螺纹钢防锈液、制备方法及螺纹钢表面处理方法技术

本发明专利技术公开了螺纹钢防锈液、制备方法及螺纹钢表面处理方法，防锈液质量百分比构成为水性丙烯酸乳液3‑15%；水性醇酸树脂2‑10%；烷基芳香烃磺酸盐0.5‑10%；丁醚类0.5‑2%；氨基硅烷0.1‑2.0%；二甲基乙醇胺0.05‑0.5%；醇酸树脂催干剂0.1‑1%；其余为去离子水。该防锈液节能环保、工艺简单、成本低，效果好，适合于螺纹钢的短、中期防锈，表面处理后的螺纹钢的膜层耐蚀性能好，同时不影响螺纹钢与混凝土的粘结性能。

【技术实现步骤摘要】
螺纹钢防锈液、制备方法及螺纹钢表面处理方法
本专利技术属于金属表面防腐蚀
，具体涉及螺纹钢防锈液、制备方法及螺纹钢表面处理方法。
技术介绍
金属材料因其优越的性能，广泛的应用于生活、生产、军事等各个领域。然而，除少数贵金属外，绝大多数金属容易被工作环境腐蚀，金属材料的腐蚀给国民经济、生产安全、环境保护等方面带来了巨大的影响。我国因钢铁腐蚀而造成的经济损失约占GDP总量的4%，因此钢材的防锈技术是一项应用价值极强，意义深远的技术。螺纹钢是建筑行业用量最大的钢材产品，2016年我国螺纹钢产量已达2.12亿吨，约占钢材总产量的四分之一。但螺纹钢在运输、储存过程中，极易与氧气、水、盐分等腐蚀性介质接触而发生锈蚀。锈迹会造成螺纹钢与混凝土握裹强度的降低，严重影响建筑质量。螺纹钢的锈蚀已成为影响建筑物耐久性的主要因素之一。目前螺纹钢防锈措施有采用油性防锈剂，其缺点明显：成本高，后处理工艺复杂，影响环境，防锈剂易燃、易挥发，造成石油资源的巨大浪费等。目前市场上的水基防锈剂也有明显的不足：部分防锈剂含有致癌性物质，如铬酸盐、亚硝酸盐、聚乙烯醇等；部分水基防锈剂含有磷酸或磷酸盐，环境污染严重；还有部分防锈液所含有的钨酸盐、钼酸盐或贵金属等比例高，成本较高，且防锈效果不甚理想。随着人们对环保要求和防锈质量要求的不断提高，传统的螺纹钢防锈剂已经不能满足生产需求。因此，对螺纹钢的防锈剂的研究是有十分重要的现实意义和理论意义。虽然碳钢基金属的防锈专利很多，但不适合螺纹钢的防锈。例如：中国专利201610345961.5公开了一种水性金属防腐材料及其制备方法，含水性醇酸树脂30-40%，水性氨基树脂15-20%，水性丙烯酸树脂10-20%，滑石粉10-15%，分散剂0.2-0.5%，消泡剂0.1-0.3%，水性催干剂0.5-1%，水性增稠剂0.5-2%，防锈剂0.5-1.5%，流平剂0.5-0.5%，湿润剂0.1-0.3%，调节剂0.2-0.6%，因水性醇酸树脂在性能上存在涂膜干燥缓慢，硬度低等缺点，而采用改性的含水性醇酸树脂；中国专利201310301026.5公开了一种水性带锈防锈漆，丙烯酸乳液100-120份，醇酸树脂8-11份，苯并三氮唑6-8份，碱式钼酸钙锌7-10份，丙二醇丁醚5-8份，磷酸锌0.1-0.3份，柠檬酸0.5-1份，氧化铁红0.1-0.3份，硅微粉0.5-5份，羟丙基纤维素0.1-0.2份，二月桂酸二丁基锡0.1-0.3份，分散剂0.1-1份，消泡剂0.1-0.5份，去离子水4-10份。中国专利CN108251197A公开了一种水性防锈剂，包括醇酸树脂15-95份，环烷基基础油25-76份，丙烯酸树脂25-70份，水性丙烯酸乳液24-85份，脂肪酸酰胺34-75份，硅烷偶联剂35-95份，聚异丁烯25-85份，聚氯乙烯树脂20-45份，谷氨酸15-75份，增电剂10-85份。上述专利中防锈液的成膜组分（树脂、乳液）均达到50%以上，如用于螺纹钢的防锈，将在其表面形成10μm以上的干膜，这会严重影响螺纹钢与混凝土握裹强度；成膜组分含量过大另一方面将增加防锈成本。如根据上述配方，通过降低成膜组分含量来降低膜厚，将直接导致防锈性能下降，达不到螺纹钢的防锈要求。综上所述，急需研究出一种防锈性能好，不影响螺纹钢与混凝土握裹强度的防锈剂及其制备方法及防锈表面处理方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供螺纹钢防锈液，该防锈液节能环保、工艺简单、成本低，效果好，适合于螺纹钢的短、中期防锈，表面处理后的螺纹钢的膜层耐蚀性能好，同时不影响螺纹钢与混凝土的粘结性能。本专利技术同时还提供了该防锈液的制备方法及螺纹钢表面处理方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：螺纹钢防锈液，由如下质量百分比的各组分构成：水性丙烯酸乳液3-15%；水性醇酸树脂2-10%；烷基芳香烃磺酸盐0.5-10%；丁醚类0.5-2%；氨基硅烷0.1-2.0%；二甲基乙醇胺0.05-0.5%；醇酸树脂催干剂0.1-1%；其余为去离子水。进一步地，所述水性丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液和醋丙乳液中的一种或几种。进一步地，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40%。进一步地，所述烷基芳香烃磺酸盐为二壬基苯磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、钡盐，十八烷基甲苯磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、钡盐以及二壬基苯磺酸和十八烷基甲苯磺酸的衍生物中的一种或几种。进一步地，所述丁醚类为二乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚中的一种或几种。进一步地，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷及其改性产品中的一种或几种。进一步地，各组分优选的质量百分比构成为：水性丙烯酸乳液15%；水性醇酸树脂3%；烷基芳香烃磺酸盐2%；丁醚类0.5%；氨基硅烷0.5%；二甲基乙醇胺0.1%；醇酸树脂催干剂0.2%；去离子水78.7%。螺纹钢防锈液的制备方法，具体包括以下步骤：（1）按前面所述螺纹钢防锈液各组分备料，其中去离子水分为三份，第一份为去离子水总质量的8%-20%，第二份为去离子水总质量的8%-20%，其余的构成第三份；（2）搅拌水性醇酸树脂同时加入二甲基乙醇胺，加完后继续搅拌一段时间后加入第一份去离子水，搅拌均匀，得到溶液A；（3）控制反应釜温度为40~60℃，将丁醚类投入反应釜中，然后将烷基芳香烃磺酸盐缓慢加入反应釜内，边加入边搅拌，加完后继续搅拌一段时间，再将水性丙烯酸乳液缓慢加入反应釜内，搅拌均匀后加入第二份去离子水，最后搅拌均匀，得到溶液B；（4）在搅拌下，向反应釜内的溶液B中依次缓慢加入溶液A、氨基硅烷、醇酸树脂催干剂和第三份去离子水，搅拌均匀后即得热轧螺纹钢高效环保防锈液。螺纹钢表面处理方法，利用前面所述的螺纹钢防锈液进行处理，处理方式为浸泡或喷淋，所述防锈液pH值为8-10；如果为喷淋，则喷淋时间30-120秒，喷淋压力0.5-1.5bar；如果为浸泡，则浸泡时间60-180秒；处理前螺纹钢温度为130-200℃，防锈液温度控制在20-80℃之间；处理后螺纹钢在室内敞开静置保存24小时以上。进一步地，防锈液的pH值利用二甲基乙醇胺或去离子水进行调节，如果pH值小于8，加入二甲基乙醇胺提高pH值；如果pH值大于10，加入去离子水降低pH值。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术采用的氨基硅烷在一定温度下能与碳钢表面形成钝化层起到防腐蚀作用，水性丙烯酸乳液和醇酸树脂形成复合膜与嵌入其中的烷基芳香烃磺酸盐一起形成物理阻挡层，阻碍腐蚀性介质腐蚀金属，钝化层和物理阻挡层的协同防护作用使得处理后的螺纹钢具有良好的防锈性能。2、本螺纹钢防锈液体所用的原料均为常用物质，无磷、无重金属、无致癌物质，完全符合欧盟ROHS环保指令和REACH标准。3、本专利技术为水基防锈液，处理过程无废水、废渣产生，安全环保。4、该处理方法在螺纹钢表面形成无色透明的，厚度为500纳米左右的物理和化学复合转化膜，膜层耐蚀性能好，不影响螺纹钢与混凝土的粘结性能。5、本专利技术所用的工艺简单，无需除油、除锈、表调和封闭，处理过程只需要控制pH值。成膜过程可以利用热轧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.螺纹钢防锈液，其特征在于，由如下质量百分比的各组分构成：水性丙烯酸乳液3‑15%；水性醇酸树脂2‑10%；烷基芳香烃磺酸盐0.5‑10%；丁醚类0.5‑2%；氨基硅烷0.1‑2.0%；二甲基乙醇胺0.05‑0.5%；醇酸树脂催干剂0.1‑1%；其余为去离子水。

【技术特征摘要】
1.螺纹钢防锈液，其特征在于，由如下质量百分比的各组分构成：水性丙烯酸乳液3-15%；水性醇酸树脂2-10%；烷基芳香烃磺酸盐0.5-10%；丁醚类0.5-2%；氨基硅烷0.1-2.0%；二甲基乙醇胺0.05-0.5%；醇酸树脂催干剂0.1-1%；其余为去离子水。2.根据权利要求1所述的螺纹钢防锈液，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液和醋丙乳液中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的螺纹钢防锈液，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40%。4.根据权利要求1所述的螺纹钢防锈液，其特征在于，所述烷基芳香烃磺酸盐为二壬基苯磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、钡盐，十八烷基甲苯磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、钡盐以及二壬基苯磺酸和十八烷基甲苯磺酸的衍生物中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的螺纹钢防锈液，其特征在于，所述丁醚类为二乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的螺纹钢防锈液，其特征在于，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷及其改性产品中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的螺纹钢防锈液，其特征在于，各组分优选的质量百分比构成为：水性丙烯酸乳液15%；水性醇酸树脂3%；烷基芳香烃磺酸盐2%；丁醚类0.5%；氨基硅烷0.5%；二甲基乙醇胺0.1%；醇酸树脂催干...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锋景，刘小娟，徐佳威，陈丽媛，肖鑫，周俊娴，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43