一種除鏽防護液及使用其進行除鏽防護的方法
2023-08-02 16:34:01
專利名稱：一種除鏽防護液及使用其進行除鏽防護的方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理領域，具體涉及一種不汙染環境的、防鏽性能持久的鋼鐵表面除鏽防護液以及使用其進行除鏽防護的方法。
背景技術：
隨著鋼鐵製品的表面噴塗、電鍍、硬化等各種表面塗裝工藝的不斷發展，人們對鋼鐵製品不但要求具有實用性、而且還要求美觀耐久，然而，在對鋼鐵製品表面進行塗裝前，對鋼鐵預處理即除鏽防鏽的質量水平影響到表面塗裝層質量的70％，只要鋼鐵表面鏽蝕，就會引起塗層脫落，因此，在塗裝前，對鋼鐵進行除鏽防鏽處理，使鋼鐵表面具有一個能夠保持長久的、穩定的理想狀態是非常重要的。
多年來，對鋼鐵的預處理都離不開強酸洗。酸洗工藝一直是鋼鐵行業的一大蛀蟲，酸霧的揮發和大量的廢酸液排放，嚴重汙染著環境，並且在預處理鋼材表面的同時，又在鋼鐵表面上留下腐蝕層，使鋼鐵構件在外塗層的下面層層腐爛，很快變成了廢鐵。如何把「酸洗」工藝徹底去掉，是一個重要的課題。許多研究人員研究了不含強酸的「除鏽劑」、「防鏽劑」、「磷化液」，這些除鏽防護液使薄的冷軋製品的生產中基本去掉了「酸洗」工藝。
發明內容
但是，對於厚鋼板製品，汽車配件、汽車底盤、輪船配件、船板、鋼管、角鋼、槽鋼、各種機械、化工設備、鍋爐，特別是帶有牢固的氧化皮的熱軋板，仍然得酸洗，目前所用的除鏽防護液存在汙染環境，不能徹底對鋼鐵構件除鏽、起到防護作用這一問題。
本發明為了解決上述問題，提供了一種新的鋼鐵表面除鏽防護液，該防護液包括下述組分檸檬酸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、碳酸氫鈣1-150重量份、促進劑1-100重量份。
具體的，該除鏽防護液可以包括下述配比的組分檸檬酸100重量份、磷酸100重量份、酒石酸100重量份、硼酸100重量份、碳酸氫鈣80重量份、促進劑60重量份。
該除鏽防護液還可以包括下述配比的組分檸檬酸1重量份、磷酸200重量份、酒石酸1重量份、硼酸80重量份、碳酸氫鈣1重量份、促進劑100重量份。
該除鏽防護液還可以包括下述配比的組分檸檬酸200重量份、磷酸1重量份、酒石酸200重量份、硼酸1重量份、碳酸氫鈣150重量份、促進劑1重量份。
該除鏽防護液中的促進劑是選自平平加、聚氧乙烯辛烷基酚醚、鄰二甲苯硫脲中的任一種。
上述平平加是高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物脂肪醇聚氧乙烯醚。
本發明還提供了使用上述除鏽防護液對鋼鐵構件進行除鏽防護的方法，該方法包括下述工序1)、除油工序，採用常規工序進行除油；2)、除鏽工序，在20℃-45℃下，使該除鏽防護液和工序1處理後的鋼鐵構件的表面接觸10-50分鐘，進行除鏽、清除氧化皮；3)、清洗工序，使用3公斤壓力的常溫水對工序2處理後的鋼鐵構件進行清洗；4)、燙洗工序，使用60℃-90℃的熱水對工序3處理後的鋼鐵構件燙洗1-2分鐘；5)、防護工序，在20℃-45℃下，使該除鏽防護液和工序4處理後的鋼鐵構件接觸15-30分鐘，進行表面防護；6)、乾燥工序，用常規方法使該除鏽防護處理後的鋼鐵構件表面乾燥。
在使用本發明的除鏽防護液對鋼鐵構件表面進行除鏽防護的方法中，在對鋼鐵構件進行除鏽工序前，把鋼鐵構件的表面吹乾。
在使用本發明的除鏽防護液對鋼鐵構件表面進行除鏽防護的方法中，進行防護工序前，把鋼鐵構件的表面吹乾，以免將水帶進防護工序中。
在使用本發明的除鏽防護液對鋼鐵構件表面進行除鏽防護的方法中，除鏽工序的溫度是35℃。
在使用本發明的除鏽防護液對鋼鐵構件表面進行除鏽防護的方法中，燙洗工序的溫度是80-90℃。
在使用本發明的除鏽防護液對鋼鐵構件表面進行除鏽防護的方法中，防護工序的溫度是35℃。
本發明的除鏽防護液，能夠把鋼板上的鏽和熱軋板上的氧化皮徹底清除乾淨。並且用本發明的除鏽防護液處理鋼鐵部件後，在部件表面形成一層大約8微米厚的網狀結構的防護膜，經鹽霧箱實驗達240小時不鏽，在室內存放兩年以上不鏽；對鋼鐵進行防護後再噴漆或噴塑，漆膜與網狀結構的防護膜網孔填充嚙合，具有極強的附著力，經鹽霧箱實驗1000小時以上不起泡，不生鏽，不脫落，在露天可達10年以上不鏽。本發明的除鏽防護液，水溶性、多效能，而且，對鋼鐵部件處理的整個工藝中，不產生有害氣體，不排放有害廢渣，對人體無毒無害，對大氣、土壤、水體、設備等無腐蝕、無汙染公害。
具體實施例方式
本發明的除鏽防護液是將下列組分按照下述重量配比進行常規混合而成檸檬酸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、碳酸氫鈣1-150重量份、促進劑1-100重量份。另外，還可添加其他表面活性劑或有利於表面處理的添加劑等。
本發明的除鏽防護液，採用浸泡或噴淋式或其他能使待處理的鋼鐵構件表面和除鏽防護液充分接觸的方式，能夠把鋼板上的鏽和熱軋板上的氧化皮徹底清除乾淨。
在使用本發明的除鏽防護液對鋼鐵構件表面進行除鏽防護的方法中，乾燥工序是採用烘乾，自然晾乾或熱風吹乾、燙幹中的任一種方式。
用本發明的除鏽防護液對鋼鐵部件進行處理時，根據要處理的鋼鐵構件的大小，建立大小合適的處理槽，處理槽可以用鋼板焊接，內表面用玻璃鋼製成，根據工序的需要在處理槽中盛放本發明的除鏽防護液，根據工序需要設置加溫裝置。在清洗工序的清洗槽上安裝壓力為3公斤的噴槍。
為了更有效地進行除鏽防護處理，可以在除鏽槽和防護槽前分別安裝熱風機，在各處理槽上方可以安裝吊裝設備，最好焊制吊筐。吊筐最好分層焊裝，以使要處理的構件單個在筐中吊掛，以不使部件在筐內重疊摞壓為佳，以免造成死角處理不到。
對於大型要除鏽防護處理的鋼鐵構件，例如鍋爐、高速公路護欄等，可以根據需要設置裝置，採用使本發明的除鏽防護液在要處理的鋼鐵裝置內循環或將本發明的除鏽防護液噴塗在要處理的表面上等其他方式，實現除鏽防護處理。例如對於鍋爐，可以用泵將清洗液在鍋爐內循環即可，循環時間根據鍋爐結垢、生鏽情況與防護要求確定，一般循環8小時即可。
實施例1除鏽防護液的製備將下列組分按照下述配比混合，得到15公斤的除鏽防護液檸檬酸100重量份、磷酸100重量份、酒石酸100重量份、硼酸100重量份、碳酸氫鈣80重量份、十八烷醇聚氧乙烯醚60重量份。
用得到的除鏽防護液，對50cm×45cm的生鏽的鋼鐵板按照下述工序進行表面處理將該鋼鐵板放入盛有常規除油液的除油槽中，浸泡10分鐘，進行除油。然後，取出該部件用熱風機吹乾後，放入盛有溫度為45℃的該除鏽防護液的除鏽槽中，進行除鏽、清除氧化皮，浸泡10分鐘後取出，放入清洗槽中，用壓力為3公斤的噴槍噴出常溫水進行清洗。清洗乾淨後，取出、放入水溫為60℃的燙洗槽中進行燙洗，浸泡1-2分鐘後取出，用吹風機吹乾。然後，放入盛有溫度為35℃的該除鏽防護液的防護槽中，浸泡20分鐘進行防護，然後取出，用熱風機吹乾。經測量，處理後該鋼鐵板表面產生一層8微米厚的防護膜，在室內置放半年後，該鋼鐵板仍無鏽。
對該防護後的鋼鐵板樣塊，進行鹽霧試驗，試驗條件和結果如表1所示。
表1
實施例2除鏽防護液的製備將下列組分按照下述配比混合，得到10公斤的除鏽防護液檸檬酸1重量份、磷酸200重量份、酒石酸1重量份、硼酸80重量份、碳酸氫鈣1重量份、聚氧乙烯辛烷基酚醚100重量份、油酸醯胺丙烯二甲胺20重量份。
用得到的除鏽防護液，對生鏽的鑄鐵井蓋按照下述工序進行表面除鏽防護將該鑄鐵井蓋放入盛有常規除油液的除油槽中，浸泡10分鐘，進行除油。然後，取出該井蓋用熱風機吹乾後，放入盛有溫度為20℃的該除鏽防護液的除鏽槽中，進行除鏽、清除氧化皮，浸泡50分鐘後取出，放入清洗槽中，用壓力為3公斤的噴槍噴出常溫水進行清洗。清洗乾淨後，取出、放入水溫為80℃的燙洗槽中進行燙洗，浸泡1-2分鐘後取出，用吹風機吹乾。然後，放入盛有溫度為20℃的該除鏽防護液的防護槽中進行，浸泡30分鐘後取出，自然晾乾。經測量，處理後該鋼鐵板表面產生一層5微米厚的防護膜，在室外置放半年後，該井蓋仍無鏽。
實施例3對氧化物較嚴重的3隻液化石油氣瓶和有油汙及鏽蝕嚴重的Φ640×3mm的4張鋼板(試樣編號分別為1-5)，用實施例2得到的除鏽防護液浸泡後，工件表面油汙、浮鏽及氧化物均除淨，金屬表面形成一層均勻的防護膜。對防護膜進行性能測試，其結果如表2
實施例4除鏽防護液的製備將下列組分按照下述配比混合，得到30公斤的除鏽防護液檸檬酸200重量份、磷酸1重量份、酒石酸200重量份、硼酸1重量份、碳酸氫鈣150重量份、鄰二甲苯硫脲1重量份、咪唑啉5重量份。
對長度為2米的生鏽的高速公路護欄，用常規除油液，以噴塗的方式用噴槍噴塗2遍除油，然後用熱風機吹乾。接著，用上面製得的除鏽防護液先浸泡30分鐘，再用溫度控制到35℃的噴槍對護欄噴塗該除鏽防護液2遍，除鏽、清除氧化皮。然後，用壓力為3公斤的噴槍對護欄噴常溫水2遍，直到清洗乾淨為止。接著，將護欄浸泡在90℃的熱水中，進行燙洗處理，燙洗完後用熱風機吹乾，然後，用溫度為45℃的防護液浸泡護欄15分鐘，最後，用熱風機將護欄吹乾。對除鏽防護處理後的護欄進行性能測試，測試結果如下1.加速老化試驗試驗標準為ASTM G53，50℃，4小時循環，40℃ UV+4小時冷凝。
2.顏色穩定性ΔE＝0.2-0.3NBS3.防腐性試驗標準為ASTM B117 1000小時以上無破損。
3.機械性能
附著力0級杯突＞8mm衝擊強度＞1kg/50cm彎曲圓柱3mm，圓柱無裂紋。
綜上所述，本發明的除鏽防護液和使用其的除鏽防護方法，能夠把鋼板上的鏽和熱軋板上的氧化皮徹底清除乾淨。而且，本發明的除鏽防護液對鋼鐵部件的處理的整個工序中，不產生有害氣體，不排放有害廢渣，對人體無毒無害，對大氣、土壤、水體、設備等無腐蝕、無汙染公害。本發明的除鏽防護液，不限於本實施例中所列出的防護對象，對於厚鋼板製品，汽車配件、汽車底盤、輪船配件、船板、鋼管、角鋼、槽鋼、各種機械、化工設備、鍋爐，特別是帶有牢固的氧化皮的熱軋板，都具有優良的除鏽防護性能。用本發明的除鏽防護液處理鋼鐵構件，鋼鐵構件在塗裝前無需再塗底漆，可直接塗布面漆。
權利要求
1.一種除鏽防護液，包括下述組分檸檬酸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，碳酸氫鈣1-150重量份、促進劑1-100重量份。
2.根據權利要求1所述的除鏽防護液，包括下述組分檸檬酸100重量份、磷酸100重量份、酒石酸100重量份、硼酸100重量份、碳酸氫鈣80重量份、促進劑60重量份。
3.根據權利要求1所述的除鏽防護液，包括下述組分檸檬酸1重量份、磷酸200重量份、酒石酸1重量份、硼酸80重量份、碳酸氫鈣1重量份、促進劑100重量份。
4.根據權利要求1所述的除鏽防護液，包括下述組分檸檬酸200重量份、磷酸1重量份、酒石酸200重量份、硼酸1重量份、碳酸氫鈣150重量份、促進劑1重量份。
5.根據權利要求1-4中任一項中所述的除鏽防護液，所述的促進劑是選自平平加、聚氧乙烯辛烷基酚醚、鄰二甲苯硫脲中的任一種。
6.根據權利要求5所述的除鏽防護液，所述的平平加是脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.使用權利要求1所述的除鏽防護液對鋼鐵構件進行除鏽防護的方法，其包括下述工序1)、除油工序，採用常規工序進行除油；2)、除鏽工序，在20℃-45℃下，使該除鏽防護液和工序1處理後的鋼鐵構件的表面接觸10-50分鐘，進行除鏽、清除氧化皮；3)、清洗工序，使用3公斤壓力的常溫水對工序2處理後的鋼鐵構件進行清洗；4)、燙洗工序，使用60℃-90℃的熱水對工序3處理後的鋼鐵構件進行清洗1-2分鐘；5)、防護工序，在20℃-45℃下，使該除鏽防護液和工序4處理後的鋼鐵構件接觸15-30分鐘，進行表面防護；6)、乾燥工序，用常規方法使該除鏽防護處理後的鋼鐵構件表面乾燥。
8.根據權利要求7所述的除鏽防護的方法，其中，在對鋼鐵構件進行除鏽工序前，把鋼鐵構件的表面吹乾。
9.根據權利要求7所述的除鏽防護的方法，其中，在對鋼鐵構件進行防護工序前，把鋼鐵構件的表面吹乾。
10.根據權利要求7所述的除鏽防護的方法，其中，除鏽工序的溫度是35℃。
11.根據權利要求7所述的除鏽防護的方法，其中，燙洗工序的溫度是80-90℃。
12.根據權利要求7所述的除鏽防護的方法，其中，防護工序的溫度是35℃。
全文摘要
本發明涉及金屬表面處理領域，公開了一種除鏽防護液及使用其進行除鏽防護的方法。該除鏽防護液包括下述組分檸檬酸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，碳酸氫鈣1－150重量份、促進劑1－100重量份。採用浸泡或噴淋式或其他能使待處理的鋼鐵構件表面和除鏽防護液充分接觸的方式，經過除油、除鏽、清洗、燙洗、防護、乾燥工序後，能夠把鋼板上的鏽和熱軋板上的氧化皮徹底清除乾淨。本發明的除鏽防護液徹底擺脫了「酸洗」工序，對於各種厚鋼板製品如汽車配件鍋爐等，特別是帶有牢固的氧化皮的熱軋板，都具有優良的除鏽防護性能，並且對環境無汙染。
文檔編號C23C22/05GK1733969SQ200410070410
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月2日 優先權日2004年8月2日
發明者牛長寬 申請人:牛長寬