CN110408309B - 对钢轨起临时防护作用的处理剂及使用方法 - Google Patents

对钢轨起临时防护作用的处理剂及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对钢轨起临时防护作用的处理剂，属于化学防护技术领域。该处理剂由质量比(1～2)：1的A组分及B组分组成，其中，A组分以质量份数计包括40～60份环氧树脂E51、20～40份2602型二甲苯甲醛树脂及20～40份有机溶剂；B组分以质量份数计包括10～30份400#聚酰胺、20～30份渗透剂、35～45份有机溶剂、4～8份助剂、4～8份触变剂量有机膨润土和/或BYK‑410。本发明设计的处理剂对钢轨表面氧化层及锈层等具备较强渗透作用，形成的保护膜对钢轨具备6～12个月的临时防护周期。

Description

对钢轨起临时防护作用的处理剂及使用方法
技术领域
本发明涉及对钢轨表面进行处理以增强其防护性能，属于化学防护技术领域，具体地涉及一种对钢轨起临时防护作用的处理剂及使用方法。
背景技术
钢轨的耐腐蚀问题日益严重，环境因素、应力、磨损和杂散电流腐蚀等均是导致钢轨失效的原因。而大气中潮湿的空气、雨水、盐份、污染气体以及昼夜温差等因素为钢轨发生电化学腐蚀提供了条件；机车频繁的应力作用使钢轨变形、产生裂纹损伤，加剧电化学反应，加速钢轨腐蚀。研究发现城市地铁隧道内高湿环境使得某些地段钢轨腐蚀较慢，锈层稳定，而一些铁路建设时期隧道施工现场的钢轨由于长期浸泡在水中，钢轨施工时表面覆盖碱性水泥浆等，容易出现表面氧化皮脱落，基材出现黄锈红锈等问题，钢轨在这种环境下使用会很大程度的加速腐蚀。
如何快捷的在施工现场钢轨表面，通过简单表面处理快速形成性能稳定的防护层，是当前钢轨在运输过程中面临外在恶劣环境时的当务之急。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种对钢轨起临时防护作用的处理剂及使用方法。该处理剂各组分之间的协同作用使得其可在钢轨表面形成防护膜，并对钢轨具备6～12个月的临时防护作用。
为实现上述目的，本发明公开了一种对钢轨起临时防护作用的处理剂，它由质量比(1～2)：1的A组分及B组分组成，所述A组分以质量份数计包括40～60份环氧树脂E51、20～40份2602型二甲苯甲醛树脂及20～40份有机溶剂；
所述B组分以质量份数计包括10～30份400#聚酰胺、20～30份渗透剂、 35～45份有机溶剂、4～8份助剂、4～8份有机膨润土和/或BYK-410。
进一步地，所述处理剂以质量份数计包括如下组分：
45～55份环氧树脂E51、25～40份2602型二甲苯甲醛树脂、10～25份 400#聚酰胺、20～30份渗透剂、4～8份助剂、4～8份有机膨润土和/或BYK-410、 60～80份有机溶剂。
优选的，所述处理剂以质量份数计包括如下组分：50份环氧树脂E51、 25份2602型二甲苯甲醛树脂、10份400#聚酰胺、4.5份有机膨润土和/或 BYK-410、20份渗透剂、6份助剂、80份有机溶剂。
进一步地，所述环氧树脂E51与2602型二甲苯甲醛树脂的混合物与 400#聚酰胺、有机膨润土和/或BYK-410之间质量比为(12～18)：(1～3)： 1。其中，环氧树脂E51与2602型二甲苯甲醛树脂作为防护涂料的主要成分，二者之间相容性较好，在渗透剂及助剂作用下形成具备一定粘度，流动性较好的树脂原料，400#聚酰胺分子量低，将其掺杂到树脂原料中，有利于提高树脂原料对氧化层及锈层的进一步渗透。
该树脂原料进一步地掺杂部分有机膨润土和/或BYK-410，上述物质的在处理剂中起到触变剂作用，在处理剂储存时可防止各组分沉降，在处理剂使用时，可适当调节处理剂粘度，防止其在钢轨表面出现流挂现象。
优选的，所述BYK-410为德国毕克化学生产的触变剂。
进一步地，所述环氧树脂E51与2602型二甲苯甲醛树脂质量比为(1～3)： 1。适当含量的2602型二甲苯甲醛树脂一方面与环氧树脂E51共同参与成膜，另一方面可在一定程度上增加环氧树脂E51的渗透性。
进一步地，所述渗透剂包括双-N,N-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺或乙酰丙酮。其具备对水敏感性，在潮湿或水下固化环氧树脂，使涂料具备更强渗透能力，还增加了渗入锈蚀层的深度。
进一步地，所述助剂包括TX-10或OP-10中至少一种。其可提高涂层在油污钢轨表面附着力，改善处理剂的流平性能。优选的，所述TX-10、 OP-10为烷基酚聚氧乙烯醚。
进一步地，所述有机溶剂包括二甲苯、环己酮或正丁醇中一种以上。
为了更好的实现本发明技术目的，本发明还公开了一种处理剂的使用方法，它包括将处理剂涂覆在待处理钢轨表面形成防护层。
进一步地，所述待处理钢轨在涂覆前经砂纸打磨。
进一步地，所述防护层厚度为30～100μm。
进一步地，所述防护层的防护周期为6～12个月。
本发明还公开了上述处理剂的制备方法，具体的是将A组分的各化学成分混合在一起配成第一部分，再将B组分的各化学成分混合在一起配成第二部分，再将两部分混合物按照质量比(1～2)：1混合，两者混合后搅拌均匀待用，搅拌过程中，组分A中的树脂与组分B中的固化剂产生反应，交联固化成膜，涂敷在钢轨表面上后即形成一层具有物理隔绝性、耐腐蚀性的膜层，从而起到临时防护的效果。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
1、本发明设计的处理剂对钢轨表面氧化层、锈层具有优良的渗透性，渗透后牢固的附着于钢轨表面，形成一层保护膜，该保护膜可应对各种状态钢轨表面，如可应用于清洁的、干燥或轻微潮湿、少量油渍的钢轨表面或带锈或带氧化层钢轨表面防腐处理，并且经处理后的钢轨浸泡在水中或水泥砂浆中也不会造成膜层破坏；经该处理剂处理后的钢轨6～12个月不出现腐蚀；
2、本发明设计的处理剂涂覆在待处理钢轨表面后形成透明无色的外观，对钢轨整体外形及目视检查无影响；
3、本发明设计的处理剂可有效阻止钢轨在生产、储运、施工及服役过程中因环境改变而造成的腐蚀，起到短期钢轨防腐蚀效果，提高有轨车辆运行的安全性和耐久性，确保钢轨的良好外观，降低相关质量问题的发生机率。因此，该处理剂具备好的应用前景和推广价值；
4、本发明设计的处理剂使用简单，可在钢轨产品表面刷涂，喷涂，也可在钢轨线路上进行刷涂、喷涂，防腐膜层可快速达到稳定状态。相比传统的处理方法，本发明的所述方法成本低、操作灵活性高。
附图说明
图1为使用本发明设计处理剂之前的钢轨宏观形貌；
图2为使用本发明设计处理剂以后的钢轨宏观形貌。
具体实施方式
本发明公开了一种对钢轨起临时防护作用的处理剂，它由质量比(1～2)： 1的A组分及B组分组成，所述A组分以质量份数计包括40～60份环氧树脂E51、20～40份2602型二甲苯甲醛树脂及20～40份有机溶剂；
所述B组分以质量份数计包括10～30份400#聚酰胺、20～30份渗透剂、 35～45份有机溶剂、4～8份助剂、4～8份有机膨润土和/或BYK-410。
为探究不同比例的各组分配置得到的处理剂性能，本发明总结得到表1；
表1不同比例的处理剂得到涂层性能列表
Figure RE-GDA0002209261310000041
Figure RE-GDA0002209261310000051
其中，上述表1中的涂层耐蚀性测试条件：中性盐雾，35±2℃，测试时间400h；耐水性测试条件：试样浸泡于蒸馏水中，温度45±2℃，测试时间28天。涂层附着力测试采用Elcometer 108/1液压附着力测试仪(模拟表盘式)测试。
由上述表1可知，在使用范围内，通过控制变量法单一的增加400#聚酰胺或渗透剂或有机膨润土+BYK-410的使用量，所得表面涂层质量越好。
上述探究得到合适比例的处理剂的使用方法包括：首先对待处理钢轨表面进行简单预处理，依次使用180#，280#砂纸对待处理钢轨表面进行打磨，除去钢轨表面浮锈和松动氧化皮后，再用毛刷或其他清洁工具将打磨掉的浮锈、氧化皮及钢轨灰尘和其它异物从表面及钢轨周边地面清理干净，再用干净毛刷蘸取混匀的处理液刷涂在已清洁的钢轨表面上，刷涂一道的膜层干燥后厚度在30～50μm范围，防腐膜层有效期大致为6个月，一道刷涂完成后15分钟左右进行2道刷涂，膜层干燥后厚度在50～100μm范围，防腐膜层有效期大致为12个月。为提高处理效率，本处理剂也可采用电动喷涂的方式喷涂在钢轨表面，所用压缩空气压力为0.2～0.8MPa，流量为 0.6～1.0m3/min。
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
以某地铁站内25米、60Kg/m轻微腐蚀钢轨处理为例。由于隧道内钢轨表面因施工时泡水出现轻微腐蚀，如图1所示；将防腐处理剂按照A组分：B组分＝2：1的比例在塑料桶中混匀，充分手动搅拌，搅拌后静置待用。静置期间对钢轨表面进行简单的前处理，依次使用180#，280#砂纸对待处理钢轨表面进行打磨，除去钢轨表面浮锈和松动氧化皮后，再用毛刷或其他清洁工具将打磨掉的浮锈、氧化皮及钢轨灰尘和其它异物从表面及钢轨周边地面清理干净，再用干净毛刷蘸取混匀的处理液刷涂在已清洁的钢轨轨腰及轨底面上，处理钢轨长度25m，刷涂一道后15分钟左右进行2道刷涂，膜层干燥后的168小时检查防腐膜，膜厚为75～120μm。得到图2，检查发现钢轨表面未涂装部分表面氧化皮大部分脱落，呈现黄褐色锈迹，而涂装的部位钢轨呈红褐色，钢轨表面已覆盖一层透明色涂层，涂层完整平滑均匀，无基底裸露，涂层下有的部位还带有氧化皮，有的部位已无氧化皮仅剩打磨后的锈蚀基底。
实施例2
以某地铁站内25米、60Kg/m轻微腐蚀钢轨处理为例。由于隧道内钢轨表面因施工时混凝土砂浆附着在钢轨表面出现氧化皮脱落基体轻微锈蚀情况，将防腐处理剂按照A组分：B组分＝2：1的比例在塑料桶中混匀，充分手动搅拌，搅拌后静置待用。静置期间对钢轨表面进行简单的前处理，依次使用180#，280#砂纸对待处理钢轨表面进行打磨，除去钢轨表面浮锈和松动氧化皮后，再用毛刷或其他清洁工具将打磨掉的浮锈、氧化皮及钢轨灰尘和其它异物从表面及钢轨周边地面清理干净，再用干净毛刷蘸取混匀的处理液刷涂在已清洁的钢轨轨腰及轨底面上，处理钢轨长度125m，刷涂一道后15分钟左右进行2道刷涂，再过15分钟后进行3道刷涂，膜层干燥后的168小时检查防腐膜，膜厚为110～150μm。检查发现钢轨表面未涂装部分表面氧化皮大部分脱落，呈现黄色锈迹，而涂装的部位钢轨呈红褐色，钢轨表面已覆盖一层透明色涂层，涂层完整平滑均匀，无基底裸露，涂层下可见无氧化皮的锈蚀基底。
实施例3
以某钢轨仓库内25米、60Kg/m轻微腐蚀钢轨处理为例。隧道内钢轨表面因露天存放日照淋雨出现氧化皮脱落基体轻微锈蚀情况，将防腐处理剂按照A组分：B组分＝2：1的比例在塑料桶中混匀，充分手动搅拌，搅拌后静置待用。静置期间对钢轨表面进行简单的前处理，依次使用180#， 280#砂纸对待处理钢轨表面进行打磨，除去钢轨表面浮锈和松动氧化皮后，再用毛刷或其他清洁工具将打磨掉的浮锈、氧化皮及钢轨灰尘和其它异物从表面及钢轨周边地面清理干净，再用电动喷枪手动喷涂在已清洁的钢轨轨腰及轨底面上，所用压缩空气压力为0.5MPa，流量为0.8m3/min。处理钢轨长度300m，喷涂一道后15分钟左右进行2道喷涂，膜层干燥后的120 小时检查防腐膜，膜厚为80～114μm。检查发现钢轨表面未涂装部分表面氧完好，涂装的部位钢轨灰黑色，钢轨表面已覆盖一层透明色涂层，涂层完整平滑均匀，涂层下可见氧化皮完整可见。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种对钢轨起临时防护作用的处理剂，它由质量比(1～2)：1的A组分及B组分组成，所述A组分以质量份数计包括40～60份环氧树脂E51、20～40份2602型二甲苯甲醛树脂及20～40份有机溶剂；所述B组分以质量份数计包括10～30份400#聚酰胺、20～30份渗透剂、35～45份有机溶剂、4～8份助剂、4～8份有机膨润土和/或BYK-410；
所述环氧树脂E51与2602型二甲苯甲醛树脂的混合物与400#聚酰胺、有机膨润土和/或BYK-410之间质量比为(12～18)：(1～3)：1；
所述环氧树脂E51与2602型二甲苯甲醛树脂质量比为(1～3)：1；
所述渗透剂为双-N,N-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺或乙酰丙酮；
所述有机溶剂包括二甲苯、环己酮或正丁醇中一种以上。
2.根据权利要求1所述对钢轨起临时防护作用的处理剂，其特征在于：所述处理剂以质量份数计包括如下组分：45～55份环氧树脂E51、25～40份2602型二甲苯甲醛树脂、10～25份400#聚酰胺、20～ 30份渗透剂、4～8份助剂、4～8份有机膨润土和/或BYK-410、60～80份有机溶剂。
3.根据权利要求1或2所述对钢轨起临时防护作用的处理剂，其特征在于：所述助剂包括TX-10或OP-10中至少一种。
4.一种权利要求1～3中任意一项处理剂的使用方法，它包括将处理剂涂覆在待处理钢轨表面形成防护层，所述防护层厚度为30～100μ m。
5.根据权利要求4所述处理剂的使用方法，其特征在于：所述待处理钢轨在涂覆前经砂纸打磨。
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