一種耐候鋼表面銹層穩(wěn)定化處理劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠改善耐候鋼表面鎊液流掛現(xiàn) 象，提高耐候鋼耐蝕性能的環(huán)境友好型處理劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 耐候鋼具有良好的抗大氣腐蝕性能，其在使用過(guò)程中表面可形成致密而穩(wěn)定的鎊 層，送種鎊層具有良好的耐腐蝕性，能有效阻礙腐蝕介質(zhì)進(jìn)入。耐候鋼的裸露使用省去了涂 裝及定期防腐處理，因此可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。但是，耐候鋼裸露使用時(shí)也存 在一些問(wèn)題。首先，耐候鋼表面穩(wěn)定化鎊層的形成需要4至10年時(shí)間，在此之前，裸露的耐 候鋼與普通碳鋼一樣產(chǎn)生紅鎊及黃鎊等疏松鎊層和鎊液，鎊液流掛飛散影響外觀、污染環(huán) 境。其次，耐候鋼在高鹽的海洋大氣條件下使用時(shí)不僅鎊液流掛飛散問(wèn)題嚴(yán)重，而且難W形 成穩(wěn)定的保護(hù)性鎊層，致使其耐蝕、環(huán)保優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮。
[0003] 目前，針對(duì)耐候鋼使用初期鎊液流掛的問(wèn)題已開發(fā)出一些耐候鋼表面處理劑。專 利CN102268663A公開了一種耐候鋼用表面穩(wěn)定處理劑，該處理劑為有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體系， 主劑為丙帰酸環(huán)氧樹脂或聚己帰醇縮了醒樹脂，改性劑為硫酸館或館酸餓，此外還含有硫 酸頓、磯酸鐵、磯酸二氨鋒、二氧化儘、硝酸鋒、亞硝酸鋼、氧化鐵紅、鐵粉、十二烷基礙酸鋼、 聚己二醇等，該處理劑可刷涂或噴涂于鋼板表面，涂層干燥時(shí)間短，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的要 求，但其配方中所含硫酸館及館酸餓均為致癌物，易對(duì)環(huán)境造成污染，并對(duì)人體健康構(gòu)成潛 在威脅。專利CN86103534提供了一種用于耐候鋼及普通碳素鋼的耐候性防鎊膜快速形成 方法，該方法的處理劑含有草酸、拷膠、丹寧酸、雙氧水、鋼酸倭、重館酸鐘、高儘酸鐘、亞硝 酸鋼、亞硫酸鋼等，其主要處理工藝過(guò)程包括表面酸洗、凈化、氧化、穩(wěn)定化和充分發(fā)鎊。該 方法W浸泡方式進(jìn)行處理，不適用于大型構(gòu)件、工序復(fù)雜、處理時(shí)間長(zhǎng)，因此該處理劑及處 理方法不適宜在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中應(yīng)用。專利CN102191492A公開了一種鐵鎊轉(zhuǎn)化劑，該轉(zhuǎn)化劑由 前處理液和后處理液構(gòu)成，前處理液含有鐵粉、烏洛巧品、甘油和水等，后處理液含有多聚 磯酸、碳酸儘、醋酸、單寧酸和水；該轉(zhuǎn)化劑雖然能夠通過(guò)抑制鋼鐵的陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程而有效 抑制腐蝕，但其處理時(shí)間較長(zhǎng)，鋼鐵件需刷涂前處理液1小時(shí)后再噴涂后處理液，此后需放 置24小時(shí)才能得到完整的處理膜，因此不適于在冶金企業(yè)及鋼鐵構(gòu)件的施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。與 上述處理劑在組成上有所不同的是一種由磯化膜、樹脂及娃溶膠組成的復(fù)合型耐候鋼表面 鎊層穩(wěn)定化處理涂層（劉麗宏，李明，李曉剛等，金屬學(xué)報(bào)，2004, 40 (11) :1195-1199)，該 涂層能夠防止鎊液流掛并促進(jìn)保護(hù)性鎊層生成。該技術(shù)先將耐候鋼在Zn-Ca系磯化液中進(jìn) 行前處理，然后涂覆由水溶性丙帰酸樹脂與二氧化娃溶膠組成的復(fù)合涂料并在12(TC左右 固化成膜。顯然，送種處理技術(shù)工序繁瑣且涂膜需高溫固化，故不適于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種環(huán)境友好，處理工藝簡(jiǎn)單， 適合在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中使用的耐候鋼表面鎊層穩(wěn)定化處理劑。
[0005] 為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
[0006] -種耐候鋼表面鎊層穩(wěn)定化處理劑，其組成質(zhì)量百分比為；轉(zhuǎn)化劑18. 9%~ 26. 6% ;絡(luò)合劑1. 3%~3. 9% ;氯離子抑制劑0. 2%~2. 2% ;輔劑3. 9%~7. 9% ;促進(jìn)劑 0.7%~1.4% ;余量為溶劑水。
[0007] 所述轉(zhuǎn)化劑為磯酸，磯酸能夠與基體及鎊層作用生成不溶性磯酸鹽而使基體表 面純化，此外還可促進(jìn)丹寧酸鐵絡(luò)合物的生成；磯酸含量過(guò)低時(shí)不能形成連續(xù)而致密的 轉(zhuǎn)化膜，含量過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼鐵基體的過(guò)度腐蝕，因此轉(zhuǎn)化劑磯酸含量控制在18. 9%~ 26. 6%。
[0008] 所述絡(luò)合劑為丹寧酸和乳酸，丹寧酸與乳酸的質(zhì)量比為1:2~1:0. 1。丹寧酸能夠 與鐵離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物并附著于基體表面，形成不溶性保護(hù)膜，抑制腐蝕發(fā)展，達(dá)到穩(wěn) 定鎊層目的，乳酸除有絡(luò)合作用外，還可促進(jìn)轉(zhuǎn)化膜的生成；絡(luò)合劑含量過(guò)低時(shí)絡(luò)合產(chǎn)物膜 不連續(xù)，起不到穩(wěn)定鎊層作用，含量過(guò)高時(shí)易導(dǎo)致處理劑粘度過(guò)高、處理層不均勻，并且殘 留的絡(luò)合劑影響轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性，因此絡(luò)合劑含量為1. 3%~3. 9%。
[0009] 所述氯離子抑制劑為鋼酸鋼，在含磯酸鹽的處理劑體系中，鋼酸鹽能夠與磯酸鹽 作用形成雜多酸絡(luò)合物，進(jìn)而最終形成一層致密的不溶性純化膜，該純化膜能有效抑制氯 離子穿透金屬/膜的界面；鋼酸鋼含量過(guò)低時(shí)，基材表面純化膜不完整、阻滯氯離子滲透性 能不佳，含量過(guò)高時(shí)對(duì)處理層耐蝕性不利，因此氯離子抑制劑含量為0. 2%~2. 2%。
[0010] 所述輔劑為苯甲酸鋼和氧化鋒與磯酸二氨鋒兩種含鋒化合物中的一種或兩種，氧 化鋒含量為0~4. 4%，磯酸二氨鋒含量為0~3. 8%，苯甲酸鋼與含鋒化合物的質(zhì)量比 為1:12~1:40,兩種含鋒化合物同時(shí)存在時(shí)，氧化鋒與磯酸二氨鋒的質(zhì)量比為1:1. 1~ 1:1. 2。氧化鋒的水解產(chǎn)物能夠與鎊層反應(yīng)生成類似于四氧化H鐵的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；磯酸二氨鋒 水解后能與鐵鎊反應(yīng)生成難溶的雜多酸絡(luò)合物；苯甲酸鋼可在基體表面發(fā)生物理吸附，吸 附層起到阻礙陽(yáng)極溶解作用的同時(shí)也具有封閉磯酸鹽膜層缺陷和促進(jìn)磯酸鹽膜的生成的 作用；輔劑含量過(guò)低，特別是氧化鋒或磯酸二氨鋒含量過(guò)低時(shí)，基體表面不能形成連續(xù)、完 整的磯酸鹽轉(zhuǎn)化膜，起不到有效的穩(wěn)定鎊層作用；輔劑含量過(guò)高時(shí)導(dǎo)致處理劑涂覆性能變 差、轉(zhuǎn)化膜缺陷增多，耐蝕性惡化。因此，輔劑含量為3. 9%~7. 9%。
[0011] 所述促進(jìn)劑為硝酸鋼，硝酸鋼作為促進(jìn)劑可促進(jìn)磯酸鹽轉(zhuǎn)化膜的生成，含量過(guò)少 時(shí)促進(jìn)效果不佳，含量過(guò)大時(shí)增加處理劑成本，因此促進(jìn)劑含量控制在0. 7%~1. 4%。
[0012] 本發(fā)明的有益效果為：
[0013] 本發(fā)明耐候鋼表面鎊層穩(wěn)定化處理劑采用通用的涂料制備工藝方法即可制得。與 現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明處理劑為水性體系，且不含六價(jià)館等組分，具備環(huán)境友好特征；處 理劑配方及處理工藝簡(jiǎn)單，制備及施工成本低；處理劑可采用噴涂或刷涂方式涂覆，不需多 步驟處理，常溫條件下可快速干燥成膜，適合在冶金企業(yè)及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，處理層可提高耐 候鋼基體的耐蝕性，并減少耐候鋼表面鎊液流掛現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例所用耐候鋼為Q690姐橋梁用耐候鋼。本發(fā)明耐候鋼表面穩(wěn)定化處理劑的 實(shí)施例與比較例組成及質(zhì)量百分比含量見表1。
[001引表1實(shí)施例與比較例組成及含量表（mass% )
(6.;
[0017] 實(shí)施例與比較例處理層性能評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。
[0018] 表2實(shí)施例與比較例處理層性能評(píng)價(jià)結(jié)果

[0020] 涂層實(shí)際干燥時(shí)間按照GB1728-1979 "漆膜、膩?zhàn)幽じ稍飼r(shí)間測(cè)定法"中壓棉球 法進(jìn)行測(cè)定；周期浸潤(rùn)試驗(yàn)使用0. 5mass%化Cl溶液，試驗(yàn)溫度為25C±2°C，每周期為 60min(浸泡IOmin,干燥50min)，試驗(yàn)時(shí)間為12化；周期浸潤(rùn)試驗(yàn)后試樣腐蝕速率參照GB/ T14165-1993 "黑色金屬室外大氣暴露試驗(yàn)方法"所述方法進(jìn)行計(jì)算。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐候鋼表面銹層穩(wěn)定化處理劑，其特征在于，其組成質(zhì)量百分比為：轉(zhuǎn)化劑 18. 9%~26. 6%;絡(luò)合劑L 3%~3. 9%;氯離子抑制劑0? 2%~2. 2%;輔劑3. 9%~7. 9%; 促進(jìn)劑〇. 7%~1. 4% ;余量為溶劑水； 所述轉(zhuǎn)化劑為磷酸； 所述絡(luò)合劑為丹寧酸和乳酸，丹寧酸與乳酸的質(zhì)量比為1:2~1:0. 1 ; 所述氯離子抑制劑為鑰酸鈉； 所述輔劑為苯甲酸鈉和氧化鋅與磷酸二氫鋅兩種含鋅化合物中的一種或兩種，氧 化鋅含量為〇~4. 4 %，磷酸二氫鋅含量為0~3. 8 %，苯甲酸鈉與含鋅化合物的質(zhì)量比 為1:12~1:40,兩種含鋅化合物同時(shí)存在時(shí)，氧化鋅與磷酸二氫鋅的質(zhì)量比為1:1. 1~ 1:1. 2 ； 所述促進(jìn)劑為硝酸鈉。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種耐候鋼表面銹層穩(wěn)定化處理劑，其組成質(zhì)量百分比為：轉(zhuǎn)化劑18.9％～26.6％，絡(luò)合劑1.3％～3.9％，氯離子抑制劑0.2％～2.2％，輔劑3.9％～7.9％，促進(jìn)劑0.7％～1.4％，余量為溶劑水。所述轉(zhuǎn)化劑為磷酸；絡(luò)合劑為丹寧酸和乳酸；氯離子抑制劑為鉬酸鈉；輔劑為苯甲酸鈉和氧化鋅與磷酸二氫鋅兩種含鋅化合物中的一種或兩種；促進(jìn)劑為硝酸鈉。本發(fā)明處理劑采用通用的涂料制備工藝方法即可制得，配方及處理工藝簡(jiǎn)單，制備及施工成本低；處理劑可采用噴涂或刷涂方式涂覆，常溫條件下可快速干燥成膜，適合在冶金企業(yè)及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，處理層可提高耐候鋼基體的耐蝕性，減少耐候鋼表面銹液流掛現(xiàn)象。
【IPC分類】C23C22/42
【公開號(hào)】CN105220138
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410251086
【發(fā)明人】高鵬, 徐小連, 艾芳芳, 李琳, 陳義慶, 鐘彬, 肖宇
【申請(qǐng)人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年6月9日