CN104109863A - 一种防锈剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防锈剂及其制备方法和应用。本发明所述的水基防锈剂包括30～50mL/L氟碳树脂，30～50mL/L硅烷偶联剂，2～3mL/L钛酸酯偶联剂,2～3g/L炭黑，余量为水。本发明还公开了所述防锈剂的制备方法及其在热压带肋钢筋防锈中的应用。本发明所述的防锈剂使用方便、防锈效果佳且成本低廉，在露天环境下，经风吹、雨淋、日晒，可保持2～3月不会产生锈蚀，也不影响钢筋的力学机械性能和焊接性能，从根本上解决了现有热轧带肋钢筋锈蚀严重，从而影响钢筋混凝土构件承载力和耐久性等问题。
Description
技术领域
本发明属于钢材表面处理技术技术领域，具体涉及一种能延缓热轧带肋钢筋在大气环境下锈蚀的环保型高温防锈剂及其制备方法和应用。
背景技术
热轧带肋钢筋作为建筑用钢材，其消费量一直占据着我国钢材生产的较大比重，在国民经济中起到至关重要的作用。近年来，为了生产低成本高强度钢筋，各大钢铁企业采用的主要方法是终轧后穿水冷却工艺。该工艺能在一定程度上改善组织，提高钢筋的机械性能，但该工艺存在着一个很大的缺点，即穿水冷却的热轧带肋钢筋在储存和运输过程中很容易生锈，即使在室内环境下通常5～6天左右即出现锈蚀，如在雨天，数小时即可出现红色锈斑，这严重影响了热轧带肋钢筋的表面质量，而且锈迹会造成热轧带肋钢筋表面与混凝土握裹强度降低，严重影响建筑质量，钢筋的锈蚀成为了影响建筑物持久性的主要因素。目前市场上主要的处理方法是对热轧带肋钢筋表面做防锈处理，即在常温下对螺纹钢进行表面处理。常温防锈剂主要是在常温下对成品钢材进行处理，要对钢筋进行清洗、除油、浸泡、钝化、干燥等步骤，处理过程往往需要数小时甚至一天，不能完全满足各种情况下的材料表面防锈要求，仍有许多场合需要在轧制线上对高温钢筋采用快速防锈工艺来达到防腐蚀的目的，即在线直接对高温钢材表面进行处理，提高钢筋的常温耐腐蚀性能。目前，高温在线防锈难度较大，因此，还没有行之有效的高温防锈方法。
为此，研制开发一种在热轧带肋钢筋生产线上在线即能完成防锈处理的高温防锈剂及其制备方法和应用。
发明内容
本发明第一目的在于提供一种环保型高温防锈剂；第二目的在于提供一种所述防锈剂的制备方法；第三目的在于提供一种所述防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用。
本发明第一目的这样实现的，所述的防锈剂包括30～50mL/L氟碳树脂，30～50mL/L硅烷偶联剂， 2～3mL/L钛酸酯偶联剂,2～3g/L炭黑，余量为水。
本发明第二目的这样实现的，所述的防锈剂的制备方法包括如下具体步骤：
（1）确定各组分用量；
（2）氟碳树脂加入水中充分搅拌直至混合均匀，氟碳树脂与水的体积比为1：6～15；硅烷偶联剂加入水中充分搅拌直至混合均匀，硅烷偶联剂与水体积比为1：6～15；钛酸酯偶联剂加入水中充分搅拌直至混合均匀，钛酸酯偶联剂与水体积比为1：50～100；
（3）将以上3种溶液混合均匀，加水定容；
（4）加入炭黑充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
本发明第三目的这样实现的，所述的防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
（1）所提供的防锈剂由无毒无味的化学试剂配制而成，以水为溶剂，属环保型产品，不仅安全环保，而且成本低廉，具有良好的经济性；
（2）所提供的防锈剂防锈效果好，能较大程度地延缓了热轧带肋钢筋在大气环境下表面锈蚀的现象，在露天环境下，经风吹、雨淋、日晒，可保持2～3月不会产生锈蚀。从根本上解决了现有热轧带肋钢筋因穿水冷却锈蚀严重，从而影响钢筋混凝土构件承载力和耐久性等力学性能问题；
（3）所提供的制备方法，工艺简单，便于操作；
（4）所提供的防锈剂的使用方法简便，耗时极少，可在轧钢生产线上在线完成对热轧带肋钢筋的防锈处理，并充分利用钢筋余热实现自行干燥，从而在钢筋表面形成一层外观光亮的防锈膜，不仅使得钢筋表面美观，而且不会影响钢筋的力学机械性能和焊接性能。
附图说明
图1为热轧带肋钢筋防锈处理试验图（2个月）；
图中：热轧带肋钢筋的两端分别进行了水基防锈剂防锈处理和未经防锈处理（对照），处理后在室外露天环境放置2个月。
图2为热轧带肋钢筋防锈处理试验图（3个月）；
图中：热轧带肋钢筋的两端分别进行了防锈剂防锈处理和未经防锈处理（对照），处理后在室外露天环境放置3个月。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换，均落入本发明保护范围。
本发明所述的防锈剂，包括30～50mL/L氟碳树脂，30～50mL/L硅烷偶联剂， 2～3mL/L钛酸酯偶联剂,2～3g/L炭黑，余量为水。
作为本发明技术方案的一种优选，所述的防锈剂包括40mL/L氟碳树脂，40mL/L硅烷偶联剂，3mL/L钛酸酯偶联剂，3g/L炭黑，余量为水。
所述的硅烷偶联剂可选用KH500硅烷偶联剂、KH560硅烷偶联剂、KH570硅烷偶联剂、KH792硅烷偶联剂。
所述的钛酸酯偶联剂可选用NDZ-101钛酸酯偶联剂、NDZ-201钛酸酯偶联剂、NDZ-311钛酸酯偶联剂、NDZ-401钛酸酯偶联剂。
本发明所述的防锈剂的制备方法，其特征在于包括如下具体步骤：
（1）确定各组分用量；
（2）氟碳树脂加入水中充分搅拌直至混合均匀，氟碳树脂与水的体积比为1：6～15；硅烷偶联剂加入水中充分搅拌直至混合均匀，硅烷偶联剂与水体积比为1：6～15；钛酸酯偶联剂加入水中充分搅拌直至混合均匀，钛酸酯偶联剂与水体积比为1：50～100；
（3）将以上3种溶液混合均匀，加水定容；
（4）加入炭黑充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
作为本发明技术方案的一种优选，所述的氟碳树脂、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂加入水中后，置于70～80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。
本发明所述的防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，在运行中的热轧带肋钢筋的轧制线上，用所述的水基防锈剂喷淋或浸没表面温度为150～250℃的热轧带肋钢筋1～30s，钢筋表面被水基防锈剂完全覆盖，钢筋余热使得水基防锈剂迅速干燥，在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
作为本发明技术方案的一种优选，所述的浸没或喷淋时间为5～10s。
实施例1
防锈剂配方为： 30mL/L氟碳树脂，30mL/L KH500硅烷偶联剂， 2mL/L NDZ-201钛酸酯偶联剂，2g/L炭黑，余量为水。
在240mL水中加入30mL氟碳树脂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在400mL水中加入30mL KH500硅烷偶联剂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在160mL水中加入2mL NDZ-201钛酸酯偶联剂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
将表面温度为150℃的热轧带肋钢筋，完全浸于混匀后的防锈剂中5s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例2
防锈剂配方为： 30mL/L氟碳树脂，30mL/L KH560硅烷偶联剂， 2mL/L NDZ-101钛酸酯偶联剂，2g/L炭黑，余量为水。
在300mL水中加入30mL氟碳树脂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在450mL水中加入30mL KH560硅烷偶联剂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在150mL水中加入2mL NDZ-101钛酸酯偶联剂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
将表面温度为150℃的热轧带肋钢筋，完全浸于混匀后的防锈剂中5s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例3
防锈剂配方为：含有50mL/L氟碳树脂，50mL/L KH500硅烷偶联剂， 3mL/L NDZ-101钛酸酯偶联剂，3g/L炭黑，余量为水。
在350mL水中加入50mL氟碳树脂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在300mL水中加入50mL KH500硅烷偶联剂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在150mL水中加入3mL NDZ-101钛酸酯偶联剂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入3g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
用混匀后的防锈剂喷淋表面温度为250℃的热轧带肋钢筋15s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例4
防锈剂配方为：含有50mL/L氟碳树脂，50mL/L KH570硅烷偶联剂， 3mL/L NDZ-201钛酸酯偶联剂，3g/L炭黑，余量为水。
在300mL水中加入50mL氟碳树脂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在300mL水中加入50mL KH570硅烷偶联剂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在200mL水中加入3mL NDZ-201钛酸酯偶联剂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入3g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
用混匀后的防锈剂喷淋表面温度为250℃的热轧带肋钢筋15s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例5
防锈剂配方为：含有40mL/L氟碳树脂，40mL/L KH500硅烷偶联剂， 2.5mL/L NDZ-201钛酸酯偶联剂，2.5g/L炭黑，余量为水。
在400mL水中加入40mL氟碳树脂，置于80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在350mL水中加入40mL KH500硅烷偶联剂，置于80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在150mL水中加入2.5mL NDZ-201钛酸酯偶联剂，置于80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2.5g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
用混匀后的防锈剂喷淋表面温度为200℃的热轧带肋钢筋20s，干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例6
防锈剂配方为：含有40mL/L氟碳树脂，40mL/L KH792硅烷偶联剂， 2.5mL/L NDZ-401钛酸酯偶联剂，2.5g/L炭黑，余量为水。
在250mL水中加入40mL氟碳树脂，置于80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在300mL水中加入40mL KH792硅烷偶联剂，置于80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在250mL水中加入2.5mL NDZ-401钛酸酯偶联剂，置于80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2.5g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
用混匀后的防锈剂喷淋表面温度为200℃的热轧带肋钢筋20s，干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例7
防锈剂配方为：含有30mL/L氟碳树脂，40mL/L KH500硅烷偶联剂， 2.5mL/L NDZ-201钛酸酯偶联剂，2g/L炭黑，余量为水。
在360mL水中加入30mL氟碳树脂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在300mL水中加入40mL KH500硅烷偶联剂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在240mL水中加入2.5mL NDZ-201钛酸酯偶联剂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
将表面温度为225℃的热轧带肋钢筋浸没于30s，干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例8
防锈剂配方为：含有50mL/L氟碳树脂，50mL/L KH570硅烷偶联剂， 2 mL/L NDZ-401钛酸酯偶联剂，2.5g/L炭黑，余量为水。
在300mL水中加入50mL氟碳树脂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在300mL水中加入50mL KH570硅烷偶联剂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在180mL水中加入2mL NDZ-401钛酸酯偶联剂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2.5g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
将表面温度为175℃的热轧带肋钢筋，完全浸于混匀后的防锈剂中1s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例9
防锈剂配方为：含有40mL/L氟碳树脂，30mL/L KH560硅烷偶联剂， 3 mL/L NDZ-311钛酸酯偶联剂，3g/L炭黑，余量为水。
在450mL水中加入40mL氟碳树脂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在250mL水中加入40mL KH560硅烷偶联剂，置于70℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在150mL水中加入3mL NDZ-311钛酸酯偶联剂，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入3g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
将表面温度为200℃的热轧带肋钢筋，完全浸于混匀后的防锈剂中8s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例10
防锈剂配方为：含有35mL/L氟碳树脂，45mL/L KH570硅烷偶联剂， 2.5 mL/L NDZ-101钛酸酯偶联剂，2.5g/L炭黑，余量为水。
在250mL水中加入35mL氟碳树脂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在350mL水中加入45mL KH570硅烷偶联剂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。在200mL水中加入2.5mL NDZ-101钛酸酯偶联剂，置于75℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。将这3种溶液混合均匀后加水定容至1L，最后加入2.5g炭黑，充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
将表面温度为220℃的热轧带肋钢筋，完全浸于混匀后的防锈剂中3s，防锈剂干燥后在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
实施例11：防锈效果试验
为测试本发明的防锈效果，以轧后穿水、控制冷却速度的方式生产的HRB400热轧带肋钢筋作为试验材料，将热轧带肋钢筋的一端使用所述的水基防锈剂进行防锈处理，未经防锈处理的另一端作为试验对照，重复处理1000根，处理后放置于室外露天环境，观察记录其锈蚀情况。
如图1，2所示，经历一场雨水后，未防锈处理端已经开始生锈，半个月后已经完全被红锈覆盖，防锈处理端2个月后局部位置才出现锈斑，3个月还能大部分保持钢筋的本色。
Claims (10)
1.一种防锈剂，其特征在于包括30～50mL/L氟碳树脂，30～50mL/L硅烷偶联剂， 2～3mL/L钛酸酯偶联剂,2～3g/L炭黑，余量为水。
2.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于包括40mL/L氟碳树脂，40mL/L硅烷偶联剂，3mL/L钛酸酯偶联剂，3g/L炭黑，余量为水。
3.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于所述的硅烷偶联剂为KH500硅烷偶联剂、KH560硅烷偶联剂、KH570硅烷偶联剂或KH792硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于所述的钛酸酯偶联剂为NDZ-101钛酸酯偶联剂、NDZ-201钛酸酯偶联剂、NDZ-311钛酸酯偶联剂或NDZ-401钛酸酯偶联剂。
5.一种权利要求1~4任一所述的防锈剂的制备方法，其特征在于包括如下具体步骤：
（1）确定各组分用量；
（2）氟碳树脂加入水中充分搅拌直至混合均匀，氟碳树脂与水的体积比为1：6～15；硅烷偶联剂加入水中充分搅拌直至混合均匀，硅烷偶联剂与水体积比为1：6～15；钛酸酯偶联剂加入水中充分搅拌直至混合均匀，钛酸酯偶联剂与水体积比为1：50～100；
（3）将以上3种溶液混合均匀，加水定容；
（4）加入炭黑充分混匀成悬浊液，即得防锈剂。
6.根据权利要求5所述的防锈剂的制备方法，其特征在于氟碳树脂、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂加入水中后，置于70～80℃恒温水浴中，充分搅拌直至混合均匀成透明溶液。
7.一种根据权利要求1~4任一所述的防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用。
8.根据利要求7所述的防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在于在运行中的热轧带肋钢筋的轧制线上，将所述的防锈剂混匀后喷淋或浸没表面温度为150～250℃的热轧带肋钢筋1～30s，钢筋表面被水基防锈剂完全覆盖，钢筋余热使得水基防锈剂迅速干燥，在钢筋表面形成光亮的防锈膜。
9.根据利要求8所述的防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在于所述的运行中的热轧带肋钢筋的轧制线为精整定尺剪后输送轮道部位。
10.根据利要求8所述的防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在用所述防锈剂的喷淋或浸没热轧带肋钢筋5～10s。
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2014
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