一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺的制作方法

1.本发明涉及钢管防腐技术领域，尤其涉及一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺。


背景技术：

2.目前，钢材防腐蚀大量采用涂层防护法、牺牲阳极保护法等；涂层防护法比较典型的是各类熔结树脂涂层，如环氧树脂涂层、聚酯树脂涂层、聚乙烯树脂涂层等等；牺牲阳极保护法典型的是热浸镀锌、电镀锌等。
3.这些树脂涂层与基材金属结合紧密，非较大外力不会脱落，阻断了腐蚀性物质与金属的有效接触；但各种产品应用工况不同，使用过程对树脂涂层形成外力撞击难以避免，当外力超过其结合力时就会出现点状裂纹甚至脱落，形成的漏点使钢材出现点状腐蚀，并逐步扩散造成防护涂层损坏失效，这是影响树脂涂层服役寿命的主要因素。
4.热浸镀锌层是一种优秀的钢材防腐蚀方法，兼具涂层防护、牺牲阳极保护双重防腐蚀作用；但作为单一涂层应用时，尤其在湿热环境下，相对剧烈的原电池作用使涂层自身消耗很快，这是影响镀锌层服役寿命的主要因素。
5.以热浸镀锌层为底层、以树脂为面层的复合涂层集中了树脂层防护、镀锌层牺牲阳极保护的双重作用，服役寿命较单纯树脂涂层或镀锌层提高3-5倍以上，是目前钢材重防腐蚀的重要手段。
6.但其中通常采用的热浸镀锌生产工艺存在废酸、酸雾排放以及镀剂形成的氯化铵烟气等污染问题，环保治理投资巨大且副产固体污泥，运行费用高，而且无法完全实现零排放、零污染，存在很大环保风险。
7.热镀锌工艺产生“三废”：
8.一、废水
9.酸洗后水洗废水，ph值在1左右，含有大量的硫酸亚铁。
10.二、废气
11.1、酸洗过程产生的酸雾；
12.2、溶剂兑调及浸溶剂过程中产生的氨；
13.3、锌锅窑炉加热过程中天然气燃烧废气(二氧化硫、氮氧化物、颗粒物)
14.4、锌锅表面锌烟(氨、颗粒物)
15.三、固废
16.1、酸洗后废酸、槽渣，
17.2、酸雾吸收塔废液、槽渣
18.3、溶剂槽渣
19.4、锌烟除尘产生的灰尘、除尘布袋
20.5、锌锅表面清理产生的锌土、锌渣
21.6、酸洗废水处理产生的污泥
22.热浸镀锌工艺温度达到430℃以上，仅仅加热一项，每吨产品消耗能源在 17万千卡左右，属高能耗生产工艺。
23.综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。


技术实现要素：

24.针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，其可以既能制造出性能优秀的复合涂层，又能降低能耗和生产成本，创造一种环境友好型生产工艺，实现生产过程零排放、零污染。
25.为了实现上述目的，本发明提供一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，包括以下步骤：
26.a、对钢材表面进行抛射处理或喷射处理，除锈等级不小于sa2.5级；
27.b、利用超音速冷喷涂技术，以压缩空气为动力将金属锌粉喷涂在钢材表面上，同时生产过程在钢材表面低温下进行，涂层结合力为30mpa-100mpa；
28.c、在步骤b的基础上，利用静电吸附原理，在钢材表面顺序喷涂一种或两种树脂粉末涂料；
29.d、将钢材工件加热至树脂粉末涂料固化温度，使其发生熔结交联反应并完全固化；
30.e、树脂粉末涂料在熔融状态时充分渗透进金属锌粉涂层与金属键结合并产生机械嵌合，其结合力为30mpa-100mpa，多种树脂粉末涂料在界面互熔时，各层间相互渗透结合，形成融为一体的复合涂层；
31.f、将喷涂好的钢材进行冷却，使其表面复合涂层实现密闭贴合。
32.根据本发明的锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，所述抛射或喷射采用钢丸或钢砂实现，所述除锈等级为sa3级。
33.根据本发明的锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，所述步骤b中的低温温度低于150℃，所述涂层结合力为60mpa。
34.根据本发明的锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，所述步骤c中树脂粉末材料为两种，且由内到外依次为环氧树脂粉末涂料和聚酯树脂粉末涂料。
35.根据本发明的锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，所述环氧树脂粉末涂料和聚酯树脂粉末涂料的厚度均为0.2mm。
36.根据本发明的锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，所述步骤f中的冷却温度为20～50℃，冷区时间为30～50min。
37.本发明提供了一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，包括以下步骤：
38.a、对钢材表面进行抛射处理或喷射处理，除锈等级不小于sa2.5级；
39.b、利用超音速冷喷涂技术，以压缩空气为动力将金属锌粉喷涂在钢材表面上，同时生产过程在钢材表面低温下进行，涂层结合力为30mpa-100mpa；
40.c、在步骤b的基础上，利用静电吸附原理，在钢材表面顺序喷涂一种或两种树脂粉末涂料；
41.d、将钢材工件加热至树脂粉末涂料固化温度，使其发生熔结交联反应并完全固化；
42.e、树脂粉末涂料在熔融状态时充分渗透进金属锌粉涂层与金属键结合并产生机械嵌合，其结合力为30mpa-100mpa，多种树脂粉末涂料在界面互熔时，各层间相互渗透结合，形成融为一体的复合涂层；
43.f、将喷涂好的钢材进行冷却，使其表面复合涂层实现密闭贴合。
44.本发明的有益效果：1、解决单一树脂涂层存在的漏点、磕碰损伤造成的快速失效问题，提高涂层服役寿命；
45.2、解决单一镀锌涂层完全暴露腐蚀环境下自身消耗剧烈的缺陷，同时又能有效利用其牺牲阳极的优秀防腐蚀性能。
46.3、采用先进的工艺组合，既能制造出性能优秀的复合涂层，又能降低能耗和生产成本，创造一种环境友好型生产工艺，实现生产过程零排放、零污染。
附图说明
47.图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
48.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
49.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.参见图1，本发明提供了一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，包括以下步骤：
52.a、对钢材表面进行抛射处理或喷射处理，除锈等级不小于sa2.5级；
53.b、利用超音速冷喷涂技术，以压缩空气为动力将金属锌粉喷涂在钢材表面上，同时生产过程在钢材表面低温下进行，涂层结合力为30mpa-100mpa；
54.c、在步骤b的基础上，利用静电吸附原理，在钢材表面顺序喷涂一种或两种树脂粉末涂料；
55.d、将钢材工件加热至树脂粉末涂料固化温度，使其发生熔结交联反应并完全固化；
56.e、树脂粉末涂料在熔融状态时充分渗透进金属锌粉涂层与金属键结合并产生机械嵌合，其结合力为30mpa-100mpa，多种树脂粉末涂料在界面互熔时，各层间相互渗透结合，形成融为一体的复合涂层；
57.f、将喷涂好的钢材进行冷却，使其表面复合涂层实现密闭贴合。
58.优选的是，本发明的抛射或喷射采用钢丸或钢砂实现，所述除锈等级为sa3 级，以此来实现后续的有效喷涂。
59.另外，本发明的步骤b中的低温温度低于150℃，所述涂层结合力为60mpa，保证在后续的加工中，能够提高结合力，实现有效喷涂。
60.进一步的，本发明的步骤c中树脂粉末材料为两种，且由内到外依次为环氧树脂粉末涂料和聚酯树脂粉末涂料，以此来实现对树脂粉末有效喷涂的同时，保证防腐质量。
61.更好的，本发明的环氧树脂粉末涂料和聚酯树脂粉末涂料的厚度均为 0.2mm，避免材料浪费的同时，能够保证喷涂效果。
62.本发明在实施过程中：本发明提供了一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，包括以下步骤：
63.a、对钢材表面进行抛射处理或喷射处理，除锈等级不小于sa2.5级；
64.b、利用超音速冷喷涂技术，以压缩空气为动力将金属锌粉喷涂在钢材表面上，同时生产过程在钢材表面低温下进行，涂层结合力为30mpa-100mpa；
65.c、在步骤b的基础上，利用静电吸附原理，在钢材表面顺序喷涂一种或两种树脂粉末涂料；
66.d、将钢材工件加热至树脂粉末涂料固化温度，使其发生熔结交联反应并完全固化；
67.e、树脂粉末涂料在熔融状态时充分渗透进金属锌粉涂层与金属键结合并产生机械嵌合，其结合力为30mpa-100mpa，多种树脂粉末涂料在界面互熔时，各层间相互渗透结合，形成融为一体的复合涂层；
68.f、将喷涂好的钢材进行冷却，使其表面复合涂层实现密闭贴合。
69.所述步骤f中的冷却温度为20～50℃，冷区时间为30～50min。
70.综上所述，本发明提供了一种锌基树脂复合防腐涂层及其喷涂工艺，包括以下步骤：
71.a、对钢材表面进行抛射处理或喷射处理，除锈等级不小于sa2.5级；
72.b、利用超音速冷喷涂技术，以压缩空气为动力将金属锌粉喷涂在钢材表面上，同时生产过程在钢材表面低温下进行，涂层结合力为30mpa-100mpa；
73.c、在步骤b的基础上，利用静电吸附原理，在钢材表面顺序喷涂一种或两种树脂粉末涂料；
74.d、将钢材工件加热至树脂粉末涂料固化温度，使其发生熔结交联反应并完全固化；
75.e、树脂粉末涂料在熔融状态时充分渗透进金属锌粉涂层与金属键结合并产生机械嵌合，其结合力为30mpa-100mpa，多种树脂粉末涂料在界面互熔时，各层间相互渗透结合，形成融为一体的复合涂层；
76.f、将喷涂好的钢材进行冷却，使其表面复合涂层实现密闭贴合。
77.本发明的有益效果：1、解决单一树脂涂层存在的漏点、磕碰损伤造成的快速失效问题，提高涂层服役寿命；
78.2、解决单一镀锌涂层完全暴露腐蚀环境下自身消耗剧烈的缺陷，同时又能有效利
用其牺牲阳极的优秀防腐蚀性能。
79.3、采用先进的工艺组合，既能制造出性能优秀的复合涂层，又能降低能耗和生产成本，创造一种环境友好型生产工艺，实现生产过程零排放、零污染。
80.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。