CN107556834A - 一种耐候钢锈层稳定促进剂及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种耐候钢锈层稳定促进剂及使用方法，包括如下质量份的各组分，主剂35％‑47％，促进剂A1%‑5%，改性剂7.9%‑8.5%，阻锈剂0.6%‑2.8%，络合剂1.2%~3.8%，辅剂15.3%‑16.5%，引发剂1.0%‑1.5%，余量为溶剂。本发明耐候钢锈层稳定促进剂制备工艺操作简单，成本低廉，使用时涂刷即可，无需额外的处理步骤，形成的涂层在常温条件下即可固化，且固化时间短。此外涂层还可以提高耐候钢基体的耐蚀性，并改善表面锈液流挂现象，减小对环境的污染。采用在耐候钢表面涂抹处理液的方法来加快锈层的稳定速度，这样既可以对钢材的锈蚀起到很好的防护作用，又能够减少喷淋处理液而对环境产生的影响，从而减少实际施工时的成本同时可以加快施工的速度。
Description
技术领域
本发明涉及了一种耐候钢保护剂，尤其涉及一种耐候钢锈层稳定促进剂及使用方法。
背景技术
耐候钢相比较于一般的碳钢来说具有非常好的耐大气腐蚀性能，其基本的原理是在使用的过程中，耐候钢的表面形成了一层致密的稳定化锈层，从而阻碍了腐蚀介质的进入。相对而言，在普通的碳钢表面形成的锈层不太密实，且有微小的裂纹存在，所以不能够对内部的钢材起到防锈保护作用。简单地讲，要想耐候钢达到很好的防腐效果就是要先快速的在钢材的表面形成一层锈层，从而对内部的基体发挥良好的保护作用。
耐候钢在正常的应用中最广泛的应用方式就是裸露使用。然而，在自然环境下使用裸态的耐候钢，锈层达到稳定有时需要长达十年之久的时间。并且在形成稳定化的锈层之前，钢材腐蚀的速率比较高，伴随锈液流挂与飞散的现象出现，以至于污染周围的环境，只有在形成稳定的锈层以后，腐蚀的速率明显降低，发挥耐候钢特有的优势。
目前为了解决耐候钢因为裸露使用而产生的上述问题，国内外的专家都在这个方面做出了相当多的技术研究内容，多数采用的都是对耐候钢的表面进行处理，从而缩短耐候钢表面稳定锈层形成的时间。这样不仅可以大大减少耐候钢使用初期锈液倒挂和飞散的现象，而且又能够保证耐候钢表面的锈层即快速又密实的形成。但是目前的处理方法都或多或少的存在一些问题而不适用于目前的情况。
由于我国是用钢大国，因技术原因导致的钢材腐蚀占了很大的比重，从而对国民经济和生态环境造成了极其大的危害，为此急需开发出能够使耐候钢表面锈层快速形成的技术。
有鉴于上述现有的耐候钢存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种耐候钢锈层稳定促进剂及使用方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的耐候钢存在的缺陷，而提供一种耐候钢锈层稳定促进剂及使用方法，减少环境污染，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
本发明耐候钢锈层稳定促进剂，包括如下质量份的各组分，主剂35％-47％， 促进剂A1%-5%，改性剂7. 9%-8. 5%，阻锈剂0. 6%-2. 8%，络合剂1.2%~3. 8%，辅剂15. 3%-16.5%，引发剂1. 0%-1. 5%，余量为溶剂。
作为优选的一种方案，所述主剂为聚乙烯醇缩丁醛树脂或者丙烯酸环氧树脂，它们是涂层的主体，起成膜作用，聚乙烯醇缩丁醛树脂和丙烯酸环氧树脂都可以在常温下固化，加入比例为35-47质量份，加入比例过低，处理液成膜性差；加入比例过高，处理液的成本会相应提高且锈层稳定化的趋势会减缓。
作为优选的一种方案，所述促进剂A为三氧化二铁或者硝酸钠，促进剂A可以增强处理液的腐蚀能力，得到较厚的锈层，从而加速促进ɑ -FeOOH的生成，其中ɑ -FeOOH为稳定锈层的主要成分，它的含量与锈层稳定程度成正相关。
作为优选的一种方案，所述改性剂为硫酸铬或者铬酸锶，它们的主要作用是改变钢材表面膜的组织状态，提高涂层及锈蚀产物的稳定性，并使锈蚀产物具备自修复能力，限定这一比例范围是因为含量过低时锈蚀产物稳定性不佳，含量过高时将对涂料成膜性产生较大的影响，因此处理液中改性剂的质量份控制在7. 9-8. 5较为合适。
作为优选的一种方案，所述阻锈剂为钼酸钠、亚硝酸钠或者硝酸锌，它们通过与金属表面发生化学反应而形成钝化产物，从而阻碍金属表面的锈蚀不再发生。如果阻锈剂的量加入比例过低，则其钝化的效果不明显，反之加入比例过高，会增加处理液的成本，所以加入的比例取为0.6-2.8质量份。
作为优选的一种方案，络合剂为丹宁酸和乳酸的混合物，丹宁酸与乳酸的质量比为1:2-1:0.1。丹宁酸能够与铁离子形成稳定的络合物并附着于钢材的表面，形成不溶性保护膜从而抑制腐蚀发展，达到稳定锈层目的，乳酸除有络合作用外，还可促进转化膜的生成；络合剂含量过低时络合产物膜不连续，稳定锈层作用不明显，含量过高时易导致处理液粘度过高、处理层不均匀，并且残留的络合剂也会影响转化膜的耐蚀性，因此络合剂质量份在1. 2-3.8较为合适。
作为优选的一种方案，所述辅剂为硫酸钡，它的作用是调整处理液的流变和流平性能，并且可以填充成膜的体积。加入比例过低，涂料流平性能不佳，加入比例过高，涂料的成膜均匀性变差。所以加入的比例控制在质量份15.3-16.5。
作为优选的一种方案，所述引发剂为氧化铁红或者铁粉，它们的加入是为了使基体表面能够先形成稳定化氧化物的核，从而促成稳定化锈层的快速形成。加入比例过低，涂料稳定化作用不明显；加入比例过高，其成膜质量变差。故加入比例为质量份1-1. 5。
所述溶剂为水，替换了有机挥发溶剂，这样可以最大限度的降低对环境的影响，而且涂覆后干燥时间短，操作工艺简单，可应用范围很广。
耐候钢锈层稳定促进剂的使用方法，包括如下的操作步骤：
步骤一，对被处理的耐候钢表面进行喷丸处理；利用丸料如玻璃珠、陶瓷珠或钢珠等，快速撞击耐候钢表面，改变表面的受力状态，同时细化晶粒使耐候钢的表面粗糙度；
步骤二，配制耐候钢锈层稳定促进剂；
步骤三，将配制好的耐候钢锈层稳定促进剂涂刷于耐候钢表面，涂抹好之后在室温下风干即可。
作为优选的一种方案，所述步骤一中喷丸处理的耐候钢表面粗糙度为Ra2.5um。
本发明的有益效果是：
1.本发明耐候钢锈层稳定促进剂制备工艺操作简单，成本低廉，使用时涂刷即可，无需额外的处理步骤，形成的涂层在常温条件下即可固化，且固化时间短，所以适合在冶金企业及施工现场作业，适用范围广泛。
2.此外涂层还可以提高耐候钢基体的耐蚀性，并改善表面锈液流挂现象，减小对环境的污染。
3.本发明采用在耐候钢表面涂抹处理液的方法来加快锈层的稳定速度，这样既可以对钢材的锈蚀起到很好的防护作用，又能够减少喷淋处理液而对环境产生的影响，从而减少实际施工时的成本同时可以加快施工的速度。
附图说明
图1是本发明耐候钢锈层稳定促进剂使用方法流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
本发明的耐候钢锈层稳定促进剂，包括如下质量份的各组分，主剂35％-47％， 促进剂A1%-5%，改性剂7. 9%-8. 5%，阻锈剂0. 6%-2. 8%，络合剂1.2%~3. 8%，辅剂15. 3%-16. 5%，引发剂1. 0%-1. 5%，余量为溶剂。为了区别组分中的促进剂与本发明耐候钢锈层稳定促进剂而命名为组分中的促进剂为促进剂A。
实施例1
其中主剂为35%质量份聚乙烯醇缩丁醛树脂；促进剂A为5%质量份三氧化二铁；改性剂为7. 9%质量份硫酸铬；阻锈剂为2.8%质量份钼酸钠；络合剂为1. 2%质量份丹宁酸和乳酸的混合物，丹宁酸与乳酸的质量比为1:0.1；辅剂为16.5%质量份硫酸钡；引发剂为1%质量份铁红，余量为水。
耐候钢锈层稳定促进剂的使用方法，包括如下的操作步骤：
步骤一，选取一定大小的耐候钢成品试样，丙酮除油后，用无水乙醇清洗干净并吹干备用，对被处理的耐候钢表面进行喷丸处理，利用丸料如玻璃珠、陶瓷珠或钢珠等，快速撞击耐候钢表面，改变表面的受力状态，同时细化晶粒使耐候钢的表面粗糙度在Ra2.5um左右；
步骤二，按照本实施例列举的方法配制耐候钢锈层稳定促进剂；
步骤三，将配制好的耐候钢锈层稳定促进剂涂刷于耐候钢表面，涂抹好之后在室温下风干15-25分钟即可。
实施例2
其中主剂为47%质量份聚乙烯醇缩丁醛树脂；促进剂A为1%质量份三氧化二铁；改性剂为8. 5%质量份硫酸铬；阻锈剂为0.6%质量份钼酸钠；络合剂为3.8%质量份丹宁酸和乳酸的混合物，丹宁酸与乳酸的质量比为1:2；辅剂为15.3%质量份（具体数值）硫酸钡；引发剂为1.5%质量份（具体数值）铁红，余量为水。
具体的实施步骤同实施例1
实施例3
其中主剂为40%质量份聚乙烯醇缩丁醛树脂；促进剂A为3%质量份三氧化二铁；改性剂为8. 2%质量份硫酸铬；阻锈剂为1.5%质量份钼酸钠；络合剂为2%质量份丹宁酸和乳酸的混合物，丹宁酸与乳酸的质量比为1:1.2；辅剂为15.8%质量份硫酸钡；引发剂为1. 2%质量份铁红，余量为水。
具体的实施步骤同实施例1
最后，对涂覆锈层稳定剂试样进行周浸腐蚀实验，对实验后的试样进行失重腐蚀速率和锈层电化学分析。通过实验得出，表面涂抹过涂抹剂以后，试件总增重量比裸露的状态有所增加，并且耐候钢腐蚀速率也得到提高，同时促进了耐候钢表面锈层的生成。经过周浸腐蚀实验得到的最后结论是本发明在实际应用中能比较好的减轻耐候钢锈液流挂现象，加快耐候钢表层锈蚀速率。本发明制造成本低，对大气环境和土壤均无污染，有着不可估量的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (10)
1.一种耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：包括如下质量份的各组分，主剂35％-47％， 促进剂A1%-5%，改性剂7. 9%-8. 5%，阻锈剂0. 6%-2. 8%，络合剂1.2%~3. 8%，辅剂15. 3%-16. 5%，引发剂1. 0%-1. 5%，余量为溶剂。
2.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：所述主剂为聚乙烯醇缩丁醛树脂或者丙烯酸环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：所述促进剂A为三氧化二铁或者硝酸钠。
4.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：所述改性剂为硫酸铬或者铬酸锶。
5.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：所述阻锈剂为钼酸钠、亚硝酸钠或者硝酸锌。
6.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：络合剂为丹宁酸和乳酸的混合物。
7.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：所述辅剂为硫酸钡。
8.根据权利要求1所述的耐候钢锈层稳定促进剂，其特征在于：所述引发剂为氧化铁红或者铁粉，所述溶剂为水。
9.根据权利要求1~8任一项所述的耐候钢锈层稳定促进剂的使用方法，其特征在于，包括如下的操作步骤：
步骤一，对被处理的耐候钢表面进行喷丸处理；
步骤二，配制耐候钢锈层稳定促进剂；
步骤三，将配制好的耐候钢锈层稳定促进剂涂刷于耐候钢表面，涂抹好之后在室温下风干即可。
10.根据权利要求9所述的耐候钢锈层稳定促进剂的使用方法，其特征在于：所述步骤一中喷丸处理的耐候钢表面粗糙度为Ra2.0um-Ra3.0um。
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