CN102492319B - 一种耐腐蚀涂料、其制备方法及使用方法 - Google Patents

一种耐腐蚀涂料、其制备方法及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐腐蚀涂料、其制备方法及使用方法，耐腐蚀涂料由质量百分为粘结剂15～20%、水15～30%、NiFe2O450～70%组成；通过将上述物质混合后在一定温度下搅拌即制得。该耐腐蚀涂料的使用方法，是对钢材表面预处理，再将耐腐蚀涂料涂覆在钢材表面，然后固化，再进行干燥或热处理，即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。在钢材表面涂覆耐腐蚀涂层后，能在钢材表面形成能够阻挡空气和CO2向钢材内部扩散的涂层，在高温时有效保护不被氧化，进而降低钢材的消耗和生产成本。本发明的耐腐蚀涂料不包含有机物，且在钢材基体表面的无机涂层连续致密，化学稳定性好。使用方法简单，节能，环保，设备要求低，成本低廉。

Description

一种耐腐蚀涂料、其制备方法及使用方法
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀涂料、其制备方法及使用方法，尤其是一种高温抗氧化耐腐蚀的涂料、其制备方法及使用方法，属于冶金材料技术领域。
背景技术
随着钢材的广泛应用，钢结构的防腐不断引起重视，据发达国家的不完全统计，每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的1％～4%，每年腐蚀的钢材占我国生产总量的20％，有30％钢材设备和工具因腐蚀而报废。由于腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上，占国民生产总值的4％。尤其在高温和强腐蚀工作环境中，钢材的腐蚀情况更是严重。钢材的腐蚀不仅造成经济损失,也给结构的安全带来安全隐患。
发明内容
为解决钢材表面易被侵蚀、利用率低等问题，本发明提供一种耐腐蚀涂料、其制备方法及使用方法，以解决不被高温氧化消耗和腐蚀的问题。
本发明通过下列技术方案完成：一种耐腐蚀涂料，由下列质量百分比的组分组成：
粘结剂 15～20%
水 15～30%
NiFe2O4 50～70%。
所述粘结剂是质量浓度为15～20%的偏铝酸钠或磷酸铝。
所述水为蒸馏水或去离子水。
一种制备上述耐腐蚀涂料的方法，经过下列步骤：
将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
粘结剂 15～20%
水 15～30%
NiFe2O4 50～70%；
再将混合物在20～150℃下，搅拌10～30分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为0.1～20Pa·s、pH值为4～6。
所述粘结剂是质量浓度为15～20%的偏铝酸钠或磷酸铝。
所述水为蒸馏水或去离子水。
一种上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）对钢材表面进行处理；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为0.4～3mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化2～12小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材在70～90℃下干燥4～12小时，即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料；
或者，将步骤（3）涂覆后的钢材进行热处理，其中，在300℃前，以升温速率为5～8℃/min升温，并分别在100℃、200℃和300℃各保温0.5～2h；然后以升温速率为2～5℃/min升温至900～1100℃，并保温0.5～2h，最后随炉冷却至室温，即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
所述步骤（1）的处理是去除钢材表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及水进行清洗，并在20～70℃下烘干。
所述水为蒸馏水或去离子水。
本方法在钢材表面涂覆一层高温抗氧化耐腐涂层，其中NiFe2O4为一种惰性材料，具有良好的耐腐蚀性能，采用NiFe2O4作为涂层骨料，以偏铝酸钠或磷酸铝溶胶作为粘结剂，便能有效防止钢材的氧化和腐蚀。
本发明具有下列优点和效果：采用本发明提供的方法，即在钢材表面涂覆高温抗氧化耐腐蚀涂层后，能在钢材表面形成能够阻挡空气和CO2向钢材内部扩散的涂层，在高温时有效保护不被氧化，进而降低钢材的消耗和生产成本。本发明所涂覆的高温抗氧化耐腐蚀涂层不包含有机物，且在钢材基体表面的无机涂层连续致密，化学稳定性好。本发明的方法工艺简单，操作方便，节能，环保，设备要求低，方便快速，成本低廉。
具体实施方式
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
制备耐腐蚀涂料：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
质量浓度为15%的偏铝酸钠 20%
去离子水 30%
NiFe2O4 50%；
再将混合物在100℃下，搅拌20分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为20Pa·s、pH值为5。
所得上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及去离子水进行清洗，并在50℃下烘干；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为1mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化4小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材在70℃下干燥8小时，即完成对电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆耐腐蚀涂料。
效果：在预焙铝电解生产过程中，阳极钢爪作为强电流的导体，同时要起到支撑和联接铝导杆的作用。阳极钢爪不仅处在空气与高浓度CO2气氛中，还不断受到强腐蚀电解质冰晶石的冲刷，因此，导致阳极钢爪被空气、CO2氧化和被冰晶石电解质侵蚀现象时有发生。现有技术中阳极钢爪的氧化消耗了大量钢材，降低了钢爪的横截面积，增加了电阻率，使电解铝能耗增加；被侵蚀的钢爪、磷生铁熔化到铝液中，使铝液品位下降，降低了阳极钢爪的利用率，给生产造成不利影响。
采用实施例1的方法，即在电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆高温抗氧化耐腐蚀涂层后，能在电解铝预焙阳极钢爪表面形成能够阻挡空气和CO2向钢材内部扩散的涂层，在高温时有效保护不被氧化，进而降低钢材的消耗和生产成本。
实施例2
制备耐腐蚀涂料：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
质量浓度为15%的磷酸铝 15%
蒸馏水 15%
NiFe2O4 70%；
再将混合物在90℃下，搅拌30分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为15Pa·s、pH值为4。
所得上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）去除45#钢材表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗，并在20℃下烘干；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为3mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化2小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材在80℃下干燥4小时，即完成对45#钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例3
制备耐腐蚀涂料：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
质量浓度为20%的偏铝酸钠 20%
去离子水 20%
NiFe2O4 60%；
再将混合物在20℃下，搅拌10分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为0.1Pa·s、pH值为6。
所得上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗，并在70℃下烘干；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为0.4mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化12小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材进行热处理，其中，在300℃前，以升温速率为5℃/min升温，并分别在100℃、200℃和300℃各保温1h；然后以升温速率为2℃/min升温至900℃，并保温1h，最后随炉冷却至室温，即完成对电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例4
制备耐腐蚀涂料：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
质量浓度为20%的磷酸铝 20%
蒸馏水 30%
NiFe2O4 50%；
再将混合物在150℃下，搅拌15分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为18Pa·s、pH值为6。
所得上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）去除45#钢材表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及去离子水进行清洗，并在60℃下烘干；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为2mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化10小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材进行热处理，其中，在300℃前，以升温速率为6℃/min升温，并分别在100℃、200℃和300℃各保温0.5h；然后以升温速率为4℃/min升温至1100℃，并保温2h，最后随炉冷却至室温，即完成对45#钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例5
制备耐腐蚀涂料：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
质量浓度为18%的偏铝酸钠 20%
去离子水 20%
NiFe2O4 60%；
再将混合物在20℃下，搅拌10分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为0.1Pa·s、pH值为6。
所得上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗，并在70℃下烘干；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为0.4mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化12小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材进行热处理，其中，在300℃前，以升温速率为8℃/min升温，并分别在100℃、200℃和300℃各保温2h；然后以升温速率为5℃/min升温至1000℃，并保温0.5h，最后随炉冷却至室温，即完成对电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例6
制备耐腐蚀涂料：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
质量浓度为15%的磷酸铝 15%
蒸馏水 15%
NiFe2O4 70%；
再将混合物在90℃下，搅拌30分钟，即得到耐腐蚀涂料，其为胶状，且粘度为15Pa·s、pH值为4。
所得上述耐腐蚀涂料的使用方法，经过下列各步骤：
（1）去除45#钢材表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗，并在20℃下烘干；
（2）将所制得的耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为3mm；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化2小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材在90℃下干燥12小时，即完成对45#钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀涂料的使用方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）对钢材表面进行处理；
（2）将耐腐蚀涂料涂覆在步骤（1）处理后的钢材表面，涂覆厚度为0.4～3mm；所述耐腐蚀涂料由下列质量百分比的组分组成：
粘结剂 15～20%
水 15～30%
NiFe2O4 50～70%；
其中，粘结剂是质量浓度为15～20%的偏铝酸钠或磷酸铝；
（3）再将步骤（2）涂覆后的钢材在室温下固化2～12小时；
（4）将步骤（3）涂覆后的钢材进行热处理，其中，在300℃前，以升温速率为5～8℃/min升温，并分别在100℃、200℃和300℃各保温0.5～2h；然后以升温速率为2～5℃/min升温至900～1100℃，并保温0.5～2h，最后随炉冷却至室温，即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述步骤（2）的水为蒸馏水或去离子水。
3.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述步骤（2）的耐腐蚀涂料经过下列操作制得：将NiFe2O4、粘结剂和水按照下列质量百分比进行混合：
粘结剂 15～20%
水 15～30%
NiFe2O4 50～70%；
再将混合物在20～150℃下，搅拌10～30分钟，即得到耐腐蚀涂料。
4.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述步骤（1）中的处理是去除钢材表面的锈层、氧化层及其他污物，再依次用盐酸、无水乙醇以及水进行清洗，并在20～70℃下烘干。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于：水为蒸馏水或去离子水。
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