CN103882418A - 一种带锈钢材用锈层生长抑制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带锈钢材用锈层生长抑制剂，它是由下述重量份配比的原料制成：50-100份的无机酸、50-100份的五倍子酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾、30-50份的硫脲、100-300份的异戊醇、10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂和500-800份的水。该抑制剂能够渗透到锈层深处，并与活性γ-FeOH相作用，抑制其向Fe3O4相转化，从而抑制铁锈的生长。另外还能对已有的锈层进行螯合转化反应，并将其转化成惰性保护层。该抑制剂对锈层厚度要求宽泛，并不会对钢基材造成腐蚀。可用于代替人工除锈处理，经过该抑制剂反应过的带锈钢基材可直接涂刷防腐底漆。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁锈反应材料，具体地指一种带锈钢材用锈层生长抑制剂及其制备方法。
背景技术
钢铁器件处于大气环境中极易遭受腐蚀，对设备的运行造成影响。为防止钢铁器件的继续腐蚀，一般采用除锈的方式将其表面的锈层处理掉，再涂刷防腐漆，以隔绝大气对其产生的腐蚀。由于钢铁除锈过程操作复杂繁琐，并且容易返锈，无形中加大了防腐的成本。采用化学处理的方式将锈层转化为保护层是目前比较好的一种防腐蚀手段，并成为钢铁防腐蚀技术的一种趋势。
目前存在的技术中，已经出现了铁锈转化液等产品，通过一层或多层涂刷的方式，覆盖在带有锈层的钢铁基材上，通过化学作用将铁锈反应掉，从而达到防腐的目的。目前此类产品一般含有较大量的无机酸如磷酸、盐酸等物质，如若未完全反应则会对钢基材有较强的腐蚀；部分产品还含有亚硝酸盐、铬酸盐、有机溶剂等成分，对操作人员有强烈危害。公开号为CN102191492A的中国专利提供了一种转锈防锈涂剂，它通过涂覆在带锈钢材表面实现铁锈的转化。但其缺点是无机酸酸含量较高，对基材及后续漆膜破坏性较大；同时含有甘油，具有较强的吸水性，干燥较慢，影响后续施工。公开号为CN102071414A中国专利公开了一种除锈防锈转化膜处理剂，将该除锈防锈转化膜处理剂直接涂覆钢材表面上，以除去钢铁表面铁锈，并形成一层转化保护膜，但其缺点是仍具有较高的无机酸含量，并对锈层厚度有严格要求，不具有广泛性。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种带锈钢材用锈层生长抑制剂，该抑制剂对锈层厚度要求宽泛，不会对钢基材造成腐蚀，可用于代替人工除锈处理，经过该抑制剂反应过的带锈钢基材可直接涂刷防腐底漆。
实现本发明目的采用的技术方案是一种带锈钢材用锈层生长抑制剂，它是由下述重量份配比的原料制成：50-100份的无机酸、50-100份的五倍子酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾、30-50份的硫脲、100-300份的异戊醇、10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂和500-800份的水。
上述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法包括以下步骤：
（1）将50-100份的五倍子酸加入到65℃～70℃的200-300份水中溶解，再加入100-300份的异戊醇混合均匀后待用；
（2）将50-100份的无机酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾和30-50份的硫脲依次溶解在300-500份的20℃～40℃温水中；
（3）将步骤（1）制得的溶液边搅拌边滴加至步骤（2）制得的溶液中直至完全混合均匀，再超声10～20分钟，最后将10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂依次加入至溶液中，过滤即制得带锈钢材用锈层生长抑制剂。
在上述技术方案中，所述无机酸为磷酸。
在上述技术方案中，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
在上述技术方案中，所述消泡剂为聚二甲氧基硅氧烷。
在上述技术方案中，所述增稠剂为聚丙烯酰胺。
本发明带锈钢材用锈层生长抑制剂具有以下优点：
1、能够深入锈层，并与活性γ-FeOH相反应，抑制γ-FeOH相向Fe3O4相转化，从而抑制铁锈生长；
2、能将已有锈层转化成惰性保护层；
3、酸含量低，对基材腐蚀小；
4、可节省人工除锈的成本。
该抑制剂能够渗透到锈层深处，并与活性γ-FeOH相作用，抑制其向Fe3O4相转化，从而抑制铁锈的生长。另外还能对已有的锈层进行螯合转化反应，并将其转化成惰性保护层。该抑制剂对锈层厚度要求宽泛，能够适用于不同厚度的锈层，且不会对钢基材造成腐蚀。可用于代替人工除锈处理，经过该抑制剂反应过的带锈钢基材可直接涂刷防腐底漆。
本发明所用无机酸为磷酸，磷酸作为中强酸，不会对基材产生强烈的腐蚀，同时还能形成致密磷化层，增加基材耐腐蚀能力；表面活性剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠相对其他阴离子表面活性剂对人体危害更小，并具有很高的生物降解度，环保性好；消泡剂为聚二甲氧基硅氧烷，聚二甲氧基硅氧烷具有良好的消泡能力；增稠剂为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺与体系相容性较其他水性增稠剂更佳，不会引起沉淀。
具体实施方式
本发明带锈钢材用锈层生长抑制剂是由下述重量份配比的原料制成：50-100份的无机酸、50-100份的五倍子酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾、30-50份的硫脲、100-300份的异戊醇、10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂，500-800份的水。本实施例所用无机酸为磷酸，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，消泡剂为聚二甲氧基硅氧烷，增稠剂为聚丙烯酰胺。
上述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法包括以下步骤：
（1）将50-100份的五倍子酸加入到65℃～70℃的200-300份水中溶解，再加入100-300份的异戊醇混合均匀后待用；
（2）将50-100份的无机酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾和30-50份的硫脲依次溶解在300-500份的20℃～40℃温水中；
（3）将步骤（1）制得的溶液边搅拌边滴加至步骤（2）制得的溶液中直至完全混合均匀，再超声15min，最后将10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂依次加入至溶液中，过滤即制得带锈钢材用锈层生长抑制剂。
下面以具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
按重量份取75份的磷酸、50份的五倍子酸、30份的三聚磷酸铝、20份的酒石酸氢钾、30份的硫脲、240份的异戊醇、20份的表面活性剂、10份的消泡剂、25份的增稠剂和500份的水，按以下步骤进行操作：
（1）将50份的五倍子酸加入到200份65℃～70℃的水中溶解，再加入240份的异戊醇混合均匀后待用；
（2）将75份的磷酸、30份的三聚磷酸铝、20份的酒石酸氢钾和30份的硫脲依次溶解在300份的20℃～40℃的水中；
（3）将步骤（1）制得的溶液边搅拌边滴加至步骤（2）制得的溶液中直至完全混合均匀，再超声15分钟，最后将20份的表面活性剂、10份的消泡剂和25份的增稠剂依次加入至溶液中，过滤即制得带锈钢材用锈层生长抑制剂。
下面用本实施例带锈钢材用铁锈生长抑制剂进行对带锈铁片进行实验，并按公开号为CN103173772A的专利公开的转锈防锈涂剂配方进行配制对比样品，采用的配方采用柠檬酸200g/L，聚乙烯酸150g/L，氢氧化钠30g/L，四唑12.5g/L，亚硫酸钠20g/L，其余为水。
实验结果如下表1所示。
| 序号 | 性能指标 | 实施例1 | 对比样品 | 检测标准 |
| 1 | 防锈期 | ≥12天 | ≥6天 | GB/T12612-2005 |
| 2 | 耐中性盐雾 | ≥35h | ≥20h | GB/T1771-2007 |
| 3 | 耐盐水 | ≥22h | ≥10h | GB/T1733-1993 |
实施例2
按重量份取100份的磷酸、50份的五倍子酸、10份的三聚磷酸铝、10份的酒石酸氢钾、50份的硫脲、200份的异戊醇、10份的表面活性剂、10份的消泡剂、30份的增稠剂和530份的水。按以下步骤进行操作：
（1）将50份的五倍子酸加入到200份65℃～70℃的水中溶解，再加入200份的异戊醇混合均匀后待用；
（2）将100份的磷酸、10份的三聚磷酸铝、10份的酒石酸氢钾和50份的硫脲依次溶解在330份的20℃～40℃的水中；
（3）将步骤（1）制得的溶液边搅拌边滴加至步骤（2）制得的溶液中直至完全混合均匀，再超声15分钟，最后将10份的表面活性剂、10份的消泡剂和30份的增稠剂依次加入至溶液中，过滤即制得带锈钢材用锈层生长抑制剂。
下面用本实施例制得的带锈钢材用锈层生长抑制剂和对比样品进行对带锈铁片进行实验，实验结果如下表2所示。
| 序号 | 性能指标 | 实例2 | 对比样品 | 检测标准 |
| 1 | 防锈期 | ≥13天 | ≥6天 | GB/T12612-2005 |
| 2 | 耐中性盐雾 | ≥30h | ≥20h | GB/T1771-2007 |
| 3 | 耐盐水 | ≥18h | ≥10h | GB/T1733-1993 |
Claims (10)
1.一种带锈钢材用锈层生长抑制剂，其特征在于它是由下述重量份配比的原料制成：50-100份的无机酸、50-100份的五倍子酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾、30-50份的硫脲、100-300份的异戊醇、10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂和500-800份的水。
2.根据权利要求1所述的带锈钢材用锈层生长抑制剂，其特征在于：所述无机酸为磷酸。
3.根据权利要求1所述的带锈钢材用锈层生长抑制剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的带锈钢材用锈层生长抑制剂，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲氧基硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的带锈钢材用锈层生长抑制剂，其特征在于：所述增稠剂为聚丙烯酰胺。
6.一种权利要求1所述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将50-100份的五倍子酸加入到200-300份65℃～70℃的水中溶解，再加入100-300份的异戊醇混合均匀后待用；
（2）将50-100份的无机酸、10-100份的三聚磷酸铝、10-50份的酒石酸氢钾和30-50份的硫脲依次溶解在300-500份20℃～40℃的温水中；
（3）将步骤（1）制得的溶液边搅拌边滴加至步骤（2）制得的溶液中直至完全混合均匀，再超声10～20分钟，最后将10-50份的表面活性剂、1-50份的消泡剂和1-30份的增稠剂依次加入至溶液中，过滤即制得带锈钢材用锈层生长抑制剂。
7.根据权利要求6所述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法，其特征在于：所述无机酸为磷酸。
8.根据权利要求6所述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
9.根据权利要求6所述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲氧基硅氧烷。
10.根据权利要求6所述带锈钢材用锈层生长抑制剂的其制备方法，其特征在于：所述增稠剂为聚丙烯酰胺。
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