[发明专利]涂覆金属表面的腐蚀保护系统及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涂覆集装箱和钢结构金属表面的腐蚀保护系统，以及一种制造所述腐蚀保护系统的方法。

背景技术

长久以来，通常使用不同结构的集装箱和钢结构。由此导致的结果是，高效能的腐蚀保护系统必须能够长时间地保护金属材料。因此，根据期望的腐蚀性要求，选用涂层系统，其中该涂层系统的效能取决于所选择的粘合剂、材料配料、层数以及层厚度。

在集装箱的长期使用时段内，由于利用集装箱进行的货物运输，集装箱经受着极其不同的气候要求以及腐蚀性要求。土木工程或设备结构领域中不同类别的钢结构具有很长的使用期限，该使用期限与维修周期相匹配。由此导致的结果是，对于耐用物品必须使用最高质量的保护层，以确保长的使用期限或者长的维修周期。

金属材料的腐蚀性负荷被逐渐掌握，并在DIN EN ISO 12944，钢结构的腐蚀保护(Korrosionsschutz von Stahlbauten)，第2部分关于腐蚀性类别()中有所说明。对于涂层系统在大气负荷下的最高保护需求在DIN EN ISO 12944的腐蚀性类别C5-M关于高保护期限中有所说明。根据腐蚀性类别C5M高保护期限的需求，DINEN ISO 12944具有多层保护系统，该保护系统根据粘合剂具有320微米至500微米的整体层厚度。

仅利用可被水稀释的涂层材料以上述层厚度范围来制备的涂层系统迄今为止在实际中尚未使用。

海外集装箱经受很高的腐蚀性负荷。用于集装箱的腐蚀保护涂层除了所需的腐蚀保护性能之外，还必须在机械上可稳固地被加载负荷，并且具有高附着强度和持久的弹性。

取决于使用领域地，利用所述二层或三层保护系统长时间地保护集装箱和钢结构不受腐蚀和其它影响。

在选择保护系统时，必须考虑待保护的物品在使用地点或使用范围上所期望的要求，这在对涂层的各个组分和保护系统的层厚度的选择方面得以表现。

所需的腐蚀保护系统大多为三层。使用1K-和2K-涂层材料。2K-环氧树脂(EP)-锌粉-底漆提供最好的长时间腐蚀保护。2K-聚氨酯(PUR)-顶涂层提供长时间的耐候性，其中1K-丙烯酰基-顶涂漆(Deckfarbe)也能提供良好的耐候性。对于海外集装箱，三层腐蚀保护系统在外部区域的干燥层厚度为130微米至185微米。

在用于集装箱制造的自动化大型设备中，由于技术原因，目前使用含有溶剂的涂层材料。集装箱的大型制造在批量制造中进行，其中，包括自动化涂覆室和干燥室。作为底涂层的主要是在具有2K-EP-中间层和2K-PUR-顶涂层的三层系统中的含有溶剂的2K-EP-锌粉-底漆。

在选择工业腐蚀保护中待涂覆的保护系统时必须无条件地考虑到整个保护系统可被施加的时间。也就是说，由于快速的和(必要时)自动化的产物通过，各个层的非常短的再加工时间是必须的。

集装箱制备的自动化大型设备中的周期时间相对较短，在自动化颜料喷涂设备中也是如此。短的周期时间适于在顺序排列的颜料喷涂室、干燥室以及还有用于后续涂层的喷涂室等之中连续通过，并且在三层系统情况下对于所有待涂覆的涂层要求非常短的干燥时间和再加工时间。最后待涂覆的涂层必须同样地在周期流程(Taktregime)内干燥，其中，整个涂层系统在2小时之后必须已经可以被提早施以水。而仅当溶剂份额大于50％时，在10至15分钟的周期时间下，该要求可利用含有溶剂的涂层材料来掌控。

使用溶剂含量低于40％的2K-基的含有溶剂的或者说贫溶剂的系统，其缺点在于，在施加多个层时，涂覆下一层之前必需有较长的等待时间。

在通常具有极大量加工的涂层材料的工业领域内，含有溶剂的2K-系统或者说贫溶剂的2K-系统的另一缺点在于显著的溶剂排放。然而，所述2K-系统整体含有的溶剂越少，就必须预估更长的单层再加工时间。特别是在由于UV-稳定性，而应该涂覆基于聚氨酯(PUR)的顶涂层时，需要预估更长的单层再加工时间。在使用聚氨酯(PUR)-顶涂层对上述EP-涂层进行再加工的非常短的再加工时间内，可能导致副反应以及随之而来的顶涂层中的表面干扰。因此，迄今为止，具有根据腐蚀类别C5-I或C5-M高保护期限的高保护性能的适于环境的多层系统的快速的工业应用在实践中仍未实现。

目前，当在具有所需的干燥时间或再加工时间的喷涂室内手动进行涂覆时，将可被水稀释的1K-和2K-涂层材料用在集装箱制造过程中。