專利名稱：耐腐蝕納米涂料、耐腐蝕鋼軌及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵表面處理領(lǐng)域，具體涉及到一種耐腐蝕納米涂料，用該涂料涂布制備得到的鋼軌，及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著高強(qiáng)度鋼軌的應(yīng)用，鋼軌的腐蝕已成為最主要的影響鋼軌使用壽命的因素之一。
目前在提高鋼軌的耐腐蝕性能上，還沒有成型的、完全可工業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)，僅進(jìn)行過一些技術(shù)性探討及嘗試，其中包括(1)采用犧牲保護(hù)法提高鋼軌耐蝕性能；(2)鋼軌原料鋼中添加銅、鉻等合金元素，提高鋼軌耐蝕性能；(3)鋼軌表面熱噴涂鋁鋅等合金涂層，提高鋼軌耐蝕性能。
上述所采取的種種鋼軌防腐保護(hù)措施均有一定的效果，但是，這些技術(shù)在生產(chǎn)工藝實(shí)施及成本上卻存在明顯的不足1、犧牲保護(hù)法的實(shí)施受線路限制，另外犧牲保護(hù)回路的電流影響鐵路信號(hào)，并且更換消耗性犧牲鋅片的成本高，無(wú)法得以推廣應(yīng)用。
2、在鋼軌原料鋼中添加銅、鉻等合金元素，雖可提高鋼軌耐蝕性能，但原料鋼成本高，且鋼軌鋼的冶煉、軋制等工藝技術(shù)需作相當(dāng)大的改進(jìn)，且因銅、鉻的加入對(duì)高碳鋼軌鋼的韌性和焊接性能帶來副作用，降低了鋼軌使用的安全性，因而未能推廣。
3、歐洲一些國(guó)家針對(duì)鐵路橋梁、火車車廂等采用熱噴涂鋁鋅合金技術(shù)。法國(guó)曾嘗試鋼軌熱噴涂鋁鋅合金層的試驗(yàn)；日本也曾對(duì)鋼軌軌頭噴砂除銹后，再噴涂120μm的鋁鋅合金涂層，最后用兩道瀝青漆封孔。但熱噴涂合金鋁鋅涂層存在以下缺陷，無(wú)法規(guī)?；茝V使用a、熱噴涂鋁鋅合金涂層對(duì)鋼軌表面除銹等級(jí)要求高，需達(dá)到Sa3.0級(jí)的表面處理“表面應(yīng)無(wú)可見的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)，表面具有均勻的金屬色澤”。對(duì)于既不是大型材，更不是鋼板形狀的鋼軌，由于斷面小且不對(duì)稱，表面噴砂處理要達(dá)到Sa3.0級(jí)很困難，會(huì)大大降低生產(chǎn)速度慢，并且鋼軌的軌腳等輪廓邊緣易被“切削”掉。
b、在平面上熱浸鍍的鍍層的均勻性保證難度相當(dāng)大，而在小且不對(duì)稱的鋼軌端面上熱噴涂呈絲狀的鋁鋅合金涂層，無(wú)法保證涂層的均勻性，且設(shè)備投資大，工藝復(fù)雜。
C、熱噴涂涂層孔隙率高，需進(jìn)行有機(jī)涂層封閉處理。有機(jī)涂層封孔需2涂2烘工藝。熱噴涂需要包括噴砂除銹、除塵、熱噴涂、冷卻、噴有機(jī)涂層、烘干、噴有機(jī)涂層、烘干的8段主要工序，工藝流程長(zhǎng)、工序繁瑣。
另外，“一種耐腐蝕涂層鋼軌生產(chǎn)工藝”(中國(guó) 申請(qǐng)日期2003年5月26日 專利號(hào)ZL 03117936.3)中采用的是噴涂富鋅、富鋅鋁、富鋁鋅等涂料，此方法生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，占地面積較大，及噴涂的飛濺涂料無(wú)法回收及形成一定污染物，帶來處理成本較高的問題。富鋅、富鋅鋁、富鋁鋅等涂層耐濕、耐鹽霧性能好，但由于鋅、鋅鋁、鋁鋅屬兩性金屬，既可與酸反應(yīng)，又可與堿反應(yīng)，在酸性及堿性條件下，75微米的涂層的保持時(shí)間短。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是提供一種附著性高、成本低廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、耐腐蝕的無(wú)機(jī)納米涂料。該無(wú)機(jī)納米涂料是由下述重量百分比的組分制備而成成膜物 20～60納米顏料 3～8防銹助劑 5～15其它助劑 0.025～4去離子水 30～70；其中的成膜物為磷酸二氫鋁或三聚磷酸二氫鋁中的至少一種；其中的納米顏料是納米TiOx、納米SiOx、納米ZnOx中的一種或多種，X代表正整數(shù)；其中的防銹助劑，可以采用水溶性Cr3+化合物、Mo的水溶性化合物、W的水溶性化合物、Zr的水溶性化合物、V的水溶性化合物中一種或多種；其中的其它助劑為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉中的至少一種。
優(yōu)選的，上述無(wú)機(jī)納米涂料是由下述重量百分比的組分制備而成無(wú)機(jī)成膜物質(zhì) 45納米顏料 5防銹助劑 8
其它助劑 1去離子水 41。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是提供一種步驟簡(jiǎn)便，成本低廉的制備上述無(wú)機(jī)納米涂料的方法。該方法包括以下步驟a、按配比取下述組分成膜物、納米顏料、防銹助劑、其它助劑、去離子水；b、取成膜物加入到水中，充分溶解，得溶液；c、防銹助劑加入到步驟b所得的溶液中，充分?jǐn)嚢?，得混合物；d、向步驟c所得的混合物中加入納米顏料，使其分散均勻，得混合物；e、向步驟d所得混合物中加入其它助劑，攪拌分散15～30分鐘，即得。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之三是提供一種耐蝕性能好、耐候性優(yōu)良的耐腐蝕鋼軌。該耐腐蝕鋼軌的表面具有由權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)納米涂料涂布形成的涂層。
進(jìn)一步的，上述涂層的厚度為5～45微米。
優(yōu)選的，上述涂層的厚度為10～15微米。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之四是提供一種步驟簡(jiǎn)便，原料利用率高的制備上述耐腐蝕鋼軌的方法。該方法包括如下步驟a、取普通鋼軌，表面除銹，除粉塵；b、將表面處理后的普通鋼軌，經(jīng)過噴涂裝置將無(wú)機(jī)納米涂料涂布至普通鋼軌下顎至軌底的表面，再將涂層刮平，得耐腐蝕鋼軌初品；c、采用80℃～120℃的熱風(fēng)將步驟b所得耐腐蝕鋼軌初品表面的無(wú)機(jī)納米涂層烘干，冷卻后即得耐腐蝕鋼軌成品。
其中，上述步驟a中所述的普通鋼軌指沒有涂布本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料的鋼軌。這些鋼軌在使用時(shí)均需清除表面的銹跡、粉塵、其它涂層等，暴露出鋼軌本身的鋼的基面。
其中，上述步驟a中所述表面除銹是用噴砂裝置噴砂除銹，除塵是30℃～35℃的熱風(fēng)或未加熱的空氣將鋼軌表面殘留的粉塵去除。
其中，上述步驟b中所述噴涂裝置的噴嘴至鋼軌表面的距離控制為10cm～20cm，噴涂壓力為3kgf/cm2～5kgf/cm2。
上述步驟b中噴涂裝置的噴嘴噴射角度是45°～135°，最佳角度為135°。
上述步驟d中冷卻是采用潔凈的空氣吹噴以冷卻涂層。
其中，本發(fā)明所述的防銹助劑可以是下述化合物中的至少一種水溶性三價(jià)鉻化合物，如硫酸鉻(Cr2(SO4)3)，硝酸鉻(Cr(NO3)3)，氯化鉻(Cr(Cl)3)，鉻酸胍；Mo的水溶性化合物，如鉬酸銨，鉬酸鈉，鉬酸鉀；W的水溶性化合物，如鎢酸銨，鎢酸鈉，鎢酸鉀，仲鎢酸銨；Zr的水溶性化合物，如鋯酸銨，氟鋯酸鈉，鋯酸鉀，硫酸鋯，醋酸鋯；V的水溶性化合物，如偏釩酸銨，偏釩酸鈉，偏釩酸鉀。
本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料選用納米金屬氧化物作為原料，其中所述的其它助劑主要起分散納米材料的作用。本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料的制備過程中需在加入納米顏料前加入防銹助劑，以免破壞加入納米顏料均勻分散體系的電位；最佳攪拌分散的速度為1400轉(zhuǎn)/min左右，最佳分散時(shí)間20分鐘左右。
本發(fā)明耐腐蝕鋼軌所使用的原料鋼軌應(yīng)符合中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[TB/T2344-2003]《43kg/m～75kg/m熱軋鋼軌訂貨技術(shù)條件》的規(guī)定。其中所用的原料鋼軌可以是新生產(chǎn)的鋼軌，也可以是回收符合再生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的鋼軌，采用回收鋼軌可以提高鋼材的利用度，能節(jié)約成本。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料具有良好的涂裝性能和機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕性能和耐候性好，所形成的涂層薄、外觀光滑平整、具有一定導(dǎo)電性能，且粘度低、易涂裝、成本低廉。本發(fā)明耐腐蝕鋼軌具有制備簡(jiǎn)單、耐蝕性能和耐酸堿性能優(yōu)異、涂層外觀光滑平整、材料易得，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制備耐腐蝕鋼軌的方法步驟簡(jiǎn)單，對(duì)鋼軌的前處理要求低，噴砂除銹等級(jí)只需達(dá)到Sa2.0級(jí)即可，)，涂層固化溫度低(80℃～120℃)、固化時(shí)間短(2min以下)，涂料能接近100％的利用，能節(jié)約成本，加快生產(chǎn)速度，利于推廣使用。
下面通過具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明但不限定本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一 本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料制備制備方法a、取下述重量百分比的組分磷酸二氫鋁20％、納米級(jí)TiO23％、鉬酸鈉5％，六偏磷酸鈉2％、去離子水70％；b、將磷酸二氫鋁加入到水中，充分溶解；c、將鉬酸鈉加入到步驟b的溶液中，充分?jǐn)嚢?；d、向步驟c所得的混合物中加入納米級(jí)TiO2納米顏料，使其分散均勻；e、向步驟d所得混合物中加入六偏磷酸鈉，攪拌分散30分鐘，分裝，入庫(kù)。制得本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料a。
實(shí)施例二 本發(fā)明無(wú)機(jī)涂料的及鋼軌的制備制備方法1、無(wú)機(jī)納米涂料原料重量百分比磷酸二氫鋁60％，納米級(jí)ZnO 8％，六氟鋯酸鉀15％，六偏磷酸鈉4％，去離子水13％。
a、取下述重量百分比的組分60％的磷酸二氫鋁，8％的納米級(jí)ZnO，15％的六氟鋯酸鉀，4％的六偏磷酸鈉，13％的去離子水；b、取磷酸二氫鋁加入到水中，充分溶解；c、六氟鋯酸鉀加入到步驟b的溶液中，充分?jǐn)嚢瑁籨、向步驟c所得的混合物中加入納米級(jí)ZnO，使其分散均勻；e、向步驟d所得混合物中加入六偏磷酸鈉，攪拌分散20分鐘，分裝，入庫(kù)。制得本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料b。
實(shí)施例三 本發(fā)明無(wú)機(jī)涂料的制備制備方法a、取下述重量百分比的組分重量比例為1∶1的磷酸二氫鋁與三聚磷酸二氫鋁35％，納米級(jí)SiO25％，硝酸鉻5％，三聚磷酸鈉3％，去離子水52％；b、將磷酸二氫鋁和三聚磷酸二氫鋁加入到水中，充分溶解；c、硝酸鉻加入到步驟b的溶液中，充分?jǐn)嚢?；d、向步驟c所得的混合物中加入納米級(jí)SiO2，使其分散均勻；e、向步驟d所得混合物中加入三聚磷酸鈉，攪拌分散15分鐘，分裝，入庫(kù)。制得本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料c。
實(shí)施例四 本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的制備用本發(fā)明實(shí)施例一制備的無(wú)機(jī)納米涂料a制備耐腐蝕鋼軌。
將鋼軌倒置傳送到噴砂處理裝置中，將鋼軌下顎至軌底的表面的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)基本清除，表面粗糙度等級(jí)達(dá)Sa2.0級(jí)。在此過程中，鋼軌按10m/min速度前行。
鋼軌仍以10m/min速度傳送到除塵裝置內(nèi)，用熱風(fēng)(溫度30～35℃)除塵方式將噴砂后鋼軌表面的殘留物去除，重復(fù)2次，將表面潔凈、干燥的鋼軌進(jìn)入噴涂槽內(nèi)。
鋼軌在輥道傳送下，仍以10m/min速度通過1m長(zhǎng)的特制密閉噴涂裝置。鋼軌頭進(jìn)入噴涂裝置后，檢測(cè)裝置發(fā)訊號(hào)，噴涂裝置內(nèi)各方向布置的噴嘴自動(dòng)噴涂本發(fā)明實(shí)施例一制備的無(wú)機(jī)納米涂料a，在鋼軌下顎至軌底的表面上形成一層無(wú)機(jī)耐腐蝕納米涂層。然后，鋼軌前行至噴涂刮刀裝置，刮刀將涂層擠干并使涂層均勻平整。
緊接著，鋼軌通過20米長(zhǎng)的熱風(fēng)烘干裝置。鋼軌頭進(jìn)入烘干裝置，熱風(fēng)裝置啟動(dòng)，采用80℃的熱風(fēng)將鋼軌無(wú)機(jī)涂層烘干。
鋼軌涂層烘干后，采用潔凈的室溫空氣吹噴冷卻涂層，得本發(fā)明耐腐蝕鋼軌A。
耐腐蝕鋼軌下線，吊裝、堆剁入庫(kù)。
實(shí)施例五 本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的制備用本發(fā)明實(shí)施例一制備的無(wú)機(jī)納米涂料b制備耐腐蝕鋼軌。
將鋼軌傳送到噴砂處理裝置中，將鋼軌下顎至軌底的表面的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)基本清除，表面粗糙度等級(jí)達(dá)Sa2.0級(jí)以上。在此過程中，鋼軌按5m/min速度前行。
鋼軌仍以5m/min速度傳送到除塵裝置內(nèi)，用熱風(fēng)(溫度25～35℃)除塵方式將噴砂后鋼軌表面的殘留物去除，表面潔凈、干燥的鋼軌進(jìn)入噴涂槽內(nèi)。
鋼軌在輥道傳送下，仍以5m/min速度通過1m長(zhǎng)的特制密閉噴涂裝置。鋼軌頭進(jìn)入噴涂裝置后，檢測(cè)裝置發(fā)訊，噴涂裝置內(nèi)頂壁、左右2壁布置的噴嘴自動(dòng)噴涂本發(fā)明實(shí)施例二制備的無(wú)機(jī)納米涂料b，在鋼軌下顎至軌底的表面上形成一層無(wú)機(jī)耐腐蝕納米涂層。鋼軌前行至噴涂刮刀裝置，刮刀將涂層擠干并使涂層均勻平整。
緊接著，鋼軌通過20米長(zhǎng)的熱風(fēng)烘干裝置。鋼軌頭進(jìn)入烘干裝置，熱風(fēng)裝置啟動(dòng)，120℃的熱風(fēng)將鋼軌無(wú)機(jī)涂層烘干。
鋼軌涂層烘干后，采用潔凈的室溫空氣吹噴冷卻涂層，得本發(fā)明耐腐蝕鋼軌B。
耐腐蝕鋼軌下線，吊裝、堆剁入庫(kù)。
實(shí)施例六 本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的制備用本發(fā)明實(shí)施例一制備的無(wú)機(jī)納米涂料c制備耐腐蝕鋼軌。
將鋼軌傳送到噴砂處理裝置中，將鋼軌下顎至軌底的表面的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)基本清除，表面粗糙度等級(jí)達(dá)Sa2.0級(jí)。在此過程中，鋼軌按8m/mi速度前行。
鋼軌仍以8m/min速度傳送到除塵裝置內(nèi)，用熱風(fēng)(溫度25～35℃)2次除塵方式將噴砂后鋼軌表面的殘留物去除，鋼軌以潔凈、干燥的表面進(jìn)入噴涂槽內(nèi)。
鋼軌在輥道傳送下，仍以8m/min速度通過1m長(zhǎng)的特制密閉噴涂裝置。鋼軌頭進(jìn)入噴涂裝置后，檢測(cè)裝置發(fā)訊，噴涂裝置內(nèi)頂壁、左右兩壁布置的噴嘴自動(dòng)噴涂本發(fā)明實(shí)施例二制備的無(wú)機(jī)納米涂料c，在鋼軌下顎至軌底的表面上形成一層無(wú)機(jī)耐腐蝕納米涂層。鋼軌前行至噴涂刮刀裝置，刮刀將涂層擠干并使涂層均勻平整。
緊接著，鋼軌通過20米長(zhǎng)的熱風(fēng)烘干裝置。鋼軌頭進(jìn)入烘干裝置，熱風(fēng)裝置啟動(dòng)，100℃的熱風(fēng)將鋼軌無(wú)機(jī)涂層烘干。
鋼軌涂層烘干后，采用潔凈的室溫空氣吹噴冷卻涂層，得本發(fā)明耐腐蝕鋼軌C。
耐腐蝕鋼軌下線，吊裝、堆剁入庫(kù)。
試驗(yàn)例一 本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料的檢測(cè)分別檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例一、二、三分別制備的涂料a、b、c的質(zhì)量。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)涂料粘度(粘度杯)，納米顏料的沉降速度(沉降法)，固體組分(單位體積涂料熱烘干法)。以現(xiàn)有的鋼軌用耐腐蝕涂料Lw-1無(wú)機(jī)富鋅涂料(武漢鐵華有限責(zé)任公司生產(chǎn))作為對(duì)照。
表一 本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料的初步檢測(cè)結(jié)果
試驗(yàn)例二 本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的質(zhì)量檢測(cè)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例四、五、六制備得到的耐腐蝕鋼軌A、B、C進(jìn)行耐蝕性能、涂層附著性能、耐酸堿性能、涂層外觀平整度、導(dǎo)電性能等指標(biāo)的檢測(cè)。
以攀鋼生產(chǎn)的，表面采用Lw-1無(wú)機(jī)富鋅涂料涂裝厚度75μm的PD3 60k/m鋼軌作為對(duì)照。
1、耐蝕性能檢測(cè)檢測(cè)方法中性鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T10125-1997《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》。實(shí)驗(yàn)步驟配制5％的氯化鈉水溶液，溶液PH值為PH6.5～7.2，倒入鹽霧箱盛液槽內(nèi)；啟動(dòng)鹽霧試驗(yàn)箱電源，設(shè)定鹽霧箱試驗(yàn)溫度35℃±℃；調(diào)整噴射壓力，鹽霧沉降量在1～2ml/.h.80cm2；將試驗(yàn)鋼軌及對(duì)比鋼軌涂層面作為鹽霧接受面，并傾斜成20°；關(guān)閉鹽霧箱，并開啟鹽霧箱噴霧開關(guān)進(jìn)行噴霧試驗(yàn)；試驗(yàn)以24h為1周期，每周期連續(xù)噴霧。試驗(yàn)過程中，每24h開箱檢查、記錄并拍照。以鹽霧接受面的鋼軌涂層初生紅銹時(shí)間作為評(píng)定鋼軌涂層耐蝕性能標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)照品(采用Lw-1無(wú)機(jī)富鋅涂料涂刷厚度75μm的鋼軌)涂層的初生紅銹的時(shí)間為1080小時(shí)(即45天)；本發(fā)明鋼軌最早初生紅銹的時(shí)間為1440小時(shí)(即60天)，明顯優(yōu)于對(duì)照產(chǎn)品。
2、涂層附著性能檢測(cè)檢測(cè)方法本發(fā)明采用動(dòng)載法(三點(diǎn)彎曲疲勞加載試驗(yàn))及落錘試驗(yàn)來評(píng)價(jià)本發(fā)明耐腐蝕納米鋼軌的涂層附著性能。
動(dòng)載法(三點(diǎn)彎曲疲勞加載試驗(yàn))加載條件交變頻率為5Hz的正弦波，載荷7.8t～40t，跨距1000mm，加載到2×106次。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)加載到2×106次后鋼軌斷裂，觀察鋼軌表面涂層應(yīng)無(wú)脫落；鋼軌斷裂位置涂層應(yīng)牢固附著在鋼軌上；鋼軌斷口表面涂層與鋼軌斷口的形狀應(yīng)一致。
落錘試驗(yàn)條件1t的重錘從9m的高度自由落體砸在鋼軌表面。
落錘評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)鋼軌未斷裂部位的涂層應(yīng)未出現(xiàn)裂紋、脫落；鋼軌斷口部位涂層與斷口形狀應(yīng)一致。
一般的評(píng)價(jià)涂層附著性能采用劃格法(采用普通刀片在涂層上劃方格，用膠帶粘，看劃的格子上的涂層是否脫落)、劃圈法(采用類似圓規(guī)針的尖角劃圈后再用膠帶粘)、沖擊法(1kg的球從50cm高度落下砸涂層)等，不足以檢測(cè)鋼軌涂層在鐵路線上的受巨大拉應(yīng)力及壓應(yīng)力作用下的附著性。而動(dòng)載法(三點(diǎn)彎曲疲勞加載試驗(yàn))及落錘試驗(yàn)是模擬評(píng)價(jià)鋼軌在鐵路線上使用過程中火車通過時(shí)鋼軌是否斷裂的條件，用此2種方法評(píng)價(jià)鋼軌表面涂層的附著性是相當(dāng)苛刻并符合實(shí)際應(yīng)用情況的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的涂層附著性能非常優(yōu)異，能在受到巨大拉應(yīng)力及壓應(yīng)力作用下保持涂層的高附著性，而對(duì)照品的涂層附著性能也較好。
3、耐酸堿性能檢測(cè)檢測(cè)方法采用5％的硫酸溶液和25％的氫氧化鈉溶液分別浸泡鋼軌涂層，記錄涂層脫落時(shí)間。
本發(fā)明耐腐蝕鋼軌在5％的硫酸溶液中浸泡8小時(shí)后，涂層無(wú)脫落；而對(duì)照品的涂層在5％的硫酸溶液中浸泡，2分鐘內(nèi)就全部脫落，表明本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的涂層耐酸性優(yōu)異。
本發(fā)明耐腐蝕鋼軌采用25％的氫氧化鈉溶液浸泡鋼軌涂層，浸泡24小時(shí)后，涂層無(wú)脫落；而對(duì)照品的涂層在25％的氫氧化鈉溶液中浸泡，在5分鐘內(nèi)全部脫落，表明本發(fā)明耐腐蝕鋼軌涂層耐堿性優(yōu)異。
4、涂層外觀
涂層外觀光滑平整用手觸摸鋼軌涂層無(wú)粗糙感；在顯微電鏡下以300倍的放大倍數(shù)觀察涂層表面形貌，涂層無(wú)凹凸不平的圖象。涂層顏色為灰白色或淺灰白色。
5、導(dǎo)電性能檢測(cè)采用層間電阻法測(cè)試涂層表面電阻，本發(fā)明耐腐蝕鋼軌電阻值＜5Ω/cm2；而對(duì)照鋼軌涂層表面電阻＞50Ω/cm2，優(yōu)于對(duì)照品。
表二 本發(fā)明耐腐蝕鋼軌的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果
上述具體實(shí)例表明本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料耐腐蝕性能好、耐酸堿性和耐候性好、粘度低、易涂裝、成本低廉，所形成的涂層薄、外觀光滑平整。本發(fā)明耐腐蝕鋼軌具有耐蝕性能和耐酸堿性能優(yōu)異、涂層外觀越光滑平整、制備簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制備耐腐蝕鋼軌的方法步驟簡(jiǎn)單，對(duì)鋼軌的前處理要求低，噴砂除銹等級(jí)只需達(dá)到Sa2.0級(jí)即可，涂層固化溫度低(80℃～120℃)、固化時(shí)間短(2min以下)，涂料能接近100％的利用，能節(jié)約成本，加快生產(chǎn)速度，利于推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)納米涂料，其特征在于由下述重量百分比的組分制備而成成膜物 20～60納米顏料 3～8防銹助劑 5～15其它助劑 0.025～4去離子水 30～70；其中的成膜物為磷酸二氫鋁或三聚磷酸二氫鋁中的至少一種；其中的納米顏料是納米TiOx、納米SiOx、納米ZnOx中的一種或多種，X代表正整數(shù)；其中的防銹助劑，可以采用水溶性Cr3+化合物、Mo的水溶性化合物、W的水溶性化合物、Zr的水溶性化合物、V的水溶性化合物中一種或多種；其中的其它助劑為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)納米涂料，其特征在于由下述重量百分比的組分制備而成無(wú)機(jī)成膜物質(zhì) 45納米顏料 5防銹助劑 8其它助劑 1去離子水 41。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)納米涂料的方法，它包括如下步驟a、按配比取下述組分成膜物、納米顏料、防銹助劑、其它助劑、去離子水；b、取成膜物加入到水中，充分溶解，得溶液；c、防銹助劑加入到步驟b所得的溶液中，充分?jǐn)嚢?，得混合物；d、向步驟c所得的混合物中加入納米顏料，使其分散均勻，得混合物；e、向步驟d所得混合物中加入其它助劑，攪拌分散15～30分鐘，即得。
4.一種耐腐蝕鋼軌，其特征在于表面具有由權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)納米涂料涂布形成的涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐腐蝕鋼軌，其特征在于所述涂層的厚度為5～45微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐腐蝕鋼軌，其特征在于所述涂層的厚度為10～15微米。
7.一種制備權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的耐腐蝕鋼軌的方法，它包括如下步驟a、取普通鋼軌，表面除銹，除粉塵；b、將表面處理后的普通鋼軌，經(jīng)過噴涂裝置將無(wú)機(jī)納米涂料涂布至普通鋼軌下顎至軌底的表面，再將涂層刮平，得耐腐蝕鋼軌初品；c、采用80℃～120℃的熱風(fēng)將步驟b所得耐腐蝕鋼軌初品表面的無(wú)機(jī)納米涂層烘干，冷卻后即得耐腐蝕鋼軌成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備耐腐蝕鋼軌的方法，其特征在于步驟a中所述表面除銹是用噴砂裝置噴砂除銹，步驟a中所述的除塵是用30℃～35℃的熱風(fēng)或未加熱的空氣除去將鋼軌表面殘留的粉塵；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備耐腐蝕鋼軌的方法，其特征在于步驟b中所述噴涂裝置的噴嘴至鋼軌表面的距離控制為10cm～20cm，噴涂壓力為3kgf/cm2～5kgf/cm2。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵表面處理領(lǐng)域，具體涉及到一種耐腐蝕納米涂料及其制備方法，以及用該涂料涂布制備得到的鋼軌。本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料是由下述重量百分比的組分制備而成成膜物20～60份，納米顏料3～8份，防銹助劑5～15，其它助劑0.025～4份，去離子水30～70，各組分之和為100％。本發(fā)明無(wú)機(jī)納米涂料具有良好的涂裝性能和機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕性能和耐候性好，所形成的涂層薄、外觀光滑平整、具有一定導(dǎo)電性能，且粘度低、易涂裝、成本低廉。本發(fā)明耐腐蝕鋼軌制備簡(jiǎn)單、耐蝕性能和耐酸堿性能優(yōu)異、涂層外觀光滑平整、成本低廉，利于推廣使用。
文檔編號(hào)E01B5/02GK1927951SQ200610021839
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
發(fā)明者田冰, 梅東生, 徐權(quán), 鄒明, 張勇剛, 馬建權(quán) 申請(qǐng)人:攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司