DOC《...环保部、商务部、质检总局认证为国家重点新产品,该产品...》

摘要:专利技术JZ・CXFX-N转锈金刚被国家科技部、环保部、商务部、质检总局认证为国家重点新产品,该产品以转锈除锈为主、兼具优良长效防锈性能的水性功能涂剂,主要用作建筑钢结构油漆前除锈处理,可以象油漆施工一样,直接将其涂刷在生锈的钢铁构件表面,常温下即可将铁锈转化、形成紧密的灰黑色防锈膜层,作为底层与油漆配合,油漆内在质量得以提升,防锈能力显著提高,适用于工厂及户外施工,本文研究了转锈金刚的使用性能等因素,以及施工经验与方法、施工成本等.

0、引言 钢铁是热力学性质不稳定的最常用结构材料,暴露在大气中必然发生腐蚀、转化成疏松的铁锈.1999~2001年发布的中国腐蚀调查报告指出,我国每年为腐蚀支付的直接费用据不完全统计,已达人民币2000亿以上.如果考虑间接损失,花费在腐蚀方面费用的总和估计可达5000亿元,约占国民经济总值的5%.其它发达国家多年的统计数字也在3~5%之间,世界上每年因腐蚀而损失的钢铁材料占总产量的五分之一.腐蚀对现代工业造成严重破坏,实现腐蚀控制是使国民经济基础设施和各种钢构建筑、钢铁设备处于良好运行状态、达到长效防腐的重要保障. 钢结构建筑使用过程中的两大技术关键:一是防锈,二是防火.这需要通过涂装(油漆)工艺来解决,而油漆涂装前除锈属于钢结构建筑施工的隐蔽工程,彻底除锈是提高油漆内在质量的重要保证.目前,钢构建筑行业内,涂装前除锈的通行方法主要是机械抛丸和喷沙、手工电动打磨等传统方法,如果在钢铁表面留有余锈,锈核就可使钢铁底材继续生锈,即使除锈非常干净,新金属表面积加大,吸收水量增多,受环境腐蚀介质影响就大,造成锈蚀的可能性就大.在这种情况下,即使使用防锈涂料,三个月到半年就出现漆膜开裂脱落,漆膜锈迹斑斑,达不到预期的防锈效果.因此,用涂料防腐防锈,关键是使金属表面上不再存在继续生锈的条件. 目前国内外金属防腐蚀涂料的开发与研究主要集中在防腐蚀方面,有关研究成果与推向市场的产品较多,而油漆涂装前彻底除锈是提高产品内在质量的关键之一,有关以转锈除锈为主,同时兼具防锈作用的功能涂料却未见报导,我们研制开发的JZ・CXFX-N转锈金刚正是针对除锈与防锈而设计的一种水性功能涂料,符合当今技术的发展趋向,经一年多的实际应用,可成为钢结构建筑施工中除锈的又一选择,能增强油漆的防锈能力,显著提高油漆的内在质量,具有除锈彻底、施工简单、经济高效、无环境污染的特点.

1、钢铁的腐蚀机理 钢铁是热力学性质不稳定的材料,成品钢材经200?C―300 ?C高温退火后,在表面形成相对稳定的蓝色 Fe3O4 膜层,曝露在空气中,经由化学与电化学腐蚀,从里到外逐渐形成 :FeOqnH2O、 Fe2O3qnH2O、 Fe3O4qnH2O三层铁锈结构,也可视作铁在氧化还原作用下,回归原始矿石的过程,因此铁锈和天然铁矿石一样是由不同晶形(α、β、γ、δ)的FeOOH、Fe3O4和一些非晶形物质组成,从结构上看,锈层是一个疏松多孔的含水固体,从化学组成上看,是较稳定的铁化合物如Fe3O

4、Fe2O

3、α-FeOOH及较活泼的铁化合物如γ-FeOOH、Fe(OH)

2、Fe(OH)

3、的混合体,新生锈主要是γ-FeOOH,老锈主要是Fe3O4. 钢铁的腐蚀过程为: O2 重排)α―FeOOH ?Fe → FeO→ Fe(OH)2? → Fe(OH)3 →γ-FeOOH ?→ [Fe(OH)2] ・Fe3O4 →(脱水)Fe2O3 由于铁锈疏松多孔,在锈层中往往含有大量的水分,导致金属继续腐蚀,钢铁表面的初生锈和钢铁底材附着较牢,随着锈蚀的进行,原来的初生锈逐渐老化并被挤到锈层表面,所以钢铁外表铁锈又可分为两层,外层是松锈(浮锈),它和钢铁附着不牢;

内层是牢锈,它和钢铁底材附着牢固.

2、JZ・CXFX-N转锈防锈技术原理 将转锈金刚象涂料一样直接涂刷在带有三氧化二铁(Fe2O3红色铁锈)、四氧化三铁(Fe3O4蓝色氧化皮)钢构件表面,通过化学转化反应,利用钝化、缓蚀机理,常温下0.5―1小时后铁锈及氧化皮即被自然转化、形成紧密的灰黑色防锈膜层,22小时后转化完全,达至金属基底形成键合力,因此,该膜层与基底金属结合力好,并可与各类油漆(膏灰)配套. 该防锈膜层在-20°C~600°C范围性质稳定,兼具一定的防火性能,单一膜层室内防锈可达一年之久.钢结构材料经此转锈防锈处理后,油漆内在质量得以提升,防锈能力显著提高.

3、JZ・CXFX-N转锈防锈应用研究 JZ・CXFX-N转锈金刚以除锈为主,兼具优良的长效防锈性能,主要用作油漆前除锈处理,作为一种新的除锈技术,转锈金刚已获得国家发明专利(专利号200710050532.6),我们从实际使用的角度出发,研究考察了以下几个方面的因素. 3.

1、JZ・CXFX-N性能指标测试 经国家质检总局中国测试技术研究院检测,转锈金刚的技术指标如下: 3.1.1产品技术指标 产品外观 无色或淡黄色透明稠状液体 溶剂特性 水溶性 密度(20°C) 1.32775g/cm3 粘度(20°C) 12.60s 除锈能力 2h后铁锈完全转化为灰黑色,无可见污垢、氧化皮、铁锈等附着物. 环境特性 无毒无味 消耗参考 35-40平方米/公斤 3.1.

2、膜层技术参数 膜层外观 亮黑灰色(GB8607―86) 表干(h 室温)

1 实干(h 室温)

22 耐打磨性 易打磨、不粘砂(GB/T1770―1979) 柔韧性 1mm(GB1732―79) 冲击强度(kg.cm) 50(GB1732―79) 附着力(级) 1(GB1732―79) 3.

2、转锈能力 与传统的除锈方式不同,机械抛丸、喷沙是通过力学作用将铁锈打磨掉,而JZ・CXFX-N转锈金刚是通过化学作用将铁锈转化为含铁的高分子聚合物,形成长效紧密的防锈膜层牢固地附着在钢铁表面,参考GB8923―88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准判断:铁锈完全转化形成灰、黑色膜,表面无可见污垢、氧化皮、铁锈等附着物,与传统除锈方法的Sa2.5级、St3级相当. 厚度在100um(0.1mm)左右的铁锈(已超过GB8923―88标准D级锈蚀程度),可被彻底转化除净,Fe3O4蓝色氧化皮被转化为灰色膜、Fe2O3红色铁锈被转化为黑色膜,该膜层在室内空气湿度60%以上的环境也能防锈达一年以上的时间,与油漆、放火涂料配套可以显著提高涂装的内在质量和防腐蚀长效性. 该图左边为锈蚀状态,右边为刷涂JZ・CXFX-N转锈金刚后形成的防锈膜层 该图左边为未处理的锈蚀状态,右边为刷涂JZ・CXFX-N转锈金刚后再涂防火涂料的状态 该图为喷涂JZ・CXFX-N转锈金刚后的钢材表面状态 3.

3、对基体金属无影响 由于JZ・CXFX-N转锈金刚是通过化学作用达到除锈、防锈的目的,因此,需要研究考察其在除锈过程中是否与基体金属发生作用、是否对钢铁的机械力学性能造成不良影响. 3.3.

1、重量法考察 取1cm*1cm碳钢片,酸洗除净铁锈及污垢后,干燥称重,然后在JZ・CXFX-N转锈金刚中浸泡24小时,取出用离子水洗净,干燥称重.实验结果,........