專利名稱：使鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕且長期穩(wěn)定的涂料混合物以及形成氧化鋁涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐腐蝕并能增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)包括鐵長期穩(wěn)定性的涂料 混合物，以及用所述涂料混合物形成氧化鋁涂層的方法。更具體地說， 是一種即使在常溫下也能均勾地形成具有良好物理性能的耐腐蝕性氧 化鋁涂層的涂料混合物，以及用所述涂料混合物形成氧化鋁涂層的方 法。
背景技術(shù)：
一般來說，大多數(shù)的所謂鋼結(jié)構(gòu)包括鐵都暴露在腐蝕性環(huán)境中， 例如空氣等等。因此人們廣泛使用對鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行耐腐蝕處理的方 法以防止腐蝕。
例如，已經(jīng)研究出一種方法，通過用涂料例如環(huán)氧涂料、乙烯基 涂料、氟樹脂涂料、丙烯膠涂料、氯化橡膠涂料等在鋼結(jié)構(gòu)表面形成 涂層。然而，因?yàn)槭怯袡C(jī)涂料，雖然初期效果很好，但與絲相比，涂 料的變形性能例如熱膨脹系數(shù)和延展性等差別很大。因此，有機(jī)涂料 存在一個問題，即所形成的涂層與鋼結(jié)構(gòu)是分離的，因?yàn)檎辰Y(jié)力隨時 間的變化會逐漸減少。特別是環(huán)氧涂料，它的問題是很難應(yīng)用于長時 間暴露在光線下的戶外型鋼結(jié)構(gòu)，因?yàn)闃渲旧碓诒┞豆饩€所含的紫 外線作用下很容易脫色。氟樹脂涂料的問題是，所含橡膠成分彈性的 減少會導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，其穩(wěn)定性會逐漸惡化。
為了解決有機(jī)涂料存在的上述問題，此申請人提出了 一種方法，
即通過使用 一種涂料混合物形成氧化鋁涂層，所述涂料混合物含有主
要由鋁粉(參見韓國專利申請No. 10-2002-21103)組成的金屬粉末混合
物。這種含有金屬粉末混合物的涂料混合物可以用來形成具有良好性
能例如粘結(jié)力和延展性等的耐腐蝕性氧化鋁涂層。然而，已經(jīng)出現(xiàn)需
求，需要一種能形成均勻性和穩(wěn)定性更強(qiáng)的耐腐蝕性氧化鋁涂層的涂
料混合物
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明旨在解決目前存在的問題，因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種 即使在常溫下也能均勻地形成耐腐蝕性氧化鋁涂層的涂料混合物，所 述耐腐蝕性氧化鋁涂層具有良好的物理性能例如對鋼結(jié)構(gòu)表面的粘結(jié) 力、延展性、彈性等，可以防止鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕從而提高穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另 一個目標(biāo)是提出一種用所述涂料混合物形成氧化鋁涂 層的方法。
為了完成上述一個目標(biāo)，本發(fā)明提供一種含有粉末混合物的涂料 混合物，所述涂料混合物含有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2到0.5。/。的鋅(Zn)粉、0.3 到1.0。/o的鉻(Cr)粉、0.5到1。/o的鎳(Ni)粉、0.06到0.15。/o的磷(P)粉，剩 余的是鋁(A1)粉；將粘結(jié)性樹脂與粉末混合物混合均勻。
為了完成上述另 一個目標(biāo)，本發(fā)明提供了形成所述氧化鋁涂層的 方法，包括步驟(a)準(zhǔn)備由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2到0.5。/。的鋅(Zn)粉、0.3到 1.0%的鉻(0)粉、0.5到1 。/o的鎳(Ni)粉、0.06到0.15。/。的磷(P)粉和剩下 的鋁(A1)粉組成的粉末混合物，和步驟(b)將上面準(zhǔn)備好的粉末混合物與粘結(jié)性樹脂混合均勻，并將混合好的混合物均勻地噴射在鋼結(jié)構(gòu)表面 以形成涂層。
通過形成氧化鋁涂層的方法所形成的金屬混合物涂層，其厚度最
好是100D,或比只涂一次所形成的涂層薄。 附圖簡要說明


圖1是鹽的濃度隨著時間的變化逐漸滲入涂層的示意圖，是完成 本發(fā)明的最佳方案。 實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最佳方案
在下文中，詳細(xì)描述如本發(fā)明所述的一種具有耐腐蝕作用并能增 強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的涂料混合物，以及所述涂料混合物形成氧化鋁 涂層的方法。
本發(fā)明所述涂料混合物含有一種粉末混合物，所述粉末混合物包 含有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2到0.5。/o的鋅(Zn)粉、0.3到1.0。/o的鉻(Cr)粉、0.5 到1 。/。的鎳(Ni)粉、0.06到0.15。/。的磷(P)粉、其余的是鋁(A1)粉；將粘 結(jié)性樹脂與粉末混合物混合均勻。
鋁是分散在粘結(jié)性樹脂中的粉末混合物的主要成分，其活性比鐵 強(qiáng)，因此鋁先被氧化形成氧化鋁涂層(Ab03)。氧化鋁涂層可以防止鋼 結(jié)構(gòu)與能腐蝕鋼結(jié)構(gòu)的外界環(huán)境例如氧直接接觸。如果將適當(dāng)數(shù)量的 鋅、鉻、鎳與鋁粉混合，能夠增強(qiáng)涂層對磨損和氣候的抗耐性。
特別需要說明的是，本發(fā)明所述粉末混合物含有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 0.06到0.15%的磷粉，所加入的磷能夠?qū)⑸鲜鼋饘俜勰┚鶆虻厣⒉加谡?結(jié)性樹脂中，也能夠增強(qiáng)氧化鋁涂層的均勻度和硬度。上述情況將詳 細(xì)的描述如下。
如果包含磷粉的粉末混合物散布于粘結(jié)性樹脂中，磷將受粘結(jié)性 樹脂所含水分的作用，氧化形成五氧化二磷(P20s)。由于五氧化二磷具 有很強(qiáng)的吸水性，它將進(jìn)一步吸收殘留在所述粘結(jié)性樹脂中的水分以 增強(qiáng)涂層的穩(wěn)定性，所述五氧化二磷同時又具有表面活性劑的功能， 能夠使粉末混合物均勻地散布于粘結(jié)性樹脂中。如果將五氧化二磷直 接加入粉末混合物中，則會得到相反的效果。因?yàn)樵趯⑽逖趸准?入粉末混合物的過程中，它會同時吸收外界的水分從而降低粉末混合
物的物理性能。如果磷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.06%，將4艮難發(fā)揮出上述作 用，而如果磷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于0.15%,則涂層的穩(wěn)定性會降低。
如果將二氧化硅即石英或硅石粉末加入粉末混合物中，例如將質(zhì)
量百分?jǐn)?shù)為0.1到0.5%的二氧化硅加入到分散于本發(fā)明所述涂料混合 物的粉末混合物中，所形成涂層的強(qiáng)度等將有所提高。
將粉末混合物與合適的粘結(jié)性樹脂均勻混合，并將上述粉末混合 物均勻噴涂在混凝土建筑物表面?？梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用情況來調(diào)整這種 粘結(jié)性樹脂的粘性，但最好用具有良好粘力和彈性的聚氨基曱酸乙酯 樹脂或環(huán)氧樹脂。特別需要說明的是，聚氨基曱酸乙酯樹脂在抑制氯 化物和碳酸氧的滲透方面具有很好的效果，而且還有良好的性能例如 對水分和氧氣的化學(xué)抗性和滲透抗性等。粉末混合物和粘結(jié)性樹脂的 混合比最好是0.2:10到3:10，整個過程既簡單又經(jīng)濟(jì)，因?yàn)橥可系幕?合物在室溫下就能自然地形成涂層。金屬混合物所形成涂層的厚度最 好是100D,或比只涂一次所形成的涂層要薄。如果需要更堅(jiān)固的涂層，
可以對這種涂層進(jìn)行幾次層壓，或?qū)⒑腥绫景l(fā)明所述粉末混合物的
涂料混合物所形成的涂層換幾次；還可以換成只由粘結(jié)性樹脂組成的 涂層。
如上所述，將粉末混合物和粘結(jié)性樹脂混合所形成的涂層，其穩(wěn) 定性得到增強(qiáng)，因此相應(yīng)地具有對鐵(包括腐蝕性有色金屬材料)的收縮 和膨脹的穩(wěn)定性。而且所述涂層對氯離子、二氧化硫、水分、氧氣等 能腐蝕鋼結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都具有較好的防滲透能力。 發(fā)明方案
在下文中，將配合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。 然而，應(yīng)該明白的是，在不偏離本發(fā)明的宗旨和范圍的前提下，還可 以另外制定相似的實(shí)施方案和進(jìn)行一些修改，但不能限制本發(fā)明的范 圍。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中的詳細(xì)描述，可以使那些技藝熟練的人 對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
實(shí)施方案1
將由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.3%的鋅粉、0.5%的鉻粉、0.7%的鎳粉、0.1% 的磷粉和97.8%的鋁粉組成的粉末混合物，與聚氨酯樹脂以1:10的比 例混合，以噴霧法噴涂在目標(biāo)材料表面，然后在室溫下經(jīng)過預(yù)定時間， 形成本發(fā)明所述的厚度為35D的氧化鋁涂層。
比較實(shí)施方案1
本發(fā)明的同一申請人在韓國專利申請文件No. 10-2002-21103中所 描述的混合物，應(yīng)用在比較實(shí)施方案1中。
將由質(zhì)量百分比為4.5%的錳粉、0.3%的鋅粉、0.2%的鉻粉、0.4%
的鋰粉、94.6°/。的鋁粉組成的金屬粉末混合物，與聚氨酯樹脂以1:10 的比例混合，以噴霧法噴涂在目標(biāo)材料表面上，然后在室溫下經(jīng)過預(yù) 定時間，形成本發(fā)明所述的厚度為35D的氧化鋁涂層。 對防止鹽侵害能力的評估
為了方使爽見，使用了韓國專利申請文件No. 10-2002-21103中描 述的方法來確定鹽在依照本發(fā)明所述方法形成的氧化鋁涂層上隨時間 變化的滲透級別。將普通硅酸鹽水泥混凝土制成的未處理試樣加工成 浸出罐，依照實(shí)施方案和比較實(shí)施方案形成所述試樣上的涂層，在浸 出罐上進(jìn)行鹽的滲透/擴(kuò)散測試。在每個浸出罐上施加IOV電壓，根據(jù) 時間的變化可以用鹽度計(jì)測量出浸出罐上鹽的濃度，結(jié)果如圖l所示。
如圖1所示，未處理混凝土上的鹽濃度隨著時間的變化突然線性 地增加?？梢钥闯?，具有依照實(shí)施方案1所形成的涂層的混凝土能夠 很好地阻止鹽的滲透。同時也發(fā)現(xiàn)，具有依照比較實(shí)施方案1所形成 的涂層的混凝土也能夠很好地阻止鹽的滲透，但其效果沒有本發(fā)明所 述的涂層好。
涂層吸附力的測量
為了確定依照本發(fā)明所述方法形成的氧化鋁涂層的粘結(jié)力，進(jìn)行 了如下測試。
測量氧化鋁涂層的粘結(jié)力，需要依照標(biāo)準(zhǔn)KS F 4715-01和JIS A 6910，將附著力測定儀處于拉緊狀態(tài)。用上述方法在鋼結(jié)構(gòu)上形成實(shí) 施方案1所述氧化鋁涂層，再將氧化鋁涂層粘結(jié)到鋼材料上?？梢园l(fā) 現(xiàn)，氧化鋁涂層的粘結(jié)力在大約35 kgf/cm2時4艮高。
涂層延展性的測量
為了測量依照本發(fā)明所述方法形成的氧化鋁涂層的延展性，需要
依照標(biāo)準(zhǔn)KSM 6518-96的測試方法進(jìn)行?？梢园l(fā)現(xiàn)，依照本發(fā)明所述 方法形成的氧化鋁涂層能延長0.7D，但如果延長量超過上述范圍，那 么涂層將裂開。從上述內(nèi)容可以看出，依照本發(fā)明所述方法形成的氧 化鋁涂層具有合適的延長量。
除了測量上述物理特性外，應(yīng)韓國建筑材料院的要求，還需要測 量依照本發(fā)明所述方法形成的氧化鋁涂層的彈性、防水性、耐磨性、 耐候性、耐寒熱性、耐化學(xué)性和抗沖擊性。測量結(jié)果顯示，氧化鋁涂 層的物理性能完全合格。但在這里，省略了詳細(xì)描述。 工業(yè)應(yīng)用
如上所述，使用依照本發(fā)明所述涂料混合物在鋼結(jié)構(gòu)表面形成的 氧化鋁涂層，可以有效地阻止鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕。因?yàn)樗鲅趸X涂層具 有良好的物理性能例如粘結(jié)力、延展性、彈性等，而且是均勻地形成 的，也具有良好的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種耐腐蝕并能增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的涂料混合物，由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2到0.5％的鋅(Zn)粉、0.3到1.0％的鉻(Cr)粉、0.5到1％的鎳(Ni)粉、0.06到0.15％的磷(P)粉和剩余的鋁(Al)粉組成；將粘結(jié)性樹脂與粉末混合物混合均勻。
2. 如權(quán)利要求1所述的耐腐蝕并增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的涂料混 合物，其特征在于，所述涂料混合物中含有的粘結(jié)性樹脂是聚氨基曱 酸乙酯樹脂或環(huán)氧樹脂。
3. 形成耐腐蝕并能增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的氧化鋁涂層的方法， 包括步驟(a)準(zhǔn)備由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2到0.5。/o的鋅(Zn)粉、0.3到1.0% 的鉻(Cr)粉、0.5到1。/。的鎳(Ni)粉、0.06到0.15。/。的磷(P)粉和剩下的鋁 (Al)粉組成的粉末混合物，和步驟(b)將上面準(zhǔn)備好的粉末混合物與粘結(jié) 性樹脂混合均勻，并將混合好的混合物均勻地噴射在鋼結(jié)構(gòu)表面以形 成涂層。
4. 如權(quán)利要求3所述的形成耐腐蝕并能增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的 氧化鋁涂層的方法，其特征在于，所述涂層的厚度為IOOD，或比只涂 一次所形成的涂層要薄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐腐蝕并增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性的涂料混合物，以及用所述涂料混合物形成氧化鋁涂層的方法。依照本發(fā)明所述形成氧化鋁涂層的方法，包括步驟(a)準(zhǔn)備由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2到0.5％的鋅(Zn)粉、0.3到1.0％的鉻(Cr)粉、0.5到1.0％的鎳(Ni)粉、0.06到0.15％的磷(P)粉和剩下的鋁(Al)粉組成的粉末混合物，和步驟(b)將上面準(zhǔn)備好的粉末混合物與粘結(jié)性樹脂混合均勻，并將混合好的混合物均勻地噴射在鋼結(jié)構(gòu)表面以形成涂層，形成依照本發(fā)明所述氧化鋁涂層的方法很經(jīng)濟(jì)，即使在常溫下也能完成因此，通過均勻地形成具有良好物理性能例如對鋼結(jié)構(gòu)表面的粘結(jié)力、延展性、彈性等的氧化鋁涂層，可以有效地阻止鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕并增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。
文檔編號C23C24/08GK101194044SQ200580041313
公開日2008年6月4日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者韓圭擇 申請人:三株Smc株式會社