CN105017884A - 一种水性自转锈钢铁表面处理液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性自转锈钢铁表面处理液及其制备方法，属于属于防腐涂料技术领域。按质量百分比计，所述水性自转锈钢铁表面处理液的组成为：75～80％的水性丙烯酸防锈乳液、0.2～0.4％的助剂、1.5～5％的单宁酸、以及15～20％的去离子水。本发明的有益效果：不含有机溶剂，无毒无害、不燃不爆、无污染，符合节能减排、绿色生态的大方向。且它施工性能好(干燥速度快)，无障碍，又进一步提升了外部涂层的耐抗性能(附着力强、漆膜硬度高)。无需对钢铁基材使用酸洗、磷化、喷砂、抛丸等除锈手段，可以带锈涂装，只需把基材表面处理平整后，将水性自转锈钢铁表面处理液涂覆在基材表面即可，其应用前景非常广阔。

Description

一种水性自转锈钢铁表面处理液及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于防腐涂料技术领域，特别涉及一种水性自转锈钢铁表面处理液及其制 备方法。

背景技术

[0002] 据资料显示，全世界每年因腐蚀损耗的钢铁超过10000T，用于钢铁防腐蚀方面的 费用达数亿美元，在除锈方面，大多是采用酸洗、磷化、喷砂、抛丸等传统方式，而这些传统 的除锈方法或多或少存在一些不足之处，例如：酸洗磷化过程中的有害气体的大量挥发，既 损害操作人员的身体健康，又污染周围环境；抛丸喷砂扬起的雾尘给很多操作人员带来职 业病，造成终生痛苦。

[0003] 随着人们环保意识的增强，水性涂料越来越受到重视，在保护生态、节能减排、发 展环境友好型涂料的大环境下，水性锈钢铁表面处理液必将成为防腐涂料技术领域里一款 强力产品。目前应用于建筑领域的水性涂料已较普遍，而且技术也比较成熟，但应用于钢铁 产品表面的水性防腐涂料还相对较少，应用于钢铁产品表面的锈钢铁表面处理液则更少。

[0004] 如专利号为200910236237. 9的中国专利：一种适用于钢铁表面的水性防腐透明 涂料及其制备方法，提供了一种适用于钢铁表面的水性钢铁防腐透明涂料包括有下列组分 的用料：水性成膜树脂为40wt%~60wt%、水性成膜助剂为lwt%~10wt%、纳米级填料 为0.5界1:%~4¥1:%、纳米级防锈颜料为0.5¥1:%~3¥1:%、分散剂为0.1¥1:%~2¥1:%、水 性消泡剂为0.05¥丨％~2¥丨％、水性润湿剂为0.1¥丨％~2¥丨％、水性流平剂为0.05¥丨％~ 2wt %、铁锈转化液为0. 5wt %~5wt %、表面活性剂为0. 5wt %~6wt %和余量的去离子水， 上述各组分含量百分数之和为100%。制得的水性防腐涂料经刷涂或喷涂或浸涂既可以在 带锈的钢铁表面上直接施工，也可以在带油的钢铁表面上直接施工，而且涂层具有透明性； 形成的涂层具有较好的干性，涂层的硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性、耐温变性、耐湿热性、 耐盐雾性、抗老化性、耐冻融性等均优良，而且具有环保功能。

[0005] 又如专利号为201310314612. 3的中国专利：一种多功能钢铁表面处理液及其 制备方法和应用，公开了一种多功能钢铁表面处理液及其制备方法和应用，主要由以下 原料及其重量百分比组成：磷酸2 5-3 5 %、磷酸二氢锌1 - 5 %、酒石酸0. 8 -1. 2 %、硫脲 0· 5-0. 8 %、聚乙二醇0· 1-0. 2 %、十二烷基苯磺酸钠 L 0-3. 0 %、钥酸胺0· 08-0. 15 %和 水54. 65-71. 52%，其制备方法如下：将磷酸二氢锌碎成小块，加入磷酸溶解调成糊状溶 液；将酒石酸、硫脲和聚乙二醇加入到水中溶解后，再与糊状溶液混合搅拌，然后依次加入 磷酸、钥酸胺和十二烷基苯磺酸钠，混合均匀充分溶解后，过滤包装得到产品，优点是该处 理液环保、集除油、除锈、磷化、钝化为一体，可以在常温下以浸渍、喷淋、涂刷等多种方法进 行。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了提供一种施工方便、可带锈涂装、且无毒无害的水性自转锈 钢铁表面处理液及其制备方法。

[0007] 为了达到本发明的目的，技术方案如下：

[0008] -种水性自转锈钢铁表面处理液，按质量百分比计，所述水性自转锈钢铁表面处 理液的组成为：75~80 %的水性丙烯酸防锈乳液、0. 2~0. 4%的助剂、1. 5~5%的单宁 酸、以及15~20%的去离子水。

[0009] 作为优选的技术方案：所述助剂包括润湿剂和消泡剂，所述润湿剂和消泡剂两种 助剂占整个水性自转锈钢铁表面处理液的质量比分别为〇. 2%、0. 1 %。

[0010] 作为优选的技术方案：所述水性丙烯酸防锈乳液的固含量为42~45%。

[0011] 如上所述的水性自转锈钢铁表面处理液的制备方法，包括以下步骤：

[0012] 1):按比例，先将去离子水投入搅拌罐中，加热至50°C~60°C，边搅拌边投入单宁 酸，转数控制在300~500转/ min，搅拌至单宁酸完全溶解，制得单宁酸水溶液待用；

[0013] 2):将水性丙烯酸防锈乳液倒入搅拌罐中，再依次加入润湿剂和消泡剂，搅拌5~ lOmin，加入所述步骤1)制得的单宁酸水溶液，搅拌30~40min，即得水性自转锈钢铁表面 处理液。

[0014] 在涂装施工方式上，可以刷涂、滚涂、喷涂，具体施工方式要根据被涂工件的要求、 施工环境、施工条件因情制宜。

[0015] 水性自转锈钢铁表面处理液与钢铁表面的锈蚀发生络合反应，在钢铁表面形成一 层钝化膜，这层钝化膜牢固地吸附在钢铁基材表面，封闭了腐蚀介质进入钢铁基材的腐蚀 通道，进而达到钢铁基材的防腐蚀效果。它也可以作为防锈底漆使用，也就是说，在水性自 转锈钢铁表面处理液与钢铁表面的锈蚀发生络合反应后形成的钝化膜上可以直接涂装中 涂漆或面漆。各种耐抗性能毫不逊色，有些方面（附着力）还会有显著提高。尤其在节能 减排方面，它无毒、无刺激性味道、无污染、不挥发有害物质；不燃不爆，施工安全便捷，施工 人员洗手和清洗施工工具无需使用溶剂型稀释剂，使用自来水就可以，既保证了身体健康， 又节省了稀料，降低了施工成本。

[0016] 本发明具有的有益效果：

[0017] 水性自转锈钢铁表面处理液以水性丙烯酸防锈乳液为成膜物质，不含有机溶剂， 无毒无害、不燃不爆、无污染、无排放，符合节能减排、绿色生态的大方向。且它施工性能好 (干燥速度快），无障碍，又进一步提升了外部涂层的耐抗性能（附着力强、漆膜硬度高）。 对于防止环境污染，节省人力物力，降低防腐蚀成本，这是一款性价比很好的产品。

[0018] 水性自转锈钢铁表面处理液在钢铁基材除锈和对管道、储罐、钢梁、桥架、钢铁基 材的设施设备进行维护等工作方面有自己的独特优势，它无需对钢铁基材使用酸洗、磷化、 喷砂、抛丸等除锈手段，可以带锈涂装，只需把基材表面处理平整后，将水性自转锈钢铁表 面处理液涂覆在基材表面即可，其应用前景非常广阔。

具体实施方式

[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施 例。

[0020] 实施例1

[0021 ] -种水性自转锈钢铁表面处理液，按质量百分比计，所述水性自转锈钢铁表面处 理液的组成为：80%的水性丙烯酸防锈乳液、0. 3%的助剂、2%的单宁酸、以及17. 7%的去 离子水。

[0022] 助剂包括润湿剂和消泡剂，润湿剂和消泡剂两种助剂占整个水性自转锈钢铁表面 处理液的质量比分别为〇. 2%、0. 1%，水性丙烯酸防锈乳液的固含量为42%。

[0023] 如上所述的水性自转锈钢铁表面处理液的制备方法，包括以下步骤：

[0024] 1):按比例，先将去离子水投入搅拌罐中，加热至50°C，边搅拌边投入单宁酸，转 数控制在300转/ min，搅拌至单宁酸完全溶解，制得单宁酸水溶液待用；

[0025] 2):将水性丙烯酸防锈乳液倒入搅拌罐中，再依次加入润湿剂和消泡剂，搅拌5~ lOmin，加入所述步骤1)制得的单宁酸水溶液，搅拌35~40min，即得水性自转锈钢铁表面 处理液，开罐后搅拌均匀，即可涂装。

[0026] 具体成分如表1所示。（W%表示各组分占该组份的质量百分比）

[0027] 表1水性自转锈钢铁表面处理液的组成配方

[0029] 实施例2

[0030] 一种水性自转锈钢铁表面处理液，按质量百分比计，所述水性自转锈钢铁表面处 理液的组成为：75%的水性丙烯酸防锈乳液、0. 4%的助剂、4. 6%的单宁酸、以及20%的去 离子水。

[0031] 助剂包括润湿剂和消泡剂，润湿剂和消泡剂两种助剂占整个水性自转锈钢铁表面 处理液的质量比分别为0. 2%、0. 2%，水性丙烯酸防锈乳液的固含量为45%。

[0032] 如上所述的水性自转锈钢铁表面处理液的制备方法，包括以下步骤：

[0033] 1):按比例，先将去离子水投入搅拌罐中，加热至60°C，边搅拌边投入单宁酸，转 数控制在500转/ min，搅拌至单宁酸完全溶解，制得单宁酸水溶液待用；

[0034] 2):将水性丙烯酸防锈乳液倒入搅拌罐中，再依次加入润湿剂和消泡剂，搅拌5~ lOmin，加入所述步骤1)制得的单宁酸水溶液，搅拌35~40min，即得水性自转锈钢铁表面 处理液，开罐后搅拌均匀，即可涂装。

[0035] 实施例3

[0036] -种水性自转锈钢铁表面处理液，按质量百分比计，所述水性自转锈钢铁表面处 理液的组成为：78%的水性丙烯酸防锈乳液、0. 2%的助剂、2. 5%的单宁酸、以及19. 3%的 去离子水。

[0037] 助剂包括润湿剂和消泡剂，润湿剂和消泡剂两种助剂占整个水性自转锈钢铁表面 处理液的质量比分别为〇. l%、〇. 1%，水性丙烯酸防锈乳液的固含量为44%。

[0038] 如上所述的水性自转锈钢铁表面处理液的制备方法，包括以下步骤：

[0039] 1):按比例，先将去离子水投入搅拌罐中，加热至55°C，边搅拌边投入单宁酸，转 数控制在400转/ min，搅拌至单宁酸完全溶解，制得单宁酸水溶液待用；

[0040] 2):将水性丙烯酸防锈乳液倒入搅拌罐中，再依次加入润湿剂和消泡剂，搅拌5~ lOmin，加入所述步骤1)制得的单宁酸水溶液，搅拌35~40min，即得水性自转锈钢铁表面 处理液，开罐后搅拌均匀，即可涂装。

[0041] 水性自转锈钢铁表面处理液在涂装施工方式上，可以刷涂、滚涂、喷涂。具体施工 方式要根据被涂工件的要求、施工环境、施工条件因情制宜。

[0042] 将以上各实施例制得的水性自转锈钢铁表面处理液进行性能检测，结果如下表2 所示：

[0043] 表2水性自转锈钢铁表面处理液的性能指标

[0046] 由上表可知,本发明的水性自转锈钢铁表面处理液完全符合国家标准。

[0047] 将以上实施例制备的产品应用于江苏无锡军湖金属设备有限公司出口钢梁的防 腐蚀涂装。

[0048] 具体施工方式一：

[0049] 底材打磨（除去浮锈使基材平整）--按上述使用方法喷涂水性自转锈钢铁表面 处理液一道（干膜厚度15~20um)。

[0050] 自然干燥30min后喷涂防腐面漆，经检测完全达到施工要求。

[0051] 将以上实施例制备的产品应用于江苏镇江远方重防腐工程有限公司船闸钢架的 防腐蚀涂装。

[0052] 具体施工方式二：

[0053] 底材打磨（除去浮锈使基材平整）--按上述使用方法喷涂水性自转锈钢铁表面 处理液一道（干膜厚度15~20um)。

[0054] 自然干燥30min后喷涂中涂漆和防腐面漆，经检测完全达到施工要求。

[0055] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术 方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本 领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本 发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1. 一种水性自转锈钢铁表面处理液，其特征在于：按质量百分比计，所述水性自转锈 钢铁表面处理液的组成为：75~80%的水性丙烯酸防锈乳液、0. 2~0. 4%的助剂、1. 5~ 5%的单宁酸、以及15~20%的去离子水。

2. 根据权利要求1所述的水性自转锈钢铁表面处理液，其特征在于：所述助剂包括润 湿剂和消泡剂，所述润湿剂和消泡剂两种助剂占整个水性自转锈钢铁表面处理液的质量比 分别为0. 2%、0. 1%。

3. 根据权利要求1所述的水性自转锈钢铁表面处理液，其特征在于：所述水性丙烯酸 防锈乳液的固含量为42~45%。

4. 权利要求1至3任意一个权利要求所述的水性自转锈钢铁表面处理液的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤： 1) :按比例，先将去离子水投入搅拌罐中，加热至50°C~60°C，边搅拌边投入单宁酸， 转数控制在300~500转/ min，搅拌至单宁酸完全溶解，制得单宁酸水溶液待用； 2) :将水性丙烯酸防锈乳液倒入搅拌罐中，再依次加入润湿剂和消泡剂，搅拌5~ lOmin，加入所述步骤1)制得的单宁酸水溶液，搅拌30~40min，即得水性自转锈钢铁表面 处理液。