[发明专利]一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂及使用方法

说明书

本发明公开一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂及使用方法，属于钢铁材料腐蚀与防护的技术领域。所述耐候钢表面锈层稳定化处理剂的成分按质量百分比计为：磷酸0.02‑0.15％，无水硫酸铜0.02‑2％，保湿剂1‑10％，Sn离子0.02‑1.5％，pH调至2‑2.6，其余为水。所述使用方法为：首先按照所述耐候钢表面锈层稳定化处理剂的成分进行配料得到成品，其次将成品在耐候钢表面进行均匀涂覆形成稳定化处理层，再次将稳定化处理层在常温环境下快速干燥成膜，最后周期浸润实验获得表面呈平整均匀的红褐色外观、无锈液流挂现象的耐候钢表面锈层。本发明的使用方法简单、生产效率高、产品质量高、流程短和成本低，利于工业使用。

技术领域

本发明属于钢铁材料腐蚀与防护的技术领域，涉及一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂及使用方法。

背景技术

耐候钢经过长期腐蚀后，会在表面生成非常致密的锈层，从而保护基体不受进一步腐蚀，因而具备了以锈治锈的优点，可免涂装使用。但在使用前期存在锈层疏松、锈液流挂、飞锈等问题，不仅影响美观且污染环境，该阶段在服役过程中不可避免，同时耐候钢表面要生成具有稳定褐色外观的保护性锈层需要至少3-10年，甚至更长时间。在一些特殊环境下，例如：工业大气、海洋大气环境，耐候钢表面难以形成稳定化致密锈层，容易在雨水、风的作用下被剥离，这样耐候钢没有起到“耐候”作用，耐候钢构筑物很可能在达不到设计寿命之前就腐蚀失效，所以如何对耐候钢进行低成本高效率的稳定化处理是腐蚀与防护技术中亟待解决的技术难题。

而现有技术中，虽然提出了可以通过在耐候钢表面进行表面改性通过制备的改性涂层来实现表面稳定化处理来解决上述技术难题，但是这些技术中或多或少存在一些问题，诸如：成本高，效率低，实用性差等问题。具体如下所示：

中国专利CN108396315A公开了一种耐候钢稳定化处理剂能够加速锈层稳定，该处理剂分为A剂与B剂两部分组成，A剂具有促进腐蚀功能，B剂具有保湿功效，成分环保，对环境友好。虽然从实验结果上看，效果良好，但在使用稳定剂时，需要先对耐候钢使用A剂，经过两小时后，再施涂B剂，且A、B剂的使用要重复4次，该过程周期长且使用复杂，不适合在工程现场使用，缺乏实践应用。

一种耐候性涂膜处理技术是由磷化膜、树脂及硅溶胶组成的复合型耐候钢表面锈层稳定化处理涂层(刘丽宏,李明,李晓刚等,金属学报,2004,40(11):1195-1199)，由于施工工艺中磷化温度、磷化与复合膜施工间的时间要求、复合膜施工温度的要求，该技术不适合钢结构的现场施工，也不适合作为钢板出厂前进行锈层稳定化处理的工艺。仅能在工厂特定的设备中对金属结构表面进行锈层稳定化处理，这限制了该技术的应用。

中国专利CN103924231A中采用的表面改性处理也是一种氧化物涂层处理技术，但试样背面还有起泡缺陷，尚不具备工程应用条件。由于都处于实验阶段，缺乏实际工程应用，其效果难以评定。

中国专利CN111793394A虽然公开了一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂和耐候钢表面涂膜处理方法，但是其中的耐候钢表面锈层稳定化处理剂中的成分组剂非常多，成本高，制备的效率低，含铬及亚硝酸盐，并不环保，干燥时间较长。且此发明的溶剂为乙醇，不适合大范围的工业化实施。

中国专利CN105220138A公开了一种耐候钢表面锈层稳定化处理剂，其中的氯离子抑制剂的成本较高，络合剂为有机溶剂，并未考虑Cl^-具有的高渗透性和侵蚀性可促使钢基体表面氧化铁皮溶解，Cu/P对表明稳定锈层的影响也未考虑，且并未考虑腐蚀速率高于1.30mm/a的周期浸润试验后试样表面状态，只考虑了腐蚀速率低于1.00mm/a的周期浸润试验后试样表面状态。

中国专利CN103173754A公开了耐候钢表面锈层稳定化处理剂及其制备方法，经720小时周浸试验，其腐蚀率基本达到了稳定，而裸钢经1486小时周浸试验后的腐蚀率尚未达到稳定。显然周浸试验的时间较长，腐蚀率达到稳定的时间较长。