[发明专利]一种钢结构表面涂层

说明书

本申请涉及钢结构建筑保护技术的领域，具体公开了一种钢结构表面涂层。一种钢结构表面涂层包括纳米Zn‑ZnO层，纳米Zn‑ZnO层呈多层鳞片状结构并渗入钢制构件表面，其工艺方法为沉积‑表面活化处理。本申请的一种钢结构表面涂层可用于对钢结构进行保护，其具有附着力强、耐用性高的优点。

技术领域

本申请涉及钢结构建筑保护技术的领域，更具体地说，它涉及一种钢结构表面涂层。

背景技术

钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢制构件组成，是主要的建筑结构类型之一，具有自重轻、施工简便的特点，因此在现代社会中，钢结构被广泛应用于大型厂房、桥梁和高层建筑等领域。然而，钢结构长期暴露于外界环境中，容易受到外界环境的作用而发生氧化锈蚀、受热变形等，这使得钢结构遭到不可逆地破坏，也是制约钢结构大规模应用于建筑物的难题所在。

为了对钢结构建筑物进行保护，相关技术采用表面涂层的方法将钢结构与外界环境分隔开，从而对钢结构建筑物进行保护。表面涂层常见的涂料有合金涂层、树脂涂层、硅钢涂层等等，均能有效地对钢结构表面进行保护，实现一定的防锈蚀、防火功能。

然而发明人认为，目前钢结构的表面涂层耐用性较差，钢结构在投入使用几年之内，部分表面涂层开裂或脱落，导致钢结构失去与外界环境分隔的保护层，严重影响了钢结构建筑物的使用寿命。

发明内容

为了提高钢结构表面涂层的耐用性，本申请提供一种钢结构表面涂层。

本申请提供的一种钢结构表面涂层采用如下的技术方案：

一种钢结构表面涂层，包括纳米Zn-ZnO层，所述纳米Zn-ZnO层呈多层鳞片状结构并渗入钢制构件表面；

所述Zn-ZnO层的制备方法包括以下步骤：

S1、在钢制构件表面沉积或附着一层纳米级Zn层，得到纳米Zn层；

S2、对所述纳米Zn层进行表面活化处理，得到纳米Zn-ZnO层。

通过采用上述技术方案，沉积或附着于钢制构件表面的纳米级Zn层，在经过表面活化处理后渗入至钢制构件表面内，并被氧化形成具有多层鳞片状结构的纳米ZnO，使得纳米Zn-ZnO层与钢制构件的表面形成一种类卡接的结构。

发明人推测这种类卡接的结构可能是经过以下过程形成的：经过表面活化处理后的钢制构件表面和纳米Zn的活化能降低，使得钢制构件表面的金属氧化物与纳米Zn处于活跃状态，金属离子与纳米Zn之间存在化学势能，使得纳米Zn的电子向金属离子转移，此过程中锌离子渗入至钢制构件表面的原子层中，并与原子层内的氧离子进行电子配对，生成的ZnO的粒径大小为纳米级别，且ZnO沿渗入方向横向生长，最终形成多层鳞片状的结构，并与钢制构件表面形成一种类卡接的结构。这种类卡接的结构提升了涂层与钢制构件的结合力，从而减缓了钢制构件表面涂层脱落的速度，提高了钢结构表面涂层的耐用性。

优选的，所述纳米Zn层的制备方法包括以下步骤：

S1.1、将钢制构件置于锌盐电解液中，钢制构件设置为阴极，纯锌片设置为阳极，采用脉冲电流对钢制构件进行表面镀锌，得到纳米Zn层；

其中，所述锌盐电解液由包括以下重量份的组分组成：硫酸锌21-27份、硫酸铵11-13份、聚丙烯酰胺7-9份、硫脲5-6份、水150份；

其中，脉冲电流镀锌的工艺参数如下：pH 3-4、温度20-25℃、每次电流通时5-7ms、每次电流断时9-12ms、电流大小1000-1300mA、电镀总时长10-12s。

由于纳米Zn层的厚度与粒径大小直接影响形成的纳米Zn-ZnO层的结构，而通过采用上述技术方案，钢制构件表面能沉积有一层厚度与粒径大小均合适的纳米Zn层，提高了后续形成特定结构的纳米Zn-ZnO层的成功率。