CN106289913A - 一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液及其制备方法和使用方法 - Google Patents

一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液及其制备方法和使用方法 Download PDF

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倪维良
朱亚君
郭亮亮
徐雪莲
刘晓强
鲍晨
鲍一晨
王留方
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Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
CNOOC Changzhou EP Coating Co Ltd
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Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
CNOOC Changzhou EP Coating Co Ltd
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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液及其制备方法和使用方法，所述脱膜液包括以下重量份组分：氯化铵7‑10wt％、醋酸铵3‑5wt％、冰醋酸0.3‑0.8wt％和去离子水85‑89wt％。本发明制备的脱模液对含锌涂层表面腐蚀产物有很好的祛除效果，同时对含锌涂层没有破坏作用。

Description

一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液及其制备方法 和使用方法
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液及其制备方法和使用方法。
背景技术
大型钢结构如、海上采油、平台设施、舰船船体、核电站钢结构等，都是长期处于海洋大气、工业大气腐蚀等重防腐环境下。若要长期使用，而不进行大面积维修，长效涂层防护是目前最佳方案，无机富锌底漆是一种性能优异的重防腐涂料。使用寿命可达几十年，维修费用少，可获得明显的经济效益。无机富锌涂层的均匀腐蚀速率及微观结构特征等数据是直接评估大型钢结构寿命的重要参数，可为大型钢结构的维护及涂层配套方案的选择设计提供重要支撑。现在对重防腐用无机富锌涂层寿命评估、涂层均匀腐蚀速率及涂料失效方法的评估及表面腐蚀产物的脱膜方法等国内尚未见报道。
无机富锌底漆的防腐蚀机理，主要有电化学保护和化学防护两类。
(1)电化学保护：金属锌比铁活泼，容易失去电子，在微电池中锌作为牺牲阳极，失去电子变成锌离子，使铁得到了保护；
(2)化学防护：锌在涂层表面会反应形成碳酸锌、氯化物及络合物等，这些生成物结构致密，是极难溶的稳定化合物，沉结在涂层表面，能有效地防止氧、水和盐类的侵蚀，起到防锈的效果，使钢材得到保护。
大型钢结构的防腐大多采用无机富锌底漆，无机富锌漆在提供防腐蚀的同时，涂层干膜厚度逐渐减薄。如何通过加速腐蚀找到一个高效、简单的脱膜方法，进而获得无机富锌底漆的均匀腐蚀速率及表面的微观状态，进而高效、快速的评价无机富锌底漆的重防腐性能至关重要。
发明内容
本发明主要提供了一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液，所制备的脱模液对含锌涂层表面腐蚀产物有很好的祛除效果，同时对含锌涂层没有破坏作用。其技术方案如下：
一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液，其包括以下重量份组分：氯化铵7-10wt％、醋酸铵3-5wt％、冰醋酸0.3-0.8wt％和去离子水85-89wt％。
形成的氯化铵溶液对含锌涂层表面腐蚀产物有很好的祛除效果，同时对含锌涂层没有破坏作用；氯化铵的水解呈强酸，会与无机锌涂层表面生成的腐蚀产物如Zn5(OH)8Cl2.H2O等发生中和反应，有利于盐斑从无机锌涂层表面脱落；醋酸-醋酸铵可在溶液中形成缓冲溶液，保持溶液在一定的酸性范围内，对整个脱膜过程起催化作用，加速整个脱膜过程。
优选的，所述脱膜液的温度为50-70℃。
一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的制备方法，具体的为，称取配方量的去离子水，依次顺序加入配方量的氯化铵、醋酸铵和冰醋酸，混合均匀即可。
一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的使用方法，包括以下步骤：
(1)轻刷试片以去除表面不牢固的腐蚀产物；
(2)将试片放入蒸馏水中浸泡；
(3)将脱膜液加热到50-70℃后，将试片放入脱膜液中浸泡；
(4)取出试片，放入超声波环境下震荡7-13min；
(5)用流水冲洗试片，同时用软刷轻刷试片表面；
(6)将试片放入无水乙醇中荡涤多次，然后干燥，冷却称重；
(7)重复步骤(3)-(6)，直至腐蚀失重趋于极小值且变化稳定即可。
优选的，步骤(2)中浸泡时间为4-6min，步骤(3)中浸泡时间为5-30min。
优选的，步骤(4)中超声条件为，工作时间5S，间歇15S，工作功率为600-800W，共计震荡10min。
优选的，步骤(7)中重复步骤(3)-(6)的次数为5次。
采用上述方法制备的无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液，本发明具有以下优点：
(1)本发明中采用的脱膜溶液由氯化铵、醋酸铵、冰醋酸溶于去离子水配置而成，可以有效去除无机锌涂层表面盐斑的同时，对无机锌涂层本身没有破环作用；
(2)本发明中采用的脱膜方法操作简单，脱膜溶液可以循环使用，环保无危害；脱膜后的无机锌涂层样板通过了一系列结构与性能测试，其中SEM电镜扫描结果显示，经过脱膜试验后，无机锌涂层表面依旧平滑光整、没有受到明显破坏，说明该脱膜方法对无机锌涂层本身没有破坏作用；
(3)本发明技术方案选用的脱膜方法可以有效去除无机锌涂层表面的盐斑，同时对无机锌涂层本身没有破环作用，可以根据去除表面腐蚀层后材料表面状态分析评价无机富锌涂层的耐腐蚀性能，进而对涂层配方及配套产品进行优化及设计；同时根据不同盐雾时间样板的脱膜数据可以计算出无机锌涂层的均匀腐蚀速率，为无机锌涂层的寿命评估提供条件支撑。
附图说明
图1为试验样板经脱膜液处理时质量损失随时间变化情况图；
图2为试验样板未处理前电子显微镜扫描图；
图3为试验样板经实施例1脱膜液处理后电子显微镜扫描图；
图4为试验样板经实施例1脱膜液处理后电子显微镜扫描图；
图5为试验样板经实施例1脱膜液处理后电子显微镜扫描图。
具体实施方式
实施例1-3
(一)实施例1-3中脱膜液配方如表1所示：
表1脱膜液配方
(二)脱膜流程方法：
以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不局限于此。
以1200h中性盐雾加速腐蚀试验样板为例；样板尺寸：长×宽×厚度＝90×50×6mm，每块样板六面均打磨光滑，并喷涂无机富锌涂层。样板材质：碳钢。盐雾方法标准：ASTMB117-2011。
具体的脱模使用方法为：
(1)轻刷试片以去除表面上不牢固的腐蚀产物；
(2)将所有试片放入蒸馏水中浸泡5分钟后取出；
(3)将一定质量的氯化铵、醋酸铵和冰醋酸按顺序加入1000mL的去离子水中，充分搅拌均匀；
(4)将溶液加热至50-70℃后，竖直放入试片，浸泡5-30分钟后取出(具体浸泡时间根据试样盐雾时间的不同，适当增减)；
(5)取出的试片放入超声波环境下震荡10分钟，超声波的环境为去离子水，超声工作时间5秒钟，间歇15秒，工作功率600-800瓦(超声波细胞粉碎机型号为JY92-2D)；
(6)用流水冲洗浸泡后的试片，同时用软刷轻刷试片表面，去除表面的脱膜液以及腐蚀附着物，然后将冲洗后的试片放入无水乙醇荡涤数次后，用鼓风干燥箱干燥，冷却后称重；
(7)重复步骤(3)～(6)，循环次数为5次，即可实现腐蚀失重趋于极小值且变化稳定。
(三)脱膜实验
①以1200h盐雾加速腐蚀试验样板为处理对象，分别用实施例1-3制备的脱膜液处理，处理结果如附图1所示。
由附图1可知，三个实施例曲线基本重合，说明该脱膜配方较为成熟、脱膜效果稳定。
②用扫描电子显微镜分别扫描未处理前的实验样板、经实施例1-3处理后的实验样板的涂层表面，结果如图2-5所示。图2显示无机锌1200h盐雾样板表面有较多粒径大小不一的颗粒且表面起伏较大；从图3-5可看出，在脱膜之后，涂层表面较为光滑、平整，基本没有较大颗粒，说明无机富锌涂层表面的腐蚀产物得到了有效的去除；无机锌涂层表面平整、无明显缺陷，说明涂层在脱膜之后并未受到破坏。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液，其包括以下重量份组分：氯化铵7-10wt％、醋酸铵3-5wt％、冰醋酸0.3-0.8wt％和去离子水85-89wt％。
2.根据权利要求1所述的用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液，其特征在于：所述脱膜液的温度为50-70℃。
3.一种权利要求1所述的用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的制备方法，其特征在于：称取配方量的去离子水，依次顺序加入配方量的氯化铵、醋酸铵和冰醋酸，混合均匀即可。
4.一种权利要求1所述的用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)轻刷试片以去除表面不牢固的腐蚀产物；
(2)将试片放入蒸馏水中浸泡；
(3)将脱膜液加热到50-70℃后，将试片放入脱膜液中浸泡；
(4)取出试片，放入超声波环境下震荡7-13min；
(5)用流水冲洗试片，同时用软刷轻刷试片表面；
(6)将试片放入无水乙醇中荡涤多次，然后干燥，冷却称重；
(7)重复步骤(3)-(6)，直至腐蚀失重趋于极小值且变化稳定即可。
5.根据权利要求4所述的用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的使用方法，其特征在于：步骤(2)中浸泡时间为4-6min，步骤(3)中浸泡时间为5-30min。
6.根据权利要求4所述的用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的使用方法，其特征在于：步骤(4)中超声条件为，工作时间5S，间歇15S，工作功率为600-800W，共计震荡10min。
7.根据权利要求4所述的用于无机富锌涂层表面腐蚀产物的脱膜液的使用方法，其特征在于：步骤(7)中重复步骤(3)-(6)的次数为5次。
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