专利名称：锌铝伪合金防护膜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钢构件防腐产品的锌铝伪合金防护膜，尤 指一种主要用于桥梁、船舶、石油储罐、海中平台和其他海洋钢结 构的防腐产品，用以降低钢构件的腐蚀，是一种延长钢构件使用寿 命的新产品。
背景技术：
目前，市场上有各种各样用于钢构件的防腐产品，品种繁多，用 途不一，且各有千秋，如
喷涂富锌涂料锌粉靠粘结剂与钢铁基体粘接连续，提供阴极保 护作用，但是其"阳极面积/阴极面积"小于1，阴极保护效果差。 锌层厚度较薄，阴极保护作用短时间内被减弱，并逐渐失去作用。 新发展是将锌粉改为片状，亦未能消除其基本弱点。
先喷锌后喷铝锌层与钢铁直接接触，而铝层附着在锌层上面， 形成一种钢铁一锌一铝的层状结构可以得到锌层与钢铁之间较好的 粘结力，保护也比较好。但需要分为两层喷涂。工艺复杂成本高。
喷纯铝铝喷涂层与钢铁直接接触，铝喷涂层不宜太厚，因为厚 的铝涂层容易出现坑蚀和起泡现象，降低涂层的保护效果，铝涂层 对于基材的表面洁净度要求较高， 一般不易做到，且附着力不高。
喷锌铝伪合金沈阳工业大学等用一根纯锌丝和一根纯铝丝，电 弧喷涂伪合金有13N/mi^粘结力，喷涂电压用到150V，电弧雾化 电气压力达到0.6MPa，但未进一步改善涂层的成份和结构，没有利
3用涂上去的材料得到最好的保护性能。 发明内容
为了克服上述不足之处，本实用新型的主要目的旨在提供一种 通过大功率电弧喷涂而得的锌铝伪合金防护膜，该产品既不受构件
结构的影响，既具有比较高的附着力；又有高的铝含量和高的三氧 化二铝含量的外表层，是一层具有长效防腐蚀功能的锌铝伪合金防 护膜。
本实用新型要解决的技术问题是要解决防护膜层状结构间的结 合方式、与基体之间的附着力与其自身的硬度问题；要解决锌、铝 在体积比为50/50时(即锌铝重量比为72.6/27.4)，将铝成份富集在 防护膜的最外层，(体积比铝>70% ，重量比》43%)，且如何有大 量的铝以三氧化二铝形态存在，又如何能大幅度提高涂层耐蚀能力 等有关技术问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该产品包括 底层与表层构成的层状结构， 一层状防护膜自下而上依次设有钢铁 基体、底层锌铝伪合金及表层锌铝伪合金结合为一组合式整体伪合 金防护膜的结构，且在该伪合金防护膜外面有一层致密的三氧化二
铝保护膜，其中-
底层锌铝伪合金与表层锌铝伪合金之间以机械方式连接，底层 锌铝伪合金与表层锌铝伪合金两者结合后以机械混合物的形式喷涂 在钢铁基体的表面，并粘结在一起。
所述的锌铝伪合金防护膜的底层锌铝伪合金与表层锌铝伪合金 均为锌、铝材质组成，并含二者的氧化物以及二者合金的连接结构。
本实用新型的有益效果是由于该锌铝伪合金防护膜中的锌和 铝以纯锌、纯铝、锌铝合金和两者的氧化物的形态机械的混合在一
起，防护膜兼有二者的物理和化学性能，既有锌的电化学性能同时又具有铝的硬度和致密性，从而使该防护膜的耐腐蚀性能得到进一 步提高；此外防护膜以机械方式与基体之间的结合力强；该防护膜 最表面有形成三氧化二铝氧化层，而Al203起堵孔作用，减少防护 膜表面的空隙率，形成细密有层次的金属防护膜，使水和氧气难以 透过，具有进一步延长钢构件使用寿命等优点。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 附
图1是本实用新型的层状结构示意图； 附图2是本实用新型的成份扫描曲线附图中标号说明 1_一钢铁基体；
2——底层锌铝伪合金；
3— 一表层锌铝伪合金；
具体实施方式
请参阅附
图1、2所示，本实用新型是一种锌铝伪合金防腐蚀防 护膜，通过大功率电弧喷涂锌、铝丝，喷涂到基体表面获得的锌铝 伪合金防护膜。
本实用新型包括底层与表层构成的层状结构， 一层状防护膜 自下而上依次设有钢铁基体1、底层锌铝伪合金2及表层锌铝伪合
金3结合为一组合式整体伪合金防护膜的结构，且在该伪合金防护
膜外面有一层致密的三氧化二铝保护膜，其中-
底层锌铝伪合金2与表层锌铝伪合金3之间以机械方式连接， 底层锌铝伪合金2与表层锌铝伪合金3两者以机械混合物的形式喷 涂在钢铁基体l的表面，并粘结在一起。所述的锌铝伪合金防护膜的底层锌铝伪合金2与表层锌铝伪合
金3为锌铝伪合金材质组成，并含二者的氧化物以及二者合金的连 接结构。
所述的锌铝伪合金防护膜的伪合金防护膜外表面有高的含铝 量，其含铝量高于伪合金防护膜的平均含铝量。
所述的锌铝伪合金防护膜的伪合金防护膜内表面有高的含锌 量，并与钢铁基体1为直接喷涂的粘结结构。
本实用新型的工作原理和技术特点
本产品通过①大功率电弧，电流达到400A;雾化电气压力〉 0.7Mpa;②二次高压热气，因为电弧温度可达6000°C，经过热气可 以将铝通过氧化成三氧化二铝。由于功率大，能将锌铝粒子击破， 实现液态粘结。用光谱分析可以得出后表面成份，测出铝成份大于 平均含量并且可以测出氧化物总含量，证明三氧化二铝在喷涂过程 中大量生成。
在喷涂时，铝与锌熔融一 一次雾化一二次雾化一喷射到 钢铁表面，形成一种锌铝伪合金防护膜。该防护膜由锌、铝、少量
的锌铝合金和大量的氧化铝等组成，主要以层状结构底层锌铝伪
合金一一表层锌铝伪合金的结构构成。锌、铝两者以机械混合物的 形式喷涂在钢铁表面，并含有其氧化物以及少量二者的合金，在该 防护膜前表面有较高的含锌量与钢铁直接接触，并且在防护膜最外 面有一层致密的三氧化二铝保护膜。该防护膜的层状结构以液态粘 结、机械方式结合，结合强度高。
金属铝在喷涂时处于富氧状态下，最外层的铝容易被氧化，形
成三氧化二铝氧保护层，而Al203能起堵孔作用，减少防护膜表面
的空隙率，使水和氧气难以透过，形成细密有层次的金属防护膜， 而致耐腐蚀性能非常好。
6金属铝及其氧化物在防护膜的最外层，起到保护里层锌及锌铝 层的作用，以防止金属锌的过度氧化和大量溶出，同时阻止水及氧 气透过，达到金属锌的长期防锈效果，提高防护膜的耐腐蚀性能。
请参阅附
图1所示，锌铝伪合金的结构是锌和铝两种材料的机 械混合物，有时含有少量的二者合金。其金相组织由纯锌相、纯铝 相、 一些锌铝合金相和氧化物组成；
图1中钢铁基体是1，底层锌 铝伪合金是2，表层锌铝伪合金是3;其中2与3之间以机械方式结 合，且锌铝伪合金防护膜与钢铁基体1的机械结合力强。
图1为本实用新型的层状结构示意图，防护膜以底层防护膜与 表层防护膜构成，并且经过法定检验部门测定得出表层锌铝伪合金 的铝的含量较平均含量要高，提高了锌铝伪合金层表面上的铝的覆 盖率；此外，防护膜中还含有锌和铝的氧化物，八1203达到一定含
量便连接起来，形成致密的保护膜，大大阻隔或减少介质通过，使 锌层得到保护，延长整个防护膜的使用寿命，真正达到对钢铁基层 长效防腐蚀的目的。
由法定计量部门对该防护膜进行测定，由图2数据说明锌铝伪合
金表面成份中铝成份大于平均含量，并且可以测出三氧化二铝含量。 本实用新型的后表面用扫描探针成份分析的电子能谱图结果如
下
伪合金涂层表面成分的电子能谱图分t^果
成分体积M %重量fft %
0 K39 , 1518 ， 34
Al K30 ， 9624 ， 45
Zn' K29. 905"7 ， 21
Total100 . 00100 . 00
以上是本实用新型的后表面成份分析结果，表中第一第二项之和
即氧化物总量和铝含量之和达到70.11%。
权利要求1、一种锌铝伪合金防护膜，包括底层与表层构成的层状结构，其特征在于一层状防护膜自下而上依次设有钢铁基体(1)、底层锌铝伪合金(2)及表层锌铝伪合金(3)结合为一组合式整体伪合金防护膜的结构，且在该伪合金防护膜外面有一层致密的三氧化二铝保护膜，其中底层锌铝伪合金(2)与表层锌铝伪合金(3)之间以机械方式连接，底层锌铝伪合金(2)与表层锌铝伪合金(3)两者结合后以机械混合物的形式喷涂在钢铁基体(1)的表面，并粘结在一起。
专利摘要一种涉及钢构件的防腐产品技术领域，尤指一种主要用于桥梁、船舶、石油储罐、海中平台和其他海洋钢结构的锌铝伪合金防护膜。本实用新型包括底层与表层构成的层状结构，一层状防护膜自下而上依次设有钢铁基体、底层锌铝伪合金及表层锌铝伪合金组合为一组合式整体伪合金防护膜的结构，且在该伪合金防护膜外面有一层致密的三氧化二铝氧化膜。主要解决如何大幅度提高涂层耐蚀能力等有关技术问题。本实用新型的优点是既有锌的电化学性能同时又具有铝的硬度和致密性，从而使该防护膜的耐腐蚀性能得到进一步提高，此外防护膜以机械方式与基体之间的结合力强，具有进一步延长钢构件使用寿命等优点。
文档编号C23F15/00GK201268722SQ200820152979
公开日2009年7月8日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者张政权 申请人:上海润馨化学工程技术发展有限公司