CN102268663B - 一种耐候钢用表面稳定处理剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于冶金企业现场实施的耐候钢用表面稳定处理剂，本发明的处理剂是由下列成分组成的：它是由主剂、辅剂、改性剂、促进剂、阻锈剂、引发剂、添加剂和溶剂组成。其具体组分用量的质量份为：主剂38～47，辅剂1.8～16，改性剂1～2，促进剂1～3，阻锈剂0.5～3引发剂1～1.5，添加剂0.002～0.005，余量溶剂，溶剂为乙醇，本发明通过常规涂料的制作方法即可生产出合格的表面稳定处理剂，其可以刷涂或喷涂在钢板表面，实施工艺简单，涂覆方式易操作；并且涂层干燥时间短，满足在冶金企业现场实施的要求。

Description

一种耐候钢用表面稳定处理剂

技术领域

本发明属于化工技术领域，是一种化学处理剂产品，它适用于钢铁冶金行业生产的耐候钢表面处理过程中。

背景技术

耐候钢用表面稳定处理剂是为了促进耐候钢表面稳定，提高耐蚀能力而使用的一种化工产品。

耐候钢相对于碳钢来说具有较好的耐大气腐蚀性能，其原理是在其使用过程中，表面形成致密的稳定化锈层阻碍了腐蚀介质的进入。而在碳钢表面形成的锈层疏松，且有微裂纹存在，故不能起到对基体的保护作用。为了方便维护，降低维修费用，可以将耐候钢直接裸露应用于桥梁、公路护栏及其它一些建筑设施上。然而，在自然环境中，使用裸态的耐候钢，锈层稳定化需要4年～10年的时间。并且在使用初期，耐候钢表面常常会产生一层黄色浮锈及锈液流挂和飞散等现象。而在沿海高盐气候条件下，由于氯离子的作用，耐候钢表面更是难以形成稳定化的锈层，从而既污染环境，又难以实现使用耐候钢的意义。

目前，国内现有的相关钢表面处理剂技术主要是应用于普通碳钢板，其目的是为了作为涂漆或进行其它表面处理的预处理，以提高涂层与基体的结合强度和防腐性能。也有作为最终表面处理，目的是为了提供一种抗腐蚀性及抗黑化性的薄膜，主要用于家电行业，如计算机、家用电器的面板等。此类表面处理剂的使用方式工艺要求复杂、严格，常常需要涂敷后进行热烘，成膜薄。在恶劣条件下，防护时间非常短等特点。

相关专利如：发明专利公开公告号为CN1304432的用于金属材料的水性表面处理剂，它是在金属材料表面产生一种抗化学性的极薄膜。发明专利公开公告号为CN101326308的金属材料用表面处理剂、表面处理方法及表面处理的金属材料，此发明所述金属材料用表面处理剂是在水中混合具有0℃以上的玻璃化转变温度的阴离子水分散性树脂，以及选自由硅酸碱金属盐及碱性锆化合物构成的组中至少一种金属化合物。此发明专利所述的表面处理剂在被涂敷于基体金属上后需要在80℃～170℃的热风干燥炉中进行干燥才能够形成耐蚀膜。

而发明专利公开公告号为CN1242804的钢材表面处理剂和表面处理过的钢材，其处理剂中含有0.5％～15％硫酸铬和10％～40％粘合剂树脂，该树脂中含有丁醛树脂或丁醛树脂和另一种与丁醛树脂相溶的树脂的混合物。此发明处理后的表面涂层固化时间长，不适合冶金企业的现场操作。

发明专利公开公告号为CN86103534的钢耐候性防锈膜快速形成法，是在耐候钢、特殊钢或普通碳素钢的表面上快速形成耐候性防锈膜的方法。其主要工艺过程包括表面酸洗、净化、氧化、稳定化和充分发锈，其特征在于所述的稳定化是用栲胶或用栲胶与工业丹宁酸的混合液作稳定剂的主体，并加入双氧水或加入一种以上的金属盐，例如钼酸铵、高锰酸钾、硝酸钠等作促进剂。此发明是以浸泡方式进行处理，实施时需要配套槽子、加热系统等设施。并且工序复杂，表面处理时间长。

为了加快耐候钢在市场中的应用，特别是在桥梁、高速公路护栏方面的应用，需要开发适合冶金企业现场实施的耐候钢表面稳定化处理技术，重点是开发适合冶金企业现场实施的耐候钢用表面稳定处理剂。上述的处理剂不能适应生产发展的要求。

发明内容

本发明针对目前耐候钢用表面稳定处理剂存在的问题，提供了一种适用于冶金企业现场实施的耐候钢用表面稳定处理剂。

本发明的处理剂是由下列成分组成的：

它是由主剂、辅剂、改性剂、促进剂、阻锈剂、引发剂、添加剂和溶剂组成。其具体组分用量的质量份为：

主剂      38～47

辅剂      1.8～16

改性剂    1～2

促进剂    1～3

阻锈剂    0.5～3

引发剂    1～1.5

添加剂    0.002～0.005

溶剂(为乙醇)余量

本发明的主剂为丙烯酸环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种，它们是涂层的主体，起成膜作用。丙烯酸环氧树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂均可以在室温下固化。加入比例为38～47质量份。加入比例过低，涂料难于均匀覆盖于钢材基体表面；加入比例过高，涂料的成本会相应提高，另外，促进耐候钢表面稳定化趋势减缓。

本发明的辅剂为硫酸钡，另加磷酸铁或磷酸二氢锌中的一种，它们是用于调整涂料的流变和流平性能，填充成膜的体积。加入比例为1.8～16质量份。加入比例过低，涂料流平性变差；加入比例过高，涂料的成膜均匀性变差。

本发明的改性剂为硫酸铬、铬酸锶中的一种，它们的作用是优化成膜物质的性质，重点是改变钢材表面膜的组织状态，提高其稳定性。加入比例为1～2质量份。加入比例过低，优化成膜物质性能的作用不明显；加入比例过高，涂料的成本升高。

本发明的促进剂为二氧化锰、硝酸锌中的一种，它们均具有氧化性质，是促进组分快速反应的物质。加入比例为1～3质量份。加入比例过低，其作用不明显；加入比例过高，其成膜均匀性变差。

本发明的阻锈剂为亚硝酸钠、钼酸钠中的一种，它们通过与金属表面发生化学反应而形成钝化产物，从而阻碍金属表面进一步产生锈蚀。加入比例为0.5～3质量份。加入比例过低，其钝化趋势微弱；加入比例过高，会增加涂料的成本。

本发明的引发剂为氧化铁红或铁粉中的一种，它们的加入是为了使在基体金属表面先形成稳定化氧化物的核，从而引发稳定化绣层的快速形成。。加入比例为1～1.5质量份。加入比例过低，其成核几率减少，相应作用不明显；加入比例过高，其成膜质量变差。

本发明的添加剂为十二烷基磺酸钠或聚乙二醇中的一种，它们的作用是使涂料能充分润湿分散于钢材表面。加入比例为0.002～0.005质量份。加入比例过低，其涂料润湿效果不好；加入比例过高，涂料成本相应提高。

本发明通过常规涂料的制作方法即可生产出合格的表面稳定处理剂。

本发明提供了一种适用于冶金企业现场实施的耐候钢用表面稳定处理剂。其可以刷涂或喷涂在钢板表面，实施工艺简单，涂覆方式易操作；并且涂层干燥时间短，满足在冶金企业现场实施的要求。

具体实施方式

试验用耐候钢化学成分质量百分比为：C 0.049％、Si 0.27％、Mn 1.64％、P 0.016％、S 0.003％、Ni 0.28％、Cr 0.46％、Cu 0.47％、Als 0.038％、Ti 0.012％、Nb 0.026％，余量为铁及不可避免的杂质。设计表面稳定处理剂实施方案见表1。在室温下，按照实施方案进行配制，之后涂刷在试板表面，待实干后进行评价试验。

对涂刷后的试板进行表面状态进行评价。

根据GB/T 1720漆膜附着力测定法，利用QFZ-II型漆膜附着力试验仪，对试样进行涂层与基体结合性能的测试，其结果见表2。

模拟沿海大气昼夜循环结露现象，将试样浸于0.5％NaCl溶液60s后，用室温风吹干为一次循环(一个周期浸润风干)，如此五次循环后，试样表面没有出现起泡及涂层干后龟裂等现象。

通过电化学阻抗谱的高低来判断经过周期浸润后带有涂层试样的耐蚀性能。首先测试了耐候钢基体试样在3.5％NaCl电解液中的电化学阻抗谱，它的最高Zim值为691Ω(0.7kΩ)。再测试带有实施例涂层耐候钢试样在3.5％NaCl电解液中的电化学阻抗谱，它们的Zim值分别见表2。

由表2可以得出，表1的实施方案涂层实干时间最长为1.5小时，满足在冶金企业现场实施的要求；同时，带有实施例涂层的耐候钢试样其耐蚀性表征值均是耐候钢基体耐蚀性表征值的3倍以上，起到提高耐候钢基体耐蚀性的要求，并且表面没有产生黄色浮锈。

Claims (1)

1.一种耐候钢用表面稳定处理剂，其特征在于，处理剂是由主剂、辅剂、改性剂、促进剂、阻锈剂、引发剂、添加剂和溶剂组成，其具体组分用量的质量份为：

主剂      38～47

辅剂      1.8～16

改性剂    1～2

促进剂    1～3

阻锈剂    0.5～3

引发剂    1～1.5

添加剂    0.002～0.005

溶剂为乙醇，余量；

所述的主剂为丙烯酸环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种；所述辅剂为硫酸钡，另加磷酸铁或磷酸二氢锌中的一种；所述改性剂为硫酸铬、铬酸锶中的一种；所述促进剂为二氧化锰、硝酸锌中的一种；所述阻锈剂为亚硝酸钠、硝酸锌中的一种；所述引发剂氧化铁红或铁粉中的一种；所述添加剂为十二烷基磺酸钠或聚乙二醇中的一种。