一种钢结构防腐锌基复合涂层结构的制作方法

1.本实用新型属于腐蚀防护工程技术领域，具体涉及一种钢结构防腐锌基复合涂层结构。


背景技术：

2.金属腐蚀已成为钢结构建筑的最大危害，严重影响其使用安全和寿命，目前钢结构长效防腐技术主要有涂料复合涂层重防腐技术和热喷涂金属复合涂层防腐技术两类，并在工程应用中均取得较好的防护效果。
3.但在实际工程应用过程中，两种技术也发现了不少问题。如：涂料复合涂层重防腐技术一般涂层配套体系是防腐底漆+中间漆+面漆，当防腐要求进一步提高时，防腐底漆优选为富锌底漆。虽然富锌底漆因含有较高成分的锌粉可发挥一定的阴极保护作用，但是面对强腐蚀环境(如海洋环境)，仍难以满足工程使用设计寿命要求。虽然热喷涂金属复合涂层防腐技术在国内外工程应用超过数十年，且技术研究表明其免维护寿命超过20年，可满足工程设计使用寿命100年以上要求，但国内外工程应用及试验研究也发现，热喷涂金属复合涂层防腐技术也有不少问题，如热喷涂铝涂层体系极易出现点蚀现象，甚至导致整个热喷涂金属复合涂层体系提早失效。
4.究其原因，涂料复合涂层重防腐技术虽然采用富锌涂料涂层，但受涂料成膜物质的包覆影响、涂料中锌含量限制以及富锌涂料涂层物理机械性能的综合要求，富锌涂料涂层的屏蔽性能虽然明显提升了，但涂层缺陷与不足也显现出来，如涂层孔隙率增加、涂层与基体的附着力下降、涂层物理机械性能下降等，其阴极保护作用也及其有限，因此推动了冷喷锌涂料、锌加涂料等高锌产品的研发推广，但锌含量的增高毕竟有限，而其涂层物理机械性能也必然下降(如附着力)，相关施工工艺技术要求也显著提高。热喷涂金属复合涂层体系一般涂层配套结构为热喷涂金属涂层、封闭涂层、中间漆加面漆涂层，由于热喷涂金属涂层为金属溶滴溅射到构件基体上形成的近似片状涂层结构，金属涂层内部含有5％-15％的空隙，如果不作处理腐蚀介质极易通过空隙浸渗到金属涂层内部，甚至直达结构基体表面，引起腐蚀发生发展。现有封闭材料一般采用环氧底漆或者是热喷金属涂层专用封闭涂料，或者是纳米改性环氧封闭涂料等，其上与中间漆涂层、面漆涂层复配形成复合涂层体系。现有技术研究表明，由于现有封闭涂料均具有一定的细度、粘度、稠度等，封闭涂料不可能完全将热喷涂金属涂层整个全面渗透封闭，封闭涂层仅能渗透到热喷涂金属涂层表面一部分，而封闭涂料渗透过程中因挤压金属涂层内部空隙引起空隙内空气溢出又极易导致封闭涂层形成贯穿性孔隙，另外现有封闭涂料涂装多采用喷涂方式进行，导致金属涂层表面封闭涂料浸渗不足，封闭涂层仅能润湿金属涂层表层甚至浮在金属涂层表面，造成封闭效果极差，腐蚀介质一旦穿透涂料涂层体系就会快速渗透金属涂层直达结构基体诱发腐蚀。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本实用新型公开了钢结构防腐锌基复合涂层结构，采
用热喷涂金属涂层作为底涂层，其上采用富锌涂料进行封闭处理，通过两种不同结构的优化复配，解决金属涂层空隙的同时，提高封闭涂层屏蔽性并最大程度消耗可能浸入的腐蚀介质，同时富锌涂料涂层与热喷涂涂层浸渗结合，二者结合牢固可靠，借助热喷涂金属涂层良好的基体附着力、导电性，富锌涂料涂层阴极保护作业能更好发挥，从而保证钢结构防腐锌基复合涂层结构高效、耐久、可靠。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种钢结构防腐锌基复合涂层结构，其特征在于：包括钢结构基体，所述钢结构基体的表面向外依次为：热喷涂金属涂层、富锌涂料涂层及表层涂料涂层；其中：所述钢结构基体表面的清洁度不低于sa21/2级、粗糙度40～100μm；所述热喷涂金属涂层的厚度为40～180μm；所述富锌涂料涂层的厚度为40～100μm。
7.优选地，所述表层涂料涂层为单一涂料涂装形成的涂料涂层，厚度优选为60～300μm。
8.优选地，所述表层涂料涂层为中间漆涂层与面漆涂层组成的涂料复合涂层，其中中间漆涂层厚度50～150μm、面漆涂层厚度50～90μm，所述涂料涂层厚度优选为100～240μm。
9.优选地，所述富锌涂料涂层可优选为水性富锌涂料涂层，厚度优选为40～100μm。富锌涂料用于热喷涂金属涂层封闭，渗透进热喷涂金属涂层空隙的封闭涂料也会含有一定量的锌粉，即使封闭涂层中出现贯穿孔隙，腐蚀介质穿透过程中也会受到周围锌粉的阻隔与反应化解，二者复配可产生良好的屏蔽保护效果；二者均已阳极金属为主，相互融合，保证双方对钢铁基体的电化学保护顺畅与高效进行。
10.优选地，所述表层涂料涂层均为水性涂料涂层，厚度优选为100～240μm。
11.优选地，所述热喷涂金属涂层优选为锌或锌合金涂层，厚度优选为40～100μm。
12.优选地，所述热喷涂金属涂层优选为铝或铝合金涂层，厚度优选为60～180μm。
13.优选地，所述热喷涂金属涂层优选为稀土合金涂层，厚度优选为60～160μm。
14.有益效果
15.本实用新型钢结构防腐锌基复合涂层结构设计采用热喷涂金属涂层与富锌涂料涂层复配，通过两种不同结构同样屏蔽及电化学保护功能的涂层的优化复配，解决金属涂层空隙的同时，提高封闭涂层屏蔽性并最大程度消耗可能浸入的腐蚀介质，同时富锌涂料涂层与热喷涂涂层浸渗结合，二者结合牢固可靠，借助热喷涂金属涂层良好的基体附着力、导电性，富锌涂料涂层阴极保护作业能更好发挥，从而保证钢结构防腐锌基复合涂层结构高效、耐久、可靠。通过热喷涂金属类型及其涂层厚度以及富锌涂料产品及涂层厚度的优化，复合涂层结构体系可方便根据工程防护要求灵活设计及施工成本调控，防护结构设计易于经济高效，形成较好的经济与社会效益。
16.本实用新型在热喷涂金属涂层上还可以全部设计为水性涂料涂层体系，在保证钢结构防腐锌基复合涂层结构可靠耐久的同时，整个钢结构防腐锌基复合涂层结构涂装作业也确保绿色环保。
附图说明
17.图1为本实用新型钢结构防腐锌基复合涂层结构示意图一；
18.图2为本实用新型钢结构防腐锌基复合涂层结构示意图二。
19.图中：1、钢结构基体，2、热喷涂金属涂层，3、富锌涂料涂层，4、表层涂料涂层，401、中间漆涂层，402、面漆涂层。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种钢结构防腐锌基复合涂层结构，
22.实施例1
23.如图1所示，一种钢结构防腐锌基复合涂层结构，可用于户内钢结构工程的腐蚀防护，钢结构基体1的表面向外依次为热喷涂金属涂层2、富锌涂料涂层3、表层涂料涂层4。其中钢结构基体1表面经机械喷射清洁处理后，清洁度sa21/2级、粗糙度40-100μm；热喷涂金属涂层2为热喷涂锌涂层，厚度40-80μm；富锌涂料涂层3为环氧富锌漆在热喷涂金属涂层2上辊涂102道形成，富锌涂料部分渗入到热喷涂锌涂层内部，其在热喷涂锌涂层表面以上形成的富锌涂料涂层3厚度为60-80μm。在富锌涂料涂层3上喷涂环氧厚浆漆102道形成表层涂料涂层4，厚度150-300μm。
24.本实施例涂层厚度适宜，中性盐雾试验6000h后，涂层表面无变化、无锈点锈迹，划格试验涂层蔓延小于3mm、划痕处无红锈，白锈轻微，优于同类涂料涂层重防腐技术(划格蔓延10mm、划痕红锈严重)及热喷锌复合涂层技术(划格蔓延5mm、划痕处无红锈但白锈严重)，完全满足室内环境钢结构长效防护要求。
25.实施例2
26.如图1、图2所示，一种钢结构防腐锌基复合涂层结构，可用于户外大气环境下钢结构腐蚀防护，钢结构基体1的表面向外依次为热喷涂金属涂层2、富锌涂料涂层3、表层涂料涂层4，其中表层涂料涂层4为涂料复合涂层，由中间漆涂层401、面漆涂层402构成。钢结构基体1表面经机械喷射清洁处理后，清洁度sa3级、粗糙度40-100μm；热喷涂金属涂层2为热喷涂铝涂层，厚度120-160μm；富锌涂料涂层3为环氧富锌漆在热喷涂金属涂层2上辊涂2道形成，环氧富锌漆部分渗入到热喷涂铝涂层内部，其在热喷涂铝涂层表面以上形成的富锌涂料涂层3厚度为60-80μm。在富锌涂料涂层3上喷涂环氧云铁中间漆1至2道形成中间漆涂层401、厚度为75-150μm；中间漆涂层401上喷涂氟碳面漆2道形成面漆涂层402，厚度70-90μm。
27.本实施例涂层厚度适宜，中性盐雾试验8000h后，涂层表面无明显变化、无锈点锈迹，划格试验涂层蔓延小于8mm、划痕处无红锈，白锈轻微，优于同类涂料涂层重防腐技术(划格蔓延18mm、划痕红锈严重)及热喷锌复合涂层技术(划格蔓延12mm、划痕处无红锈但白锈严重，划线处涂层鼓泡)，完全满足户外环境钢结构长效防护要求。
28.实施例3
29.如图1、图2所示，一种钢结构防腐锌基复合涂层结构，可用于户外大气环境下钢结
构腐蚀防护，钢结构基体1的表面向外依次为热喷涂金属涂层2、富锌涂料涂层3、表层涂料涂层4，其中表层涂料涂层4为涂料复合涂层，由中间漆涂401、面漆涂层402构成。上述涂料涂层优选为水性涂料。
30.钢结构基体1表面经机械喷射清洁处理后，清洁度sa3级、粗糙度40-100μm；热喷涂金属涂层2为热喷涂稀土铝合金涂层，厚度100-140μm；富锌涂料涂层3为水性环氧富锌漆在热喷涂金属涂层2上辊涂2道形成，水性环氧富锌漆部分渗入到热喷涂稀土铝合金涂层内部，其在热喷涂稀土铝合金涂层表面以上形成的富锌涂料涂层3厚度为60-80μm。在富锌涂料涂层3上喷涂水性环氧中间漆1至2道形成中间漆涂层401、厚度为60-120μm；中间漆涂层401上喷涂水性氟碳面漆2道形成面漆涂层402，厚度70-90μm。
31.本实施例涂层厚度适宜，中性盐雾试验8000h后，涂层表面无明显变化、无锈点锈迹，划格试验涂层蔓延小于10mm、划痕处无红锈，白锈轻微，优于同类涂料涂层重防腐技术(划格蔓延23mm、划痕红锈严重)及热喷锌复合涂层技术(划格蔓延15mm、划痕处无红锈但白锈严重，划线处涂层鼓泡)，完全满足户外环境钢结构长效防护要求。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。