CN102002700B - 钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法。采用化学试剂组分为0.5％~5%草酸钾【KCOOH】、1.2％~5.5%甘氨酸锌 、1.5％~3% EDTA、0.3％~2.5%钛螯合物

Description

钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法

技术领域

本发明属于钢板短期防锈技术，具体涉及一种钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法。

背景技术

轧制后的成品钢板在仓库存放以及运输过程中，由于空气湿度和温度的变化，在表面产生结露、灰尘、积盐和溶解氧，就会形成一个个结露微小电池，发生电化学腐蚀。钢板表面受潮面积有多大，微小电池数量就有多大，电化学腐蚀面积就有多大，特别是运输和码头露天堆放的钢板，表面遭受雨淋以后更容易发生电化学腐蚀，冬春季潮湿气候和海洋大气不可避免地造成钢板发生电化学腐蚀，导致钢板表面产生大面积黄色锈蚀。

在锈蚀时间问题上：生产厂待处理钢板放置时间在2月左右表面出现大面积锈蚀；无氧化铁皮保护的钢板表面3天后开始生锈；沾水则一天后开始生锈。锈蚀速度很快。表面氧化皮不完整时，露天特别是雨水天气里的钢板存放1天内就开始生锈，10天后就会表现严重锈蚀3个月后锈蚀已非常严重，锈迹像棕红色的泥巴。虽然不同钢种的锈蚀速度不同，但即使钢板表面氧化皮处于完整状态时，在室内和露天开始生锈的时间也在两个月之内。总之，存放时间长，钢板受潮受雨水浸湿的时间也长，所以易发生严重锈蚀。表面氧化皮不完整时，锈蚀速度更快，锈蚀更严重。

由于清除铁锈比清除氧化皮困难，且时间长成本高，国内外很多用户要求钢板在出厂前必须进行防锈处理，欧美、东南亚等地制造厂还要求防锈处理必须采用环保型防锈剂。现有技术中对钢板的防锈处理方法一般是采用油漆或者防锈油。油漆涂层由于钢板表面氧化皮受油漆凝固收缩力作用，容易发生剥落现象，效果不理想，而且不易清除；防锈油在室内有一定的防锈蚀作用，露天效果不太好，更不便于运输操作，且同时清除表面油漆、油污和氧化皮难度大，后续制造厂难以接受，制造商更不能接受油漆、防锈油中的苯和磷有毒物质对环境的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法，使用有机水溶性防锈剂涂覆在刚生产的钢板产品表面，形成一种无油、无苯、无磷环保型表面涂覆膜，保证一年储运期内能防止钢板表面锈蚀。

本发明的技术方案是：钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法，包括以下步骤：

（1）草酸钾溶液配制：在容积为1立方米的塑料槽内加一半自来水，按比例将工业草酸钾【KCOOH】倒入槽内，搅匀，直到溶液变清为止，配制出浓度为0.5%~5%草酸钾溶液；

（2）成膜液配制：在配制好的浓度为0.5%~5%草酸钾溶液中，先后分别加入甘氨酸锌                                                、EDTA 

、钛螯合物

，配制浓度分别为1.2%~5.5%、1.5%~3%、0.3%~2.5%，然后搅拌，静置4～6小时；

（3）环保型有机水溶性防锈剂配制：在配制好的成膜液中，按比例加入15%~20%聚氧乙烯醚乳化液，搅拌1～2小时；

（4）钢板表面涂覆：钢板产品出轧后，冷却至50℃以下，将环保型有机水溶性防锈剂喷淋于钢板表面，自然干燥，形成防锈蚀覆膜。

环保型防锈覆膜发明原理：本发明采用一种无油、无苯、无磷环保型有机水溶性防锈剂涂覆在刚生产的钢板产品表面，通过物理和化学作用，生成一层Fe基络合物膜，在有机物的封闭作用下，达到对钢板的短期有效保护。成膜反应如下：

在钢板表面反应产生的铁锌基络合物为稳定化合物，而Fe²⁺与EDTA螯合反应生成

六圆环Fe基螯合物，环的键角是108°和120°，稳定性好，还具有封闭作用，干燥成膜后，不会与酸、碱反应，也不再溶于水，分子结构式如下：

草酸钾【KCOOH】为溶液中性稳定剂，钛螯合物为成膜反应促进剂。

这种环保型防锈覆膜的特性：

（1）防锈蚀成膜特性：本发明采用环保型有机水溶性防锈剂配合20%的乳化液使用，在刚生产的无锈钢板产品表面上形成覆膜，覆膜外观亮丽呈蓝黑色。膜层优点与钢本体结合牢固，致密均匀、坚硬，抗氧化性好，能有效防止钢板产品在库存、内陆和海洋运输过程中一年内不会因为气候变化而发生锈蚀。

（2）环保特性：本发明在钢板表面形成一层不含油脂、磷酸酯和苯类物质的环保型防锈蚀表面覆膜，常温使用对原材料的各种机械性能和金相组织没有任何影响。这种环保型防锈覆膜膜层清除简单，现有钢板表面氧化皮清洗方法可以除去。本发明环保型有机水溶性防锈剂可循环使用，无腐蚀性，不燃无爆炸性，安全环保。

（3）覆膜防锈蚀效果：本发明采用透析电镜检测膜层成分，采用电化学试验机检测膜层致密度，采用盐雾腐蚀试验机检测钢板表面覆膜均匀程度、防锈蚀效果。检验结果：膜层成分不含油脂、磷酸酯和苯环；膜层致密度，经电化学试验72h，表面黄色锈点≤5%；覆膜均匀程度，经盐雾腐蚀试验2~3周期后，锈蚀面积≤3%；防锈蚀效果，经露天挂片腐蚀试验，180天锈蚀面积≤5%。

本发明的有益效果是：采用无油、无苯、无磷环保型有机水溶性防锈剂，可以循环使用，无排放，无腐蚀性，不会污染环境，在钢板表面形成不含油脂、磷酸酯和苯类物质的环保型防锈覆膜。膜层致密均匀、坚硬，与本体结合牢固，抗氧化性好，有效防止钢板产品在库存和运输过程中不会因为气候变化而发生锈蚀。保证钢板在一年之内的储运过程中防锈蚀合格率达到99%以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：配制成分含有机酸盐0.5%草酸钾、无苯环链有机螯合物2.5%钛螯合物、有机高分子聚合物5.5%甘氨酸锌、成膜封闭剂1.5%EDTA、15%~20%聚氧乙烯醚乳化液，PH值为7，不含油脂、磷酸酯和苯类物质。特征为白色浑浊溶液。采用喷淋方式，将环保型有机水溶性防锈剂涂覆在刚生产的钢板产品表面上，常温下使用，2分钟内自然干燥，在钢板表面形成一层无油、无苯、无磷环保型表面覆膜。采用透析电镜检测膜层成分，采用电化学试验机检测膜层致密度，采用盐雾腐蚀试验机检测钢板表面覆膜均匀程度，防锈蚀覆膜效果评价：膜层成分不含油脂、磷酸酯和苯环，膜层致密度经电化学试验72h，表面黄色锈点≤5%，覆膜均匀程度经盐雾腐蚀试验2~3周期后，锈蚀面积≤3%，防锈蚀效果经露天挂片腐蚀试验，180天锈蚀面积≤5%。

实施例2：配制成分含有机酸盐1.5%草酸钾、无苯环链有机螯合物2.0%钛螯合物、有机高分子聚合物3.5%甘氨酸锌、成膜封闭剂2.5%EDTA、15%~20%聚氧乙烯醚乳化液，PH值为7，不含油脂、磷酸酯和苯类物质。特征为白色浑浊溶液。采用喷淋方式，将环保型有机水溶性防锈剂涂覆在刚生产的钢板产品表面上，常温下使用，2分钟内自然干燥，在钢板表面形成一层无油、无苯、无磷环保型表面覆膜。经检验后防锈蚀覆膜效果评价：膜层成分不含油脂、磷酸酯和苯环，膜层致密度经电化学试验72h表面黄色锈点≤4%，覆膜均匀程度经盐雾腐蚀试验2~3周期后锈蚀面积≤3.5%，防锈蚀效果经露天挂片腐蚀试验180天锈蚀面积≤4.5%。

实施例3：配制成分含有机酸盐2.5%草酸钾、无苯环链有机螯合物0.5%钛螯合物、有机高分子聚合物1.5%甘氨酸锌、成膜封闭剂3%、15%~20%聚氧乙烯醚乳化液，PH值为7，不含油脂、磷酸酯和苯类物质。特征为白色浑浊溶液。采用喷淋方式，将环保型有机水溶性防锈剂涂覆在刚生产的钢板产品表面上，常温下使用，2分钟内自然干燥，在钢板表面形成一层无油、无苯、无磷环保型表面覆膜。经检验，防锈蚀覆膜效果评价：膜层成分不含油脂、磷酸酯和苯环，膜层致密度经电化学试验72h表面黄色锈点≤5%，覆膜均匀程度经盐雾腐蚀试验2~3周期后锈蚀面积≤4.5%，防锈蚀效果经露天挂片腐蚀试验180天锈蚀面积≤4.5%。

实施例4：配制成分含有机酸盐4.5%草酸钾、无苯环链有机螯合物0.5%钛螯合物、有机高分子聚合物1.5%甘氨酸锌、成膜封闭剂2.3%EDTA、15%~20%聚氧乙烯醚乳化液，PH值为7，不含油脂、磷酸酯和苯类物质。特征为白色浑浊溶液。采用喷淋方式，将环保型有机水溶性防锈剂涂覆在刚生产的钢板产品表面上，常温下使用，2分钟内自然干燥，在钢板表面形成一层无油、无苯、无磷环保型表面覆膜。经检验，防锈蚀覆膜效果评价：膜层成分不含油脂、磷酸酯和苯环，膜层致密度经电化学试验72h表面黄色锈点≤4%，覆膜均匀程度经盐雾腐蚀试验2~3周期后锈蚀面积≤3.5%，防锈蚀效果经露天挂片腐蚀试验180天锈蚀面积≤5%。

Claims (1)

1.钢板表面短期防锈蚀覆膜工艺方法，其特征在于以下步骤：

（1）草酸钾溶液配制：在容积为1立方米的塑料槽内加一半自来水，按比例将工业草酸钾倒入槽内，搅匀，直到溶液变清为止，配制出浓度为0.5%~5%草酸钾溶液；

（2）成膜液配制：在配制好的浓度为0.5%~5%草酸钾溶液中，先后分别加入甘氨酸锌                                                

、EDTA

、钛螯合物C₉H₁₉NO₃Ti，配制浓度分别为1.2%~5.5%、1.5%~3%、0.3%~2.5%，然后搅拌，静置4～6小时；

（3）环保型有机水溶性防锈剂配制：在配制好的成膜液中，按比例加入15%~20%聚氧乙烯醚乳化液，搅拌1～2小时；

（4）钢板表面涂覆：钢板产品出轧后，冷却至50℃以下，将环保型有机水溶性防锈剂喷淋于钢板表面，自然干燥，形成防锈蚀覆膜。