一種耐候鋼表面銹層穩定化涂料制造技術

本發明專利技術提供了一種耐候鋼表面銹層穩定化涂料，其組成按質量百分比為：聚乙烯醇縮丁醛樹脂4.1%～6.5%；硫酸鉻8.5%～8.7%；阻銹劑3.7%～5.7%；鐵紅12.9%～13.2%；硫酸鋇28.3%～28.9%，余量溶劑為無水乙醇。所述阻銹劑為鉬酸鈉，或鉬酸鈉與磷鋅白、滑石粉中的至少一種，其中磷鋅白占涂料總量的質量百分比為0～1.0%，滑石粉占涂料總量的質量百分比為0～2.0%。采用通用的涂料制備工藝方法制得，成分及處理工藝簡單，采用刷涂方式涂覆，無需多步驟處理；涂層常溫條件下即可固化且固化時間短，涂層提高耐候鋼基體的耐蝕性，改善表面銹液流掛現象。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于耐候鋼表面的有機-無機復合涂料領域，尤其涉及表面銹層穩定化涂料。
技術介紹
耐候鋼具有良好抗大氣腐蝕性能，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。公開號為CN86103534專利介紹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。公開號為CN102191492A專利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。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述問題和不足而提供一種一種處理工藝簡單、適合在現場環境中使用的耐候鋼表面銹層穩定化處理涂料。一種耐候鋼表面銹層穩定化涂料，其特征在于，其組成按質量百分比為：聚乙烯醇縮丁醛樹脂4.1%～6.5%；硫酸鉻8.5%～8.7%；阻銹劑3.7%～5.7%；鐵紅12.9%～13.2%；硫酸鋇28.3%～28.9%，余量為溶劑無水乙醇；阻銹劑為鉬酸鈉，阻銹劑中還可含有磷鋅白和滑石粉中的至少一種，磷鋅白按質量百分比為0～1.0%，滑石粉按質量百分比為0～2.0%。聚乙烯醇縮丁醛樹脂是涂料中的有機成膜劑，該樹脂可室溫固化，形成有機網絡，包裹、粘附涂料中的無機成分并附著于鋼鐵基體；聚乙烯醇縮丁醛樹脂含量過低時涂料成膜性差，不能形成穩定的有機-無機復合體系，導致涂層性能不佳，含量過高時不利于銹層的穩定化，因此涂料中聚乙烯醇縮丁醛樹脂控制在4.1%～6.5%。硫酸鉻作為涂料中的改性劑，其作用是改變鋼材表面膜的組織狀態，提高涂層及銹蝕產物的穩定性，并使銹蝕產物具備自修復能力；硫酸鉻含量過低時銹蝕產物穩定性不佳，含量過高時惡化涂料成膜性，因此涂料中硫酸鉻控制在8.5%～8.7%。阻銹劑含量過低時涂層耐腐蝕性不佳，含量過高對涂層附著力不利并且增加涂料成本，因此，阻銹劑控制在3.7%～5.7%。阻銹劑中至少含有鉬酸鈉，還可含有磷鋅白和滑石粉中的至少一種；鉬酸鈉和磷鋅白均可在鋼鐵表面形成鈍化產物，從而阻礙腐蝕介質向鋼鐵基體的滲透，尤其是鉬酸鈉可有效抑制氯離子對銹蝕產物致密性的不利影響；滑石粉能夠在涂層中形成多重屏障，延緩腐蝕介質向涂層內部的擴散。鐵紅作為顏料添加到涂料中，除起到遮蓋作用外還可成為銹蝕過程中穩定化氧化物的核，從而有利于穩定化銹層的形成，其加入量過低時涂料遮蓋力不佳、涂料穩定化作用不明顯，加入量過高時涂料成膜性變差，因此涂料中鐵紅控制在12.9%～13.2%。硫酸鋇用于調整涂料的流變性能并充當成膜物，其含量過低時涂料流平性不佳，含量過高時涂料成膜均勻性變差，因此涂料中硫酸鋇控制在28.3%～28.9%。本專利技術所述的耐候鋼表面銹層穩定化涂料采用通用的涂料制備工藝方法即可制得，并且本專利技術涂料成分及處理工藝簡單，采用刷涂方式涂覆，不需多步驟處理；涂層常溫條件下即可固化且固化時間短，適合在冶金企業及施工現場實施。涂層可提高耐候鋼基體的耐蝕性，并改善表面銹液流掛現象。具體實施方式下面通過實施例對本專利技術作進一步的說明。試驗所用耐候鋼為Q690qE橋梁用耐候鋼。本專利技術耐候鋼表面穩定化涂料的實施例及比較例見表1。涂料涂覆并固化后對涂層進行性能評價。本專利技術涂層性能評價結果見表2。表1本專利技術耐候鋼表面穩定化涂料的實施例及比較例(mass%)備注：余量為溶劑無水乙醇。表2本專利技術涂層性能評價結果實施例實際干燥時間/min涂層表面狀態附著力/級耐蝕性實施例125均勻、無龜裂2合格實施例217均勻、無龜裂1合格實施例316均勻、無龜裂1合格實施例417均勻、無龜裂1合格實施例523均勻、無龜裂2合格實施例625均勻、無龜裂2合格實施例720均勻、無龜裂1合格比較例19涂層表面不均或龜裂3不合格比較例216均勻、無龜裂2不合格比較例319均勻、無龜裂3不合格比較例422均勻、無龜裂2不合格涂層實際干燥時間按照GB1728-1979“漆膜、膩子膜干燥時間測定法”中刀片法進行測定；涂層附著力測試按GB/T1720-1989“漆膜附著力測定法”進行。采用中性鹽霧試驗模擬海洋大氣環境以評價涂層耐蝕性，試驗按GB/T10125-1997“人造氣氛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐候鋼表面銹層穩定化涂料，其特征在于，其組成按質量百分比為：聚乙烯醇縮丁醛樹脂4.1%～6.5%；硫酸鉻8.5%～8.7%；阻銹劑3.7%～5.7%；鐵紅12.9%～13.2%；硫酸鋇28.3%～28.9%，余量為溶劑無水乙醇。

【技術特征摘要】
1.一種耐候鋼表面銹層穩定化涂料，其特征在于，其組成按質量百
分比為：聚乙烯醇縮丁醛樹脂4.1%～6.5%；硫酸鉻8.5%～8.7%；
阻銹劑3.7%～5.7%；鐵紅12.9%～13.2%；硫酸鋇28.3%～28.9%，
余量為溶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：遼寧;21