輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法，屬于輸電線桿塔防護的技術領域。所述輸電線路桿塔由中碳鋼制成，所述中碳鋼中碳的重量百分比為0.25～0.50wt％；所述桿塔表面噴涂形成有鋅合金涂層、鋅合金鍍層上噴涂有環氧富鋅封閉層。所述的鋅合金涂層中含有0.15～0.25wt％的Al、0.20～0.25wt％的Si、0.20～0.25wt％的Mg，和余量的Zn。本發明所述的長效防護涂層不含鉻酸鹽組分，環保性能好；而且通過對鋅合金涂料進行組分改進提高了其與中碳鋼基材的耐蝕性。在封閉層中通過將鋅粉與二氧化鈦交聯在一起不僅提供了良好的耐蝕性，而且還賦予涂層優異的耐候性。
【專利說明】
輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及輸電線桿塔防護的技術領域，更具體地說，本發明涉及一種輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法。【背景技術】
[0002]輸電桿塔是將電力從發電廠或發電站輸送到變電站，再從各級變電站輸送到用戶的專用設施。為了減少電能在長距離輸送過程中的電能損失，通常要先將發電廠或發電站的電能升壓到高壓或超高壓狀態。目前我國輸配電等級已達lOOOkv以上。隨著輸配電等級的提高，輸電桿塔變得越來越高、越來越大，對其使用壽命的要求也越來越長。輸電桿塔通常由鋼材制成，其表面通常通過噴涂鋅以及封閉樹脂形成防護涂層，但是現有技術中通常使用的醇酸樹脂、丙烯酸樹脂涂料等其耐候性較差，難以適應高熱、高寒或高濕地區的防護要求。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法。
[0004]為了解決上述技術問題并實現發明目的，本發明的第一方面提供了以下技術方案:
[0005]—種輸電線路桿塔長效防護涂層，其特征在于:所述輸電線路桿塔由中碳鋼制成， 所述中碳鋼中碳的重量百分比為〇.25?0.50wt% ;所述桿塔表面噴涂形成有鋅合金涂層、 鋅合金鍍層上噴涂有環氧富鋅封閉層。
[0006]其中，所述的鋅合金涂層中含有1.2?1.5wt%的Al、0.20?0.25wt%的S1、 0.10?0.15wt%的Mg，和余量的Zn。在所述的鋅鍍層中添加少量的A1和Si，有利于提高鋅鍍層的耐蝕性，而添加的Mg有利于改善鋅鍍層與桿塔之間的結合力，從而提高所述鋅合金鍍層的綜合性能。
[0007]其中，所述鋅合金涂層的厚度為50?200 ym。
[0008]其中，所述環氧富鋅封閉層通過噴涂環氧富鋅涂料形成，其干膜厚度為20? 50 ym ;所述環氧富鋅涂料含有8.0?12.5wt%的環氧樹脂E12、l.0?1.2wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、0.2?0.3wt %的六甲氧甲基三聚氰胺、55?75wt %的改性鋅粉，和余量的溶劑。
[0009]其中，所述改性鋅粉可以如下制備:取二氧化鈦微粉加入甲苯中配成懸浮液中，加入T -氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，攪拌1小時，加入過氧化月桂酰和鋅粉，加熱到60? 80°C攪拌反應1小時，經過濾、干燥后可得所述改性鋅粉；其中，Y-氨丙基三乙氧基硅烷的用量為球狀二氧化鈦的6?8wt%，丙稀酸的用量為二氧化鈦微粉的4?5wt%，鋅粉的用量為二氧化鈦微粉的200?250wt%。
[0010]其中，作為示例性地，所述中碳鋼的元素組成和重量百分比為:C: 0.2 5?0.50wt %、S1:0.10 ?0.30wt %、Mn:1.00 ?1.50wt%、V:0.01 ?0.02wt %、P 彡 0? 035wt %、S 彡 0? 035wt %、Cr 彡 0? 20wt %、Ni 彡 0? lOwt %、Cu 彡 0? lOwt %、 A1 < 0.02wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。
[0011] 本發明的第二方面，涉及一種輸電線路桿塔長效防護涂層的制備方法。
[0012] 本發明所述的輸電線路桿塔長效防護涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0013] ③熱噴涂鋅合金底層，所述底層的厚度為50?200 ym ;所述鋅合金噴涂料中含有1.2 ?1.5wt% 的 A1、0.20 ?0? 25wt% 的 S1、0.10 ?0? 15wt% 的 Mg，和余量的 Zn ;
[0014] ④噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，其干膜厚度為20?50 ym ;所述環氧富鋅涂料含有8.0?12.5wt%的環氧樹脂E12、1.0?1.2wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、0.2?0.3wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、55?75wt%的改性鋅粉，和余量的溶劑。
[0015]其中，所述輸電線路桿塔由中碳鋼制成，且其碳的重量百分比為0.25? 0.50wt % 〇
[0016]其中，所述改性鋅粉可以如下制備:取二氧化鈦微粉加入甲苯中配成懸浮液中，加入y -氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，攪拌1小時，加入過氧化月桂酰和鋅粉，加熱到60? 80°c攪拌反應1小時，經過濾、干燥后可得所述改性鋅粉；其中，Y-氨丙基三乙氧基硅烷的用量為球狀二氧化鈦的6?8wt%，丙稀酸的用量為二氧化鈦微粉的4?5wt%，鋅粉的用量為二氧化鈦微粉的200?250wt%。
[0017]與現有技術相比，本發明所述的輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法具有以下有益效果:
[0018] 本發明所述的長效防護涂層不含鉻酸鹽組分，環保性能好；而且通過對鋅合金涂料進行組分改進提高了其與中碳鋼基材的耐蝕性。在封閉層中通過將鋅粉與二氧化鈦交聯在一起不僅提供了良好的耐蝕性，而且還賦予涂層優異的耐候性和抗滲透性。【具體實施方式】
[0019]以下將通過參考示范性實施例，闡明本發明的目的和功能以及用于實現這些目的和功能的方法。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本發明的具體細節。
[0020]改性鋅粉1的制備
[0021]取二氧化鈦微粉加入甲苯中配成濃度為0.lmol/L的懸浮液中，加入y-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，攪拌1小時，加入過氧化月桂酰和鋅粉，加熱到80°C攪拌反應1小時， 經過濾、干燥后可得所述改性鋅粉；其中，氨丙基三乙氧基硅烷的用量為球狀二氧化鈦的8wt%，丙烯酸的用量為二氧化鈦微粉的5wt%，鋅粉的用量為二氧化鈦微粉的220wt%， 過氧化月桂酰的用量為丙烯酸的1.〇wt%。其中，二氧化鈦微粉的平均粒徑為3?5 ym，鋅粉的平均粒徑為〇.2?0.5 y m。
[0022]改性鋅粉2的制備
[0023]取二氧化鈦微粉加入甲苯中配成濃度為0.lmol/L的懸浮液中，加入y-氨丙基三乙氧基硅烷和丙烯酸，攪拌1小時，加入過氧化月桂酰和鋅粉，加熱到80°C攪拌反應1小時， 經過濾、干燥后可得所述改性鋅粉；其中，氨丙基三乙氧基硅烷的用量為球狀二氧化鈦的6wt%，丙烯酸的用量為二氧化鈦微粉的4wt%，鋅粉的用量為二氧化鈦微粉的250wt%， 過氧化月桂酰的用量為丙烯酸的1.0wt%。其中，二氧化鈦微粉的平均粒徑為3?5 ym，鋅粉的平均粒徑為〇.2?0.5 y m。
[0024]實施例1
[0025]在含碳量為0.32wt %的桿塔表面電弧噴涂鋅合金噴涂料。噴涂前進行除銹和噴砂處理，所述噴涂料中含有1.2wt%的A1、0.25wt%的S1、0.15wt%的Mg，和余量的Zn。噴涂后利用劃格法(GB/T 9286-88)，形成的鋅合金涂層的厚度為200 ym，測定其附著力等級達到0級。然后在鋅合金涂層表面上采用無氣噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，壓力為15MPa，所述環氧富鋅涂料含有10.0wt%的環氧樹脂E12、l.0wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、〇.3wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、60.0wt%的改性鋅粉1，和余量的溶劑； 形成的干膜厚度為50 y m。
[0026]實施例2
[0027]在含碳量為0.32wt%的桿塔表面電弧噴涂鋅合金噴涂料。噴涂前進行除銹和噴砂處理，所述噴涂料中含有1.5wt%的A1、0.25wt%的S1、0.15wt%的Mg，和余量的Zn。噴涂后利用劃格法(GB/T 9286-88)，形成的鋅合金涂層的厚度為200 ym，測定其附著力等級達到0級。然后在鋅合金涂層表面上采用無氣噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，壓力為15MPa，所述環氧富鋅涂料含有12.5wt%的環氧樹脂E12、l.2wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、〇.2wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、65wt%的改性鋅粉1，和余量的溶劑；形成的干膜厚度為50 ym。
[0028]實施例3
[0029]在含碳量為0.40wt%的桿塔表面電弧噴涂鋅合金噴涂料。噴涂前進行除銹和噴砂處理，所述噴涂料中含有1.2wt%的A1、0.25wt%的S1、0.15wt%的Mg，和余量的Zn。噴涂后利用劃格法(GB/T 9286-88)，形成的鋅合金涂層的厚度為200 ym，測定其附著力等級達到0級。然后在鋅合金涂層表面上采用無氣噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，壓力為15MPa，所述環氧富鋅涂料含有10.0wt%的環氧樹脂E12、l.0wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、〇.3wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、60.0wt%的改性鋅粉2,和余量的溶劑； 形成的干膜厚度為50 y m。
[0030]實施例4
[0031]在含碳量為0.40wt%的桿塔表面電弧噴涂鋅合金噴涂料。噴涂前進行除銹和噴砂處理，所述噴涂料中含有1.5wt%的A1、0.25wt%的S1、0.15wt%的Mg，和余量的Zn。噴涂后利用劃格法(GB/T 9286-88)，形成的鋅合金涂層的厚度為200 ym，測定其附著力等級達到0級。然后在鋅合金涂層表面上采用無氣噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，壓力為15MPa，所述環氧富鋅涂料含有12.5wt%的環氧樹脂E12、l.2wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、〇.2wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、65wt%的改性鋅粉2,和余量的溶劑；形成的干膜厚度為50 ym。
[0032]實施例1?4制備得到的防護涂層試樣利用GB1766-1995進行耐候性測試，利用 GB1740-79進行中性鹽霧實驗，其耐候性可以達到1級，耐鹽霧性可以達到0級。
[0033]比較例1
[0034]在含碳量為0.32wt %的桿塔表面電弧噴涂鋅合金噴涂料。噴涂前進行除銹和噴砂處理，所述噴涂料中含有1.2wt%的A1、0.25wt%的S1、0.15wt%的Mg，和余量的Zn。噴涂后利用劃格法(GB/T 9286-88)，形成的鋅合金涂層的厚度為200 ym，測定其附著力等級達到0級。然后在鋅合金涂層表面上采用無氣噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，壓力為15MPa，所述環氧富鋅涂料含有10.0wt %的環氧樹脂E12、1.0wt%的聚酰胺、0.2wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、70.0wt%的鋅粉，和余量的溶劑；形成的干膜厚度為50 ym。
[0035]比較例2
[0036]在含碳量為0.40wt %的桿塔表面電弧噴涂鋅合金噴涂料。噴涂前進行除銹和噴砂處理，所述噴涂料中含有1.5wt%的A1、0.25wt%的S1、0.15wt%的Mg，和余量的Zn。噴涂后利用劃格法(GB/T 9286-88)，形成的鋅合金涂層的厚度為200 ym，測定其附著力等級達到0級。然后在鋅合金涂層表面上采用無氣噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，壓力為15MPa，所述環氧富鋅涂料含有10.0wt %的環氧樹脂E12、1.0wt%的聚酰胺、0.2wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、70.0wt%的鋅粉，和余量的二甲苯；形成的干膜厚度為20 ym ;最后噴涂丙稀酸面層，所述丙稀酸面漆層由30wt%的丙稀酸酯聚合物、10wt%的錯楽；、20wt%的熱可塑性丙烯酸樹脂以及余量的溶劑組成，形成的干膜厚度為30 ym。
[0037]比較例1?2制備得到的防護涂層耐候性僅可以達到2?3級，耐鹽霧性僅為2 級。
[0038]對于本領域的普通技術人員而言，具體實施例只是對本發明進行了示例性描述， 顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種輸電線路桿塔長效防護涂層及其制備方法，其特征在于:所述輸電線路桿塔由 中碳鋼制成，所述中碳鋼中碳的重量百分比為0.25?0.50wt% ;所述桿塔表面噴涂形成有 鋅合金涂層、鋅合金鍍層上噴涂有環氧富鋅封閉層。2.根據權利要求1所述的輸電線路桿塔長效防護涂層，其特征在于:所述的鋅合金涂 層中含有1.2?1.5wt%的A1、0.20?0? 25wt%的S1、0.10?0? 15wt%的Mg，和余量的 Zn〇3.根據權利要求2所述的輸電線路桿塔長效防護涂層，其特征在于:所述鋅合金涂層 的厚度為50?200 ym。4.根據權利要求1所述的輸電線路桿塔長效防護涂層，其特征在于:所述環氧富鋅 封閉層通過噴涂環氧富鋅涂料形成，其干膜厚度為20?50 ym ;所述環氧富鋅涂料含有 8.0?12.5wt%的環氧樹脂E12、1.0?1.2wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鹽、0.2?0.3wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、55?75wt%的改性鋅粉，和余量的溶劑。5.根據權利要求4所述的輸電線路桿塔長效防護涂層，其特征在于:所述改性鋅粉通 過如下工藝制備:取二氧化鈦微粉加入甲苯中配成懸浮液中，加入y-氨丙基三乙氧基硅 烷和丙烯酸，攪拌1小時，加入過氧化月桂酰和鋅粉，加熱到60?80°C攪拌反應1小時， 經過濾、干燥后可得所述改性鋅粉；其中，氨丙基三乙氧基硅烷的用量為球狀二氧化鈦 的6?8wt %，丙烯酸的用量為二氧化鈦微粉的4?5wt %，鋅粉的用量為二氧化鈦微粉的 200 ?250wt%。6.根據權利要求1所述的輸電線路桿塔長效防護涂層，其特征在于:所述中碳鋼的元 素組成和重量百分比為:C:0? 25 ?0? 50wt%、S1:0? 10 ?0? 30wt%、Mn:1.00 ?1.50wt%、 V:0? 01 ?0? 02wt %、P 彡 0? 035wt %、S 彡 0? 035wt %、Cr 彡 0? 20wt %、Ni 彡 0? 10wt %、 Cu < 0.10wt%、A1 < 0.02wt%，余量為Fe和不可避免的雜質。7.—種輸電線路桿塔長效防護涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟:①熱噴涂鋅合金底層，所述底層的厚度為50?200 ym ;所述鋅合金噴涂料中含有1.2 ?1.5wt% 的 A1、0.20 ?0? 25wt% 的 S1、0.10 ?0? 15wt% 的 Mg，和余量的 Zn ;②噴涂環氧富鋅涂料形成環氧富鋅封閉層，其干膜厚度為20?50 y m ;所述環氧富鋅 涂料含有8.0?12.5wt%的環氧樹脂E12、1.0?1.2wt%的1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸 咪唑鹽、0.2?0.3wt%的六甲氧甲基三聚氰胺、55?75wt%的改性鋅粉，和余量的溶劑。8.根據權利要求7所述的輸電線路桿塔長效防護涂層的制備方法，其特征在于所述輸 電線路桿塔由中碳鋼制成，且其碳的重量百分比為〇.25?0.50wt%。9.根據權利要求7所述的輸電線路桿塔長效防護涂層的制備方法，其特征在于所述改 性鋅粉可以如下制備:取二氧化鈦微粉加入甲苯中配成懸浮液中，加入T-氨丙基三乙氧 基硅烷和丙烯酸，攪拌1小時，加入過氧化月桂酰和鋅粉，加熱到60?80°C攪拌反應1小 時，經過濾、干燥后可得所述改性鋅粉；其中，T-氨丙基三乙氧基硅烷的用量為球狀二氧 化鈦的6?8wt %，丙稀酸的用量為二氧化鈦微粉的4?5wt %，鋅粉的用量為二氧化鈦微 粉的 200 ?250wt%。
【文檔編號】C23C4/06GK105986217SQ201510073017
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月11日
【發明人】陳瑞, 楊志, 李明, 劉兗松, 趙帥, 余田清, 周金雙, 王凱, 王澤曉, 夏永平
【申請人】國家電網公司, 國網新疆電力公司哈密供電公司