CN108950567B - 一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂及其应用方法 - Google Patents
一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂及其应用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂及其应用方法，包括如下重量比的成分：黄酮类化合物：3％～7％；苹果酸：3％～7％；酰基取代肌氨酸：10％～15％；有机烷基胺：10％～15％；非离子表面活性剂：5％～10％；丙二醇：46％～69％。本发明所提出的防锈剂，有机结合了水溶性防锈剂和防锈油脂的优点，克服了两者的缺点，成本低，环保性好，非常适用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈，达到显著延长其耐蚀周期的目的，具有很强的实用价值。
Description
技术领域
本发明属于防锈剂领域，尤其涉及一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂及其应用方法。
背景技术
罩式退火是冷轧产品制造过程中的重要工序，主要作用有两点：一是通过再结晶降低钢板的内应力，以调节产品的力学性能。二是通过高温还原性气氛彻底清除残存于钢板表面的油污和氧化物，以提高清洁度。与紧凑高效的连续退火不同，受工艺条件限制，冷轧钢卷在完成罩式退火后，需要在炉中缓慢冷却，然后再取出转移至仓库中存放一段时间，才能进入下道工序。因此，在退火和后续工序之间就存在一个间隔期。由于钢板在退火前已经经过了酸洗除锈、电解(或化学)脱脂等工序，退火后的钢卷虽然表面十分洁净，但由于缺少必要的防护，作为裸露的钢卷，此时其防锈能力反而是最薄弱的。如果间隔期太长，受各种环境因素影响，钢卷就很容易发生锈蚀，故而罩式退火后的冷轧钢卷最好能在1周内进行处理。不过，有时受生产组织的影响，钢卷的临时存放期往往会延长。因此，如何有效防止罩式退火后的冷轧钢卷在此期间内发生锈蚀就显得尤为重要。为稳妥起见，罩式退火后冷轧钢卷的耐蚀周期最好不少于30天。
通常情况下，后续的镀Zn、镀Sn、彩涂、平整、精整等工序对钢卷表面质量要求较高，不得有任何锈点存在。从防锈的角度考虑，现实中一般有三种处理手段。
第一种是重新进行退火。其虽然可以完全确保钢卷表面无锈点，但是，二次退火不仅大幅增加了生产成本，显著延长了生产流程，而且会严重影响产品的力学性能，是一种顾此失彼、得不偿失的方式，因而不能推广。
第二种是涂覆防锈油脂。其虽然可以大幅提高钢卷的耐蚀周期，但由于防锈油脂一般难以清除，不仅给后续工序增加了不必要的麻烦，而且严重影响产品表面质量。因而，这种方式也无法推广。
第三种是涂覆水溶性防锈剂。水溶性防锈剂配制简单，清洗容易，成本较低，但却存在几个难以克服的缺点：第一，无论是单独使用，还是复配使用，防锈剂成分中基本上都含有致癌物质NaNO2，显然环保性很差。第二，水溶性防锈剂是以水为溶剂，而水却很容易在空气中蒸发，随着时间的延长，缓蚀剂的浓度和溶液pH值会发生很大变化，其防锈效果会出现大幅波动，因而需要时刻加以维护和调节，从操作层面讲十分麻烦。并且，随着水分的蒸发，防锈剂的覆盖面将会显著收缩，其中的无机盐或有机盐就会逐渐沉淀在钢板表面，一旦清洗不干净，混入到后续的表面处理剂中，将会极大影响冷轧钢板的表面质量。第三，作为溶剂的水本身就是一种腐蚀介质，如果水质不纯，含有Cl-、SO4 2-等离子，那么，即使存在缓蚀剂，同样会引起钢板锈蚀。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂及其应用方法，以解决罩式退火后冷轧钢卷容易锈蚀的问题，达到显著延长其耐蚀周期的目的。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
黄酮类化合物：3％～7％；
苹果酸：3％～7％；
酰基取代肌氨酸：10％～15％；
有机烷基胺：10％～15％；
非离子表面活性剂：5％～10％；
丙二醇：46％～69％。
作为进一步的优选，所述黄酮类化合物选自桑色素、黄岑素、槲皮素及陈皮素。
作为进一步的优选，所述苹果酸选自L-苹果酸、D-苹果酸及DL-苹果酸。
作为进一步的优选，所述酰基取代肌氨酸选自N-月桂酸肌氨酸、N-油基酰基肌胺酸及N-月桂基-β-亚氨基二丙酸。
作为进一步的优选，所述有机烷基胺选自十八胺、十六胺、十四叔胺及十二胺。
作为进一步的优选，所述非离子表面活性剂选自司盘20、司盘40、司盘60及司盘80。
作为进一步的优选，所述丙二醇选自1，2-丙二醇、1，3-丙二醇。
作为进一步的优选，所述酰基取代肌氨酸为N-月桂基-β-亚氨基二丙酸，所述有机烷基胺为十四叔胺，所述非离子表面活性剂为司盘80。
作为进一步的优选，所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：3％～7％；
L-苹果酸：3％～7％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：10％～15％；
十四叔胺：10％～15％；
司盘80：5％～10％；
1，2-丙二醇：46％～69％。
本发明的另一目的在于提供上述防锈剂的使用方法，包括：将钢板浸泡在所述防锈剂中进行防锈处理，所述防锈剂温度为40～50℃，浸泡时间为25～30min。
本发明的有益效果是：本发明采用上述“黄酮类化合物+苹果酸+酰基取代肌氨酸+有机烷基胺+非离子表面活性剂+丙二醇”形成的溶液作为罩式退火后冷轧钢卷的的防锈剂；其中，黄酮类化合物和苹果酸作为常用的金属螯合剂，能够和钢板表面残存的有害金属离子形成络合物，除去存在于钢板表面的金属化合物垢，避免钢卷发生锈蚀。酰基取代肌氨酸和有机胺与Fe材料的亲和性较强，两者都具长烷基链，疏水性很强，可以快速定向吸附在钢板表面，吸附层致密、稳定，起到防护作用，两者复配使用缓蚀效果更好。非离子表面活性剂作为乳化剂和增溶剂，可以使整个防锈剂形成均匀稳定的分散体系，增强防锈功能。丙二醇作为有机溶剂可以很好地溶解防锈剂中的其它物质，且互不干扰。按照本发明提出的防锈剂进行防锈处理，罩式退火后冷轧钢卷在普通环境下，150天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过3％；在高温高湿环境下，150天后锈蚀面积比率不超过6％。罩式退火后冷轧钢卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
具体实施方式
本发明通过提供一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂及其应用方法，解决了现有水溶性防锈剂或防锈油脂的缺点。
为了解决上述问题，本发明实施例的主要思路是：
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
黄酮类化合物：3％～7％；
苹果酸：3％～7％；
酰基取代肌氨酸：10％～15％；
有机烷基胺：10％～15％；
非离子表面活性剂：5％～10％；
丙二醇：46％～69％。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。应当理解的是，这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
在本发明实施例中，上述黄酮类化合物可选自桑色素、黄岑素、槲皮素及陈皮素。上述苹果酸可选自L-苹果酸、D-苹果酸及DL-苹果酸。黄酮类化合物和苹果酸作为常用的金属螯合剂，能够和钢板表面残存的有害金属离子形成络合物，除去存在于钢板表面的金属化合物垢，避免钢卷发生锈蚀。两者分子结构不同，互为补充，复配使用能更好地起到螯合作用。此外，桑色素中的酚羟基和L-苹果酸中的羧基，酸性较弱，不会造成钢板基体的腐蚀。
在本发明实施例中，上述酰基取代肌氨酸可选自N-月桂酸肌氨酸、N-油基酰基肌胺酸及N-月桂基-β-亚氨基二丙酸。上述有机烷基胺可选自十八胺、十六胺、十四叔胺及十二胺。酰基取代肌氨酸和有机烷基胺作为优良的缓蚀剂，与Fe材料的亲和性较强，前者是酰基取代肌氨酸，后者是有机胺，两者都具长烷基链，疏水性很强，可以快速定向吸附在钢板表面，吸附层致密、稳定，起到防护作用，两者复配使用缓蚀效果更好。
在本发明实施例中，上述非离子表面活性剂选自司盘20、司盘40、司盘60及司盘80。上述非离子表面活性剂，作为乳化剂和增溶剂，可以使整个防锈剂形成均匀稳定的分散体系，使缓蚀剂能更好地溶解于溶剂中，增强防锈功能。此外，某种程度上，N-月桂基-β-亚氨基二丙酸可认为是一种阴离子表面活性剂，十四叔胺可认为是一种阳离子表面活性剂，两者具有和司盘80类似的功能。三者在一起复配使用，分散、乳化效果更好，整个溶液更加均匀、稳定。
丙二醇作为常用的有机溶剂，可以很好地溶解防锈剂中的桑色素、L-苹果酸、N-月桂基-β-亚氨基二丙酸、十四叔胺、司盘80等物质，且互不干扰。另一方面，丙二醇可以与水混溶，因此，后续工序前完全可以用水将整个防锈剂清洗掉。再一方面，1，2-丙二醇的沸点为188℃，且黏度较大，常温条件下，不会像水那样容易蒸发，可以完整地覆盖钢板表面，无需时刻维护调节，既起到了持久的防护作用，又减轻了操作强度。
总体来看，与常规的水溶性防锈剂和防锈油脂相比，本发明实施例提出的防锈剂的组成均为廉价、无毒的化学物质，没有致癌物，因而整个防锈剂成本较低、环保性高，适合大批量推广使用。整个防锈剂不存在水这样的腐蚀介质，相对于水溶性防锈剂，其耐蚀周期大幅延长。另外，由于溶剂的沸点较高，黏度较大，不会像水那样容易蒸发，因而整个防锈剂的组成十分稳定，既保证了防锈效果，又减轻了维护压力，这一点类似于防锈油脂。整个防锈剂分散均匀，稳定性好，且溶剂与水互溶，易于清洗，这一点类似于水溶性防锈剂。
综上所述，本发明实施例所提出的防锈剂，有机结合了水溶性防锈剂和防锈油脂的优点，克服了两者的缺点，成本低，环保性好，非常适用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈，具有很强的实用价值。
另一方面，基于相同的发明构思，本发明实施例提供了上述防锈剂的使用方法，包括：将钢板浸泡在所述防锈剂中进行防锈处理，所述防锈剂温度为40～50℃，浸泡时间为25～30min。按照本发明实施例提出的防锈剂进行防锈处理，罩式退火后冷轧钢卷在普通环境下(温度为20～30℃，相对湿度为40～60％)，150天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过3％；在高温高湿环境下(温度为40～50℃，相对湿度为90～100％)，150天后锈蚀面积比率不超过6％。罩式退火后冷轧钢卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
以下通过实施例对本申请作更详细的描述。这些实施例仅是对本申请最佳实施方式的描述，并不对本申请的范围有任何的限制。
实施例1
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：3％；
L-苹果酸：3％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：10％；
十四叔胺：10％；
司盘80：5％；
1，2-丙二醇：69％。
实施例2
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：7％；
L-苹果酸：7％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：15％；
十四叔胺：15％；
司盘80：10％；
1，2-丙二醇：46％。
实施例3
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：4％；
L-苹果酸：6％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：12％；
十四叔胺：13％；
司盘80：7％；
1，2-丙二醇：58％。
实施例4
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：5％；
L-苹果酸：5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：11％；
十四叔胺：14％；
司盘80：9％；
1，2-丙二醇：56％。
实施例5
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：6％；
L-苹果酸：4％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：13％；
十四叔胺：12％；
司盘80：8％；
1，2-丙二醇：57％。
实施例6
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：5.5％；
L-苹果酸：4.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：14％；
十四叔胺：11％；
司盘80：6％；
1，2-丙二醇：59％。
实施例7
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：3.5％；
L-苹果酸：6.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：12.5％；
十四叔胺：13.5％；
司盘80：5.5％；
1，2-丙二醇：58.5％。
实施例8
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：6.5％；
L-苹果酸：3.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：14.5％；
十四叔胺：12.5％；
司盘80：7.5％；
1，2-丙二醇：55.5％。
实施例9
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：4.5％；
L-苹果酸：5.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：13.5％；
十四叔胺：14.5％；
司盘80：9.5％；
1，2-丙二醇：52.5％。
实施例10
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：5.8％；
L-苹果酸：4.2％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：11.5％；
十四叔胺：10.5％；
司盘80：8.5％；
1，2-丙二醇：59.5％。
实施例11
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
黄岑素：3％；
D-苹果酸：3％；
N-月桂酸肌氨酸：10％；
十八胺：10％；
司盘20：5％；
1，3-丙二醇：69％。
实施例12
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
槲皮素：7％；
DL-苹果酸：7％；
N-油基酰基肌胺酸：15％；
十六胺：15％；
司盘40：10％；
1，2-丙二醇：46％。
实施例13
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
陈皮素：4％；
L-苹果酸：6％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：12％；
十二胺：13％；
司盘60：7％；
1，3-丙二醇：58％。
实施例14
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：5％；
D-苹果酸：5％；
N-油基酰基肌胺酸：11％；
十四叔胺：14％；
司盘80：9％；
1，2-丙二醇：56％。
实施例15
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
黄岑素：6％；
DL-苹果酸：4％；
N-月桂酸肌氨酸：13％；
十四叔胺：12％；
司盘40：8％；
1，3-丙二醇：57％。
实施例16
本发明实施例用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
陈皮素：5.5％；
L-苹果酸：4.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：14％；
十六胺：11％；
司盘40：6％；
1，2-丙二醇：59％。
对比例1
用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：0.5％；
L-苹果酸：1.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：1％；
十四叔胺：2％；
司盘80：1％；
1，2-丙二醇：94％。
对比例2
用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：1％；
L-苹果酸：2％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：3％；
十四叔胺：4％；
司盘80：2％；
1，2-丙二醇：88％。
对比例3
用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：2％；
L-苹果酸：8％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：5％；
十四叔胺：6％；
司盘80：3％；
1，2-丙二醇：76％。
对比例4
用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：7.5％；
L-苹果酸：8.5％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：11％；
十四叔胺：12％；
司盘80：11％；
1，2-丙二醇：50％。
对比例5
用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：8％；
L-苹果酸：9％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：15％；
十四叔胺：16％；
司盘80：13％；
1，2-丙二醇：39％。
以下对实施例防锈剂的性能进行检测，得到的本发明各实施例及对比例中罩式退火后冷轧钢卷的防锈性能如表1所示。
表1
从表1可以看到，按照本发明实施例提出的防锈剂进行防锈处理，罩式退火后冷轧钢卷在普通环境下(温度为20～30℃，相对湿度为40～60％)，150天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过3％；在高温高湿环境下(温度为40～50℃，相对湿度为90～100％)，150天后锈蚀面积比率不超过6％。罩式退火后冷轧钢卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，其特征在于：包括如下重量比的成分：
黄酮类化合物：3％～7％；
苹果酸：3％～7％；
酰基取代肌氨酸：10％～15％；
有机烷基胺：10％～15％；
非离子表面活性剂：5％～10％；
丙二醇：46％～69％；
其中，所述非离子表面活性剂选自司盘20、司盘40、司盘60及司盘80；所述黄酮类化合物选自桑色素、黄岑素、槲皮素及陈皮素；所述酰基取代肌氨酸选自N-月桂酸肌氨酸及N-月桂基-β-亚氨基二丙酸；整个防锈剂不存在腐蚀介质水；防锈剂在进行防锈处理时，防锈剂温度为40-50℃，浸泡时间为25-30min。
2.根据权利要求1所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，其特征在于：所述苹果酸选自L-苹果酸、D-苹果酸及DL-苹果酸。
3.根据权利要求1所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，其特征在于：所述有机烷基胺选自十八胺、十六胺、十四叔胺及十二胺。
4.根据权利要求1所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，其特征在于：所述丙二醇选自1，2-丙二醇、1，3-丙二醇。
5.根据权利要求1所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，其特征在于：所述酰基取代肌氨酸为N-月桂基-β-亚氨基二丙酸，所述有机烷基胺为十四叔胺，所述非离子表面活性剂为司盘80。
6.根据权利要求1或5所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，其特征在于：所述用于罩式退火后冷轧钢卷的防锈剂，包括如下重量比的成分：
桑色素：3％～7％；
L-苹果酸：3％～7％；
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸：10％～15％；
十四叔胺：10％～15％；
司盘80：5％～10％；
1，2-丙二醇：46％～69％。
7.如权利要求1-6任一项所述防锈剂的使用方法，其特征在于：包括：将钢板浸泡在所述防锈剂中进行防锈处理，所述防锈剂温度为40～50℃，浸泡时间为25～30min。
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