专利名称：使钢结构耐腐蚀且长期稳定的涂料混合物以及形成氧化铝涂层的方法
技术领域：
本发明涉及一种耐腐蚀并能增强钢结构包括铁长期稳定性的涂料 混合物，以及用所述涂料混合物形成氧化铝涂层的方法。更具体地说， 是一种即使在常温下也能均勾地形成具有良好物理性能的耐腐蚀性氧 化铝涂层的涂料混合物，以及用所述涂料混合物形成氧化铝涂层的方 法。
背景技术：
一般来说，大多数的所谓钢结构包括铁都暴露在腐蚀性环境中， 例如空气等等。因此人们广泛使用对钢结构表面进行耐腐蚀处理的方 法以防止腐蚀。
例如，已经研究出一种方法，通过用涂料例如环氧涂料、乙烯基 涂料、氟树脂涂料、丙烯胶涂料、氯化橡胶涂料等在钢结构表面形成 涂层。然而，因为是有机涂料，虽然初期效果很好，但与丝相比，涂 料的变形性能例如热膨胀系数和延展性等差别很大。因此，有机涂料 存在一个问题，即所形成的涂层与钢结构是分离的，因为粘结力随时 间的变化会逐渐减少。特别是环氧涂料，它的问题是很难应用于长时 间暴露在光线下的户外型钢结构，因为树脂本身在暴露光线所含的紫 外线作用下很容易脱色。氟树脂涂料的问题是，所含橡胶成分弹性的 减少会导致出现裂缝，其稳定性会逐渐恶化。
为了解决有机涂料存在的上述问题，此申请人提出了 一种方法，
即通过使用 一种涂料混合物形成氧化铝涂层，所述涂料混合物含有主
要由铝粉(参见韩国专利申请No. 10-2002-21103)组成的金属粉末混合
物。这种含有金属粉末混合物的涂料混合物可以用来形成具有良好性
能例如粘结力和延展性等的耐腐蚀性氧化铝涂层。然而，已经出现需
求，需要一种能形成均匀性和稳定性更强的耐腐蚀性氧化铝涂层的涂
料混合物
发明内容
技术问题
本发明旨在解决目前存在的问题，因此本发明的目标是提供一种 即使在常温下也能均勻地形成耐腐蚀性氧化铝涂层的涂料混合物，所 述耐腐蚀性氧化铝涂层具有良好的物理性能例如对钢结构表面的粘结 力、延展性、弹性等，可以防止钢结构被腐蚀从而提高稳定性。
本发明的另 一个目标是提出一种用所述涂料混合物形成氧化铝涂 层的方法。
为了完成上述一个目标，本发明提供一种含有粉末混合物的涂料 混合物，所述涂料混合物含有质量百分数为0.2到0.5。/。的锌(Zn)粉、0.3 到1.0。/o的铬(Cr)粉、0.5到1。/o的镍(Ni)粉、0.06到0.15。/o的磷(P)粉，剩 余的是铝(A1)粉；将粘结性树脂与粉末混合物混合均匀。
为了完成上述另 一个目标，本发明提供了形成所述氧化铝涂层的 方法，包括步骤(a)准备由质量百分数为0.2到0.5。/。的锌(Zn)粉、0.3到 1.0%的铬(0)粉、0.5到1 。/o的镍(Ni)粉、0.06到0.15。/。的磷(P)粉和剩下 的铝(A1)粉组成的粉末混合物，和步骤(b)将上面准备好的粉末混合物与粘结性树脂混合均匀，并将混合好的混合物均匀地喷射在钢结构表面 以形成涂层。
通过形成氧化铝涂层的方法所形成的金属混合物涂层，其厚度最
好是100D,或比只涂一次所形成的涂层薄。 附图简要说明
图1是盐的浓度随着时间的变化逐渐渗入涂层的示意图，是完成 本发明的最佳方案。 实现发明的最佳方案
在下文中，详细描述如本发明所述的一种具有耐腐蚀作用并能增 强钢结构长期稳定性的涂料混合物，以及所述涂料混合物形成氧化铝 涂层的方法。
本发明所述涂料混合物含有一种粉末混合物，所述粉末混合物包 含有质量百分数为0.2到0.5。/o的锌(Zn)粉、0.3到1.0。/o的铬(Cr)粉、0.5 到1 。/。的镍(Ni)粉、0.06到0.15。/。的磷(P)粉、其余的是铝(A1)粉；将粘 结性树脂与粉末混合物混合均勻。
铝是分散在粘结性树脂中的粉末混合物的主要成分，其活性比铁 强，因此铝先被氧化形成氧化铝涂层(Ab03)。氧化铝涂层可以防止钢 结构与能腐蚀钢结构的外界环境例如氧直接接触。如果将适当数量的 锌、铬、镍与铝粉混合，能够增强涂层对磨损和气候的抗耐性。
特别需要说明的是，本发明所述粉末混合物含有质量百分数为 0.06到0.15%的磷粉，所加入的磷能够将上述金属粉末均匀地散布于粘 结性树脂中，也能够增强氧化铝涂层的均匀度和硬度。上述情况将详 细的描述如下。
如果包含磷粉的粉末混合物散布于粘结性树脂中，磷将受粘结性 树脂所含水分的作用，氧化形成五氧化二磷(P20s)。由于五氧化二磷具 有很强的吸水性，它将进一步吸收残留在所述粘结性树脂中的水分以 增强涂层的稳定性，所述五氧化二磷同时又具有表面活性剂的功能， 能够使粉末混合物均匀地散布于粘结性树脂中。如果将五氧化二磷直 接加入粉末混合物中，则会得到相反的效果。因为在将五氧化二磷加 入粉末混合物的过程中，它会同时吸收外界的水分从而降低粉末混合
物的物理性能。如果磷的质量百分数小于0.06%，将4艮难发挥出上述作 用，而如果磷的质量百分数大于0.15%,则涂层的稳定性会降低。
如果将二氧化硅即石英或硅石粉末加入粉末混合物中，例如将质
量百分数为0.1到0.5%的二氧化硅加入到分散于本发明所述涂料混合 物的粉末混合物中，所形成涂层的强度等将有所提高。
将粉末混合物与合适的粘结性树脂均匀混合，并将上述粉末混合 物均匀喷涂在混凝土建筑物表面。可以根据具体应用情况来调整这种 粘结性树脂的粘性，但最好用具有良好粘力和弹性的聚氨基曱酸乙酯 树脂或环氧树脂。特别需要说明的是，聚氨基曱酸乙酯树脂在抑制氯 化物和碳酸氧的渗透方面具有很好的效果，而且还有良好的性能例如 对水分和氧气的化学抗性和渗透抗性等。粉末混合物和粘结性树脂的 混合比最好是0.2:10到3:10，整个过程既简单又经济，因为涂上的混 合物在室温下就能自然地形成涂层。金属混合物所形成涂层的厚度最 好是100D,或比只涂一次所形成的涂层要薄。如果需要更坚固的涂层，
可以对这种涂层进行几次层压，或将含有如本发明所述粉末混合物的
涂料混合物所形成的涂层换几次；还可以换成只由粘结性树脂组成的 涂层。
如上所述，将粉末混合物和粘结性树脂混合所形成的涂层，其稳 定性得到增强，因此相应地具有对铁(包括腐蚀性有色金属材料)的收缩 和膨胀的稳定性。而且所述涂层对氯离子、二氧化硫、水分、氧气等 能腐蚀钢结构的物质都具有较好的防渗透能力。 发明方案
在下文中，将配合附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。 然而，应该明白的是，在不偏离本发明的宗旨和范围的前提下，还可 以另外制定相似的实施方案和进行一些修改，但不能限制本发明的范 围。本发明的优选实施方案中的详细描述，可以使那些技艺熟练的人 对本发明进行更详细的描述。
实施方案1
将由质量百分数为0.3%的锌粉、0.5%的铬粉、0.7%的镍粉、0.1% 的磷粉和97.8%的铝粉组成的粉末混合物，与聚氨酯树脂以1:10的比 例混合，以喷雾法喷涂在目标材料表面，然后在室温下经过预定时间， 形成本发明所述的厚度为35D的氧化铝涂层。
比较实施方案1
本发明的同一申请人在韩国专利申请文件No. 10-2002-21103中所 描述的混合物，应用在比较实施方案1中。
将由质量百分比为4.5%的锰粉、0.3%的锌粉、0.2%的铬粉、0.4%
的锂粉、94.6°/。的铝粉组成的金属粉末混合物，与聚氨酯树脂以1:10 的比例混合，以喷雾法喷涂在目标材料表面上，然后在室温下经过预 定时间，形成本发明所述的厚度为35D的氧化铝涂层。 对防止盐侵害能力的评估
为了方使爽见，使用了韩国专利申请文件No. 10-2002-21103中描 述的方法来确定盐在依照本发明所述方法形成的氧化铝涂层上随时间 变化的渗透级别。将普通硅酸盐水泥混凝土制成的未处理试样加工成 浸出罐，依照实施方案和比较实施方案形成所述试样上的涂层，在浸 出罐上进行盐的渗透/扩散测试。在每个浸出罐上施加IOV电压，根据 时间的变化可以用盐度计测量出浸出罐上盐的浓度，结果如图l所示。
如图1所示，未处理混凝土上的盐浓度随着时间的变化突然线性 地增加。可以看出，具有依照实施方案1所形成的涂层的混凝土能够 很好地阻止盐的渗透。同时也发现，具有依照比较实施方案1所形成 的涂层的混凝土也能够很好地阻止盐的渗透，但其效果没有本发明所 述的涂层好。
涂层吸附力的测量
为了确定依照本发明所述方法形成的氧化铝涂层的粘结力，进行 了如下测试。
测量氧化铝涂层的粘结力，需要依照标准KS F 4715-01和JIS A 6910，将附着力测定仪处于拉紧状态。用上述方法在钢结构上形成实 施方案1所述氧化铝涂层，再将氧化铝涂层粘结到钢材料上。可以发 现，氧化铝涂层的粘结力在大约35 kgf/cm2时4艮高。
涂层延展性的测量
为了测量依照本发明所述方法形成的氧化铝涂层的延展性，需要
依照标准KSM 6518-96的测试方法进行。可以发现，依照本发明所述 方法形成的氧化铝涂层能延长0.7D，但如果延长量超过上述范围，那 么涂层将裂开。从上述内容可以看出，依照本发明所述方法形成的氧 化铝涂层具有合适的延长量。
除了测量上述物理特性外，应韩国建筑材料院的要求，还需要测 量依照本发明所述方法形成的氧化铝涂层的弹性、防水性、耐磨性、 耐候性、耐寒热性、耐化学性和抗冲击性。测量结果显示，氧化铝涂 层的物理性能完全合格。但在这里，省略了详细描述。 工业应用
如上所述，使用依照本发明所述涂料混合物在钢结构表面形成的 氧化铝涂层，可以有效地阻止钢结构被腐蚀。因为所述氧化铝涂层具 有良好的物理性能例如粘结力、延展性、弹性等，而且是均匀地形成 的，也具有良好的稳定性。
权利要求
1.一种耐腐蚀并能增强钢结构长期稳定性的涂料混合物，由质量百分数为0.2到0.5％的锌(Zn)粉、0.3到1.0％的铬(Cr)粉、0.5到1％的镍(Ni)粉、0.06到0.15％的磷(P)粉和剩余的铝(Al)粉组成；将粘结性树脂与粉末混合物混合均匀。
2. 如权利要求1所述的耐腐蚀并增强钢结构长期稳定性的涂料混 合物，其特征在于，所述涂料混合物中含有的粘结性树脂是聚氨基曱 酸乙酯树脂或环氧树脂。
3. 形成耐腐蚀并能增强钢结构长期稳定性的氧化铝涂层的方法， 包括步骤(a)准备由质量百分数为0.2到0.5。/o的锌(Zn)粉、0.3到1.0% 的铬(Cr)粉、0.5到1。/。的镍(Ni)粉、0.06到0.15。/。的磷(P)粉和剩下的铝 (Al)粉组成的粉末混合物，和步骤(b)将上面准备好的粉末混合物与粘结 性树脂混合均匀，并将混合好的混合物均匀地喷射在钢结构表面以形 成涂层。
4. 如权利要求3所述的形成耐腐蚀并能增强钢结构长期稳定性的 氧化铝涂层的方法，其特征在于，所述涂层的厚度为IOOD，或比只涂 一次所形成的涂层要薄。
全文摘要
本发明涉及一种耐腐蚀并增强钢结构长期稳定性的涂料混合物，以及用所述涂料混合物形成氧化铝涂层的方法。依照本发明所述形成氧化铝涂层的方法，包括步骤(a)准备由质量百分数为0.2到0.5％的锌(Zn)粉、0.3到1.0％的铬(Cr)粉、0.5到1.0％的镍(Ni)粉、0.06到0.15％的磷(P)粉和剩下的铝(Al)粉组成的粉末混合物，和步骤(b)将上面准备好的粉末混合物与粘结性树脂混合均匀，并将混合好的混合物均匀地喷射在钢结构表面以形成涂层，形成依照本发明所述氧化铝涂层的方法很经济，即使在常温下也能完成因此，通过均匀地形成具有良好物理性能例如对钢结构表面的粘结力、延展性、弹性等的氧化铝涂层，可以有效地阻止钢结构被腐蚀并增强钢结构的长期稳定性。
文档编号C23C24/08GK101194044SQ200580041313
公开日2008年6月4日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年12月3日
发明者韩圭择 申请人:三株Smc株式会社