CN111763948A - 一种耐腐蚀光圆钢筋及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀光圆钢筋及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光圆钢筋冶炼领域，提供一种耐腐蚀光圆钢筋及其制备方法，用于解决光圆钢筋的腐蚀问题。本发明提供的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，将光圆钢筋在100~110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1~2s；所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.03~0.2质量份，苯甲酸钠0.1~1质量份，三乙醇胺0.1~1质量份，氢氧化钠0.5~1质量份，硅酸钠7~9质量份，硼锆交联剂0.02~0.05质量份，木质素磺酸盐0.2~0.5质量份，海藻酸钠0.1~0.3质量份，水70~90质量份。灵活的调节了淬火剂的粘度，提高光圆钢筋的耐腐蚀性能。

Description

一种耐腐蚀光圆钢筋及其制备方法
技术领域
本发明涉及光圆钢筋冶炼领域，具体涉及一种耐腐蚀光圆钢筋及其制备方法。
背景技术
光圆钢筋是一种重要的钢材，在建筑等行业用途极广。但是它在储存、运输和使用过程中 易在二氧化碳、氧气、水、酸等周围介质中腐蚀生锈。腐蚀不仅造成钢材的浪费，影响螺纹 钢的外观，而且减小了钢筋的强度和与混凝土之间的结合力，造成了生产和生活的安全隐患。 采取有效的措施减缓光圆钢筋的腐蚀尤为重要，而添加缓蚀剂是一种易于操作的手段，因其用 量少、成本低、选材广泛、缓蚀效率高而得到广泛应用。
CN201310142958.X公开了一种缓蚀淬火剂，该复配缓蚀淬火剂由以下按重量份数计的组分混合得到:羧甲基纤维素钠0~1份、聚丙烯酸钠0~1份、苯甲酸钠0.1~1份、三乙醇胺0.1~2份、钼酸钠0~0.1份、氢氧化钠0~5份、碳酸钠0~10份、水玻璃5~15份、水70~90份。可以减缓光圆钢筋在大气中的腐蚀，但是该缓蚀淬火剂减缓光圆钢筋被腐蚀的效果仍有待提高。
发明内容
本发明解决的技术问题为光圆钢筋的腐蚀问题，提供一种耐腐蚀光圆钢筋及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种耐腐蚀光圆钢筋，将光圆钢筋在100~110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1~2s；
所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.03~0.15质量份，苯甲酸钠0.05~1质量份，三乙醇胺0.2~1质量份，氢氧化钠0.6~2质量份，硅酸钠7~10质量份，硼锆交联剂0.01~0.05质量份，木质素磺酸盐0.1~0.5质量份，海藻酸钠0.05~0.3质量份，水70~90质量份。
木质素氨磺酸盐、硼锆交联剂、海藻酸钠与聚丙烯酸钠复配可以改善淬火剂的粘度，进而提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。
显著提高了光圆钢筋的耐腐蚀效果。
为了进一步提高光圆钢筋的耐腐蚀效果，发明人在大量的试验中发现，要控制淬火剂的粘度，既不能太高，也不能太低，适当的粘度可以与钢筋表面生成吸附膜和钝化膜，可以显著的提高光圆钢筋的耐腐蚀性能。
仅采用聚丙烯酸钠，对于粘度的调节不够灵活，很容易使得粘度过高或者过低。
为了灵活的调节淬火剂的粘度，进而提高钢筋的耐腐蚀性能，发明人进行了大量的试验，尝试了多种药剂。
增稠剂是一种能增加胶乳、液体黏度的物质，用于食品时又称糊料。增稠剂可以提高物系黏度，使物系保持均匀的稳定的悬浮状态或乳浊状态。发明人进行了大量试验后，发现单独添加增稠剂很容易使得淬火剂的粘度过高，导致淬火剂不能发挥功效。
粘度调节剂既包括增粘剂也包括减粘剂，如何在增稠剂和减粘剂之间寻找一个平衡，可能是提高光圆钢筋耐腐蚀效果的重要手段。
在大量试验后，发明人发现常规的增稠剂、减粘剂与聚丙烯酸钠联用，并不能提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。发明人尝试进行了其他途径，均未能有效提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。
偶然情况下，发明将木质素氨磺酸盐、硼锆交联剂、海藻酸钠与聚丙烯酸钠复配可以有效的提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。硼锆交联剂作为增稠剂，木质素磺酸盐作为减粘剂，海藻酸钠也是增稠剂，三者同聚丙烯酸钠复配，加上水可以有效的调节体系的粘度，可以有效的提高耐腐蚀光圆钢筋抗腐蚀效果。
优选地，所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.1~0.15质量份，苯甲酸钠0.3~1质量份，三乙醇胺0.4~1质量份，氢氧化钠0.9~2质量份，硅酸钠8~10质量份，硼锆交联剂0.02~0.05质量份，木质素磺酸盐0.3~0.5质量份，海藻酸钠0.2~0.3质量份，水89~90质量份。
优选地，所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.1质量份，苯甲酸钠0.3质量份，三乙醇胺0.4质量份，氢氧化钠0.9质量份，硅酸钠8质量份，硼锆交联剂0.02质量份，木质素磺酸盐0.3质量份，海藻酸钠0.2质量份，水89质量份。对各组分的投加量进行优化，从而更好发挥水调节体系粘度的效果，以提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。
优选地，所述硼锆交联剂的制备方法为：
将氧氯化锆、水、丙三醇、氢氧化钠、乳酸混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机锆交联剂
再加入有机硼交联剂，充分搅拌，得到硼锆交联剂；
所述有机硼交联剂与有机锆交联剂的质量比为1:1~1.2，水和异丙醇的质量比为2~3：1，丙三醇与氧氯化锆的质量比为2~3:1，甘露醇与乳酸的摩尔比为1:1~1.2，甘露醇与氧氯化锆的质量比为1~3:1，氢氧化钠与氧氯化锆的质量比为0.2~0.3:1。
优选地，所述有机硼交联剂与有机锆交联剂的质量比为1:1~1.1，水和异丙醇的质量比为2.5~3：1，丙三醇与氧氯化锆的质量比为2.8~3:1，甘露醇与乳酸的摩尔比为1:1~1.1，甘露醇与氧氯化锆的质量比为2~3:1，氢氧化钠与氧氯化锆的质量比为0.25~0.3:1。
优选地，所述有机硼交联剂与有机锆交联剂的质量比为1:1，水和异丙醇的质量比为2.5：1，丙三醇与氧氯化锆的质量比为2.1:1，甘露醇与乳酸的摩尔比为1:1，甘露醇与氧氯化锆的质量比为2:1，氢氧化钠与氧氯化锆的质量比为0.25:1。
优选地，所述有机硼交联剂的制备方法为：
将硼砂、氢氧化钠、丙三醇、水混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机硼交联剂；
所述硼砂与甘露醇的质量比为1:0.6~0.8，所述水与丙三醇的质量比为2~3:1，所述丙三醇同硼砂的质量比为0.6~0.8:1，所述氢氧化钠同水的质量比为0.05~0.1。
优选地，所述硼砂与甘露醇的质量比为1:0.75，所述水与丙三醇的质量比为2.8:1，所述丙三醇同硼砂的质量比为0.75:1，所述氢氧化钠同水的质量比为0.075:1。
优选地，所述缓蚀淬火剂的制备方法为：
将聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；
加入硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。
一种耐腐蚀光圆钢筋，根据上述的制备方法制成的光圆钢筋。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：灵活的调节了淬火剂的粘度，从而显著提高了光圆钢筋的耐腐蚀效果。
将木质素氨磺酸盐、硼锆交联剂、海藻酸钠与聚丙烯酸钠复配可以有效的提高光圆钢筋的耐腐蚀效果，前述四种药剂可以有效控制淬火剂的粘度，既不太高，也不太低，适当的粘度可以在钢筋表面生成吸附膜和钝化膜，可以显著的提高光圆钢筋的耐腐蚀性能。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。
实施例1
一种耐腐蚀光圆钢筋，将光圆钢筋在100~110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1s；
所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.1g，苯甲酸钠0.3g，三乙醇胺0.4g，氢氧化钠0.9g，硅酸钠8g，硼锆交联剂0.02g，木质素磺酸盐0.3g，海藻酸钠0.2g，水89g。
所述硼锆交联剂的制备方法为：
将氧氯化锆0.8g、水4.2g、丙三醇1.68g、氢氧化钠0.2g、乳酸0.8g混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇1.6g，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机锆交联剂；
再加入有机硼交联剂9.28g，充分搅拌，得到硼锆交联剂。
所述有机硼交联剂的制备方法为：
将硼砂1.92g、氢氧化钠0.15g、丙三醇1.44g、水4.33g混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇1.44g，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机硼交联剂。
所述缓蚀淬火剂的制备方法为：
将聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；
加入硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。
木质素氨磺酸盐、硼锆交联剂、海藻酸钠与聚丙烯酸钠复配可以改善淬火剂的粘度，进而提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。显著提高了光圆钢筋的耐腐蚀效果。对各组分的投加量进行优化，从而更好发挥水调节体系粘度的效果，以提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。
实施例2
一种耐腐蚀光圆钢筋， 将光圆钢筋在100~110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理2s；
所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.03g，苯甲酸钠0.05g，三乙醇胺0.2g，氢氧化钠0.6g，硅酸钠7g，硼锆交联剂0.01g，木质素磺酸盐0.1g，海藻酸钠0.05g，水70g。
所述硼锆交联剂的制备方法为：
将氧氯化锆0.8g、水3.2g、丙三醇1.6g、氢氧化钠0.16g、乳酸0.395g混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇0.8g，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机锆交联剂；
再加入有机硼交联剂7.6g，充分搅拌，得到硼锆交联剂；
所述有机硼交联剂的制备方法为：
将硼砂2.21g、氢氧化钠0.11g、丙三醇1.32g、水2.64g混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇1.32g，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机硼交联剂。
所述缓蚀淬火剂的制备方法为：
将聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；
加入硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。
实施例3
一种耐腐蚀光圆钢筋， 将光圆钢筋在100~110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1s；
所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.15g，苯甲酸钠1g，三乙醇胺1g，氢氧化钠2g，硅酸钠10g，硼锆交联剂0.05g，木质素磺酸盐0.5g，海藻酸钠0.3g，水90g。
所述硼锆交联剂的制备方法为：
将氧氯化锆0.8g、水7.2g、丙三醇2.4g、氢氧化钠0.24g、乳酸1.42g混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇2.4g，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机锆交联剂14.46g
再加入有机硼交联剂17.34g，充分搅拌，得到硼锆交联剂。
所述有机硼交联剂的制备方法为：
将硼砂3.4g、氢氧化钠0.34g、丙三醇2.7g、水8.2g混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇2.7g，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机硼交联剂；
所述硼砂与甘露醇的质量比为1:0.6~0.8，所述水与丙三醇的质量比为2~3:1，所述丙三醇同硼砂的质量比为0.6~0.8:1，所述氢氧化钠同水的质量比为0.05~0.1。所述缓蚀淬火剂的制备方法为：
将聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；
加入硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。
对比例1~5
对比例1~5同实施例1不同之处如表1所示。
表1 对比例1~5同实施例1的区别
Figure DEST_PATH_IMAGE001
对比例6
室温下于77.2份自来水中边搅拌边加入0.3份羧甲基纤维素钠、0.5份苯甲酸钠、0.5份三乙醇胺、5份碳酸钠、1.3份氢氧化钠和7份水玻璃，所有物质均溶解后继续搅拌至溶液均匀透明，既得缓蚀淬火剂。
对比例7
室温下于87.9份自来水中边搅拌边加入0.3份聚丙烯酸钠、0.5份苯甲酸钠、0.5份三乙醇胺和12份水玻璃，所有物质均溶解后继续搅拌至溶液均匀透明，即得复配缓蚀淬火剂。
实验例
将长度为5cm左右的新轧制未生锈光圆钢筋放入马弗炉中，加热至100～200°C灼烧40min， 迅速取出放入缓蚀淬火剂中淬火1～2秒，待光圆钢筋自然风干后放入恒温恒湿培养箱中进行加 速腐蚀实验，参照行业标准SY/T5273-2000测定缓蚀率。实验设备为上海三发科学仪器有限 公司生产的LHP-160E智能恒温恒湿培养箱及CJS-１0C奔腾超声波加湿器。干湿交替循环的 条件参数为:在温度30°C、湿度60%的干燥条件下保持8小时;再在温度为40°C、湿度95% 的潮湿条件下保持16小时，以上为一个循环周期，共循环10周期。实验初始时试样在0.3%NaCl溶液中蘸一下，用以诱发生锈。未经缓蚀淬火剂处理的光圆钢筋同样进行干湿交替加 速腐蚀实验。缓蚀率按下式计算：
ξ=（m-ms）/m×100%
m-未经缓蚀淬火剂处理的光圆钢筋单位长度的腐蚀失重，g/cm；
ms-经缓蚀淬火剂处理后光圆钢筋的单位长度的腐蚀失重，g/cm。
表2 各实施方式的缓蚀率
Figure 450970DEST_PATH_IMAGE002
从表2可知，实施例1~3中采用了一定比例的硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠同聚丙烯酸钠联用，可以有效提高光圆钢筋的耐腐蚀性能。
对比例1中未加入聚丙烯酸钠，其缓蚀效果明显弱于实施例1，同实施例6近似，表明硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠也可以的提高光圆钢筋耐腐蚀效果。对比例2~4中只含有硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠中的其中两种，其效果并未显著的优于对比例5，表明只有三种物质同聚丙烯酸钠联用才能提高光圆钢筋的耐腐蚀效果。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，将光圆钢筋在100~110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1~2s；
所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.03~0.15质量份，苯甲酸钠0.05~1质量份，三乙醇胺0.2~1质量份，氢氧化钠0.6~2质量份，硅酸钠7~10质量份，硼锆交联剂0.01~0.05质量份，木质素磺酸盐0.1~0.5质量份，海藻酸钠0.05~0.3质量份，水70~90质量份。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.1~0.15质量份，苯甲酸钠0.3~1质量份，三乙醇胺0.4~1质量份，氢氧化钠0.9~2质量份，硅酸钠8~10质量份，硼锆交联剂0.02~0.05质量份，木质素磺酸盐0.3~0.5质量份，海藻酸钠0.2~0.3质量份，水89~90质量份。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述缓蚀淬火剂包括：聚丙烯酸钠0.1质量份，苯甲酸钠0.3质量份，三乙醇胺0.4质量份，氢氧化钠0.9质量份，硅酸钠8质量份，硼锆交联剂0.02质量份，木质素磺酸盐0.3质量份，海藻酸钠0.2质量份，水89质量份。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述硼锆交联剂的制备方法为：
将氧氯化锆、水、丙三醇、氢氧化钠、乳酸混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机锆交联剂
再加入有机硼交联剂，充分搅拌，得到硼锆交联剂；
所述有机硼交联剂与有机锆交联剂的质量比为1:1~1.2，水和异丙醇的质量比为2~3：1，丙三醇与氧氯化锆的质量比为2~3:1，甘露醇与乳酸的摩尔比为1:1~1.2，甘露醇与氧氯化锆的质量比为1~3:1，氢氧化钠与氧氯化锆的质量比为0.2~0.3:1。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述有机硼交联剂与有机锆交联剂的质量比为1:1~1.1，水和异丙醇的质量比为2.5~3：1，丙三醇与氧氯化锆的质量比为2.8~3:1，甘露醇与乳酸的摩尔比为1:1~1.1，甘露醇与氧氯化锆的质量比为2~3:1，氢氧化钠与氧氯化锆的质量比为0.25~0.3:1。
6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述有机硼交联剂与有机锆交联剂的质量比为1:1，水和异丙醇的质量比为2.5：1，丙三醇与氧氯化锆的质量比为2.1:1，甘露醇与乳酸的摩尔比为1:1，甘露醇与氧氯化锆的质量比为2:1，氢氧化钠与氧氯化锆的质量比为0.25:1。
7.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述有机硼交联剂的制备方法为：
将硼砂、氢氧化钠、丙三醇、水混合后，水浴升温至60~65℃至全完全溶解；
加入甘露醇，升温至80~90℃，反应5~6h；得到有机硼交联剂；
所述硼砂与甘露醇的质量比为1:0.6~0.8，所述水与丙三醇的质量比为2~3:1，所述丙三醇同硼砂的质量比为0.6~0.8:1，所述氢氧化钠同水的质量比为0.05~0.1。
8.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述硼砂与甘露醇的质量比为1:0.75，所述水与丙三醇的质量比为2.8:1，所述丙三醇同硼砂的质量比为0.75:1，所述氢氧化钠同水的质量比为0.075:1。
9.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀光圆钢筋的制备方法，其特征在于，所述缓蚀淬火剂的制备方法为：
将聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；
加入硼锆交联剂、木质素磺酸盐、海藻酸钠加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。
10.一种耐腐蚀光圆钢筋，其特征在于，根据权利要求1~9任一项所述的制备方法制成的光圆钢筋。
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