CN102618860A

CN102618860A - 一种高效铁锈转化剂

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Publication number: CN102618860A
Application number: CN2012101042746A
Authority: CN
Inventors: 赵晓栋; 胡海燕; 袁跃峰; 杨婕; 王维
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2012-08-01

Abstract

一种高效铁锈转化剂，属于防锈涂料领域，由以下质量比原料配制而成：氧化锌0.1-10%，磷酸20-40%，重铬酸盐0.5-15%，磷酸盐0.5-10%，缓蚀剂0.1-10%，溶剂50-70%。重铬酸盐为重铬酸钾或重铬酸钠；磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾；缓蚀剂为乌洛托品或尿素；溶剂为水或乙醇。其制备方法为：在持续搅拌下依次按质量比向玻璃杯中加入溶剂，磷酸，重铬酸盐，磷酸盐，缓蚀剂，氧化锌，上述试剂溶解时间10-20min即可，生产方法基于固体反应物在磷酸溶液中的溶解。铁锈转化所形成的磷化膜具有防锈和使残锈固定的效果，且形成的磷化层保护膜长效，在大气环境、润滑油和有机溶剂中稳定、具有高附着力，可作为底漆，具有介电性能，防止金属表面电化学腐蚀。

Description

一种高效铁锈转化剂

技术领域

本发明涉及一种高效铁锈转化剂，主要用于带锈钢材的表面预处理，属于防锈涂料领域。

背景技术

在金属防护涂层涂覆之前，表面处理是非常重要的环节。传统的除锈涂漆工艺劳动强度大，投资大，锈层还会对人员造成健康伤害，污染环境；还有一些钢铁构件构造比较复杂，利用常规的除锈方法难度较大。铁锈转化剂的使用能省去除锈、除油、除水等表面处理工序，显著减低涂装成本，同时还可大大简化涂漆工艺，从而减轻劳动强度和减少锈尘对人体的危害，是一种经济、方便、环保的表面处理技术。目前国际上有代表性的专利有：波兰专利，3%合成单宁酸、15%天然单宁酸、34%丁苯胶乳，10%聚丙烯酸钠，20%酚醛乳液，3%膨润土，15%水。该配方最终呈溶胶状，流动性很差，施工困难，很难在带锈金属构件上均匀铺展。美国专利，2-20%异丙醇，8.5-25.5%H₃PO₃，0.3-3%NaNO₃，0.3-3%Zn(NO₃)₂，0.1-2%单宁酸，0.1-1%表面活性剂。配方中使用的硝酸盐还原形成的一氧化氮容易在转化膜上形成空洞，破坏了转化膜的完整性。因而铁锈转化剂的施工性能及转化效率和防腐性能的提高是需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效铁锈转化剂。

本发明要解决的问题是改善现有铁锈转化剂的施工性能差及转化效率和防腐性能低的不足。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种高效铁锈转化剂，由以下质量比原料配制而成：氧化锌0.1-10%，磷酸20-40%，重铬酸盐0.5-15%，磷酸盐0.5-10%，缓蚀剂0.1-10%，溶剂50-70%。

重铬酸盐为重铬酸钾或重铬酸钠；磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾；缓蚀剂为乌洛托品或尿素；溶剂为水或乙醇。

其制备方法为：在持续搅拌下依次按质量比向玻璃杯中加入溶剂，磷酸，重铬酸盐，磷酸盐，缓蚀剂，氧化锌，上述试剂溶解时间10-20 min即可，生产方法基于固体反应物在磷酸溶液中的溶解。

高效铁锈转化剂用于刷涂料之前的带锈钢板处理，通过生成暗灰色密度2.0-5.0g/m²的保护膜保护钢铁表面。高效铁锈转化剂使带锈钢板表面形成一层磷酸盐保护膜，如图1，图2所示。众所周知铁锈由几种相组成：水合铁氧化物如α-FeOOH, β-FeOOH 和γ-FeOOH，磁铁矿Fe₃O₄以及非晶产物。在一般大气腐蚀环境下γ-FeOOH和α-FeOOH是锈层的主要成分。高效铁锈转化剂在带锈钢板表面形成的磷酸盐保护膜包括铁、铬和磷酸锌。成分质量比如表1所示。

表 1. 锈层和磷化膜的成分分析(质量比，%)

Figure 2012101042746100002DEST_PATH_IMAGE001

本发明的优点是：铁锈转化所形成的磷化膜具有防锈和使残锈固定的效果，且形成的磷化层保护膜具有以下性能：长效；在大气环境、润滑油和有机溶剂中稳定；与基本涂层和油漆材料具有高附着力；可作为底漆用于基于醇酸树脂、丙烯酸、邻苯二甲酸、环氧、乳胶、石油等的油漆材料；具有介电性能，防止金属表面电化学腐蚀。

主要应用领域：在化工企业、油气生产厂家、机械制造、仪器工程、建筑、汽车维修和金属制品行业，应具有广阔的市场空间。

附图说明

图1是γ-FeOOH和β-FeOOH锈层以及铁锈转化处理后磷化膜的XRD分析图；

图2是γ- Fe₂O₃和β-FeOOH锈层以及铁锈转化处理后磷化膜的XRD分析图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

一种高效铁锈转化剂，由以下质量比原料配制而成：氧化锌0.5%，磷酸40%，重铬酸钾0.5%，磷酸钠2%，乌洛托品1%，水56%。

其制备方法为：在持续搅拌下按次序和质量比向玻璃杯中加入去离子水，磷酸，磷酸钠，乌洛托品，氧化锌和重铬酸钾，上述溶解时间10-20 min即可。

本发明的使用方法：用金属刷、砂纸等机械方法去除钢板表面粉末浮锈，必要时除油脱脂。以刷涂或喷涂方式将本转化剂应用于钢板表面。涂覆后在空气中干燥。本转化剂对于金属表面的锈层转变需经2-3次，使用前后不需用水冲洗。转化剂在处理后的钢板表面形成磷化膜，磷化膜对基于醇酸树脂、丙烯酸、邻苯二甲酸、环氧、乳胶、石油聚合物等的底漆及油漆材料具有好的附着力。进一步的油漆处理需在12-24小时以后进行，施工操作温度不低于5 度。

进行盐雾试验和实海曝露实验以检验铁锈转化剂的性能。盐雾试验按照ASTMB11进行。在35℃，PH=7的条件下，以5%NaCl溶液连续喷雾一定时间，观察试片上膜层的变化情况。结果见表2所示。实海曝露实验中将实施例试片分别处理后，表面涂布底漆和/或面漆。将试片曝露在实海挂片试验站，观察6个月，结果见表3所示。

表2 铁锈已转化或铁锈已转化试样涂覆底漆或/和面漆后的盐雾试验（1000h）结果

表3 铁锈已转化或铁锈已转化试样涂覆底漆或/和面漆后的实海曝露试验（6个月）结果

Figure 2012101042746100002DEST_PATH_IMAGE003

表2给出了盐雾试验（1000h）的结果。由本发明铁锈转化剂涂覆后的试件在盐雾试验中得到保护，如果再加以涂覆底漆和面漆，试验1000h无变化。经手洗和酸蚀并涂覆底漆和/或饰面漆的试件其锈化率达30-95%，而由本发明铁锈转化剂涂覆后的试件锈化率仅为5-10%。

表3给出了实海曝露试验（6个月）的结果。由本发明铁锈转化剂涂覆后的试件在实海试验站挂片6个月后仅有极少量锈迹，若加以底漆和面漆保护则不会发生锈化现象。经手洗和酸蚀并涂覆底漆和/或饰面漆的试件分别出现不同程度的锈化。

Claims

1.一种高效铁锈转化剂，其特征是：由以下质量比原料配制而成：氧化锌0.1-10%，磷酸20-40%，重铬酸盐0.5-15%，磷酸盐0.5-10%，缓蚀剂0.1-10%，溶剂50-70%。

2.根据权利要求1所述的一种高效铁锈转化剂剂，其特征在于：重铬酸盐为重铬酸钾或重铬酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种高效铁锈转化剂，其特征在于：磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾。

4.根据权利要求1所述的一种高效铁锈转化剂，其特征在于：缓蚀剂为乌洛托品或尿素。

5.根据权利要求1所述的一种高效铁锈转化剂，其特征在于：溶剂为水或乙醇。

6.一种制备权利要求1-5所述的一种高效铁锈转化剂的方法，其特征在于其制备方法为：在持续搅拌下依次按质量比向玻璃杯中加入溶剂，磷酸，重铬酸盐，磷酸盐，缓蚀剂，氧化锌，上述试剂溶解时间10-20 min即可，生产方法基于固体反应物在磷酸溶液中的溶解。