鋼鐵材料具有易腐蝕的缺點(diǎn)，常用的防腐手段為涂層法，在涂覆前需要對(duì)金屬表面進(jìn)行除銹，且除 銹等級(jí)通常至少要達(dá)到 Sa2.5 。傳統(tǒng)的除銹方法有機(jī)械除銹、酸洗除銹、噴砂除銹等，具有成本高、 工作強(qiáng)度大、造成環(huán)境污染等缺點(diǎn)，所以帶銹涂裝成為目前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn) 

1. 1 主要材料

苯丙乳液(工業(yè)級(jí))，青島大洋海得建材有限公司；改性苯丙乳液(工業(yè)級(jí))，樂(lè)揚(yáng)化工有限公司；有 機(jī)胺類緩蝕劑(工業(yè)級(jí))，廣州富飛化工科技有限公司；單寧酸(分析純)、成膜助劑(工業(yè)級(jí))，天津市風(fēng) 船化學(xué)試劑科技有限公司；異丙醇(分析純)、無(wú)水乙醇(分析純)，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；丙酮(分 析純)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氯化鈉(分析純)，天津市江天化工技術(shù)有限公司；松香(分析純)， 上海麥克林生化科技有限公司；石蠟(工業(yè)級(jí))，中國(guó)石油天然氣股份有限公司；帶銹涂料 A，上海珈倪 裝飾材料有限公司；帶銹涂料 B，譽(yù)鶴家具有限公司；滲透劑，天津中和盛泰化工有限公司；蒸餾水， 自制。 使用 80 mm × 40 mm × 3 mm 的 Q235 碳鋼板(鈺軒金屬材料公司提供)，其化學(xué)成分為：C 0.130%， Si 0.020%，Mn 0.380%，P 0.014%，S 0.031%，F(xiàn)e 余量。銹蝕鋼板的制作方法如下：先對(duì)鋼板進(jìn)行預(yù)處 理，去除表面保護(hù)層及油污等雜質(zhì)；然后將鋼板放置在恒溫潮濕環(huán)境中，使其快速均勻地生銹，當(dāng)腐蝕 程度到達(dá) C 等級(jí)以上時(shí)除去表面浮銹，然后用蒸餾水、酒精、丙酮依次清洗，去除表面雜質(zhì)，以確保鋼 片表面清潔；放入烘箱中干燥后放入干燥器中保存待用。

1. 2 儀器設(shè)備

JT302N 型電子天平，上海精天電子儀器有限公司；FA2104N 精密電子天平，上海民橋精密科學(xué)儀 器有限公司；79-1 磁力加熱攪拌器，金壇市大地自動(dòng)化儀器廠；YW 型氣流式鹽霧試驗(yàn)箱，天津市天宇 實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；DHG-9920 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；NDJ-49 型旋轉(zhuǎn) 黏度計(jì)，上海平軒科學(xué)儀器有限公司；CHI660D 電化學(xué)綜合測(cè)試系統(tǒng)，上海辰華儀器有限公司；CMI153 膜厚儀，上海貝增電子設(shè)備有限公司；PHS-3C 型 pH 計(jì)，杭州奧利龍儀器有限公司；LabX XRD-6100 型 X 射線衍射儀(XRD)，日本島津；SU1510 型掃描電鏡，日本日立。

1. 3 水性銹轉(zhuǎn)化涂層的制備

1. 3. 1 涂料的制備

取苯丙乳液和改性苯丙乳液按質(zhì)量比 7∶2 混合，1 200 r/min 攪拌 20 min 使其充分混合，然后取 65 g 混合乳液加入成膜助劑，得組分 A。取 23 g 蒸餾水，加入一定量的有機(jī)酸(單寧酸、焦性沒(méi)食子酸等)， 攪拌至完全溶解后再加入 0.6 g 緩蝕劑和 2 g 滲透劑，攪拌至完全溶解，得組分 B。將組分 B 滴加到組分 A 中，1 400 r/min 攪拌 20 min 后就得到水性銹轉(zhuǎn)化涂料。

1. 3. 2 涂裝

將自制水性銹轉(zhuǎn)化涂料涂覆在預(yù)處理后均勻生銹的 Q235 帶銹板上，在室溫(25 °C 左右)下干 燥 20 min，形成一層致密的黑色保護(hù)膜。

1. 4 測(cè)試與表征

中性鹽霧試驗(yàn)參照 GB/T 10125–2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》進(jìn)行。試驗(yàn)箱內(nèi)，以 5% NaCl 溶液噴霧，溫度25 °C，pH在6.5 ~ 7.2之間，密度為1.03 ~ 1.04 g/L。設(shè)定中性鹽霧試驗(yàn)箱溫度為(35 ± 1) °C， 相對(duì)濕度為(96 ± 2)%。涂覆了 30 μm 厚銹轉(zhuǎn)化涂層的帶銹 Q235 鋼板在鹽霧箱中被測(cè)面積與垂直方向成 15° ~ 30°夾角。連續(xù)噴霧 8 h 為一個(gè)噴鹽霧周期，恒溫恒濕環(huán)境下保溫 16 h。

2 結(jié)果與討論

鐵銹一般是鐵的氧化物和水分的混合物，比較疏松和分散，對(duì)鋼體結(jié)構(gòu)起不到保護(hù)作用，并且便于 腐蝕介質(zhì)進(jìn)入。本文所制銹轉(zhuǎn)化涂料是將有機(jī)酸滲透到銹層內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成單寧酸鐵和焦性沒(méi) 食子酸鐵網(wǎng)狀配合物，附著于金屬表面形成保護(hù)膜。由圖 1 可見(jiàn)，在鐵銹中，2θ 在 14°、27°、36°和 46°的吸收峰較強(qiáng)，它們主要屬于 Fe2O3；轉(zhuǎn)銹處理 后，峰位強(qiáng)度明顯降低或消失，說(shuō)明鐵銹已與銹轉(zhuǎn)化劑反應(yīng)。單寧酸鐵和焦性沒(méi)食子酸鐵可能以非晶態(tài) 存在，因此在 XRD 譜圖中不能呈現(xiàn)。

3 結(jié)論 

研究的水性銹轉(zhuǎn)化涂料具有良好的滲透作用，轉(zhuǎn)銹完成后可形成致密的保護(hù)漆膜，可耐中性鹽 霧試驗(yàn) 4 個(gè)周期，耐 5%鹽水浸泡 7 d，且有較好的耐酸性，在 pH 為 2 的 3.5% NaCl 溶液中仍具有防護(hù) 能力。與 2 款市售轉(zhuǎn)銹涂料相比，自制的轉(zhuǎn)銹涂料能獲得更平整的漆膜，防腐效果略好。

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