本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)防腐
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種具有防腐作用、用于鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件中的鋅烯防腐涂料。
背景技術(shù)：
：由于鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件在露天工作，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)受陽光、雨雪和各種腐蝕性物質(zhì)的作用，其金屬零件極易發(fā)生腐蝕。腐蝕是金屬結(jié)構(gòu)件的主要破壞形式之一，它所導(dǎo)致的構(gòu)件失效與相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1999年至2000年期間，鐵道部腐蝕與防護(hù)的相關(guān)費(fèi)用支出每年4億元以上。根據(jù)美國(guó)學(xué)者提出的“五倍定律”，如果防腐蝕工作到位，大量的損失是可以避免或延緩的。近年來，鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件上使用的防腐涂料主要有無機(jī)富鋅底漆，環(huán)氧富鋅底漆，醇酸底漆，酚醛防銹底漆，環(huán)氧脂防銹底漆，雙組份環(huán)氧底漆，環(huán)氧聚氨酯底漆等。但由于鐵路的特殊行業(yè)及其特殊的戶外惡劣環(huán)境，傳統(tǒng)涂料在耐鹽霧、附著力、耐候、耐磨等主要性能上不能夠滿足使用要求，因此，開發(fā)及尋找適用鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件的防腐涂料是十分重要緊迫的任務(wù)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是為鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件表面防腐提供了一種耐鹽霧、附著力、耐候等性能優(yōu)異的鋅烯防腐涂料。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：一種鋅烯防腐涂料，按重量配比組成為，改性環(huán)氧樹脂10-40%；功能性填料20-50%；鋅粉0.01-28%，石墨烯0.2-3%，表面活性劑3-15%，二甲苯5-25%，正丁醇5-25%，所有組分的重量之和為100%。進(jìn)一步改進(jìn)的是，所述的石墨烯的性能指標(biāo)，層數(shù)≤30；單位電導(dǎo)率≥4000s/m；比表面積bet為90～250m2/g。一種鋅烯防腐涂料，其特征在于：其使用步驟包括，a.預(yù)處理，施工前，將待涂工件表面進(jìn)行除油除銹，去除油污、鹽分及其它污物；然后進(jìn)行刷涂；b.鋅烯防腐涂料由鋅烯防腐底漆及配套的固化劑雙組分組成，使用時(shí)先將鋅烯防腐底漆攪拌均勻，然后按鋅烯防腐底漆：固化劑=10：1的比例將兩組分混合，并攪拌均勻；可添加0～15%含量的稀料；然后等鋅烯防腐涂料熟化后再進(jìn)行涂裝；熟化時(shí)間，10℃～30min；20℃～20min；30℃～10min；表干時(shí)間，25~35min，溫度為20~25℃；硬干時(shí)間，11~13h，溫度為20~25℃；最短涂覆間隔，溫度為8~10℃時(shí)，15~16h；溫度為20~25℃時(shí)，10~12h；溫度為35~40℃時(shí)，6~8h；c.施工時(shí)，工件表面溫度必須比露點(diǎn)溫度高3℃以上，且低于50℃；刷涂作業(yè)時(shí)環(huán)境的相對(duì)濕度低于85%；刷涂作業(yè)時(shí)應(yīng)不斷攪拌，防止沉淀；d.涂裝可采用噴涂或刷涂方法，底漆膜層總厚度為60～80um，分兩道刷涂；實(shí)干后可在其膜層表面進(jìn)行涂裝面漆。一種鋅烯防腐涂料的新用途，所述的鋅烯防腐涂料用于鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件防腐蝕中。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：（1）由于本發(fā)明所用涂料的防腐機(jī)理是石墨烯良好的導(dǎo)電性和片狀鋅粉的搭接特性，這樣在涂層表面形成了良好的導(dǎo)電層狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻礙腐蝕介質(zhì)浸入，具有良好的物理屏蔽效果，有效保護(hù)了鋼結(jié)構(gòu)工件并提高了其表面的耐腐蝕性。此外，利用石墨烯代替部分鋅粉，涂層不僅仍具有優(yōu)異陰極保護(hù)作用，而且涂料制備過程中鋅粉用量減少，減少了在后期焊接加工中鋅蒸汽對(duì)人體和環(huán)境的危害和污染。（2）利用本發(fā)明對(duì)鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件結(jié)構(gòu)工件進(jìn)行涂裝，實(shí)干后對(duì)其進(jìn)行耐鹽霧，附著力主要性能測(cè)試。a.耐中性鹽霧試驗(yàn)可達(dá)到3000小時(shí)以上，很大程度上超過現(xiàn)行富鋅底漆行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)i要求（其為600h）；b.附著力測(cè)試高達(dá)12-21mpa，遠(yuǎn)大于通用標(biāo)準(zhǔn)（≥6mpa）。（3）由于本發(fā)明所用涂料組份中鋅粉用量大大減少，因此其體積固含量明顯高于傳統(tǒng)富鋅底漆。在相同的質(zhì)量固含量條件下，涂料的體積固含量約為傳統(tǒng)富鋅底漆的1.6倍，換言之，在相同涂層厚度時(shí)，其用量比傳統(tǒng)富鋅底漆節(jié)約30%以上。本發(fā)明所提供的鋅烯防腐涂料現(xiàn)場(chǎng)涂裝工藝簡(jiǎn)單，是可以用于不同用途、不同種類及形狀的鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件的防腐涂料。具體實(shí)施方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。一種鋅烯防腐涂料，按重量配比組成為，改性環(huán)氧樹脂10-40%；功能性填料20-50%；鋅粉0.01-28%，石墨烯0.2-3%，表面活性劑3-15%，二甲苯5-25%，正丁醇5-25%，所有組分的重量之和為100%。進(jìn)一步改進(jìn)的是，所述的石墨烯的性能指標(biāo)，層數(shù)≤30；單位電導(dǎo)率≥4000s/m；比表面積bet為90～250m2/g。一種鋅烯防腐涂料，其使用步驟包括，a.預(yù)處理，施工前，將待涂工件表面進(jìn)行除油除銹，去除油污、鹽分及其它污物；然后進(jìn)行刷涂；b.鋅烯防腐涂料由鋅烯防腐底漆及配套的固化劑雙組分組成，使用時(shí)先將鋅烯防腐底漆攪拌均勻，然后按鋅烯防腐底漆：固化劑=10：1的比例將兩組分混合，并攪拌均勻；可按現(xiàn)場(chǎng)需求添加0～15%含量的稀料；然后等鋅烯防腐涂料熟化后再進(jìn)行涂裝；熟化時(shí)間，10℃～30min；20℃～20min；30℃～10min；表干時(shí)間，25~35min，溫度為20~25℃；硬干時(shí)間，11~13h，溫度為20~25℃；最短涂覆間隔，溫度為8~10℃時(shí)，15~16h；溫度為20~25℃時(shí)，10~12h；溫度為35~40℃時(shí)，6~8h；c.施工時(shí)，工件表面溫度必須比露點(diǎn)溫度高3℃以上，且低于50℃；刷涂作業(yè)時(shí)環(huán)境的相對(duì)濕度低于85%；刷涂作業(yè)時(shí)應(yīng)不斷攪拌，防止沉淀；d.涂裝可采用噴涂或刷涂方法，底漆膜層總厚度為60～80um，分兩道刷涂；實(shí)干后可在其膜層表面進(jìn)行涂裝面漆。一種鋅烯防腐涂料的新用途，所述的鋅烯防腐涂料用于鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件防腐蝕中。實(shí)施例1一種鋅烯防腐涂料，按重量配比組成為，改性環(huán)氧樹脂30%；功能性填料30%；鋅粉15%，石墨烯2%，表面活性劑5%，二甲苯8%，正丁醇10%。2016年8月，采用鋅烯防腐涂料，在鄭州鐵路局鄭州橋工段管內(nèi)，隴海正線跨鄭州市區(qū)城東路和紫荊山路特大橋人行道鋼支架上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)刷涂試驗(yàn)。該橋位于隴海下行客車線k563+989～k565+084，全長(zhǎng)1095m。現(xiàn)場(chǎng)人員按照該涂料的使用方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)刷涂，具體施工過程與實(shí)施例1相同。本次利用2kg鋅烯防腐涂料，共刷涂4個(gè)鋼支架。實(shí)施例2一種鋅烯防腐涂料，按重量配比組成為，改性環(huán)氧樹脂35%；功能性填料25%；鋅粉12%，石墨烯2.5%，表面活性劑3%，二甲苯12.5%，正丁醇10%。同年8月，采用鋅烯防腐涂料，在鄭州鐵路局新鄉(xiāng)橋工段管內(nèi)，京廣正線跨衛(wèi)河橋下承式鋼桁梁上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)刷涂試驗(yàn)。該橋梁位于京廣線上行重車方向，中心里程k597+177?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員按照該涂料的使用方法進(jìn)行刷涂，具體施工過程與實(shí)施例1相同。本次利用鋅烯防腐涂料1.5kg共刷涂了5.5平方及一個(gè)鋼托架。實(shí)施例3改性環(huán)氧樹脂33.8%；功能性填料22%；鋅粉20%，石墨烯1.4%，表面活性劑6%，二甲苯6%，正丁醇10.8%。2016年9月，采用鋅烯防腐涂料，在鄭州鐵路局鄭州橋工段管內(nèi)，隴海正線跨鄭州市區(qū)城東路和紫荊山路特大橋人行道鋼支架上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)刷涂試驗(yàn)。該橋位于隴海下行客車線k563+989～k565+084，全長(zhǎng)1095m?，F(xiàn)場(chǎng)人員按照該涂料的使用方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)刷涂，具體施工過程與實(shí)施例1相同。本次利用4kg鋅烯防腐涂料，共刷涂8個(gè)鋼支架。實(shí)施例4改性環(huán)氧樹脂38.5%；功能性填料21%；鋅粉22.2%，石墨烯0.9%，表面活性劑7.1%，二甲苯5.1%，正丁醇5.2%。2016年9月，采用鋅烯防腐涂料，在鄭州鐵路局新鄉(xiāng)橋工段管內(nèi)，京廣正線跨衛(wèi)河橋下承式鋼桁梁上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)刷涂試驗(yàn)。該橋梁位于京廣線上行重車方向，中心里程k597+177。現(xiàn)場(chǎng)工作人員按照該涂料的使用方法進(jìn)行刷涂，具體施工過程與實(shí)施例1相同。本次利用鋅烯防腐涂料2kg共刷涂了7平方及一個(gè)鋼托架。實(shí)施例5改性環(huán)氧樹脂30%；功能性填料20%；鋅粉22%，石墨烯0.6%，表面活性劑8%，二甲苯13%，正丁醇6.4%。2016年9月，采用鋅烯防腐涂料，在鄭州鐵路局新鄉(xiāng)橋工段管內(nèi)，京廣線上行外包線唐莊特大橋63#墩北側(cè)面和東側(cè)面，現(xiàn)場(chǎng)工作人員按照該涂料的使用方法進(jìn)行刷涂，具體施工過程與實(shí)施例1相同。本次利用鋅烯防腐涂料5kg共刷涂橋墩7.6平方米。表1鋅烯防腐涂料、傳統(tǒng)富鋅環(huán)氧涂料性能指標(biāo)對(duì)比項(xiàng)目鋅烯防腐涂料富鋅底漆耐中性鹽霧3000以上，涂層無變化600h（行標(biāo)）附著力（拉開法）12-21mpa6mpa（通標(biāo)）耐人工氣候老化2000h，無變化、粉化——鋅烯防腐涂料在耐中性鹽霧、附著力（拉開法）、耐人工氣候老化等主要性能測(cè)試中表現(xiàn)出優(yōu)異效果，遠(yuǎn)大于富鋅底漆的性能指標(biāo)，對(duì)于鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件在特殊環(huán)境惡劣環(huán)境中尤其適用。表2實(shí)施例1、2、3、4、5涂裝半年后現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)現(xiàn)象項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5生銹6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化掉塊/脫落6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化光澤度6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化6個(gè)月，無變化有關(guān)工作人員定期對(duì)涂裝工件進(jìn)行定期觀測(cè)，由于鋼結(jié)構(gòu)工件和鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用是在戶外工作運(yùn)行，所以只能對(duì)其外部形貌進(jìn)行觀察。通過半年多的觀測(cè)，鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土的涂層表面在生銹、掉塊/脫落、光澤度等外觀上沒有發(fā)生任何變化，表現(xiàn)出優(yōu)異的防腐效果，有效地延長(zhǎng)了工件使用壽命。后期仍在繼續(xù)觀測(cè)。本發(fā)明所用涂料基于石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，如納米二維片狀結(jié)構(gòu)、防水性、快速導(dǎo)電性等，研究了一種適用于鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件的鋅烯防腐涂料，該涂層具有物理隔絕作用，能夠阻止腐蝕介質(zhì)滲入工件表面，并且還具有保護(hù)陰極作用，保護(hù)了線橋設(shè)備結(jié)構(gòu)工件。根據(jù)上述石墨烯的特性以及現(xiàn)存鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件的腐蝕現(xiàn)狀，鋅烯防腐涂料必將為鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工件防腐措施的發(fā)展趨勢(shì)。上述實(shí)施案例僅為本發(fā)明的3項(xiàng)具體實(shí)施案例，并非依此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，故：凡是采用鋅烯防腐涂料在鐵路線橋設(shè)備鋼結(jié)中的應(yīng)用均在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍以內(nèi)。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12