超厚型金屬防腐塗層及製備工藝的製作方法

2023-06-04 09:57:01 2

超厚型金屬防腐塗層及製備工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及金屬表面防腐及長效重防腐，公開了一種超厚型金屬防腐塗層及製備工藝。超厚型金屬防腐塗層，包括金屬基材（2）、金屬基材錨勾層（1）、防腐金屬層（3），所述的金屬基材（2）表面的粗糙度為150μm—1400μm，金屬基材（2）通過金屬基材錨勾層（1）與防腐金屬層（3）嵌入式錨固連接。製備工藝，包括以下步驟：a、在金屬基材（2）表面製備150μm-1400μm粗糙度的錨紋；b、對金屬基材（2）錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層（1）；c、製備防腐金屬層（3）。本發明通過設置金屬基材錨勾層，使金屬基材錨勾層與防腐金屬層之間的機械結合力得到了明顯的強化，為提高製備較厚塗層提供了必要的條件。
【專利說明】超厚型金屬防腐塗層及製備工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬表面防腐及長效重防腐，尤其涉及了一種超厚型金屬防腐塗層及製備工藝。
【背景技術】
[0002]傳統的金屬防腐塗層，由於受附著力的限制，材料本身的線膨脹係數的差異的影響，除了孔隙率較大，塗層質量相對較低的電弧熱噴塗，不能製備出很厚的塗層。如，熱鍍鋅鋅層厚度超過150 μ m就難以製備，在傳統工藝的條件下，厚度超厚會引起脫層、開裂、翹缺等缺陷，影響防腐效果。而無論是隔離式防腐或自耗反應式防腐機理，尤其是自耗反應式防腐，防腐層的厚度與防腐年限成正相關。所以，如何製備超厚型的重防腐塗層，一直是塗裝防腐行業急需解決的難題。

【發明內容】

[0003]本發明針對現有技術中金屬防腐塗層由於受附著力的限制，材料本身的線膨脹係數的差異的影響，難以製備出很厚的塗層等缺點，提供了一種在金屬基材的表面設置金屬基材錨勾層，金屬基材通過金屬基材錨勾層與防腐金屬層嵌入式錨固連接，塗層厚度達到150 μ m以上的超厚型金屬防腐塗層及製備工藝。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決:
[0005]超厚型金屬防腐塗層，包括金屬基材、金屬基材錨勾層、防腐金屬層，所述的金屬基材表面的粗糙度為150 μ m—1400 μ m,金屬基材的表面設有金屬基材錨勾層，金屬基材錨勾層包括平頭錨勾，金屬基材通過金屬基材錨勾層與防腐金屬層嵌入式錨固連接。金屬基材通過金屬基材錨勾層與防腐金屬層咬合連接或嵌入式互卡連接，提高了防腐金屬層與金屬基材的機械結合力，為提高防腐金屬層厚度提供了必要條件。
[0006]塗層的附著力與基材表面的展開面積成正向相關關係，金屬基材錨勾層的設置正是一方面提高了基材表面的展開面積，另一方面，形成機械嵌入式結合；另外，塗層的附著力與塗層的厚度成反向相關關係，這是因基材和塗層的溫度蠕變等材料本身特性所決定的，錨勾層的設置，使塗層附著力可以超過9Mpa，與傳統的3-5Mpa相比有明顯的提高，塗層厚度也從傳統的200-1000 μ m提升至350-2000 μ m的厚塗層，使特殊環境的重防腐塗裝成為現實。
[0007]作為優選，所述的平頭錨勾為蘑菇狀錨紋和勾狀錨紋，蘑菇狀錨紋的截面為「T」字型，勾狀錨紋的截面為「V，字型。
[0008]作為優選，所述的金屬基材的原表面面積，與製備粗糙度和錨勾層後的展開面積之比為1:(1.6—4)。原表面面積是指理論的表面的丈量面積，展開面積為製備粗糙度和錨勾層後的與大氣接觸的展開面積。
[0009]作為優選，所述的金屬基材錨勾層與防腐金屬層之間設有熔融過渡層，金屬基材通過金屬基材錨勾層與熔融過渡層嵌入式錨固連接。熔融過渡層與防腐金屬層咬合連接或嵌入式互卡連接。
[0010]作為優選，所述的防腐金屬層的材料為鋅、鋁、鎳、鉻、銅、鈦、鎂、鑰、金、銀、錫、鉛、鎘、鈕!、錯中的一種或一種以上的複合材料，防腐金屬層的厚度為350 μ m-2000 μ m。
[0011]作為優選，所述的金屬基材的材料為鋼材、鑄鐵、銅、鋁的一種或一種以上的複合材料。
[0012]超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，包括以下步驟:a、在金屬基材表面製備ΙδΟμπι-ΗΟΟμπι粗糙度的錨紋；b、對金屬基材錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層；c、製備防腐金屬層。對金屬基材錨紋進行施壓採用滾壓的方式。
[0013]作為優選，所述的步驟c中，防腐金屬層的製備採用防腐金屬棒，帶壓旋轉塗裝。金屬材料旋壓熔塗裝備，包括防腐金屬棒、旋轉裝置、加壓裝置、塗裝臺，金屬基板放置在塗裝臺上，防腐金屬棒設置在旋轉裝置上，防腐金屬棒上還連接有加壓裝置。利用防腐金屬材料製成的金屬棒，金屬棒經高速帶壓旋轉，通過與金屬基材表面摩擦，一邊將金屬棒材料塗覆在金屬材料表面，另一方面，由於摩擦產生大量熱量，又使得金屬棒材料與金屬材料熔合，摩擦過程中防腐金屬棒端面與基材表面的錨紋接觸，形成基材表面的錨勾狀的錨紋和兩種材料的機械混合，形成過渡的複合冶金結合層，具有能耗低、防腐層質量高、形成粗糙表面、環境影響小等優點。 [0014]金屬材料旋壓熔塗工藝，包括以下步驟:a、金屬基板表面前處理；b、防腐金屬棒的帶壓旋轉，使防腐金屬棒的端面與金屬基板相接觸、移動旋轉裝置或移動金屬基材。其中步驟a中金屬基板表面前處理包括耐磨刷旋轉除鏽或拋丸噴砂除鏽。步驟a中，金屬基板表面前處理為通過耐磨刷旋轉除鏽或拋丸噴砂除鏽，使金屬基板表面形成山峰狀的錨紋，然後通過滾壓設備在金屬表面進行滾壓，使山峰狀的錨紋的頭部被壓平，形成「T」字行或「蘑菇狀」或「7」字型的平頭錨紋，平頭錨紋為倒鉤狀，其與防腐層的機械結合力大大提高，間接的提高了防腐層的結合力。
[0015]作為優選，所述的步驟c中，防腐金屬層的製備採用熱浸鍍方法塗裝或熱噴塗塗裝。熱浸鍍方法塗裝也叫熱鍍鋅，最常用的方法，熱噴塗最常用的就是電弧熱噴塗。
[0016]作為優選，所述的步驟c中，金屬基材與防腐金屬層之間設有熔融過渡層，熔融過渡層採用熱熔結合的方法製備。
[0017]本專利採用高粗糙度、高展開面積比、高錨勾紋、高熔融過渡層，高緻密度的手段，製備出長效防腐的超厚型金屬防腐塗層。上述高展開面積為:一平方的金屬，由於表面粗糙度的製備而增加後的總面積，比表面積的最小值為I。展開面積比為1.2— 5。
[0018]高粗糙度、高展開面積、高錨勾紋、高熔融過渡層，高緻密度。除了塗層表面，通用的結合力如靜電吸引力、化學鍵吸引力之外，本專利的技術方法使得機械結合力得到了明顯的強化，而機械結合力又是上述三種結合力當中，量級較高的一種結合力，所以對塗層的附著力增強明顯，另外，二者的熔融過渡層又使兩種材料沒有明顯的界面，形成A、A+B熔融層、B的整體複合，所以使二者的結合力進一步提高。當結合力的能量等級明顯超過塗層的溫度蠕變等應變力時，絕大部分材料都能夠被塗裝成長效防腐的塗層。
[0019]本發明由於採用了以上技術方案，具有顯著的技術效果:本發明通過在金屬基材的表面設置金屬基材錨勾層，使金屬基材通過金屬基材錨勾層與防腐金屬層嵌入式錨固連接，使金屬基材錨勾層與防腐金屬層之間的機械結合力得到了明顯的強化，為提高製備較厚塗層提供了必要的條件，使製備的塗層厚度達到150 μ m以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的實施例1的結構示意圖。
[0021]以上附圖中各數字標號所指代的部位名稱如下:其中I一金屬基材錨勾層、2—金屬基材、3—防腐金屬層、11 一平頭錨勾、12—蘑菇狀錨紋、13—勾狀錨紋。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖1與實施例對本發明作進一步詳細描述:
[0023]實施例1
[0024]超厚型金屬防腐塗層，如圖1所示，包括金屬基材2、金屬基材錨勾層1、防腐金屬層3，所述的金屬基材2表面的粗糙度為300 μ m,金屬基材2的表面設有金屬基材錨勾層1，金屬基材錨勾層I包括平頭錨勾11，金屬基材2通過金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3嵌入式錨固連接。金屬基材2通過金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3咬合連接或嵌入式互卡連接，提高了防腐金屬層3與金屬基材2的機械結合力，為提高防腐金屬層3厚度提供了必要條件。
[0025]平頭錨勾11為蘑菇狀錨紋12和勾狀錨紋13，蘑菇狀錨紋12的截面為「T」字型，勾狀錨紋13的截面為「7」字型。金屬基材2的原表面面積，與製備粗糙度和錨勾層後的展開面積之比為1: (1.6—4)。原表面面積是指理論的表面的丈量面積，展開面積為製備粗糙度和錨勾層後的與大氣接觸的展開面積。
[0026]金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3之間設有熔融過渡層，金屬基材2通過金屬基材錨勾層I與熔融過渡層嵌入式錨固連接。熔融過渡層與防腐金屬層咬合連接或嵌入式互卡連接。
[0027]防腐金屬層3的材料為鋅、招、鎳、鉻、銅、鈦、鎂、鑰、金、銀、錫、鉛、鎘、鈕、錯中的一種或一種以上的複合材料，防腐金屬層3的厚度為700 μ m。金屬基材2的材料為鋼材、鑄鐵、銅、鋁的一種或一種以上的複合材料。
[0028]超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，包括以下步驟:a、在金屬基材2表面製備300 μ m粗糙度的錨紋；b、對金屬基材2錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層I ;c、製備防腐金屬層3。對金屬基材2錨紋進行施壓採用滾壓的方式。
[0029]步驟c中，防腐金屬層3的製備採用防腐金屬棒，帶壓旋轉塗裝。金屬材料旋壓熔塗裝備，包括防腐金屬棒、旋轉裝置、加壓裝置、塗裝臺，金屬基板放置在塗裝臺上，防腐金屬棒設置在旋轉裝置上，防腐金屬棒上還連接有加壓裝置。利用防腐金屬材料製成的金屬棒，金屬棒經高速帶壓旋轉，通過與金屬基材表面摩擦，一邊將金屬棒材料塗覆在金屬材料表面，另一方面，由於摩擦產生大量熱量，又使得金屬棒材料與金屬材料熔合，摩擦過程中防腐金屬棒端面與基材表面的錨紋接觸，形成基材表面的錨勾狀的錨紋和兩種材料的機械混合，形成過渡的複合冶金結合層，具有能耗低、防腐層質量高、形成粗糙表面、環境影響小等優點。
[0030]金屬材料旋壓熔塗工藝，包括以下步驟:a、金屬基板表面前處理；b、防腐金屬棒的帶壓旋轉，使防腐金屬棒的端面與金屬基板相接觸、移動旋轉裝置或移動金屬基材。其中步驟a中金屬基板表面前處理包括耐磨刷旋轉除鏽或拋丸噴砂除鏽。步驟a中，金屬基板表面前處理為通過耐磨刷旋轉除鏽或拋丸噴砂除鏽，使金屬基板表面形成山峰狀的錨紋，然後通過滾壓設備在金屬表面進行滾壓，使山峰狀的錨紋的頭部被壓平，形成「T」字行或「蘑菇狀」或「7」字型的平頭錨紋，平頭錨紋為倒鉤狀，其與防腐層的機械結合力大大提高，間接的提高了防腐層的結合力。
[0031]實施例2
[0032]本實施例與實施例1的區別在於:金屬基材2表面的粗糙度為651 μ m。金屬基材2通過金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3咬合連接或嵌入式互卡連接，提高了防腐金屬層3與金屬基材2的機械結合力，為提高防腐金屬層3厚度提供了必要條件。
[0033]超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，包括以下步驟:a、在金屬基材2表面製備651 μ m粗糙度的錨紋；b、對金屬基材2錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層I ;C、製備厚度為IllOym的防腐金屬層3。步驟b中，金屬基材2錨紋進行施壓採用滾壓的方式。步驟c中，防腐金屬層3的製備採用熱浸鍍方法塗裝或熱噴塗塗裝。熱浸鍍方法塗裝也叫熱鍍鋅，最常用的方法，熱噴塗最常用的就是電弧熱噴塗。
[0034]實施例3
[0035]本實施例與實施例1的區別在於:金屬基材2表面的粗糙度為731 μ m。在金屬基材2表面製備921 μ m的粗糙度，通過對金屬基材2錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層1，使金屬基材2的原表面面積，與製備粗糙度和錨勾層後的展開面積之比達到1: (1.6 — 4)。防腐金屬層3的厚度達到1310 μ m。
[0036]實施例4
[0037]本實施例與實施例1的區別在於:金屬基材2表面的粗糙度為980 μ m。在金屬基材2表面製備1248 μ m的粗糙度，通過對金屬基材2錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層I，使金屬基材2的原表面面積，與製備粗糙度和錨勾層後的展開面積之比達到1:(1.6 — 4)。防腐金屬層3的厚度達到1550 μ m。
[0038]總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.超厚型金屬防腐塗層，包括金屬基材(2)、金屬基材錨勾層(I)、防腐金屬層(3)，其特徵在於:所述的金屬基材(2)表面的粗糙度為150 μ m—1400 μ m，金屬基材(2)的表面設有金屬基材錨勾層(I )，金屬基材錨勾層(I)包括平頭錨勾(11)，金屬基材(2)通過金屬基材錨勾層(I)與防腐金屬層(3)嵌入式錨固連接。
2.根據權利要求1所述的超厚型金屬防腐塗層，其特徵在於:所述的平頭錨勾(11)為蘑菇狀錨紋(12)和勾狀錨紋(13)，蘑菇狀錨紋(12)的截面為「T」字型，勾狀錨紋(13)的截面為「7」字型。
3.根據權利要求1所述的超厚型金屬防腐塗層，其特徵在於:所述的金屬基材(2)的原表面面積，與製備粗糙度和錨勾層後的展開面積之比為1: (1.6 — 4)。
4.根據權利要求1所述的超厚型金屬防腐塗層，其特徵在於:所述的金屬基材錨勾層(I)與防腐金屬層(3)之間設有熔融過渡層，金屬基材(2)通過金屬基材錨勾層(I)與熔融過渡層嵌入式錨固連接。
5.根據權利要求1所述的超厚型金屬防腐塗層，其特徵在於:所述的防腐金屬層(3)的材料為鋅、鋁、鎳、鉻、銅、鈦、鎂、鑰、金、銀、錫、鉛、鎘、鈀、銠中的一種或一種以上的複合材料，防腐金屬層(3)的厚度為350 μ m-2000 μ m。
6.根據權利要求1所述的超厚型金屬防腐塗層，其特徵在於:所述的金屬基材(2)的材料為鋼材、鑄鐵、銅、鋁的一種或一種以上的複合材料。
7.超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，其特徵在於:包括以下步驟:a、在金屬基材(2)表面製備ΙδΟμπι-ΗΟΟμπι粗糙度的錨紋；b、對金屬基材(2)錨紋進行施壓，形成金屬基材錨勾層(I) ;c、製備防腐金屬層(3)。
8.根據權利要求7所述的超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，其特徵在於:所述的步驟c中，防腐金屬層(3)的製備採用防腐金屬棒，帶壓旋轉塗裝。
9.根據權利要求7所述的超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，其特徵在於:所述的步驟c中，防腐金屬層(3)的製備採用熱浸鍍方法塗裝或熱噴塗塗裝。
10.根據權利要求7所述的超厚型金屬防腐塗層的製備工藝，其特徵在於:所述的步驟c中，金屬基材(2)與防腐金屬層(3)之間設有熔融過渡層，熔融過渡層採用熱熔結合的方法製備。
【文檔編號】B32B15/01GK103434204SQ201310307393
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】孫天明, 曾洋 申請人:杭州博數土木工程技術有限公司