，去除锌液表面的氧化皮和其他杂质，继续通电升温至1000℃-1500℃，依次添加锌钛中间合金和锌铜中间合金，待合金完全熔化并充分搅拌均匀至熔清，静置0.5h -2h，木碳作覆盖剂；

（C）锌铜钛合金浇铸：合金熔炼完毕，在浇铸前，取样检测实际化学成分，待检测成分合格后，在400℃-600℃时扒渣浇铸，将锌铜钛液浇铸成棒状，规格为Φ80-Φ150mm；

（D）铸棒表面处理：待铸棒完全冷却至室温，保证芯部与表面温度一致，去除表面氧化皮，等待挤压处理；

（E）预挤压前热处理：将铸棒放入真空保温炉中，升温至200℃-300℃、保温10h -15h；

（F）预挤压：铸棒经挤压机挤压至Φ5-Φ8㎜丝材，将预挤压材料再次放入热处理炉中进行热处理；

（G）拉拔成丝：将Φ5-Φ8㎜丝材经拉丝生产设备3-5次拉拔，拉拔后丝材规格为Φ2-Φ4㎜。

锌铜钛丝材制备完毕后对钢结构试件进行防腐处理，所形成的复合防腐结构如表1所示。对实施例1至7的钢结构试件涂装，包括以下步骤：

（1）喷砂除锈：采用喷砂除锈的方法除去钢结构基体1表面锈蚀产物，处理后钢结构基体1的表面清洁度应达到Sa3级以上、表面粗糙度应达到Rz60-100μm；

（2）电弧喷涂：将锌铜钛合金丝放置在江苏中矿大正表面工程技术有限公司研制的大功率二次雾化电弧喷涂成套设备（DGL-600）上，对钢结构基体1表面进行喷涂，形成阳极型锌铜钛合金涂层2；

（3）封闭漆涂装：对金属涂层进行表面处理后4h内，在电弧喷涂金属涂层2外表面涂装封闭涂料进行封闭处理，以形成封闭涂层3。封闭涂料为水性环氧涂料或者水性聚氨酯涂料，涂料渗透至电弧喷涂金属涂层孔隙，涂层的干膜厚度为30-100μm；

（4）水性涂料涂装：封闭涂料在室温下干燥至少4h且涂料表干后，涂装水性涂料涂层4，所用涂料为水性环氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性硅树脂涂料、水性氟碳涂料的一种或者多种复合。

。

由上表1可知，对实施例1至实施例7钢结构试件形成的复合涂层进行性能检测，检测结果表明：复合涂层与钢结构基体1的结合强度＞12MPa，2400h耐中性盐雾试验，复合涂层表面无红色锈蚀产物、表面无起泡现象发生。

综上所述，所形成电弧喷涂锌铜钛合金涂层2+封闭漆涂层3+水性涂料涂层4的复合防腐涂层，该涂层体系保护钢结构基体1不受外界各种腐蚀介质的侵蚀，起到隔离和屏蔽作用，具有优异的耐蚀性、耐候性且环境友好，防腐蚀年限可达55-65年。

Claims (4)

1.一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，其特征在于，所述的复合防腐结构设在钢结构基体（1）表面，由里及外分别为电弧喷涂锌铜钛合金涂层（2）、封闭涂料涂层（3）、水性涂料涂层（4）；所述电弧喷涂锌铜钛合金涂层（2）所用的丝材为锌铜钛合金丝。

2.根据权利要求1所述的一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，其特征在于，所述电弧喷涂锌铜钛合金涂层（2）的厚度为50-260μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，其特征在于，所述封闭涂料涂层（3）所用封闭涂料为水性环氧涂料或水性聚氨酯涂料，所述封闭涂料涂层（3）的干膜厚度为30-100μm。

4.根据权利要求1所述的一种电弧喷涂锌铜钛的复合防腐结构，其特征在于，所述水性涂料涂层（4）所用涂料为水性环氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性硅树脂涂料、水性氟碳涂料的一种或者多种复合，所述水性涂料涂层（4）的干膜厚度为40-300μm。