CN105543828B - 一种输变电设备用活性锈层转锈剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输变电设备用活性锈层转锈剂及其制备方法和应用；属于特种材料防腐技术领域。本发明所设计转锈剂，以质量份数计包括：磷酸8‑15份，柠檬酸1‑3份，草酸0.5‑3份，硫脲0.1‑0.5份，三乙醇胺0.1‑0.5份，氧化锌1‑2份，磷酸二氢锌5‑8份，钼酸盐0.1‑1份，盐酸盐0.1‑1份，乳化剂0.5‑1份，氢氟酸盐0.5‑1份，苯甲酸钠0.5‑1份，去离子水70‑80份。将上述各组分按比例加入容器中，机械搅拌均匀，待反应完全溶液透明无杂质即得产品，使用时在涂装涂料之前先涂刷该转锈剂即可。本发明组分设计合理，制备工艺简单，所得转锈剂性能优越，适用面广，便于大规模的生产和应用。

Description

一种输变电设备用活性锈层转锈剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种输变电设备用活性锈层转锈剂及其制备方法和应用；属于特种材 料防腐技术领域。

背景技术

[0002] 输变电设备多分布在户外环境，腐蚀非常普遍，腐蚀使设备提前失效，造成巨大的 经济损失及资源能源的浪费，而且会带来潜在的安全隐患，必须定期对在役输变电设备进 行防腐涂装以延长使用寿命。然而输变电设备防腐涂料作业环境非常恶劣，多在野外露天 甚至高空作业，周围有高压电器，电气和动力工具应用受限，现场无法采用喷砂或抛丸等高 质量方法除锈，甚至无法应用电动打磨工具。少部分场合可应用电动打磨工具，但由于输变 电设备构件形状多变，螺栓、连接金具、法兰接触面等复杂结构表面多，电动工具也无法伸 进边角缝隙进行打磨。大部分情况只能手工除锈，其结果必然有铁锈和各种腐蚀产物的残 留，特别是在表层浮锈下、紧贴钢铁基体界面处还有活性锈层的存在，是新生态的正在成长 的活性锈，手工处理无法去除，这时刷上涂料，活性锈层也会吸收水和氧不断发展扩大，锈 层膨胀增厚且从防腐涂层的底部长出并穿透，轻易就将防腐涂层破坏。因此输变电设备的 多年实践表明，即使采用价格昂贵、性能优良的防腐涂料对输变电设备进行防腐，一般也在 一两年内就出现返锈而破坏。

[0003] 可见在现场防腐涂装过程中，表面处理成为影响防腐蚀涂装质量的最主要原因。 传统的表面处理以手工除锈，电动除锈为主，只能除去表面的浮锈，而基于钢铁表面的活性 锈层难以除尽，涂装后，活性锈层从内部长出，严重影响防腐涂装质量。而现代的喷砂除锈 技术虽然除锈效果较好，但受现场条件的限制不可能实施。迫切需要开发活性锈层转化效 果强、并具有多种表面处理功能的化学处理试剂，用于输变电设备的现场防腐施工，与防腐 涂料相配合使其充分发挥防腐效果，以延长防腐寿命，确保电网运行安全。

[0004] 目前市场上也有一些表面处理试剂，如除锈剂、磷化液、钝化液等，产品功能单一， 使用条件苛刻，现场很难达到要求。如现有的除锈剂，主要以强酸性溶液为主，除锈效果快， 但是对铁基体的伤害较大，容易产生过腐蚀;磷化液和钝化液对表面处理要求较高，适用于 大面积喷砂处理后使用，对现场要求较高，很难在现场应用。而且输变电设备构件多、形状 复杂，新设备可能采用热镀锌、冷镀锌、电镀锌、锌铝合金镀层防腐，运行后产生各种镀锌泛 锈表面，已有产品不能很好相容。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对输变电设备现场防腐施工的特点，提供一种活性锈层转化 剂产品及其制备方法和应用。

[0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0007] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，以质量份数计比包括下述组分；

[0008] 磷酸:8-15份、优选为10-15份、进一步优选为12-15份；

[0009] 柠檬酸:I-3份、优选为1.2-2.2份、进一步优选为1.5份；

[0010] 草酸:〇. 5-3份、优选为0.8-2.5份、进一步优选为1.0份；

[0011] 硫脲:〇. 1-0.5份、优选为0.1-0.3份、进一步优选为0.15份；

[0012] 三乙醇胺:0.1-1份、优选为0.25-0.75份、进一步优选为0.4份；

[0013] 氧化锌:1-2份、优选为H . 5份、进一步优选为1.2份；

[00M] 磷酸二氢锌:5-8份、优选为6-7份、进一步优选为6.5份；

[0015] 钼酸盐:0.1-1份、优选为0.25-0.75份、进一步优选为0.5份；

[0016] 盐酸盐:0.1-1份、优选为0.2-0.8份、进一步优选为0.6份；

[0017] 乳化剂:〇. 5-1份、优选为0.6-0.9份、进一步优选为0.8份；

[0018] 氢氟酸盐0.5-1份、优选为0.6-0.9份、进一步优选为0.8份；

[0019] 苯甲酸钠:0.5-1份、优选为0.6-0.9份、进一步优选为0.8份；

[0020] 去离子水:70-80份。

[0021] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，所述钼酸盐为碱金属的钼酸盐、优选 为钼酸钠、钼酸钾。

[0022] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，所述盐酸盐为碱金属的盐酸盐、优选 为氯化钠、氯化钾。

[0023] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或其 改性物，优选为型号为0P-10的乳化剂。

[0024] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，所述氢氟酸盐为碱金属的氢氟酸盐， 优选为氟化钠、氟化钾。

[0025] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，所述磷酸的纯度选自实验纯、化学纯、 分析纯、优级纯、试剂纯中的一种；，考虑到成本和效果，优选为化学纯或分析纯。

[0026] 为了提升效果，本发明所用试剂优选为化学纯或分析纯试剂。

[0027] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂，所述去离子水的电阻率大于等于18M Ω · cm〇

[0028] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂的制备方法，包括下述步骤：

[0029]步骤一

[0030] 按设计组分的量配取各组分;然后将配取的磷酸用所配取的离子水的一部分稀释 后，得到备用液；

[0031] 步骤二

[0032] 将剩余部分的去离子水加入容器内，搅拌并在搅拌状态依次加入所配取的磷酸二 氢锌、氧化锌、盐酸盐、钼酸盐，氢氟酸盐、苯甲酸钠、柠檬酸、草酸、硫脲、三乙醇胺、乳化剂， 混合均匀后，加入步骤一所得备用液;继续搅拌，得到成品。

[0033] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂的制备方法，步骤一所得备用液中，磷 酸与去离子水的质量比为1:1-2。优选为1:1。

[0034] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂的制备方法，步骤二中所述搅拌的转速 为200-1000r/min。

[0035] 在工业化应用时，步骤二中，在搅拌状态依次加入所配取的磷酸二氢锌、氧化锌、 盐酸盐、钼酸盐，氢氟酸盐、苯甲酸钠、柠檬酸、草酸、硫脲、三乙醇胺、乳化剂后，控制搅拌时 间为10-40min，即混合均匀，然后加入步骤一所得备用液;继续搅拌20-60min，待溶液透明 无杂质，即得到成品。

[0036] 步骤二中，制备成品时，控制温度为15-35 °C。

[0037] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂的应用，包括用于钢铁材质基体的防 腐。特别适用于输变电设备的防腐。

[0038] 本发明一种输变电设备用活性锈层转锈剂的应用，所设计的转锈剂用于输变电设 备的防腐时，包括下述步骤：

[0039] 步骤 A

[0040] 清除输变电设备表面的浮锈；

[0041] 步骤 B

[0042] 将活性锈层转锈剂用涂覆于输变电设备表面，置于空气中自然干燥l_2h后，再进 行防腐涂料涂装施工。

[0043] 在工业化应用过程，步骤A中清除输变电设备表面的浮锈时，可采用动力工具或铲 刀、砂纸手工清除表面疏松的浮锈。如果输变电设备表面有泥沙和/或灰尘者需首先清除掉 输变电设备表面的泥沙及灰尘。

[0044] 在工业化应用过程，步骤B中，通过毛刷直接将涂刷转锈剂于输变电设备表面，或 者用干净抹布或毛线蘸湿活性锈层转锈剂后擦拭清洗表面，使转锈剂充分润湿锈层。

[0045] 在工业化应用过程，步骤B中，将活性锈层转锈剂用涂覆于输变电设备表面，置于 空气中自然干燥l_2h后，再进行防腐涂料涂装施工。具体操作时，操作人员可观察输变电设 备表面，当其表面干透且锈层颜色发生明显转变后，即可进行正常的防腐涂料涂装施工。本 发明所设计的活性锈层转锈剂对后续施工的防腐涂料并无特殊要求，即本发明所设计的活 性锈层转锈剂适用面广。

[0046] 本发明所设计和制备的转锈剂与输变电设备各种镀锌泛锈表面都能相容，可除去 输变电设备复杂结构部件的表面油脂、锈蚀产物，较好地转化内层活性锈蚀产物为稳定的 锈蚀产物，并形成一层良好的保护膜，降低了现场防腐的表面处理难度，提高表面处理质 量，大幅度延长防腐蚀涂装寿命。

[0047] 本发明的优点与效果是：

[0048] 1)本发明通过适量的各组分的协同作用，使得成品具有除油、除锈、转锈、钝化、磷 化等多种表面处理功能。所设计的活性锈层转锈剂能有效除去传统除锈工艺难以除掉的铁 锈，并钝化除锈后裸露出来的钢铁基体，形成一层良好磷化膜，增进涂层的附着力。

[0049] 2)本发明所设计的转锈剂具有活性锈层转化能力强的特性，能将浮锈下面的内层 活性锈蚀产物转化为稳定锈蚀产物，抑制活性锈蚀产物的生长，转锈深度达到100-120μπι， 转锈完成后形成致密的保护膜，耐硫酸铜点滴实验超过60秒。

[0050] 3)与防腐涂层配合好，多次输变电设备现场防腐工程应用证明，用本产品处理后 再涂刷防腐涂料，初次返锈时间可延长到原涂料的2倍以上，涂层总体防腐蚀寿命提高50% 以上。

[0051] 4)表面处理后，不对基体产生过腐蚀。

[0052] 5)以水为基体，安全、环保、对人体无伤害。

[0053] 6)制备和使用工艺简单，操作方便，利于工业化大规模应用。

[0054] 总之，本发明所设计的转锈剂集除油、除锈、转锈、钝化、磷化多功能于一体。用于 钢铁材质基体时，能够大幅度提高表面处理质量，同时本发明所设计的转锈剂能将钢材表 面难以除尽的活性锈层转化为钝化的、不会再发展的锈层，这就很好的解决了现场除锈难 的问题。除此之外本产品以水为基体，无毒无污染，制备和使用简单、快捷、有效，大幅度提 高输变电设备防腐效果。

具体实施方式

[0055] 实施例1:

[0056] 1、按下述质量配比准备材料，化学试剂均为分析纯：

[0057]

[0058] 2、产品配制：

[0059] 步骤1、将12份磷酸与12份去离子水混合，待冷却，备用。

[0060] 步骤2、先将62份去离子水放入烧杯中，采用SWFS-400型实验室高速分散机进行搅 拌，搅拌速度设置为600r/min，在搅拌状态下按比例将磷酸二氢锌、氧化锌、氯酸钾、钼酸 钠，氟化钠、苯甲酸钠、柠檬酸、草酸、硫脲、三乙醇胺、0P-10依次加入，搅拌30min，再加入步 骤1中已配好的磷酸，继续搅拌30min，待溶液透明无杂质即得产品。

[0061] 3、性能测试：

[0062] 对制得的产品进行性能测试，数据如下表：

[0065] 性能检测实验

[0066] 将实施例1所设计的转锈剂户外的螺栓上，按下述步骤操作：

[0067] 步骤 A

[0068] 清除输变电设备表面的浮锈；

[0069] 步骤 B

[0070] 将活性锈层转锈剂用干净抹布蘸湿活性锈层转锈剂后擦拭清洗表面后，置于空气 中自然干燥1.5h后，再进行防腐涂料涂装施工。所用防腐涂料为:湘江涂料H06-8铁红环氧 底漆+B52-10丙烯酸聚氨酯面漆，30个月未见其有明显锈斑。

[0071] 对比例1

[0072] 不涂覆转锈剂，直接涂覆防腐涂料。所用防腐涂料为：湘江涂料H06-8铁红环氧底 漆+B52-10丙烯酸聚氨酯面漆，其用量与施工方式完全和实施例1中性能检测实验完全一 致;3个月时开始明显出现锈斑。

[0073] 实施例2:

[0074] 磷酸：15份

[0075] 去离子水:71份

[0076] 其他同实施例一。

[0077] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 一种输变电设备用活性锈层转锈剂，其特征在于：以质量份数计比包括下述组分； 磷酸:10-15份； 朽1檬酸:1.2-2.2份； 草酸:0.8-2.5份； 硫脲:0.1-0.3份； 三乙醇胺:0.25-0.75份； 氧化锌:1-1.5份； 磷酸二氢锌:6-7份； 钼酸盐:0.25-0.75份； 盐酸盐:0.2-0.8份； 乳化剂:0.6-0.9份； 氢氟酸盐0.6-0.9份； 苯甲酸钠:0.6-0.9份； 去离子水:70-80份； 当所述活性锈层转锈剂用于输变电设备的防腐时，包括下述步骤： 步骤A 清除输变电设备表面的浮锈； 步骤B 将活性锈层转锈剂用涂覆于输变电设备表面，置于空气中自然干燥l_2h后，再进行防 腐涂料涂装施工。

2. 根据权利要求1所述的一种输变电设备用活性锈层转锈剂，其特征在于：以质量份数 计比包括下述组分； 磷酸:12-15份； 朽1檬酸:1.5份； 草酸:1.0份； 硫脲:0.15份； 三乙醇胺:0.4份； 氧化锌:1.2份； 磷酸二氢锌:6.5份； 钼酸盐:0.5份； 盐酸盐:0.6份； 乳化剂:0.8份； 氢氟酸盐0.8份； 苯甲酸钠:0.8份； 去离子水:70-80份。

3. 根据权利要求1-2任意一项所述的一种输变电设备用活性锈层转锈剂，其特征在于： 所述钼酸盐为碱金属的钼酸盐； 所述盐酸盐为碱金属的盐酸盐； 所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或其改性物； 所述氢氟酸盐为碱金属的氢氟酸盐； 所述去离子水的电阻率大于等于18ΜΩ · cm。

4. 根据权利要求1-2任意一项所述的一种输变电设备用活性锈层转锈剂，其特征在于： 所述磷酸的纯度选自实验纯、化学纯、分析纯、优级纯、试剂纯中的一种。

5. —种如权利要求1-2任意一项所述的输变电设备用活性锈层转锈剂的制备方法，其 特征在于包括下述步骤： 步骤一 按设计组分的量配取各组分;然后将配取的磷酸用所配取的离子水的一部分稀释后， 得到备用液； 步骤二 将剩余部分的去离子水加入容器内，搅拌并在搅拌状态依次加入所配取的磷酸二氢 锌、氧化锌、盐酸盐、钼酸盐，氢氟酸盐、苯甲酸钠、柠檬酸、草酸、硫脲、三乙醇胺、乳化剂，混 合均匀后，加入步骤一所得备用液;继续搅拌，得到成品。

6. 根据权利要求5所述的一种输变电设备用活性锈层转锈剂的制备方法，其特征在于： 步骤一所得备用液中，磷酸与去离子水的质量比为1:1-2;步骤二中所述搅拌的转速为200-1000r/min。

7. 根据权利要求6所述的一种输变电设备用活性锈层转锈剂的制备方法，其特征在于： 步骤二中，在搅拌状态依次加入所配取的磷酸二氢锌、氧化锌、盐酸盐、钼酸盐，氢氟酸 盐、苯甲酸钠、柠檬酸、草酸、硫脲、三乙醇胺、乳化剂后，控制搅拌时间为10_40min，即混合 均匀，然后加入步骤一所得备用液;继续搅拌20-60min，待溶液透明无杂质，即得到成品。

8. —种如权利要求1-2任意一项所述的输变电设备用活性锈层转锈剂的应用，包括用 于钢铁材质基体的防腐。

9. 根据权利要求8所述的一种输变电设备用活性锈层转锈剂的应用；其特征在于：当所 述活性锈层转锈剂用于输变电设备的防腐时，包括下述步骤： 步骤A 清除输变电设备表面的浮锈； 步骤B 将活性锈层转锈剂用涂覆于输变电设备表面，置于空气中自然干燥l_2h后，再进行防 腐涂料涂装施工。