[發明專利]一種耐候鋼表面銹層穩定化處理劑

在審

• 申請號: 201410251086.5
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN105220138A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 高鵬;徐小連;艾芳芳;李琳;陳義慶;鐘彬;肖宇
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C23C22/42
• 分類號: C23C22/42
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于腐蝕與防護技術領域，特別涉及一種能夠改善耐候鋼表面銹液流掛現象，提高耐候鋼耐蝕性能的環境友好型處理劑。

背景技術

耐候鋼具有良好的抗大氣腐蝕性能，其在使用過程中表面可形成致密而穩定的銹層，這種銹層具有良好的耐腐蝕性，能有效阻礙腐蝕介質進入。耐候鋼的裸露使用省去了涂裝及定期防腐處理，因此可產生良好的經濟效益和環境效益。但是，耐候鋼裸露使用時也存在一些問題。首先，耐候鋼表面穩定化銹層的形成需要4至10年時間，在此之前，裸露的耐候鋼與普通碳鋼一樣產生紅銹及黃銹等疏松銹層和銹液，銹液流掛飛散影響外觀、污染環境。其次，耐候鋼在高鹽的海洋大氣條件下使用時不僅銹液流掛飛散問題嚴重，而且難以形成穩定的保護性銹層，致使其耐蝕、環保優勢得不到發揮。

目前，針對耐候鋼使用初期銹液流掛的問題已開發出一些耐候鋼表面處理劑。專利CN102268663A公開了一種耐候鋼用表面穩定處理劑，該處理劑為有機-無機復合體系，主劑為丙烯酸環氧樹脂或聚乙烯醇縮丁醛樹脂，改性劑為硫酸鉻或鉻酸鍶，此外還含有硫酸鋇、磷酸鐵、磷酸二氫鋅、二氧化錳、硝酸鋅、亞硝酸鈉、氧化鐵紅、鐵粉、十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇等，該處理劑可刷涂或噴涂于鋼板表面，涂層干燥時間短，能夠滿足現場實施的要求，但其配方中所含硫酸鉻及鉻酸鍶均為致癌物，易對環境造成污染，并對人體健康構成潛在威脅。專利CN86103534提供了一種用于耐候鋼及普通碳素鋼的耐候性防銹膜快速形成方法，該方法的處理劑含有草酸、栲膠、丹寧酸、雙氧水、鉬酸銨、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、亞硝酸鈉、亞硫酸鈉等，其主要處理工藝過程包括表面酸洗、凈化、氧化、穩定化和充分發銹。該方法以浸泡方式進行處理，不適用于大型構件、工序復雜、處理時間長，因此該處理劑及處理方法不適宜在現場環境中應用。專利CN102191492A公開了一種鐵銹轉化劑，該轉化劑由前處理液和后處理液構成，前處理液含有鐵粉、烏洛托品、甘油和水等，后處理液含有多聚磷酸、碳酸錳、醋酸、單寧酸和水；該轉化劑雖然能夠通過抑制鋼鐵的陽極反應過程而有效抑制腐蝕，但其處理時間較長，鋼鐵件需刷涂前處理液1小時后再噴涂后處理液，此后需放置24小時才能得到完整的處理膜，因此不適于在冶金企業及鋼鐵構件的施工現場實施。與上述處理劑在組成上有所不同的是一種由磷化膜、樹脂及硅溶膠組成的復合型耐候鋼表面銹層穩定化處理涂層(劉麗宏,李明,李曉剛等,金屬學報,2004,40(11):1195-1199)，該涂層能夠防止銹液流掛并促進保護性銹層生成。該技術先將耐候鋼在Zn-Ca系磷化液中進行前處理，然后涂覆由水溶性丙烯酸樹脂與二氧化硅溶膠組成的復合涂料并在120℃左右固化成膜。顯然，這種處理技術工序繁瑣且涂膜需高溫固化，故不適于現場實際應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術所存在的缺陷，提供一種環境友好，處理工藝簡單，適合在現場環境中使用的耐候鋼表面銹層穩定化處理劑。

為此，本發明所采取的解決方案是：

一種耐候鋼表面銹層穩定化處理劑，其組成質量百分比為：轉化劑18.9％～26.6％；絡合劑1.3％～3.9％；氯離子抑制劑0.2％～2.2％；輔劑3.9％～7.9％；促進劑0.7％～1.4％；余量為溶劑水。

所述轉化劑為磷酸，磷酸能夠與基體及銹層作用生成不溶性磷酸鹽而使基體表面鈍化，此外還可促進丹寧酸鐵絡合物的生成；磷酸含量過低時不能形成連續而致密的轉化膜，含量過高時會導致鋼鐵基體的過度腐蝕，因此轉化劑磷酸含量控制在18.9％～26.6％。

所述絡合劑為丹寧酸和乳酸，丹寧酸與乳酸的質量比為1:2～1:0.1。丹寧酸能夠與鐵離子形成穩定的絡合物并附著于基體表面，形成不溶性保護膜，抑制腐蝕發展，達到穩定銹層目的，乳酸除有絡合作用外，還可促進轉化膜的生成；絡合劑含量過低時絡合產物膜不連續，起不到穩定銹層作用，含量過高時易導致處理劑粘度過高、處理層不均勻，并且殘留的絡合劑影響轉化膜的耐蝕性，因此絡合劑含量為1.3％～3.9％。

所述氯離子抑制劑為鉬酸鈉，在含磷酸鹽的處理劑體系中，鉬酸鹽能夠與磷酸鹽作用形成雜多酸絡合物，進而最終形成一層致密的不溶性鈍化膜，該鈍化膜能有效抑制氯離子穿透金屬/膜的界面；鉬酸鈉含量過低時，基材表面鈍化膜不完整、阻滯氯離子滲透性能不佳，含量過高時對處理層耐蝕性不利，因此氯離子抑制劑含量為0.2％～2.2％。