[实用新型]电弧喷涂复合防腐涂层结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种防腐涂层结构，尤其涉及一种电弧喷涂复合防腐涂层结构，属于防腐技术领域。

背景技术

目前，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数量也迅速增加，但这些户外钢结构受自然环境作用很容易生锈而被腐蚀。每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的十分之一，其造成损失是十分巨大的。根据美国发布的第七次腐蚀损失调查报告显示：1998年以来美国因腐蚀带来的直接经济损失占国民经济总产值的3.1%。我国作为世界上钢铁产量做多的国家，每年因钢铁腐蚀而造成的损失约1亿万元，远远高于由于自然灾害而造成的经济损失总和。因此，钢材防腐一直是材料行业研究的课题。

电弧喷涂是目前最为常用的钢结构长寿命防腐蚀方法，所用材料主要有Zn丝、Al丝及Zn-Al合金丝，它们对钢结构件的保护机理包括：①封闭隔离作用；②通过涂层材料自我牺牲实现的阴极保护作用；③形成氧化膜起到钝化保护的作用。但在实际应用过程中，还存在以下不足：

（1）Zn涂层的腐蚀产物易溶解，且会造成涂层起泡，降低涂层与钢铁基体的结合强度，造成涂层的耐蚀寿命缩短。此外，在电弧喷涂过程中，高度雾化的锌粒子会对环境造成严重污染。

（2）Al涂层组织内部和涂层表面形成较厚的Al₂O₃膜，由于Al₂O₃膜导电率低，电极电位较母材正，起不到电化学保护作用，易发生点蚀。

（3）电弧喷涂锌铝合金与钢结构基体结合力不强，容易脱落，耐蚀性能降低。事实上Zn-Al合金涂层易发生晶间腐蚀，直接造成金属涂层穿孔，缩短防腐蚀年限。

综上，虽然电弧喷涂技术具有经济性和防护效果好的优势而被广泛应用于钢结构的腐蚀防护，但是对于大型重要钢结构件在服役期内免维护或少维护的要求，现有的金属复合涂层技术已难以满足，这就迫切需要研究开发新的防腐涂层结构。

发明内容

针对上述现存的技术问题，本实用新型提供一种电弧喷涂复合防腐涂层结构，以达到耐候性好，服役期间内免维护，延长钢结构使用寿命的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电弧喷涂复合防腐涂层结构，在钢结构基材表面由里及外依次设有电弧喷涂锌铜钛合金涂层，电弧喷涂铝涂层，封闭漆涂层，以及面漆涂层。

所述电弧喷涂锌铜钛合金涂层采用的丝材为锌铜钛合金丝，该丝材的组分及其重量百分数如下： Ti：0.25-0.4%、Cu：0.25-0.35%、余量为Zn，且Ti纯度＞99.2%、Cu纯度＞99.9%、Zn纯度＞99.9%。进一步，该电弧喷涂铝涂层的厚度为80-150μm。

对于上述锌铜钛合金丝材，从微观角度可知：钛元素固溶在锌基体中，使得锌铜钛合金的晶粒更加细化，避免了高温条件下晶粒过快粗化长大；同时铜元素在锌铜钛合金基体中弥散分布，起到很好的强化作用，有效地提高了合金的强度。并且，添加0.25-0.4%的钛、0.25-0.35%的铜可获得综合性能最好的锌合金，特别是锌的纯度越高，锌铜钛合金具有的物物理性能和机械性能越好。总之，铜、钛元素的加入，优化了锌合金内部金属晶体结构，避免了晶间腐蚀发生，提高合金组织耐腐蚀性能，同时也改善了合金的物理机械性能，保证丝材的加工制作和施工应用。

所述电弧喷涂铝涂层采用的丝材为铝丝，Al纯度为99.99%。进一步，锌铜钛合金丝和铝丝直径相等，铝丝直径为2mm或3mm。该电弧喷涂铝涂层的喷涂工艺参数为：压缩空气压0.6-0.7MPa，喷涂电压 26-38V，喷涂电流120-280A，喷涂距离50-300 ㎜，厚度为50-100μm。

所述封闭漆涂层的干膜厚度为30-90μm。进一步，该层为涂装一道环氧封闭漆。

所述面漆涂层的干膜厚度为50-100μm。进一步，该层为涂装一道或二道氟碳面漆或聚氨酯面漆。

本实用新型各涂层的工作原理及优点如下：

（A）电弧喷涂锌铜钛合金涂层（阳极）与钢结构基体（阴极）直接接触，提供牺牲阳极的阴极保护作用。其次，锌铜钛电极电位比现有的锌、铝电极电位（﹣1.67V）更低，耐腐蚀性能更好。并且，该涂层与基材的平均结合力达到15Mpa，最高可达到20Mpa以上，即时在弯曲、冲击或碰撞下，该涂层也能确保不脱落、不起皮、结合牢固、防腐长久有效。