CN1733969A - 一种除锈防护液及使用其进行除锈防护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属表面处理领域，公开了一种除锈防护液及使用其进行除锈防护的方法。该除锈防护液包括下述组分：柠檬酸1－200重量份，磷酸1－200重量份，酒石酸1－200重量份，硼酸1～200重量份，碳酸氢钙1－150重量份、促进剂1－100重量份。采用浸泡或喷淋式或其他能使待处理的钢铁构件表面和除锈防护液充分接触的方式，经过除油、除锈、清洗、烫洗、防护、干燥工序后，能够把钢板上的锈和热轧板上的氧化皮彻底清除干净。本发明的除锈防护液彻底摆脱了“酸洗”工序，对于各种厚钢板制品如汽车配件锅炉等，特别是带有牢固的氧化皮的热轧板，都具有优良的除锈防护性能，并且对环境无污染。

Description

一种除锈防护液及使用其进行除锈防护的方法

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种不污染环境的、防锈性能持久的钢铁表面除锈防护液以及使用其进行除锈防护的方法。

背景技术

随着钢铁制品的表面喷涂、电镀、硬化等各种表面涂装工艺的不断发展，人们对钢铁制品不但要求具有实用性、而且还要求美观耐久，然而，在对钢铁制品表面进行涂装前，对钢铁预处理即除锈防锈的质量水平影响到表面涂装层质量的70％，只要钢铁表面锈蚀，就会引起涂层脱落，因此，在涂装前，对钢铁进行除锈防锈处理，使钢铁表面具有一个能够保持长久的、稳定的理想状态是非常重要的。

多年来，对钢铁的预处理都离不开强酸洗。酸洗工艺一直是钢铁行业的一大蛀虫，酸雾的挥发和大量的废酸液排放，严重污染着环境，并且在预处理钢材表面的同时，又在钢铁表面上留下腐蚀层，使钢铁构件在外涂层的下面层层腐烂，很快变成了废铁。如何把“酸洗”工艺彻底去掉，是一个重要的课题。许多研究人员研究了不含强酸的“除锈剂”、“防锈剂”、“磷化液”，这些除锈防护液使薄的冷轧制品的生产中基本去掉了“酸洗”工艺。

发明内容

但是，对于厚钢板制品，汽车配件、汽车底盘、轮船配件、船板、钢管、角钢、槽钢、各种机械、化工设备、锅炉，特别是带有牢固的氧化皮的热轧板，仍然得酸洗，目前所用的除锈防护液存在污染环境，不能彻底对钢铁构件除锈、起到防护作用这一问题。

本发明为了解决上述问题，提供了一种新的钢铁表面除锈防护液，该防护液包括下述组分：柠檬酸1-200重量份、磷酸1-200重量份、酒石酸1-200重量份、硼酸1-200重量份、碳酸氢钙1-150重量份、促进剂1-100重量份。

具体的，该除锈防护液可以包括下述配比的组分：

柠檬酸100重量份、磷酸100重量份、酒石酸100重量份、硼酸100重量份、碳酸氢钙80重量份、促进剂60重量份。

该除锈防护液还可以包括下述配比的组分：

柠檬酸1重量份、磷酸200重量份、酒石酸1重量份、硼酸80重量份、碳酸氢钙1重量份、促进剂100重量份。

该除锈防护液还可以包括下述配比的组分：

柠檬酸200重量份、磷酸1重量份、酒石酸200重量份、硼酸1重量份、碳酸氢钙150重量份、促进剂1重量份。

该除锈防护液中的促进剂是选自平平加、聚氧乙烯辛烷基酚醚、邻二甲苯硫脲中的任一种。

上述平平加是高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合物脂肪醇聚氧乙烯醚。

本发明还提供了使用上述除锈防护液对钢铁构件进行除锈防护的方法，该方法包括下述工序：

1)、除油工序，采用常规工序进行除油；

2)、除锈工序，在20℃-45℃下，使该除锈防护液和工序1处理后的钢铁构件的表面接触10-50分钟，进行除锈、清除氧化皮；

3)、清洗工序，使用3公斤压力的常温水对工序2处理后的钢铁构件进行清洗；

4)、烫洗工序，使用60℃-90℃的热水对工序3处理后的钢铁构件烫洗1-2分钟；

5)、防护工序，在20℃-45℃下，使该除锈防护液和工序4处理后的钢铁构件接触15-30分钟，进行表面防护；

6)、干燥工序，用常规方法使该除锈防护处理后的钢铁构件表面干燥。

在使用本发明的除锈防护液对钢铁构件表面进行除锈防护的方法中，在对钢铁构件进行除锈工序前，把钢铁构件的表面吹干。

在使用本发明的除锈防护液对钢铁构件表面进行除锈防护的方法中，进行防护工序前，把钢铁构件的表面吹干，以免将水带进防护工序中。

在使用本发明的除锈防护液对钢铁构件表面进行除锈防护的方法中，除锈工序的温度是35℃。

在使用本发明的除锈防护液对钢铁构件表面进行除锈防护的方法中，烫洗工序的温度是80-90℃。

在使用本发明的除锈防护液对钢铁构件表面进行除锈防护的方法中，防护工序的温度是35℃。

本发明的除锈防护液，能够把钢板上的锈和热轧板上的氧化皮彻底清除干净。并且用本发明的除锈防护液处理钢铁部件后，在部件表面形成一层大约8微米厚的网状结构的防护膜，经盐雾箱实验达240小时不锈，在室内存放两年以上不锈；对钢铁进行防护后再喷漆或喷塑，漆膜与网状结构的防护膜网孔填充啮合，具有极强的附着力，经盐雾箱实验1000小时以上不起泡，不生锈，不脱落，在露天可达10年以上不锈。本发明的除锈防护液，水溶性、多效能，而且，对钢铁部件处理的整个工艺中，不产生有害气体，不排放有害废渣，对人体无毒无害，对大气、土壤、水体、设备等无腐蚀、无污染公害。

具体实施方式

本发明的除锈防护液是将下列组分按照下述重量配比进行常规混合而成：柠檬酸1-200重量份、磷酸1-200重量份、酒石酸1-200重量份、硼酸1-200重量份、碳酸氢钙1-150重量份、促进剂1-100重量份。另外，还可添加其他表面活性剂或有利于表面处理的添加剂等。

本发明的除锈防护液，采用浸泡或喷淋式或其他能使待处理的钢铁构件表面和除锈防护液充分接触的方式，能够把钢板上的锈和热轧板上的氧化皮彻底清除干净。

在使用本发明的除锈防护液对钢铁构件表面进行除锈防护的方法中，干燥工序是采用烘干，自然晾干或热风吹干、烫干中的任一种方式。

用本发明的除锈防护液对钢铁部件进行处理时，根据要处理的钢铁构件的大小，建立大小合适的处理槽，处理槽可以用钢板焊接，内表面用玻璃钢制成，根据工序的需要在处理槽中盛放本发明的除锈防护液，根据工序需要设置加温装置。在清洗工序的清洗槽上安装压力为3公斤的喷枪。

为了更有效地进行除锈防护处理，可以在除锈槽和防护槽前分别安装热风机，在各处理槽上方可以安装吊装设备，最好焊制吊筐。吊筐最好分层焊装，以使要处理的构件单个在筐中吊挂，以不使部件在筐内重叠摞压为佳，以免造成死角处理不到。

对于大型要除锈防护处理的钢铁构件，例如锅炉、高速公路护栏等，可以根据需要设置装置，采用使本发明的除锈防护液在要处理的钢铁装置内循环或将本发明的除锈防护液喷涂在要处理的表面上等其他方式，实现除锈防护处理。例如对于锅炉，可以用泵将清洗液在锅炉内循环即可，循环时间根据锅炉结垢、生锈情况与防护要求确定，一般循环8小时即可。

实施例1

除锈防护液的制备：

将下列组分按照下述配比混合，得到15公斤的除锈防护液：柠檬酸100重量份、磷酸100重量份、酒石酸100重量份、硼酸100重量份、碳酸氢钙80重量份、十八烷醇聚氧乙烯醚60重量份。

用得到的除锈防护液，对50cm×45cm的生锈的钢铁板按照下述工序进行表面处理：

将该钢铁板放入盛有常规除油液的除油槽中，浸泡10分钟，进行除油。然后，取出该部件用热风机吹干后，放入盛有温度为45℃的该除锈防护液的除锈槽中，进行除锈、清除氧化皮，浸泡10分钟后取出，放入清洗槽中，用压力为3公斤的喷枪喷出常温水进行清洗。清洗干净后，取出、放入水温为60℃的烫洗槽中进行烫洗，浸泡1-2分钟后取出，用吹风机吹干。然后，放入盛有温度为35℃的该除锈防护液的防护槽中，浸泡20分钟进行防护，然后取出，用热风机吹干。经测量，处理后该钢铁板表面产生一层8微米厚的防护膜，在室内置放半年后，该钢铁板仍无锈。

对该防护后的钢铁板样块，进行盐雾试验，试验条件和结果如表1所示。

                    表1

试验内容	除锈防护处理后喷聚氨酯钢铁板样块耐盐雾试验：依据《色漆和清漆：耐中性盐雾试验性能的测定》
					试验条件	盐水浓度	50g/L	喷射压力	150KPa
PH	6.9	喷射量
				试验温度		35℃	试验时间	1000h
试验结果	720小时盐雾试验后，样块无起泡，1000小时后，10％样块面积有起泡。
					性能评价	将钢铁样块用本发明的除锈防护液进行除锈防护处理后，喷聚氨酯漆，720小时盐雾试验无气泡，1000小时样块仅有10％面积出现微小起泡。

实施例2

除锈防护液的制备：

将下列组分按照下述配比混合，得到10公斤的除锈防护液：柠檬酸1重量份、磷酸200重量份、酒石酸1重量份、硼酸80重量份、碳酸氢钙1重量份、聚氧乙烯辛烷基酚醚100重量份、油酸酰胺丙烯二甲胺20重量份。

用得到的除锈防护液，对生锈的铸铁井盖按照下述工序进行表面除锈防护：

将该铸铁井盖放入盛有常规除油液的除油槽中，浸泡10分钟，进行除油。然后，取出该井盖用热风机吹干后，放入盛有温度为20℃的该除锈防护液的除锈槽中，进行除锈、清除氧化皮，浸泡50分钟后取出，放入清洗槽中，用压力为3公斤的喷枪喷出常温水进行清洗。清洗干净后，取出、放入水温为80℃的烫洗槽中进行烫洗，浸泡1-2分钟后取出，用吹风机吹干。然后，放入盛有温度为20℃的该除锈防护液的防护槽中进行，浸泡30分钟后取出，自然晾干。经测量，处理后该钢铁板表面产生一层5微米厚的防护膜，在室外置放半年后，该井盖仍无锈。

实施例3

对氧化物较严重的3只液化石油气瓶和有油污及锈蚀严重的Φ640×3mm的4张钢板(试样编号分别为1-5)，用实施例2得到的除锈防护液浸泡后，工件表面油污、浮锈及氧化物均除净，金属表面形成一层均匀的防护膜。对防护膜进行性能测试，其结果如表2：

试验内容	防护膜性能测试报告
						环境温度	4℃	防护液温度	25℃	试验设备	防护槽及其试验设备
防护时间	45分钟	防护方式	浸泡、半浸泡
						干燥方式	室内(16℃)自然干燥	干燥时间	14h
试样编号	外观	冲击强度(N.m)	铅笔硬度	附着力1×1mm划格法	备注
						1	平滑、光亮	4.9	2H	100％不脱落	GB1732-79ZBJ74008-89
2	平滑、光亮	4.9	2H	100％不脱落
					3	平滑、光亮	4.9	2H	100％不脱落
试样编号	试验项目		试验结果							备注
					1	耐湿热(168h)		一级			GB1470-79
2	耐盐雾(120h)		三级							GB1771-79

3	耐盐水(5％氯化钠240h)	试验结束48h后，试件生锈	GB1763-79
				4	耐碱性(5％氢氧化钠240h)	试验结束48h后，试件生锈	GB1763-79
5	耐酸性(20％硫酸240h)	试验结束1h后，试件生锈	GB1763-79
				结论	该防护膜有较好的抗冲击性和附着力，在自然环境中对金属表面氧化有较好的保护作用，但耐酸、碱性稍差，能够代替底漆，对于保证工件的最终涂覆质量具有良好的作用。

实施例4：

除锈防护液的制备：

将下列组分按照下述配比混合，得到30公斤的除锈防护液：柠檬酸200重量份、磷酸1重量份、酒石酸200重量份、硼酸1重量份、碳酸氢钙150重量份、邻二甲苯硫脲1重量份、咪唑啉5重量份。

对长度为2米的生锈的高速公路护栏，用常规除油液，以喷涂的方式用喷枪喷涂2遍除油，然后用热风机吹干。接着，用上面制得的除锈防护液先浸泡30分钟，再用温度控制到35℃的喷枪对护栏喷涂该除锈防护液2遍，除锈、清除氧化皮。然后，用压力为3公斤的喷枪对护栏喷常温水2遍，直到清洗干净为止。接着，将护栏浸泡在90℃的热水中，进行烫洗处理，烫洗完后用热风机吹干，然后，用温度为45℃的防护液浸泡护栏15分钟，最后，用热风机将护栏吹干。对除锈防护处理后的护栏进行性能测试，测试结果如下：

1.加速老化试验：

试验标准为ASTM G53，50℃，4小时循环，40℃ UV+4小时冷凝。

2.颜色稳定性：

ΔE＝0.2-0.3NBS

3.防腐性：

试验标准为ASTM B117 1000小时以上无破损。

3.机械性能：

附着力：0级

杯突：＞8mm

冲击强度：＞1kg/50cm

弯曲：圆柱3mm，圆柱无裂纹。

综上所述，本发明的除锈防护液和使用其的除锈防护方法，能够把钢板上的锈和热轧板上的氧化皮彻底清除干净。而且，本发明的除锈防护液对钢铁部件的处理的整个工序中，不产生有害气体，不排放有害废渣，对人体无毒无害，对大气、土壤、水体、设备等无腐蚀、无污染公害。本发明的除锈防护液，不限于本实施例中所列出的防护对象，对于厚钢板制品，汽车配件、汽车底盘、轮船配件、船板、钢管、角钢、槽钢、各种机械、化工设备、锅炉，特别是带有牢固的氧化皮的热轧板，都具有优良的除锈防护性能。用本发明的除锈防护液处理钢铁构件，钢铁构件在涂装前无需再涂底漆，可直接涂布面漆。

Claims (12)

1.一种除锈防护液，包括下述组分：柠檬酸1-200重量份，磷酸1-200重量份，酒石酸1-200重量份，硼酸1～200重量份，碳酸氢钙1-150重量份、促进剂1-100重量份。

2.根据权利要求1所述的除锈防护液，包括下述组分：柠檬酸100重量份、磷酸100重量份、酒石酸100重量份、硼酸100重量份、碳酸氢钙80重量份、促进剂60重量份。

3.根据权利要求1所述的除锈防护液，包括下述组分：

柠檬酸1重量份、磷酸200重量份、酒石酸1重量份、硼酸80重量份、碳酸氢钙1重量份、促进剂100重量份。

4.根据权利要求1所述的除锈防护液，包括下述组分：

柠檬酸200重量份、磷酸1重量份、酒石酸200重量份、硼酸1重量份、碳酸氢钙150重量份、促进剂1重量份。

5.根据权利要求1-4中任一项中所述的除锈防护液，所述的促进剂是选自平平加、聚氧乙烯辛烷基酚醚、邻二甲苯硫脲中的任一种。

6.根据权利要求5所述的除锈防护液，所述的平平加是脂肪醇聚氧乙烯醚。

7.使用权利要求1所述的除锈防护液对钢铁构件进行除锈防护的方法，其包括下述工序：

1)、除油工序，采用常规工序进行除油；

2)、除锈工序，在20℃-45℃下，使该除锈防护液和工序1处理后的钢铁构件的表面接触10-50分钟，进行除锈、清除氧化皮；

3)、清洗工序，使用3公斤压力的常温水对工序2处理后的钢铁构件进行清洗；

4)、烫洗工序，使用60℃-90℃的热水对工序3处理后的钢铁构件进行清洗1-2分钟；

5)、防护工序，在20℃-45℃下，使该除锈防护液和工序4处理后的钢铁构件接触15-30分钟，进行表面防护；

6)、干燥工序，用常规方法使该除锈防护处理后的钢铁构件表面干燥。

8.根据权利要求7所述的除锈防护的方法，其中，在对钢铁构件进行除锈工序前，把钢铁构件的表面吹干。

9.根据权利要求7所述的除锈防护的方法，其中，在对钢铁构件进行防护工序前，把钢铁构件的表面吹干。

10.根据权利要求7所述的除锈防护的方法，其中，除锈工序的温度是35℃。

11.根据权利要求7所述的除锈防护的方法，其中，烫洗工序的温度是80-90℃。

12.根据权利要求7所述的除锈防护的方法，其中，防护工序的温度是35℃。