CN103173757A

CN103173757A - 一种铁锈转化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103173757A
Application number: CN201110440561XA
Authority: CN
Inventors: 衣守志; 赵建龙; 彭亚雄; 谭丽媛
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明是一种针对钢材表面除锈防锈的铁锈转化剂，可带锈刷涂于生锈的钢铁表面，将铁锈转化为一层保护性的膜层，使复杂的锈层成分转变为稳定的产物，并使之在大气中较长时间内不会返锈，从而达到不必除锈，就能够在其表面直接进行覆盖施工的目的。本发明采用合成树脂乳液作为主要成膜剂，焦性没食子酸和鞣酸作为主转化剂，柠檬酸为辅助转化剂，并采用成膜助剂实现常温固化成膜，提高膜层的致密性以及耐水性能，异丙醇作为溶剂和渗透剂，起到稳定锈层的作用。喷涂到锈蚀钢材表面，短时间内即可在钢材表面形成致密均匀的黑色涂膜，而且该铁锈转化剂具有制备工艺简单，成本低廉，性能稳定，经济实用，安全环保，不含甲醛、苯、亚硝酸盐等有毒有害成份，对操作人员无刺激等优点。

Description

一种铁锈转化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铁锈转化剂的制备方法，可应用于已产生锈蚀的钢铁表面，不必对底材除锈，可以直接施工。属于钢铁表面防腐涂装技术领域。

背景技术

钢铁的腐蚀给国民经济带来巨大损失。为了保护钢铁构件不生锈，往往采用涂料的方法。在使用涂料之前前，必须先进行彻底的除锈处理，除去钢铁表面的锈蚀、氧化皮等杂物，使钢铁表面清洁并产生一定的粗糙度，从而保证覆盖层与基体有良好的结合力，否则会由于铁锈的不断膨胀导致漆膜的防腐效果很差，即使使用最好的防腐涂料亦不能发挥其作用。国外曾报导一个实例：一种好的涂料，在处理好的钢铁表面上可能保护5～6年，如果表面处理不好，只能防护4～6个月。

钢铁的除锈处理是涂装工艺的重要组成部分，据报道钢板涂装费用分配比例为：表面除锈42％，施工30％，涂料19％，因此工业发达国家对表面除锈处理均十分重视。目前除锈方法很多，如机械、喷砂、火焰、酸洗除锈等等。然而这些方法均不同程度的存在成本高(机械7美元/m²、喷砂15美元/m²、化学15美元/m²、火焰30美元/m²)、耗能多、劳动强度大、粉尘和噪声污染等不足。另外，有些钢铁构件用以上方法有一定困难，如许多大型建筑桥梁、船舶等复杂的钢结构构件在维修过程中由于受施工条件的限制，难以采用机械化施工方法，只能采用手工或电动工具进行除锈，其结果必然有铁锈和各种腐蚀产物的残留，导致除锈质量难以得到保证，施工艰难、费用巨大。因此，制备能够直接在锈面上施工的铁锈转化剂是非常必要的。

目前铁锈转化剂主要有两种类型，即丹宁酸型，如澳大利亚的EXITRUST和磷酸型，如美国的KO-99，前者只能用在锈层十分均匀的条件下使用，后者则容易出现泛白、粉化等现象。澳大利亚的克莱斯默公司研制了一种磷酸型铁锈转化剂，它由液固两相组成，使用时再复配不方便，且含有铁粉，成本较高。中国发明专利CN101698938A提供了一种铁锈转化剂，它由磷酸、单宁酸、乙醇、甘油、自来水配制，解决了锈转化能力差、涂膜不均匀等缺点，但耐水性较差，未锈蚀部分涂膜遇水易泛白，且稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种铁锈转化剂，施工时无需预先除锈，将其带锈刷涂于生锈的钢铁表面，将铁锈转化为一层保护性的膜层，使复杂的锈层成分转变为稳定的产物，并使之在大气中较长时间内不会返锈，从而达到不必除锈，就能够在其表面直接进行覆盖施工的目的，且涂层耐候性强，机械性能良好，稳定性高。是一种方便、经济、环保的表面处理技术，可减少环境污染，降低劳动强度，提高经济效益。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

本发明的特征在于，由合成树脂乳液、成膜助剂、转化剂、渗透剂及消泡剂等组成，其原料组成的质量百分数为：合成树脂乳液60％～70％，成膜助剂3％～8％，转化剂25％～35％，渗透剂1％～2％，消泡剂0.1％～0.5％。

实验方法

实施例一：

组分一的制备：称取苯乙烯25.5kg，丙烯酸丁酯20kg，甲基丙烯酸1.5kg，放入反应釜中，依次加入OP-10乳化剂0.13kg，十二烷基硫酸钠0.3kg，N-羟甲基丙烯酰胺1.5kg，过硫酸铵1kg，去离子水30kg，搅拌20分钟，制得预乳液。在带有滴液漏斗、回流冷凝管、电动搅拌器的三口反应釜中加入40kg水，放入水浴锅中加热，当温度为80℃时，加入OP-10乳化剂0.4kg，十二烷基硫酸钠0.2kg和过硫酸铵0.2kg，搅拌反应约25分钟。将底料升温到85℃时开始滴加预乳液，滴加时速度先慢后快，30分钟内滴完，保温反应1-1.5h。冷却至40℃，出料。

组分二的制备：在室温条件下，向带有搅拌装置的反应釜中加入10kg蒸馏水和10kg无水乙醇，开始搅拌，依次加入2kg焦性没食子酸和2kg鞣酸至完全溶解，在搅拌状态下，继续加入1kg柠檬酸，2kg异丙醇至完全溶解。

铁锈转化剂的制备：准确称量60kg组分一，加入4.5kg成膜助剂，充分搅拌均匀后，加入35kg组分一，0.5kg二甲基硅油，搅拌20min至体系均匀。

实施例二：

组分一的制备同实施例一。

组分二的制备：在室温条件下，向带有搅拌装置的反应釜中加入8kg蒸馏水和8kg无水乙醇，开始搅拌，依次加入2.5kg焦性没食子酸和1kg鞣酸至完全溶解，在搅拌状态下，继续加入2kg柠檬酸，1kg异丙醇至完全溶解。

铁锈转化剂的制备：准确称量70kg组分一，加入4.9kg成膜助剂，充分搅拌均匀后，加入25kg组分一，0.1kg二甲基硅油，搅拌20min至体系均匀。

实施例三：

组分一的制备同实施例一。

组分二的制备：在室温条件下，向带有搅拌装置的反应釜中加入6kg蒸馏水和6kg无水乙醇，开始搅拌，依次加入1kg焦性没食子酸和2.5kg鞣酸至完全溶解，在搅拌状态下，继续加入1.5kg柠檬酸，1.5kg异丙醇至完全溶解。

铁锈转化剂的制备：准确称量63kg组分一，加入5.3kg成膜助剂，充分搅拌均匀后，加入31.5kg组分一，0.2kg二甲基硅油，搅拌20min至体系均匀。

Claims

1.一种铁锈转化剂及其制备方法，包括铁锈转化剂中组分一合成树脂乳液的制备工艺。

2.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂中组分一的制备方法，其特征在于其工艺如下：

(1)称量苯乙烯20％～25％，丙烯酸丁酯15％～20％，甲基丙烯酸1％～2.5％，放入反应釜中，依次加入OP-10乳化剂0.1％～0.25％，十二烷基硫酸钠0.1％～0.5％，N-羟甲基丙烯酰胺1％～1.5％，过硫酸铵0.5％～1％，去离子水20％～25％，搅拌20分钟，制得预乳液。

(2)在带有滴液漏斗、回流冷凝管、电动搅拌器的三口反应釜中加入30％～35％水，放入恒温水浴中加热，当温度为80℃时，加入OP-10乳化剂0.3％～0.5％，十二烷基硫酸钠0.2％～0.5％和过硫酸铵0.1％～0.3％，搅拌反应约25分钟。将底料升温到85℃时开始滴加预乳液，滴加时速度先慢后快，30分钟内滴完，保温反应1-1.5h。冷却至40℃，出料。完成组分一的制备。

3.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂中组分二的制备方法，其特征在于其质量百分比组成如下：

焦性没食子酸：1％～2.5％，鞣酸：1％～2.5％，无水乙醇：6％～10％，柠檬酸：1％～3％异丙醇：1％～3％，成膜助剂：3％～8％，水加至100％。

4.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂中组分二的制备工艺，其特征在于：

在室温条件下，向带有搅拌装置的反应釜中加入蒸馏水和无水乙醇，开始搅拌，依次加入焦性没食子酸和鞣酸至完全溶解，在搅拌状态下，继续加入柠檬酸，渗透剂至溶液澄清，放置片刻。

5.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂的制备方法，其特征在于：

准确称量规定质量的组分一，加入成膜助剂，充分搅拌均匀后，加入规定质量的组分二，消泡剂，搅拌30min至体系均匀。

6.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂的制备方法，其特征在于：合成树脂乳液应为聚胺酯乳液或苯丙乳液或丁苯胶乳或乙丙乳液或丙烯酸树脂。

7.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂的制备方法，其特征在于：成膜助剂应为丙二醇丁醚或丙二醇甲醚醋酸酯或醇脂-12或乙二醇乙醚或乙二醇丁醚。

8.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂的制备方法，其特征在于：渗透剂应为异丙醇或丙三醇或丁醇或乙酰丙酮。

9.根据权利要求书1所述的铁锈转化剂的制备方法，其特征在于：消泡剂应为二甲基硅油或磷酸三丁酯或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚。