CN103173754B

CN103173754B - 耐候钢表面锈层稳定化处理剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103173754B
Application number: CN201310083703.0A
Authority: CN
Inventors: 刘建容; 张万灵; 黄先球; 石争鸣; 郎丰军; 马颖; 何锐; 王靓
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2033-03-15
Also published as: CN103173754A

Abstract

本发明公开一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂制备方法，该处理剂按照重量百分比计由25~45%的醇酸清漆、4~12%的焦磷酸铜、2~10%的铬酸钡、1~14%的Fe₃O₄、20~50%的Fe₂O₃、1~10%的溶剂油和0.5~5%的分散剂组成。本发明的处理剂施工工艺简单，经3%氯化钠周浸试验可缩短锈层稳定化时间大于50%。整个制备方法操作安全、工艺简单、成本低廉、试样性能较好，易于实现规模化工业生产。

Description

耐候钢表面锈层稳定化处理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于腐蚀与防护技术领域，具体地指一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂制备方法。

背景技术

在大气自然环境下，耐候钢相对于普碳钢来说具有良好的耐大气腐蚀性能，主要原因是经过长期大气暴晒，在其表面上形成了稳定致密的保护性锈层。耐候钢的最佳使用方式应该是裸露使用，但耐候钢在自然环境中要完成锈层的稳定化需要相当长的时间，在形成稳定化锈层之前，常常出现早期锈液流挂与飞散污染周围环境的现象，导致在城市近郊和城区使用时用户难以接受。特别是在含有Cl^-的海洋性大气中，由于Cl^-的作用，耐候钢表面的保护性稳定锈层生成会更加困难，所需时间将会更长。对耐候钢表面进行锈层的稳定化处理，可以缩短耐候钢早期使用阶段形成稳定化锈层的时间。

日本学者对耐候钢表面处理进行了研究，日本专利号JP2001156254公开了一种耐候钢表面处理方法，能防止早期锈液流出，不污染环境，需要在耐候钢表面进行三层或者更多层的处理，具体包括最里层的无固定结构的铁锈层，中间混合层，即铁锈层和α-FeOOH颗粒层，外部α-FeOOH颗粒和树脂层。日本专利JP36367598公开了一种涂料，用于耐大气腐蚀钢材的锈层处理，涂料组分通过添加1~60%优选2~20%的磷酸铬、10~20%的有机成分、3~8%的添加剂，例如氢氧化铁、硫酸铜、硫酸镍，和铬酸铅，氧化铁等的一种防锈料，大约2%阻氧化剂，例如碳氢化合物，酒精，或酯的20~78%溶剂等到一种涂料中，镀膜厚度为5~100μm，优选10~30μm，随着时间推移，镀膜通过风化丢失，在膜之下形成稳定的暴露锈层。

国内还没有成熟的耐候钢表面锈层稳定化处理技术，耐候钢构件的保护主要以涂装或热浸镀锌、热浸镀铝及热浸镀锌铝合金为主。刘丽宏等开发了一种Zn-Ca系磷化化学转化膜+丙烯酸树脂-SiO₂的复合膜处理技术，在实验室考察了该复合膜在缩短耐候钢锈层稳定化过程和避免锈液挂流方面的有效性及其作用机理，结果表明，该复合膜较好地促进了耐候钢表面锈层的稳定化过程，避免了锈液流挂现象。但该技术需在100℃以上的固化温度。中国专利CN102268663ADE公开了一种耐候钢用表面稳定处理剂，该处理剂由下列成分组成：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。此发明的溶剂为乙醇，不适合大范围的工业化实施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂，用研制的表面复合处理剂处理的耐候钢，可缩短稳定锈层的形成过程，以推广耐候钢在国内的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂，其特征在于：该处理剂按重量百分比计由25~45%的醇酸清漆、4~12%的焦磷酸铜、2~10%的铬酸钡、1~14%的Fe₃O₄、20~50%的Fe₂O₃、1~10%的溶剂油和0.5~5%的分散剂组成。

进一步地，该处理剂按照重量百分比计由30~40%的醇酸清漆、6~12%的焦磷酸铜、5~10%的铬酸钡、5~14%的Fe₃O₄、30~45%的Fe₂O₃、4~8%的溶剂油和2~5%分散剂组成。

再进一步地，该处理剂按照重量百分比计由34%的醇酸清漆、8%的焦磷酸铜、6%的铬酸钡、7%的Fe₃O₄、37%的Fe₂O₃、5%的溶剂油和3%的分散剂组成。

再进一步地，所述分散剂为LS3080或BYK-AT204任选其一。

本发明还提供了一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按按照重量百分比计称取醇酸清漆、焦磷酸铜、铬酸钡、Fe₃O_4、溶剂油和分散剂，备用；

2、将步骤1）中称取备用的原料混合均匀，得到处理剂。

作为优先方案：所述步骤1）中，分散剂为LS3080或BYK-AT204任选其一。

LS3080为低分子量不饱和羧酸聚合物，其分子结构独特具有亲和力强，润湿分散性佳的优点。

BYK-AT204是改善颜料润湿和颜料分散稳定性的润湿分散剂。由于它是可控絮凝型助剂，故而可防止颜料浮色和发花，以及沉淀，并减少流挂。当用于防锈底漆时，多数情况下增强了保护性能。

本发明的有益效果在于：

1、本项目发明了一种以醇酸清漆、焦磷酸铜、铬酸钡、Fe₃O₄、Fe₂O₃等组成的锈层稳定化处理剂，该处理剂施工工艺简单，经3%氯化钠周浸试验可缩短锈层稳定化时间大于50%。其原因在于，锈层稳定化处理引入的大量铁离子与钢基发生了反应，加速了钢基中铁的氧化，生成的铁离子在铬离子、磷酸根等作用下，快速转化成了稳定、致密的内锈层。

2、整个制备方法操作安全、工艺简单、成本低廉、试样性能较好，易于实现规模化工业生产。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1：

耐候钢表面锈层稳定化处理剂按照重量百分比计由45%的醇酸清漆、4%的焦磷酸铜、2%的铬酸钡、14%的Fe₃O₄、20%的Fe₂O₃、10%的200#溶剂油和5%的LS3080组成。

使用时，按照重量百分比称取醇酸清漆、焦磷酸铜、铬酸钡、Fe₃O₄、溶剂油和分散剂，混合均匀，得到处理剂。

试样制备：

将从生产厂取回的热轧板加工成试样，试样表面经除油后，用刷涂或喷涂的方法将本实施例的处理剂涂覆于试样上，室温干燥成膜。

周浸腐蚀试验：

经裸钢锈层稳定化处理剂处理的试样放在周浸箱中，参照TB/T2375标准，采用3%NaCl溶液，连续试验不同时间取样，以获取不同试验时间的腐蚀率。

经720小时周浸试验，其腐蚀率基本达到了稳定，而裸钢经1486小时周浸试验后的腐蚀率尚未达到稳定。说明使用该处理剂的裸钢，经3%氯化钠周浸试验可缩短锈层稳定化时间大于50%。

实施例2

耐候钢表面锈层稳定化处理剂按照重量百分比计由25%的醇酸清漆、12%的焦磷酸铜、10%的铬酸钡、1%的Fe₃O₄、50%的Fe₂O₃、1.5%的200#溶剂油和0.5%的BYK-AT204组成。

本实施例的制备方法、试样制备、周浸腐蚀试验与实施例相同。

实施例3

耐候钢表面锈层稳定化处理剂按照重量百分比计由30%的醇酸清漆、6%的焦磷酸铜、5%的铬酸钡、12%的Fe₃O₄、45%的Fe₂O₃、1%的200#溶剂油和1%的LS3080组成。

实施例4

耐候钢表面锈层稳定化处理剂按照重量百分比计由40%的醇酸清漆、8%的焦磷酸铜、7%的铬酸钡、5%的Fe₃O₄、34%的Fe₂O₃、4%的200#溶剂油和2%的BYK-AT204组成。

实施例5

耐候钢表面锈层稳定化处理剂按照重量百分比计由34%的醇酸清漆、10%的焦磷酸铜、6%的铬酸钡、9%的Fe₃O₄、30%的Fe₂O₃、8%的溶剂油和3%的LS3080组成。

实施例6

耐候钢表面锈层稳定化处理剂按照重量百分比计由34%的醇酸清漆、8%的焦磷酸铜、6%的铬酸钡、7%的Fe₃O₄、37%的Fe₂O₃、5%的200#溶剂油和3%的LS3080组成。

Claims

1.一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂，其特征在于：该处理剂按照重量百分比计由34％的醇酸清漆、8％的焦磷酸铜、6％的铬酸钡、7％的Fe₃O₄、37％的Fe₂O₃、5％的溶剂油和3％的分散剂组成；其中，分散剂为LS3080或BYK-AT204任选其一。

2.一种如权利要求1所述耐候钢表面锈层稳定化处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按按照重量百分比计称取醇酸清漆、焦磷酸铜、铬酸钡、Fe₃O₄、Fe₂O₃、溶剂油和分散剂，备用，其中，分散剂为LS3080或BYK-AT204任选其一；

2)将步骤1)中称取备用的原料混合均匀，得到处理剂。