一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂及其使用方法技术

本发明专利技术公开一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂及其使用方法，由A剂和B剂两部分组成，A剂组成按质量百分比为：CuSO4 0.4％～2％、NaCl 0.1％～2.5％、FeCl3 0.5％～3％、HCl 0.1％～0.5％，余量为水；B剂为保湿剂水溶液，保湿剂质量百分含量为0.2％～3.5％，余量为水；所述的保湿剂为NaH2PO4、Na5P3O10、(NaPO3)6、C6H5Na3O7·2H2O中的一种或几种。本发明专利技术的优点是：使用该处理剂可直接对表面带氧化铁皮的耐候钢进行处理，省去了除氧化皮步骤，提高了处理速度和处理剂的实用性。此外，处理剂为水性体系且不含六价铬等组分，具备环境友好特征；处理剂配方及处理工艺简单，制备及施工成本低，适合在冶金企业及施工现场实施。

Weathering steel surface stabilized rust layer rapid generation treatment agent and its use method

The invention discloses a fast forming treatment agent for stabilizing rust layer on the surface of weathering steel and its application method. The agent A is composed of two parts: agent A and agent B. The composition of agent A is as follows: CuSO 40.4%-2%, NaCl 0.1%-2.5%, FeCl 30.5%-3%, HCl 0.1%-0.5%, and the remainder is water. Agent B is a water solution of moisturizing agent to keep moisture. The content of wetting agent is 0.2%-3.5% and the remaining amount is water; the wetting agent is one or more of NaH2PO4, Na5P3O10, (NaPO3) 6 and C6H5Na3O7.2H2O. The invention has the advantages that the treating agent can directly treat the weather-resistant steel with iron oxide scale on the surface, eliminating the steps of scaling, improving the processing speed and the practicability of the treating agent. In addition, the treatment agent is water-based system and does not contain hexavalent chromium and other components, with environmentally friendly characteristics; treatment agent formula and treatment process is simple, preparation and construction costs are low, suitable for metallurgical enterprises and construction site implementation.

【技术实现步骤摘要】
一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂及其使用方法
本专利技术属于金属腐蚀与防护领域，涉及一种用于耐候钢的表面锈层稳定化处理剂及其使用方法。
技术介绍
耐候钢具有良好抗大气腐蚀性能，其在使用过程中表面可形成致密而稳定的锈层，这种锈层具有良好的耐腐蚀性，能有效阻碍腐蚀介质进入。耐候钢的裸露使用省去了涂装及定期防腐处理，因此可产生良好的经济效益和环境效益。但是，耐候钢裸露使用时也存在一些问题。首先，耐候钢表面稳定化锈层的形成需要4至10年时间，在此之前，裸露的耐候钢与普通碳钢一样产生红锈及黄锈等疏松锈层和锈液，锈液流挂飞散影响外观、污染环境。其次，耐候钢在高盐的海洋大气条件下使用时不仅锈液流挂飞散问题严重，而且难以形成稳定的保护性锈层，致使其耐蚀、环保优势得不到发挥。目前，针对耐候钢裸露使用初期锈液流挂的问题已开发出一些耐候钢表面锈层稳定化处理剂。CN102191492A公开了一种铁锈转化剂，该转化剂由前处理液和后处理液构成，前处理液含有铁粉、乌洛托品、甘油和水等，后处理液含有多聚磷酸、碳酸锰、醋酸、单宁酸和水；该转化剂虽然能够通过抑制钢铁的阳极反应过程而有效抑制腐蚀，但其处理时间较长，钢铁件需刷涂前处理液1小时后再喷涂后处理液，此后需放置24小时才能得到完整的处理膜，因此不适于在冶金企业及钢铁构件的施工现场实施。CN86103534A报道了一种用于耐候钢及普通碳素钢的耐候性防锈膜快速形成方法，该方法的处理剂含有草酸、栲胶、丹宁酸、双氧水、钼酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、亚硝酸钠、亚硫酸钠等，其主要处理工艺过程包括表面酸洗、净化、氧化、稳定化和充分发锈。该方法以浸泡方式进行处理，不适用于大型构件、工序复杂、处理时间长，因此该处理剂及处理方法不适宜在现场环境中应用。CN102925884A公开了一种加速耐候钢表面锈层稳定化的喷液预处理方法，该方法所使用的处理剂为氯化钠、硫酸亚铁、硫酸铜、亚硫酸氢钠等无机盐的混合水溶液。溶液中的组分与钢基体发生反应，形成一层均匀、致密的保护性锈层，在防止锈液流挂的同时，使耐候钢外观更加美观。但该方法所述处理剂在进行处理前需预先去除钢基体表面的氧化皮。与此相似的是，CN103924231A报道了一种裸钢锈层稳定表面处理剂，处理剂为焦磷酸铜、亚硫酸氢钠、硫酸钠、氯化铁等的水溶液，喷淋在耐候钢表面后，能够促进稳定锈层的形成，具有优良的防锈液流挂性能。但该处理剂在使用时也需要去除钢基体表面的氧化皮。钢铁基材表面除氧化皮处理多采用喷丸或酸洗的方法，这一步骤耗时、需额外增加处理成本，影响了耐候钢处理剂的实用性，同时也会产生一定程度的环境污染。综上所述，现有的耐候钢表面锈层稳定化技术存在处理时间长、处理步骤多、处理方式不适合现场应用、处理前需预先清除表面氧化铁皮等不足。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题提供一种无需预先去除基材表面氧化铁皮、处理工艺简单、处理时间短、适合在现场环境中使用的耐候钢表面锈层稳定化处理剂。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂，由A剂和B剂两部分组成，A剂组成按质量百分比为：CuSO40.4％～2％、NaCl0.1％～2.5％、FeCl30.5％～3％、HCl0.1％～0.5％，余量为水；B剂为保湿剂水溶液，保湿剂质量百分含量为0.2％～3.5％，余量为水；所述的保湿剂为NaH2PO4、Na5P3O10、(NaPO3)6、C6H5Na3O7·2H2O中的一种或几种。A剂中CuSO4的作用在于可使钢基体表面形成一层铜富集层，在铜富集层基础上还会进一步形成由钢腐蚀产物和铜氧化物组成的锈层，该锈层致密、与钢基体附着力强，可对腐蚀介质的渗入形成有效的阻滞作用。此外，铜可以延缓钢的阳极溶解过程，从而减缓腐蚀。A剂中FeCl3、NaCl及HCl所含的Cl-具有高渗透性和侵蚀性，可促使钢基体表面氧化铁皮溶解，此外，Fe3+也可促进氧化铁皮的溶解，Fe3+还可与钢基体发生氧化还原反应生成Fe2+，促进基体表面锈层的生成。HCl的作用是使处理剂保持酸性，提高处理效果及处理剂储存时的稳定性。B剂中保湿剂为NaH2PO4、Na5P3O10、(NaPO3)6、C6H5Na3O7·2H2O中的一种或几种。保湿剂的作用是使钢板表面较长时间的保持湿润状态，以使A剂中各组分更长时间及更充分的与钢基体发生反应。此外，B剂中的组分可与铁离子发生反应生成不溶于水的化合物或溶于水的络合物，这些化合物可作为锈层的生长点，促进锈层生长。B剂通过上述作用达到提高处理效率及效果、缩短处理时间的目的。一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂的使用方法，在对耐候钢进行处理时，先在钢基体表面喷涂或刷涂A剂，2h后喷涂或刷涂B剂；由开始喷涂或刷涂A剂到喷涂或刷涂B剂后2h为一个处理周期，处理周期至少为4个周期，实际使用时也可由面处理效果确定是否增加处理周期数。本专利技术所述的耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂为水溶液，制备简单，无有机溶剂污染问题。本专利技术与现有技术相比较，具备的优点及有益效果在于：使用该处理剂可直接对表面带氧化铁皮的耐候钢进行处理，省去了除氧化皮步骤，提高了处理速度和处理剂的实用性。此外，处理剂为水性体系且不含六价铬等组分，具备环境友好特征；处理剂配方及处理工艺简单，制备及施工成本低，适合在冶金企业及施工现场实施。处理剂可促进耐候钢表面稳定化锈层的生成，改善表面锈液流挂现象。附图说明图1为实施例及对比例处理前后试样表面形貌图；图2是实施例及对比例处理后试样表面锈层截面形貌。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作详细的说明。表1实施例及比较例组成(mass％)及处理工艺*B剂中：SDP为NaH2PO4；STPP为Na5P3O10；SHMP为(NaPO3)6；SC为C6H5Na3O7·2H2O。A剂中：所述的HCl为市售的30％盐酸。表2处理效果评价结果备注：○-锈层色泽均匀；×-锈层色泽不均匀，个别区域存在氧化铁皮；最后一次处理后湿液膜干燥时间：为25℃、相对湿度10％、室内无风条件下的测试结果。由表2可见，各实施例与对比例1相比，其B剂处理后湿液膜干燥时间明显延长，表明B剂中的组分显著延长了湿液膜在钢板表面的停留时间，这有助于钢板表面的电化学腐蚀过程更充分的进行，提高了处理效果。采用实施例1、实施例2所述处理剂及处理方法处理前后试样表面形貌分别见图1(a)和图1(b)，由图可见，处理后试样表面锈层色泽均匀美观；试样锈层截面形貌分别见图2(a)和图2(b)，由图可见，处理后基体表面生成的锈层连续而致密。采用对比例1所述处理剂及处理方法处理前后试样表面形貌见图1(c)，由图可见，处理后试样表面锈层色泽不均，部分氧化皮未能去除；试样锈层截面形貌见图2(c)，由图可见，处理后基体表面生成的锈层较疏松，存在大量裂纹。当处理过程中不使用B剂时，A剂中组分不能在湿液膜状态下与钢基体充分反应，导致锈层色泽不均、致密性差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂，由A剂和B剂两部分组成，A剂组成按质量百分比为：CuSO4 0.4％～2％、NaCl 0.1％～2.5％、FeCl3 0.5％～3％、HCl 0.1％～0.5％，余量为水；B剂为保湿剂水溶液，保湿剂质量百分含量为0.2％～3.5％，余量为水；所述的保湿剂为NaH2PO4、Na5P3O10、(NaPO3)6、C6H5Na3O7·2H2O中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种耐候钢表面稳定化锈层快速生成处理剂，由A剂和B剂两部分组成，A剂组成按质量百分比为：CuSO40.4％～2％、NaCl0.1％～2.5％、FeCl30.5％～3％、HCl0.1％～0.5％，余量为水；B剂为保湿剂水溶液，保湿剂质量百分含量为0.2％～3.5％，余量为水；所述的保湿剂为NaH2PO4、Na...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，陈义庆，艾芳芳，李琳，钟彬，肖宇，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21