CN104532256B - 一种钢铁在线水性阻锈剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁在线水性阻锈剂，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵1~5%，酒石酸钾钠1~2%，氢氧化钾1~2%，硫脲0.1%‑0.5%，异丙醇0.1~0.3%，蓖麻油酸0.05~0.1%，柠檬酸三乙酯0.05~0.08%，过硫酸铵0.05~0.1%，聚乙烯吡咯烷酮0.05~0.08%，山梨糖醇0.05~0.08%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.01~0.05%，余量为水。本发明解决了钢铁普遍存在的储运过程易生锈的问题，而普通水基防锈剂严重污染环境，防锈油又会影响钢铁表面与混凝土的握裹力。本发明与现有技术相比，防锈效果显著，防锈时间长，成本低，无污染，安全性高。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理领域，具体涉及一种钢铁在线水性阻锈剂。
背景技术
钢铁作为重要的原材料，被广泛应用于桥梁、港口、大坝、码头、平台、公路、工业与民用建筑等各种现代化工程建设中，在国民经济中起到至关重要的作用。随着近些年基础建设规模的扩大，钢铁的使用量越来越大，对其耐蚀性的要求也越来越高。成品钢铁件存放时由于受潮等环境影响，储存时间长普遍存在易生锈的问题，造成外观质量差而导致销售困难，给企业带来经济损失。同时，锈蚀对钢铁的性能将产生不良影响，直接使用带锈钢铁会降低混凝土整体结构的性能，而使用前除锈又将增加成本和工序。
目前，越来越多的钢铁厂家采用防锈剂对成品钢铁的表面进行在线防腐处理。防锈剂主要包括水基防锈剂和防锈油。普通水基防锈剂由于含有亚硝酸钠等致癌物质，将会损害工人的身体健康，同时严重污染环境；防锈油会降低钢铁表面与混凝土的握裹力，严重影响钢铁的性能和质量。同时，现有的水基防锈剂防锈期较短，只能用于工序间短期防锈。目前，现有技术中没有关于钢铁在线处理的水性阻锈剂方面的报道。因此，研究出一种高效、环保的在线处理水性阻锈剂成为一种迫切需求。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在线处理的、水性、环保型钢铁水性阻锈剂及其制备方法，主要解决钢铁储运过程中易生锈的问题，提高了钢铁表面在大气中耐锈蚀能力。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种钢铁在线水性阻锈剂，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵1~5%，酒石酸钾钠1~2%，氢氧化钾1~2%，硫脲0.1%-0.5%，异丙醇0.1~0.3%，蓖麻油酸0.05~0.1%，柠檬酸三乙酯0.05~0.08%，过硫酸铵0.05~0.1%，聚乙烯吡咯烷酮0.05~0.08%，山梨糖醇0.05~0.08%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.01~0.05%，余量为水。
优选地，一种钢铁在线水性阻锈剂，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵3%，酒石酸钾钠1.5%，氢氧化钾1.5%，硫脲0.3%，异丙醇0.2%，蓖麻油酸0.075%，柠檬酸三乙酯0.065%，过硫酸铵0.075%，聚乙烯吡咯烷酮0.065%，山梨糖醇0.065%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.03%，余量为水。
本发明钢铁在线水性阻锈剂的制备方法包括以下步骤：将偏钒酸铵与酒石酸钾钠在反应釜中加入水混溶，然后再加入氢氧化钾和硫脲，搅拌溶解后溶液静置2小时；依次加入异丙醇、蓖麻油酸、柠檬酸三乙酯、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、山梨糖醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷后搅拌溶解后静置30分钟，即得钢铁在线水性阻锈剂。
本发明钢铁在线水性阻锈剂在使用过程中有以下几个优点：
1、通过对钢铁在线处理，在阻锈剂与钢铁表面接触时迅速生成一层致密的无铬钝化膜，从而对钢铁表面形成防护作用，且该钝化膜与混凝土结合力牢固，提高了表面与混凝土的握裹力，保证了经处理后的钢铁的性能和质量；
2、 本发明钢铁在线水性阻锈剂中使用的异丙醇、蓖麻油酸、柠檬酸三乙酯作为促进剂，协同作用，可加快钝化膜在钢铁表面的生成速度，在2~5秒的时间内在钢铁表面形成无铬钝化膜，从而满足钢铁的在线防腐处理；
3、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、山梨糖醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷的加入，可以大大提高无铬钝化膜的致密度和厚度，从而提高经在线处理后的钢铁表面的耐蚀性，同时保证了钢铁表面与混凝土的握裹力不受影响。
本发明与现有技术相比，防锈效果显著，防锈时间长，成本低，无污染，安全性高，处理时间短，处理工艺简单高效。经本发明的处理剂处理后的钢铁具有良好的产品外观，具有相当可观的经济效益和广阔的应用前景及市场空间。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
一种钢铁在线水性阻锈剂，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵1%，酒石酸钾钠2%，氢氧化钾1%，硫脲0.5%，异丙醇0.1%，蓖麻油酸0.1%，柠檬酸三乙酯0.05%，过硫酸铵0.1%，聚乙烯吡咯烷酮0.05%，山梨糖醇0.08%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.01%，余量为水。
如上所述的钢铁在线水性阻锈剂的制备方法包括以下步骤：将偏钒酸铵与酒石酸钾钠在反应釜中加入水混溶，然后再加入氢氧化钾和硫脲，搅拌溶解后溶液静置2小时；依次加入异丙醇、蓖麻油酸、柠檬酸三乙酯、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、山梨糖醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷后搅拌溶解后静置30分钟，即得钢铁在线水性阻锈剂。
实施例2：
一种钢铁在线水性阻锈剂，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵5%，酒石酸钾钠1%，氢氧化钾2%，硫脲0.1%，异丙醇0.3%，蓖麻油酸0.05%，柠檬酸三乙酯0.08%，过硫酸铵0.05%，聚乙烯吡咯烷酮0.08%，山梨糖醇0.05%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.05%，余量为水。
所述的钢铁在线水性阻锈剂的制备方法同实施例1。
实施例3：
一种钢铁在线水性阻锈剂，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵3%，酒石酸钾钠1.5%，氢氧化钾1.5%，硫脲0.3%，异丙醇0.2%，蓖麻油酸0.075%，柠檬酸三乙酯0.065%，过硫酸铵0.075%，聚乙烯吡咯烷酮0.065%，山梨糖醇0.065%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.03%，余量为水。
所述的钢铁在线水性阻锈剂的制备方法同实施例1。
对比试验1：露天耐候试验
在7月份雨季，将空白组钢厂原水冷钢铁试样与用实施例1~3制得的钢铁在线水性阻锈剂处理的试样同时置于户外大气环境中2个月。在这两个月中降雨7场，雨水天气共计18天，平均温度32.5℃。在试验过程中，每天观察钢铁表面生锈情况，并在2个月试验完成时记录最终生锈情况。
通过观察，空白组钢厂原水冷试样与用实施例1~3制得的钢铁在线水性阻锈剂处理的试样表面生锈情况完全不同。试验结果如下：
空白组：仅经过1场雨水、试验第5天，试样表面就已经开始出现锈斑，尤其是在横肋、纵肋处；经过3场雨水、试验第30天，整个钢铁试样表面开始全部生锈；经过7场雨水、试验第60天，试样表面已经锈迹斑斑，部分铁锈疏松脱落。
本发明实施例1：用本发明实施例1的钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样经过7场雨水、试验第60天，在横肋、纵肋处只零星出现很少的锈斑，约占钢铁表面积的10%。
本发明实施例2：用本发明实施例2的钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样经过7场雨水、试验第60天，在横肋、纵肋处只零星出现很少的锈斑，约占钢铁表面积的5%。
本发明实施例3：用本发明实施例3的钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样经过7场雨水、试验第60天，钢铁表面仍为光亮的瓦蓝色，没有任何锈蚀。
通过扫描电镜观察，钢厂原水钢铁冷样外层氧化皮疏松多孔，因此雨水天气时，钢铁表面与空气、雨水快速反应形成锈蚀。而经本发明钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样表面致密，隔离了空气和水分与钢铁表面的直接接触，对钢铁起到了保护作用，具有很好的耐锈蚀能力。
对比试验2：中性盐雾试验
将空白组钢厂原水冷钢铁试样与用实施例1~3制得的钢铁在线水性阻锈剂处理的试样同时采用 YW-1804 型气流式盐雾试验箱进行中性盐雾试验，腐蚀介质为5%NaCl溶液，pH = 6.5~7.5；控制盐雾箱内的温度( 35±1)℃，相对湿度约为98%， 试样与垂直方向呈30°；连续喷雾1h后，停止喷雾，试样继续置于盐雾箱中1h ，以上过程为1个周期，每隔1个周期观察试样锈迹。空白组钢厂原水冷钢铁试样与用实施例1~3制得的钢铁在线水性阻锈剂处理的试样的中性盐雾腐蚀结果见表1。
从上面中性盐雾腐蚀结果可以看出，空白组钢厂原水冷钢铁试样在10个喷雾周期后表面即开始生锈，并在3个周期后表面全部锈蚀；用本发明实施例1的钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样在8个喷雾周期后，表面开始生锈，防腐效果比空白组明显提高；用本发明实施例2的钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样在9个喷雾周期后，表面开始生锈，防腐效果比空白组明显提高，略高于本发明实施例1；用本发明实施例3的钢铁在线水性处理剂处理后的钢铁试样在10个喷雾周期后，表面仍然没有开始生锈，防腐效果最好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (3)
1.一种钢铁在线水性阻锈剂，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵1~5%，酒石酸钾钠1~2%，氢氧化钾1~2%，硫脲0.1%-0.5%，异丙醇0.1~0.3%，蓖麻油酸0.05~0.1%，柠檬酸三乙酯0.05~0.08%，过硫酸铵0.05~0.1%，聚乙烯吡咯烷酮0.05~0.08%，山梨糖醇0.05~0.08%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.01~0.05%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁在线水性阻锈剂，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：偏钒酸铵3%，酒石酸钾钠1.5%，氢氧化钾1.5%，硫脲0.3%，异丙醇0.2%，蓖麻油酸0.075%，柠檬酸三乙酯0.065%，过硫酸铵0.075%，聚乙烯吡咯烷酮0.065%，山梨糖醇0.065%，四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.03%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的一种钢铁在线水性阻锈剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：将偏钒酸铵与酒石酸钾钠在反应釜中加入水混溶，然后再加入氢氧化钾和硫脲，搅拌溶解后溶液静置2小时；依次加入异丙醇、蓖麻油酸、柠檬酸三乙酯、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、山梨糖醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷后搅拌溶解后静置30分钟，即得钢铁在线水性阻锈剂。
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Application publication date: 20150422 Assignee: Hefei Langyi surface treatment Co.,Ltd. Assignor: HEFEI HUAQING FANGXING SURFACE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2022340000004 Denomination of invention: An on-line water-based rust inhibitor for steel and its preparation method Granted publication date: 20170111 License type: Common License Record date: 20220721 |
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Address after: 230088 Floor 1, Building 4, No. 1666, Ningxi Road, High tech Zone, Hefei, Anhui Patentee after: Hefei Huaqing High tech Surface Technology Co.,Ltd. Address before: 230088 Huaqing R&D Building, No. 8 North Third Road, Mechanical and Electrical Industrial Park, Hefei High-tech Zone, Anhui Province Patentee before: HEFEI HUAQING FANGXING SURFACE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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