CN109332130A - 一种金属件的防腐防结晶工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属件的防护技术领域，具体涉及一种金属件的防腐防结晶工艺，包括以下步骤：步骤一、对金属件的表面进行预处理；步骤二、在经过预处理后的金属件的表面涂覆环氧底漆，固化后形成底漆层；步骤三、在金属件的底漆层上涂覆防腐防结晶涂膜液，涂覆完毕后静置至涂膜液处于表干状态；步骤四、对金属件进行烘烤固化，固化完成后自然冷却至室温。本发明的金属件的防腐防结晶工艺，从源头上对金属件自身进行改进，使得金属件具有防腐防结晶性能，延长金属件的实际使用寿命。

Description

一种金属件的防腐防结晶工艺
技术领域
本发明属于金属件的防护技术领域，具体涉及一种金属件的防腐防结晶工艺。
背景技术
众所周知，金属零件的失效形成主要有以下几种：弹性或塑性变形、磨损、断裂和腐蚀。据资料报道，过早失效破坏中约有70％是由腐蚀和磨损造成的，全世界每年生产的钢铁约有1/10因腐蚀而变为铁锈，钢铁零件或设备因腐蚀而损坏约占30％，如此，不仅浪费了材料，还常常会带来停产、人身安全和环境污染等事故。
金属腐蚀的定义：金属由于和外围介质发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做腐蚀。钢铁及其合金属黑色金属，此类黑色金属占金属总产量的90％以上，其腐蚀产物主要是能用肉眼观察到的附着在表面的棕黄或棕红色的锈，因此，钢铁类金属及其制品在大气中的腐蚀又称锈蚀。金属在高温下腐蚀称为氧化，其腐蚀产物是氧化皮，如热轧钢板和棒料、锻件、热处理后的表面氧化皮等到。在酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质中引起的金属破坏仍称为腐蚀。通常腐蚀与锈蚀无严格区别，金属生锈就是腐蚀。
在废酸液的处理过程中，时常会出现废酸液处理设备中的金属零件出现附着的结晶物，时间久之不清理容易导致金属零件被腐蚀，从而影响金属零件的正常使用；另外，若额外定时清理，既费时，又费力。例如，公开号为CN207760060U的专利文献公开了一种用于对含铁废酸进行处理的设备，包括：反应釜和位于反应釜底部的搅拌机构和排布于反应釜的侧壁上的曝气机构，曝气机构包括若干均匀设置的曝气孔，搅拌机构包括若干搅拌叶，反应釜具有位于顶部的废酸入口和位于底部的废酸出口，其中，废酸入口和废酸出口分别配置有阀门；其中，搅拌机构中的搅拌叶的表面就很容易附着结晶体。现有技术中对搅拌叶上的结晶体常采用中和清洗的方法，费时又费时，并未从源头上解决金属件上的结晶问题。
发明内容
基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种金属件的防腐防结晶工艺。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种金属件的防腐防结晶工艺，包括以下步骤：
步骤一、对金属件的表面进行预处理；
步骤二、在经过预处理后的金属件的表面涂覆环氧底漆，固化后形成底漆层；
步骤三、在金属件的底漆层上涂覆防腐防结晶涂膜液，涂覆完毕后静置至涂膜液处于表干状态；
步骤四、对金属件进行烘烤固化，固化完成后自然冷却至室温。
作为优选方案，所述烘烤固化的过程包括：第一阶段，升温至50-60℃下保温1-2h；第二阶段，升温至80-130℃下保温2-4h；第三阶段，升温至140-150℃下保温1-2h。
作为优选方案，所述步骤一还包括：配制环氧底漆和防腐防结晶涂膜液。
作为优选方案，所述防腐防结晶涂膜液的配制过程包括：在搅拌条件下依次将2-4份稀释组合剂、0.05-0.1份流平剂、2-4份固化剂添加至20-40份氟树脂中，混合均匀后密封静置熟化30-60min，即得防腐防结晶涂膜液。
作为优选方案，所述稀释组合剂包括两种沸点不同的稀释剂。
作为优选方案，所述稀释组合剂为乙酸丁酯和二甲苯的组合。
作为优选方案，所述在金属件的底漆层上涂覆防腐防结晶涂膜液，包括：在金属件的底漆层上涂覆第N遍防腐防结晶涂膜液，待第N遍防腐防结晶涂膜液表干后进行第(N+1)遍涂覆，直至金属件的底漆层完全被防腐防结晶涂膜液覆盖；其中，N为从1开始的正整数。
作为优选方案，所述氟树脂的氟含量为20wt％以上。
作为优选方案，所述配制环氧底漆的过程包括：将1-3份环氧稀释剂、1-2份脂肪胺类固化剂依次加入至10-20份环氧主漆中，搅拌均匀后，密封静置熟化30-60min，即得环氧底漆。
作为优选方案，在经过预处理后的金属件的表面涂覆环氧底漆，包括：在金属件的表面涂覆第N遍环氧底漆，待第N遍环氧底漆表干后进行第(N+1)遍涂覆，直至金属件的表面完全被环氧底漆覆盖；然后将金属件通风静置至底漆固化后转至步骤三；其中，N为从1开始的正整数。
作为优选方案，所述预处理包括除油和除锈处理。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
本发明的金属件的防腐防结晶工艺，从源头上对金属件自身进行改进，使得金属件具有防腐防结晶性能，延长金属件的实际使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的不锈钢盘管表面防腐防结晶膜表面的SEM图；
图2为本发明实施例的不锈钢盘管表面防腐防结晶膜的疏水测试图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
本发明实施例的防腐防结晶工艺，该工艺处理对象为冷却结晶用不锈钢盘管，防结晶工艺包括不锈钢盘管的表面除油除锈、刷涂环氧底漆、刷涂防腐防结晶涂膜液等三道工序。现将防腐防结晶工艺详述如下：
第一道工序：不锈钢盘管表面的预处理
1、除油和除锈处理
(1)利用市售常见的除油表面活性剂(如洗洁精)对不锈钢盘管的表面进行除油清洗，其中，优选地，在除油处理过程中用不锈钢丝球拭擦盘管，然后用自来水将盘管冲洗干净；
(2)经过除油处理后，用刷涂方式在不锈钢盘管的表面涂抹一层酸洗钝化膏，膏体厚度为2mm左右；静置6-12小时后用钢丝球进行拭擦，并用清水冲刷干净，此时不锈钢盘管的表面应出现哑光的金属色，表面无氧化层且焊接处无黑色焊斑，干燥(例如：烘箱干燥，干燥条件50℃，2h)后进入下一工序。其中，酸洗钝化膏由低浓度盐酸、硝酸及少量重铬酸钾加凝胶剂组成。
2、环氧底漆以及防腐防结晶涂膜液的配制
(1)环氧底漆的配制
采用双组分的环氧树脂油性漆为底漆，环氧树脂能有效封闭不锈钢盘管的表面并提供较好的附着力，同时为后续防腐防结晶膜提供有效附着位点。
其中，环氧底漆的配方(按重量份)：
组分一：环氧主漆 10-20份
组分二：脂肪胺类固化剂 1-2份； 环氧稀释剂 1-3份
具体的配制过程如下：将2份环氧稀释剂和1份脂肪胺类固化剂依次加入到20份环氧主漆ED1000中，搅拌均匀(5分钟)后，密封静置熟化30-60分钟，即制得环氧底漆，备用。
(2)防腐防结晶涂膜液的配制
采用三氟氯乙烯基氟树脂(氟含量≥20wt.％)为成膜物质、脂肪族异氰酸酯为固化剂配制防腐防结晶涂膜液。该防腐防结晶涂膜液形成的膜层具有较低表面能，其在不锈钢盘管表面具有较好的防腐、防结晶性能。
具体地，防腐防结晶涂膜液的配方如下(按重量份)：
其中，稀释组合剂包括两种沸点不同的稀释剂，优选地，本实施例的稀释组合剂为乙酸丁酯和二甲苯的组合。
具体的配制过程如下：在搅拌条件下(搅拌速度为500-800r/min)依次将2份乙酸丁酯、2份二甲苯、4份N3390固化剂、0.05份BYK358流平剂加入到40份JF-3X氟树脂中；各组分添加完毕后，继续搅拌10分钟，然后密封静置熟化30-60分钟，即制得防腐防结晶涂膜液，备用。
第二道工序：刷涂环氧底漆形成底漆层
具体地，用羊毛刷将熟化后的环氧底漆均匀刷涂在不锈钢盘管上，确保盘管所有表面均被环氧漆覆盖。注意：刷涂前不锈钢盘管表面应是干燥、无油且无锈状态。操作人员最好不要用手直接触摸不锈钢表面，以免皮肤油脂附着在不锈钢管上。具体的刷涂过程如下：在不锈钢盘管的表面涂覆第N遍环氧底漆，待第N遍环氧底漆表干后进行第(N+1)遍涂覆，直至不锈钢盘管的表面完全被环氧底漆覆盖；然后将不锈钢盘管通风静置至底漆固化后转至第三道工序；其中，N为从1开始的正整数。更加具体地，刷涂第一遍环氧底漆后将不锈钢管静置通风静置4小时，待底漆表干(指触不粘)后进行第二遍刷涂；检测不锈钢盘管的表面完全被环氧底漆覆盖，若不锈钢盘管的表面未完全被环氧底漆覆盖，则进行第三遍涂刷；以此类推，直至不锈钢盘管的表面完全被环氧底漆覆盖为止；而后将不锈钢盘管通风静置12-24小时，待底漆固化(例如高温固化)后，即制得底漆层；然后进入第三道工序。注意：环氧底漆固化后不锈钢盘管不得淋湿受潮、不得沾油污。
第三道工序：刷涂防腐防结晶涂膜液
用羊毛刷将熟化后的防腐防结晶涂膜液均匀刷涂在不锈钢盘管上，确保不锈钢盘管的所有表面均被涂覆；刷涂完毕后通风静置12-24小时，此时涂膜液应表干(即指触不粘)；而后将不锈钢盘管置入烘箱中进行程序升温烘烤固化；烘烤完毕后，自然冷却到室温即可。
其中，烘烤固化程序包括三个阶段：第一阶段，升温至50-60℃下保温1-2h；第二阶段，升温至80-130℃下保温2-4h；第三阶段，升温至140-150℃下保温1-2h。具体地，本实施例的烘烤固化程序为：升温至50℃下保温2小时，接着升温至130℃下保温4小时，最后升温至140℃下保温2小时，完成。
本实施例通过上述三道工序对不锈钢盘管进行处理，使得不锈钢盘管具有良好的防腐、防结晶性能；主要归因于：两种沸点不同的稀释剂结合渐进的烘烤固化过程，使得不锈钢盘管表面的膜层具有微纳结构(如图1所示)，使得不锈钢盘管的膜层具有疏水性能(如图2所示，接触角为125°)，即具有较低的表面能，从而使得不锈钢盘管具有良好的防腐、防结晶性能。
作为优选实施例，环氧底漆的配方中：
环氧主漆的重量份还可以为10份、11份、12份、13份、15份、16份、18份、19份等；
脂肪胺类固化剂的重量份还可以为1.2份、1.5份、1.6份、1.8份、1.9份等；
环氧稀释剂的重量份还可以为1份、1.3份、1.5份、1.6份、1.8份、2.2份、2.5份、2.8份、3份等。
作为优选实施例，防腐防结晶涂膜液的配方中：
三氟氯乙烯基氟树脂的重量份还可以为20份、25份、30份、35份等；
固化剂的重量份还可以为2份、2.5份、2.8份、3份、3.5份、3.8份等；
流平剂的重量份还可以为0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份等；
稀释组合剂还可以为苯、甲苯、丁酮、二甲苯、乙酸丁酯中任意两种或两种以上的组合，但需要保证沸点的区分，以保证渐进的烘烤固化后形成微纳结构。稀释组合剂的重量份还可以为2份、2.5份、3份、3.5份、3.9份等，其中稀释组合剂中的各组分的重量比可以为1:1、1:2、1:3、2:3、3:4、3:5等。
作为优选实施例，在不锈钢盘管的底漆层上涂覆防腐防结晶涂膜液，还可以进行多次涂刷，具体地，包括：在不锈钢盘管的底漆层上涂覆第N遍防腐防结晶涂膜液，待第N遍防腐防结晶涂膜液表干后进行第(N+1)遍涂覆，直至不锈钢盘管的底漆层完全被防腐防结晶涂膜液覆盖；其中，N为从1开始的正整数。
作为优选实施例，不锈钢盘管还可以为搅拌棒、金属探头等金属件。
作为优选实施例，烘烤固化程序中：
第一阶段的升温至的目标温度还可以为52℃、54℃、55℃、58℃、60℃等；保温时间还可以为1小时、80分钟、90分钟、100分钟、110分钟等；
第二阶段的升温至的目标温度还可以为80℃、90℃、100℃、110℃、115℃、120℃、125℃等；保温时间还可以为2小时、2.5小时、3小时、3.5小时等；
第三阶段的升温至的目标温度还可以为142℃、145℃、146℃、148℃、149℃等；保温时间还可以为1小时、80分钟、90分钟、100分钟、110分钟等。
其中，第二阶段的目标温度与第三阶段的目标温度可以根据稀释组合剂中的各稀释剂的沸点进行确定。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对金属件的表面进行预处理；
步骤二、在经过预处理后的金属件的表面涂覆环氧底漆，固化后形成底漆层；
步骤三、在金属件的底漆层上涂覆防腐防结晶涂膜液，涂覆完毕后静置至涂膜液处于表干状态；
步骤四、对金属件进行烘烤固化，固化完成后自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述烘烤固化的过程包括：第一阶段，升温至50-60℃下保温1-2h；第二阶段，升温至80-130℃下保温2-4h；第三阶段，升温至140-150℃下保温1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述步骤一还包括：配制环氧底漆和防腐防结晶涂膜液。
4.根据权利要求3所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述防腐防结晶涂膜液的配制过程包括：在搅拌条件下依次将2-4份稀释组合剂、0.05-0.1份流平剂、2-4份固化剂添加至20-40份氟树脂中，混合均匀后密封静置熟化30-60min，即得防腐防结晶涂膜液。
5.根据权利要求4所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述稀释组合剂包括两种沸点不同的稀释剂。
6.根据权利要求5所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述稀释组合剂为乙酸丁酯和二甲苯的组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述在金属件的底漆层上涂覆防腐防结晶涂膜液，包括：在金属件的底漆层上涂覆第N遍防腐防结晶涂膜液，待第N遍防腐防结晶涂膜液表干后进行第(N+1)遍涂覆，直至金属件的底漆层完全被防腐防结晶涂膜液覆盖；其中，N为从1开始的正整数。
8.根据权利要求3所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述配制环氧底漆的过程包括：将1-3份环氧稀释剂、1-2份脂肪胺类固化剂依次加入至10-20份环氧主漆中，搅拌均匀后，密封静置熟化30-60min，即得环氧底漆。
9.根据权利要求8所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，在经过预处理后的金属件的表面涂覆环氧底漆，包括：在金属件的表面涂覆第N遍环氧底漆，待第N遍环氧底漆表干后进行第(N+1)遍涂覆，直至金属件的表面完全被环氧底漆覆盖；然后将金属件通风静置至底漆固化后转至步骤三；其中，N为从1开始的正整数。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种金属件的防腐防结晶工艺，其特征在于，所述预处理包括除油和除锈处理。
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