CN101413098B - 用于金属表面除锈防腐浆料及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属材料技术领域的用于金属表面除锈防腐浆料及处理方法，所述浆料包含的组分及重量百分比为：铁的氧化物20-30％，稀释的磷酸45-55％，增强材料15-30％，其中：稀释的磷酸质量浓度为40-50％。将所需进行除锈防腐处理的金属表面进行加热处理，加热温度控制在35-100℃；，将用于金属表面除锈防腐料浆涂刷到经过加热处理的金属表面，其涂层厚度1-2mm，涂层养护时间30分钟-250小时。本发明利用的是在加热的条件下，铁、铁的氧化物与磷酸发生化学反应，形成结构致密的结晶体并与金属构成一个整体，实现涂层与基体变形一致。本发明所采用的原材料无毒、无污染、简单易操作属于环保材料。

Description

用于金属表面除锈防腐浆料及处理方法

技术领域

本发明涉及的是一种防腐涂料技术领域的浆料及方法，具体地说，涉及的是一种用于金属表面除锈防腐浆料及处理方法。

背景技术

金属作为一种常用的材料，遍及国民经济建设的各个领域。然而，金属腐蚀却是一种自然现象，每年由于其腐蚀造成的损失约占国民生产总值的3-4％。在我国，一些领域(如能源、化工、冶金、船舶和建筑等)中的金属结构件及设备长期处在诸如SO2、温热烟气等十多种腐蚀介质的恶劣环境中，年腐蚀深度可达到1-2毫米，局部位置深度可达到3毫米以上。每年约有30％的钢材因遭腐蚀而失效，其中约10％成为铁锈而报废。因此，对金属，尤其是黑色金属的除锈和防腐处理成为当前的一个重要研究课题。

针对金属防腐，目前主要有两种处理方式：第一种是涂刷或包覆一种防腐涂料；第二种是采用合金的方式。第一种防腐处理，目前已有很多专利和技术。如专利公开号：CN03108661.6，专利名称：防锈防蚀性能优良的有机包覆钢材和金属的防锈方法，该专利提出在钢材表面依次层叠一种环氧树脂层与聚合物树脂层构成的有机包覆钢材和在金属表面形成该环氧树脂层的薄膜层的金属防锈方法。又如专利号：CN 200610138722.9，专利名称：防锈涂料和防锈涂层及它们的制备方法，该专利公开了一种低粘度、高闪点、具有阻燃性能和抗静电性能的环保型透明防锈涂料及其制备方法，其主要成分是一些有机树脂。从这些公开的专利技术看，大多采用了有机树脂，利用树脂与金属材料粘附形成保护层，但通常价格比较昂贵且时间久了易于从金属表面脱落。采用合金的方式防腐，只有在一些特殊要求的工程才能使用，其价格非常昂贵且对金属表面处理非常高。此外，对金属材料表面的除锈和防腐通常是采用分步处理的，先将除锈剂除去金属表面的锈蚀，再涂刷防腐材料，这无疑增加了成本和操作工艺。

因此，一种经济又有效地除锈防腐方法显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种用于金属表面除锈防腐浆料及处理方法，使其能满足和适应建筑、船舶、石油、化工、能源、冶金和矿采等各种领域中钢结构件腐蚀特点，达到经济实用、施工简便、应用范围广泛、长效长寿、超耐候、耐腐蚀性能优良、能耐高低温并可带锈进行作业。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的用于金属表面除锈防腐浆料，包含的组分及其重量百分比为：

铁的氧化物               20-30％

稀释的磷酸               45-55％

增强材料                 15-30％

所述的铁的氧化物可以是三氧化二铁或四氧化三铁一种或两种。

所述稀释的磷酸，其质量浓度控制在40-50％。

所述的增强材料选取粉煤灰粉末或硅酸钙粉末中的一种或两种。

所述粉煤灰粉末为II级粉煤灰粉末。

所述的料浆制备过程为：先将铁的氧化物与增强粉末充分拌合形成均匀粉末混合料，然后缓慢将稀释的磷酸加入并搅拌形成均匀可流动的料浆。

本发明所涉及的用于金属表面除锈防腐处理方法，包括如下步骤：

第一步，将所需进行除锈防腐处理的金属表面进行加热处理，可以采用自然阳光照射，加热箱或其他任何一种可以加热的设备，加热温度控制在35-100℃，不宜超过100℃。

第二步，将金属表面除锈防腐浆料涂刷到经过加热处理的金属表面，可以采用刷子涂刷，也可以采用机器喷涂，其涂层厚度宜控制在1-2mm内，涂层养护时间宜控制在30分钟-250小时。

本发明利用在加热的条件下，磷酸与铁的氧化物和铁发生以下化学反应：

Fe₂O₃+Fe+6H₃PO₄+nH₂O＝3Fe(H₂PO₄)₂·(n+3)H₂O

或者

Fe₂O₃+Fe+3H₃PO₄+nH₂O＝3FeHPO₄·(n+3)H₂O

通过此反应，料浆在金属材料表面形成了一层致密的保护膜且与金属构成一个整体，该涂层能有效地防止各类气体和液体渗入到金属表面而产生腐蚀。若金属表面已发生锈蚀，该料浆在加热的条件下能迅速与铁锈发生化学反应形成以上致密涂层。

本发明优点在于：采用一种比较简单的工艺和材料对金属进行有效地除锈防腐处理。与现有的技术手段相比，本发明可获得如下效益：本发明所采用的处理方法可广泛应用于建筑、船舶、石油、化工、能源、冶金和矿采等各种领域中钢结构件除锈防腐处理，具有极其优异的耐候性能和耐腐蚀性能，还具有除锈、除污等特性。本发明利用的是在加热的条件下，铁、铁的氧化物与磷酸发生化学反应，形成结构致密的结晶体并与金属构成一个整体，实现涂层与基体变形一致。本发明所采用的原材料无毒、无污染、简单易操作属于环保材料。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

按质量比称取45％的磷酸溶液，25％三氧化二铁粉末和30％粉煤灰粉末，其中磷酸溶液的质量浓度为50％。将称量好的三氧化二铁粉末和粉煤灰粉末充分搅拌形成粉状混合料后，将磷酸溶液加入继续搅拌形成可流动的料浆。

取一直径为25mm的钢筋，置于温度为50℃的烘箱中30分钟后取出，用刷子将以上制备的料浆均匀地涂刷到钢筋四周，涂层厚度控制在2mm左右。涂刷完成后，将试样置于室温下养护7天，然后将试样浸泡在浓度为17％的氯化钠溶液中60天，取出观察试样，试样完好无任何锈蚀现象。

实施例2

按质量比称取55％的磷酸溶液，20％四氧化三铁粉末和15％II级粉煤灰粉末，其中磷酸溶液的质量浓度为40％。将称量好的四氧化三铁粉末和粉煤灰粉末充分搅拌形成粉状混合料后，将磷酸溶液加入继续搅拌形成可流动的料浆。

取一表面已经发生锈蚀的钢板，置于温度为100℃的烘箱中加热50分钟后取出，用喷枪将以上制备的料浆喷涂到钢板四周，涂层厚度控制在2mm左右。喷涂完成后，将试样置于室温下养护4天，将钢板进行冻融循环试验300次，然后将钢板浸泡在浓度为8％的氯化钠溶液中60天，取出观察试样，试样完好无任何锈蚀现象。

实施例3

按质量比称取50％的磷酸溶液，15％四氧化三铁粉末、15％三氧化二铁和20％硅酸钙粉末，其中磷酸溶液的质量浓度为45％。将称量好的四氧化三铁粉末、三氧化二铁和硅酸钙粉末充分搅拌形成粉状混合料后，将磷酸溶液加入继续搅拌形成可流动的料浆。

取一钢柱，置于温度为36℃室外阳关下直射1个小时左右，用喷枪将以上制备的料浆均匀喷涂到钢柱四周，涂层厚度控制在2mm左右。喷涂完成后，将试样置于室温下养护7天，然后将钢柱浸泡在浓度为10％的氯化钠溶液中60天，取出观察试样，试样完好无任何锈蚀现象。

实施例4

按质量比称取55％的磷酸溶液，20％三氧化二铁和10％硅酸钙粉末和15％的粉煤灰，其中磷酸溶液的质量浓度为40％。将称量好的三氧化二铁、粉煤灰和硅酸钙粉末充分搅拌形成粉状混合料后，将磷酸溶液加入继续搅拌形成可流动的料浆。

取一直径为28mm的表面已经非常锈蚀的钢筋，置于温度为80℃的烘箱中30分钟后取出，用刷子将以上制备的料浆均匀地涂刷到钢筋四周，涂层厚度控制在2mm左右。涂刷完成后，将试样置于室温下养护3天，然后将试样浸泡在浓度为20％的氯化钠溶液中60天，取出观察试样，试样完好无任何锈蚀现象。

从以上实施例可以看出，形成的涂层具有极其优良的超耐候性和耐腐蚀性，它利用磷酸在加热的条件下，与铁和铁的氧化物发生化学反应形成结构致密保护层，具有工艺简单，材料价格低廉。可在带锈、带水、带油污条件下作业，可广泛应用于各种环境下的金属结构件、设备、建(构)筑物、地下工程及船舶等防腐工程。

Claims (3)

1.一种用于金属表面除锈防腐处理方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，将所需进行除锈防腐处理的金属表面进行加热处理，加热温度控制在35-100℃；

第二步，将用于金属表面除锈防腐料浆涂刷到经过加热处理的金属表面，其涂层厚度控制在1-2mm，涂层养护时间控制在30分钟-250小时并在室温下养护；

所述用于金属表面除锈防腐料浆包含的各组分及其重量百分比为：铁的氧化物20-30％，稀释的磷酸45-55％，增强材料15-30％，其中：所述的稀释的磷酸，其质量浓度为40-50％。

2.根据权利要求1所述的用于金属表面除锈防腐处理方法，其特征是，所述加热处理，是指采用自然阳光照射或者加热设备进行加热。

3.根据权利要求1所述的用于金属表面除锈防腐处理方法，其特征是，所述涂刷，是指采用刷子涂刷或者采用机器喷涂。