專利名稱：一種鐵銹轉(zhuǎn)化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除銹劑，特別是一種鐵銹轉(zhuǎn)化劑。
背景技術(shù)：
在金屬防護(hù)涂層涂覆之前，表面處理是非常重要的環(huán)節(jié)，如果能省去涂敷前的預(yù)處理工作，開發(fā)新型的帶銹涂料來(lái)穩(wěn)定轉(zhuǎn)化已銹蝕的鋼鐵表面，這將會(huì)是一種經(jīng)濟(jì)、方便、 環(huán)保的表面處理技術(shù)。1982年前蘇聯(lián)克羅勒爾使用鐵銹轉(zhuǎn)化劑主要成分為磷酸及亞鐵氰化鉀，制作過(guò)程如下將亞鐵氰化鉀K4(Fe(CN)6) · SH2O磨碎，然后一點(diǎn)一點(diǎn)地與濃度為 75-80%磷酸混合，并將混合料存放M小時(shí)。在混合料配制過(guò)程中會(huì)發(fā)生形成亞鐵氰氫酸的反應(yīng)。混合料涂到生銹表面上之后，氫氧化鐵就與鐵氰化鉀、磷酸及亞鐵氰氫酸起反應(yīng)， 產(chǎn)生亞鐵氰化鐵普魯士藍(lán)，除上述過(guò)程外，還在除去鐵銹的表面上發(fā)生形成鈍化膜的反應(yīng)過(guò)程。但直接使用效果很差，一般只能用于噴砂后對(duì)局部未除盡的殘銹作輔助處理。羅馬尼亞專利，1000L (45% H3PO4) ,30L (32% HCl) ,42Kg (48% ZnCl2)，30KgMnCl2，IOKgNaNO30 該鐵銹轉(zhuǎn)化劑使用了一種強(qiáng)酸-HCl，在鐵銹轉(zhuǎn)化過(guò)程中，鹽酸必定會(huì)對(duì)金屬基體造成比較嚴(yán)重的破壞，同時(shí)，配方中大量存在的Cl—會(huì)造成金屬基體的點(diǎn)蝕；波蘭專利，9%單寧酸，6%磺化苯酚樹脂，4% H3PO4,15%乙醇，20%丙酮，1 %烏洛托品，2. 5%三乙醇胺，3. 5%鈉鹽，38% 水。該配方主要依靠單寧酸與磷酸對(duì)鐵銹進(jìn)行成膜轉(zhuǎn)化，單寧酸與磷酸濃度很低，可以減少氫氣的生成，避免形成的轉(zhuǎn)化膜存在空洞，但是只能對(duì)少量的鐵銹進(jìn)行轉(zhuǎn)化；2000年武漢交通科技大學(xué)研究了一種名為W-PT水溶性防銹涂料，該涂料的主要成分如下30%磷酸， 3%丹寧酸，10%有機(jī)成膜物，7%防銹顏料，10%體質(zhì)顏料，30%水，10%穩(wěn)定劑。該轉(zhuǎn)化劑配方滲透性差，無(wú)法對(duì)里層的鐵銹進(jìn)行轉(zhuǎn)化。目前的技術(shù)仍然存在缺陷，在實(shí)際中使用效率不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵銹轉(zhuǎn)化劑。本發(fā)明要解決的現(xiàn)有轉(zhuǎn)化劑性能不穩(wěn)定，除銹效果差。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該鐵銹轉(zhuǎn)化劑由前處理液與后處理液構(gòu)成，前處理液由以下重量比原料制成19-22%金屬鐵粉，9-11 %烏洛托品，9-11 % 甘油，58-61 %水；后處理液由以下重量比原料制成45. 5-47. 5 %多聚磷酸，37-40 %水， 2. 5-3. 5%碳酸錳，8-10%醋酸，4-5%單寧酸。優(yōu)選為前處理液與后處理液構(gòu)成的最佳配方，前處理液由以下重量比原料制成20%金屬鐵粉，10%烏洛托品，10%甘油，60%水；后處理液由以下重量比原料制成 45. 5%多聚磷酸，37%水，3. 5%碳酸錳，9%醋酸，5%單寧酸。本鐵銹轉(zhuǎn)化劑的制備方法包括以下步驟前處理液步驟配置a)、按比例取水；
b)、按比例將烏洛托品放入水中，攪拌1-2分鐘，使其徹底溶解；c)、按比例加入甘油，攪拌1-2分鐘；d)、按比例加入純鐵粉，攪拌1-2分鐘；后處理液體步驟配置a)、按比例取多聚磷酸；b)、按比例加入水，攪拌2-3分鐘；c)、按比例加入醋酸，攪拌1-2分鐘；d)、按比例取碳酸錳，然后一邊攪拌，一邊分3-4次加入，這時(shí)候會(huì)放出氣泡，每次加入需等到上次反應(yīng)結(jié)束沒(méi)氣泡產(chǎn)生；e)、按比例加入單寧酸，攪拌2-3分鐘。使用方法為先在帶銹鋼鐵表面刷上較薄的一層前處理液，1小時(shí)后再在上面噴上后處理液，放置M小時(shí)即可得到完整的鐵銹轉(zhuǎn)化膜。其中多聚磷酸為主體成分，與鐵銹或金屬鐵反應(yīng)轉(zhuǎn)化為磷酸亞鐵或磷酸鐵膜；單寧酸協(xié)同多聚磷酸與鐵銹發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化速率及轉(zhuǎn)化膜的致密度；醋酸作為催化劑，對(duì)鐵銹有溶解作用，同時(shí)還可以與鐵銹中的鐵離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使鐵離子游離出來(lái)， 便于轉(zhuǎn)化劑與之發(fā)生反應(yīng)；錳離子可以與磷酸發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成磷酸錳或磷酸鐵錳，使轉(zhuǎn)化膜更為完整；金屬鐵粉可以與鐵銹中的三價(jià)鐵反應(yīng)，生成耐蝕的磁鐵礦通過(guò)磁力吸附在金屬基體上，同時(shí)由于鐵粉比基體的金屬鐵活性高，多余的多聚磷酸將優(yōu)先與鐵粉反應(yīng)，避免金屬基體遭到磷酸的破壞，特別是金屬表面鐵銹不完整時(shí)，多聚磷酸可以與鐵粉發(fā)生反應(yīng)生成磷化膜；烏洛托品作為緩蝕劑，在鐵銹與多聚磷酸發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程中，可以減緩多聚磷酸對(duì)金屬基體的破壞，同時(shí)剩余的烏洛托品會(huì)存在于轉(zhuǎn)化膜中，持續(xù)發(fā)生緩蝕性能；甘油作為滲透劑，有助于轉(zhuǎn)化劑向深層銹層滲透，使轉(zhuǎn)化劑可以用于較厚銹層的轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化膜緩蝕性能對(duì)比研究通過(guò)電化學(xué)方法分別研究了使用鐵銹轉(zhuǎn)化劑前后帶銹電極的極化行為及交流阻抗行為。交流阻抗及極化曲線均采用經(jīng)典的三電極體系在IM6e電化學(xué)工作站上完成，其中以飽和甘汞電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極，帶銹碳鋼電極或使用鐵銹轉(zhuǎn)化劑處理后的帶銹碳鋼電極為工作電極。動(dòng)電位掃描電位區(qū)間為_200mV +250mV2，掃描速率為0. 5mV/
So表為碳鋼電極在3%氯化鈉溶液中于不同溫度下的參數(shù)表，其中Ecorr為開路電位，ba、bc分別為陽(yáng)極與陰極塔菲爾斜率，Icorr為腐蝕電流密度，ν為腐蝕速率，η為緩蝕率。溫度電極表EcorrbabeIcorrVη(0C)面狀態(tài)(mV)(mV)(mV)(mA/cm2)(mm/a)(%)20銹層-621108620.01510.325-轉(zhuǎn)化膜-750453380.00260.05682.830銹層-695106630.01740.375-轉(zhuǎn)化膜-75072870.00440.09574.740銹層-71290700.02060.444-轉(zhuǎn)化膜-75088710.00560.12072.950銹層-71974840.02380.513-轉(zhuǎn)化膜-75567960.00680.14871.260銹層-75075830.02790.601-轉(zhuǎn)化膜-757611120.00980.21164.9從對(duì)比結(jié)果得知，相比銹層情況，當(dāng)有轉(zhuǎn)化膜存在時(shí)電極電位普遍降低，這表明轉(zhuǎn)化膜主要是抑制了電極的陰極過(guò)程，同時(shí)由于轉(zhuǎn)化膜中存在的鋅粉，也會(huì)導(dǎo)致電極電位下降。在不同溫度條件下，轉(zhuǎn)化膜的存在都對(duì)基體的腐蝕起到了良好的抑制作用，從陰極塔菲爾斜率be的變化可以得知，在不同溫度下電極表面有鐵銹轉(zhuǎn)化膜存在時(shí)be值均大于銹層存在時(shí)的be值，該結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)鐵銹轉(zhuǎn)化膜主要抑制了金屬腐蝕反應(yīng)的陰極過(guò)程。轉(zhuǎn)化膜存在時(shí)的表觀陽(yáng)極塔菲爾斜率要小于銹層存在時(shí)的表觀塔菲爾斜率，這是由于有銹層存在時(shí)，陽(yáng)極溶解速率較高，陽(yáng)極受到擴(kuò)散控制，因而表觀塔菲爾斜率較高，當(dāng)有轉(zhuǎn)化膜存在時(shí)，陽(yáng)極溶解速率顯著下降，陽(yáng)極受電化學(xué)控制，塔菲爾斜率下降。此表為本發(fā)明實(shí)際運(yùn)用對(duì)比試驗(yàn)表(12個(gè)月)
較情況使用對(duì)涂有本發(fā)明的部分原本涂層漆無(wú)涂層對(duì)比鋼鐵樣本魯家侍大橋扶手無(wú)明顯銹斑零星銹斑嚴(yán)重銹蝕細(xì)浪號(hào)采砂船甲板無(wú)明顯銹斑比較多誘斑嚴(yán)重銹蝕屋外鐵窗無(wú)明顯銹斑比較多銹斑嚴(yán)重誘蝕重型貨運(yùn)卡車無(wú)明顯銹斑比較多銹斑誘蝕較嚴(yán)重推廣運(yùn)用案例2009年10月，舟山市朱家尖跨海大橋，整體橋面扶手全部涂上，性能穩(wěn)定良好。2010年1月，舟山市連島大橋分段鋼板路面全部涂上本轉(zhuǎn)化劑，至今未生銹。
使用該鐵銹轉(zhuǎn)化劑得到的鐵銹轉(zhuǎn)化膜，可以有效地抑制金屬的陰極反應(yīng)過(guò)程，從而抑制鋼鐵的腐蝕，不但效果明顯而且價(jià)格便宜，完全符合現(xiàn)代工業(yè)的需要，并與之相兼容，它的運(yùn)用可以大大提高鋼鐵的使用壽命。
具體實(shí)施例實(shí)施例1確定前處理液與后處理液組成比例，其中前處理液為20克金屬鐵粉，10克烏洛托品，10克甘油，60克水；后處理液為45. 5克多聚磷酸，37克水，3. 5克碳酸錳，9克醋酸， 5克單寧酸。配置步驟前處理液，配置100克，按以下步驟1，燒杯中加入自來(lái)水60克；2，加入烏洛托品10克，攪拌1分鐘；3，加入甘油10克，攪拌1分鐘；4，加入純鐵20克，攪拌1分鐘。后處理液，配置100克，按以下步驟1，燒杯中加入多聚磷酸45. 5克；2，加自來(lái)水37克，攪拌3分鐘，會(huì)發(fā)熱；3，加入醋酸9克，攪拌1分鐘；4，在攪拌機(jī)上一邊攪拌，一邊分4次加入3. 5克碳酸錳，這時(shí)候會(huì)放熱，放出氣泡， 每次加入需等到上次反應(yīng)結(jié)束沒(méi)氣泡產(chǎn)生，用時(shí)3分鐘最終形成半透明紫紅色液體；5，攪拌機(jī)上一邊攪拌一邊分3次加入單寧酸共5克，用時(shí)3分鐘，充分反應(yīng)后形成土黃色液體。使用方法為先在帶銹鋼鐵表面刷上較薄的一層前處理液，1小時(shí)后再在上面噴上后處理液，放置M小時(shí)即可得到完整的鐵銹轉(zhuǎn)化膜。實(shí)施例2確定前處理液與后處理液組成比例，其中前處理液為21克金屬鐵粉，9克烏洛托品，11克甘油，59克水；后處理液為46克多聚磷酸，38克水，3. 5克碳酸錳，8克醋酸，4. 5 克單寧酸。配置步驟前處理液，配置100克，按以下步驟5，燒杯中加入自來(lái)水59克；6，加入烏洛托品9克，攪拌1分鐘；7，加入甘油11克，攪拌1分鐘；8，加入純鐵21克，攪拌1分鐘。后處理液，配置100克，按以下步驟5，燒杯中加入多聚磷酸46克；6，加自來(lái)水38克，攪拌3分鐘，會(huì)發(fā)熱；7，加入醋酸8克，攪拌1分鐘；
8，在攪拌機(jī)上一邊攪拌，一邊分4次加入3. 5克碳酸錳，這時(shí)候會(huì)放熱，放出氣泡， 每次加入需等到上次反應(yīng)結(jié)束沒(méi)氣泡產(chǎn)生，用時(shí)3分鐘最終形成半透明紫紅色液體；5，攪拌機(jī)上一邊攪拌一邊分3次加入單寧酸共4. 5克，用時(shí)3分鐘，充分反應(yīng)形成土黃色液體。使用方法為先在帶銹鋼鐵表面刷上較薄的一層前處理液，1小時(shí)后再在上面噴上后處理液，放置M小時(shí)即可得到完整的鐵銹轉(zhuǎn)化膜。
權(quán)利要求
1.一種鐵銹轉(zhuǎn)化劑，其特征在于由前處理液與后處理液組成，前處理液由以下重量比原料制成19-22%金屬鐵粉，9-11%烏洛托品，9-11%甘油，58-61%水；后處理液由以下重量比原料制成45. 5-47. 5%多聚磷酸，37-40%水，2. 5-3. 5 %碳酸錳，8-10 %醋酸， 4-5%單寧酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵銹轉(zhuǎn)化劑，其特征在于由前處理液與后處理液組成， 前處理液由以下重量比原料制成20%金屬鐵粉，10%烏洛托品，10%甘油，60%水；后處理液由以下重量比原料制成45. 5%多聚磷酸，37%水，3. 5%碳酸錳，9%醋酸，5%單寧酸。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述的鐵銹轉(zhuǎn)化劑的方法，其特征在于包括以下步驟前處理液步驟配置a)、按比例取水；b)、按比例將烏洛托品放入水中，攪拌1-2分鐘，使其徹底溶解；c)、按比例加入甘油，攪拌1-2分鐘；d)、按比例加入純鐵粉，攪拌1-2分鐘；后處理液步驟配置a)、按比例取多聚磷酸；b)、按比例加入水，攪拌2-3分鐘；c)、按比例加入醋酸，攪拌1-2分鐘；d)、按比例取碳酸錳，然后一邊攪拌，一邊分3-4次加入碳酸錳，這時(shí)候會(huì)放出氣泡，每次加入需等到上次反應(yīng)結(jié)束沒(méi)氣泡產(chǎn)生；e)、按比例加入單寧酸，攪拌2-3分鐘。
全文摘要
一種鐵銹轉(zhuǎn)化劑由前處理液與后處理液組成，前處理液由以下重量比原料制成19-22％金屬鐵粉，9-11％烏洛托品，9-11％甘油，58-61％水；后處理液由以下重量比原料制成45.5-47.5％多聚磷酸，37-40％水，2.5-3.5％碳酸錳，8-10％醋酸，4-5％單寧酸；制備方法包括以下步驟前處理液步驟配置按比例取水，按比例將烏洛托品放入水中，按比例加入甘油，按比例加入純鐵粉；后處理液體步驟配置按比例加入多聚磷酸，按比例加入水，按比例加入醋酸，按比例加入碳酸錳，按比例加入單寧酸，攪拌2-3分鐘。使用方法為先在帶銹鋼鐵表面刷上較薄的一層前處理液，1小時(shí)后再在上面噴上后處理液，放置24小時(shí)即可得到完整的鐵銹轉(zhuǎn)化膜，使用方便，防銹期長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C23C22/05GK102191492SQ201010150039
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者王維, 范細(xì)秋, 趙曉棟 申請(qǐng)人:浙江海洋學(xué)院, 范細(xì)秋