一种水基防锈剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水基防锈剂及其制备方法和应用。本发明所述的水基防锈剂包括30～50g/L的明胶，3～5g/L的明矾，20～30g/L的十二烷基磺酸钠，20～30g/L的水溶性硅油，余量为水。本发明还公开了所述水基防锈剂的制备方法及其在热压带肋钢筋防锈中的应用。本发明所述的防锈剂使用方便、防锈效果佳且成本低廉，在露天环境下，经风吹、雨淋、日晒，可保持2～3月不会产生锈蚀，也不影响钢筋的力学机械性能和焊接性能，从根本上解决了现有热轧带肋钢筋锈蚀严重，从而影响钢筋混凝土构件承载力和耐久性等问题。
【专利说明】一种水基防锈剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢材表面处理技术【技术领域】，具体涉及一种能延缓热轧带肋钢筋在大 气环境下锈蚀的环保型高温水基防锈剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 热轧带肋钢筋作为建筑用钢材，其消费量一直占据着我国钢材生产的较大比重， 在国民经济中起到至关重要的作用。近年来，为了生产低成本高强度钢筋，各大钢铁企业采 用的主要方法是终轧后穿水冷却工艺。该工艺能在一定程度上改善组织，提高钢筋的机械 性能，但该工艺存在着一个很大的缺点，即穿水冷却的热轧带肋钢筋在储存和运输过程中 很容易生锈，即使在室内环境下通常5?6天左右即出现锈蚀，如在雨天，数小时即可出现 红色锈斑，这严重影响了热轧带肋钢筋的表面质量，而且锈迹会造成热轧带肋钢筋表面与 混凝土握裹强度降低，严重影响建筑质量，钢筋的锈蚀成为了影响建筑物持久性的主要因 素。
[0003] 目前市场上主要的处理方法是对热轧带肋钢筋表面做防锈处理，即在常温下对螺 纹钢进行表面处理。常温防锈剂主要是在常温下对成品钢材进行处理，要对钢筋进行清洗、 除油、浸泡、钝化、干燥等步骤，处理过程往往需要数小时甚至一天，不能完全满足各种情况 下的材料表面防锈要求，仍有许多场合需要用高温防锈工艺来达到防腐蚀的目的，即直接 对高温钢材表面进行处理，提高钢筋的常温耐腐蚀性能。目前，高温防锈难度较大，因此，还 没有行之有效的高温防锈方法。
[0004] 为此，研制开发一种在热轧带肋钢筋生产线上在线即能完成防锈处理的高温水基 防锈剂及其制备方法和应用。
【发明内容】
[0005] 本发明第一目的在于提供一种环保型高温水基防锈剂；第二目的在于提供一种所 述水基防锈剂的制备方法；第三目的在于提供一种所述水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中 的应用。
[0006] 本发明第一目的这样实现的，所述的水基防锈剂包括30?50g/L的明胶，3?5g/ L的明矾，20?30g/L的十二烷基磺酸钠，20?30g/L的水溶性硅油，余量为水。
[0007] 本发明第二目的这样实现的，所述的水基防锈剂的制备方法包括如下具体步骤： (1) 确定各组分用量； (2) 明胶加入水中充分搅拌直至溶解完全，明胶与水的料液质量体积比（g:L)为1 :8? 15 ;明矾加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比（g :L)为1 :20?40 ;十二烷基 磺酸钠加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比（g :L)为1 :6?15 ; (3) 将以上3种溶液与水溶性硅油混合均匀； (4) 加水定容，即得所述的水基防锈剂。
[0008] 本发明第三目的这样实现的，所述的水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用。
[0009] 本发明与现有技术相比具有下列优点和效果： (1) 所提供的水基防锈剂由无毒无味的化学试剂配制而成，以水为溶剂，属环保型产 品，不仅安全环保，而且成本低廉，处理费用不超过10元/吨钢，具有良好的经济性； (2) 所提供的水基防锈剂的防锈效果好，能较大程度地延缓了热轧带肋钢筋在大气环 境下表面锈蚀的现象，在露天环境下，经风吹、雨淋、日晒，可保持2?3月不会产生锈蚀。从 根本上解决了现有热轧带肋钢筋因穿水冷却锈蚀严重，从而影响钢筋混凝土构件承载力和 耐久性等力学性能问题； (3) 所提供的制备方法，工艺简单，便于操作； (4) 所提供的水基防锈剂的使用方法简便，耗时极少，可在轧钢生产线上在线完成对热 轧带肋钢筋的防锈处理，并充分利用钢筋余热实现自行干燥，从而在钢筋表面形成一层外 观光亮的防锈膜，不仅使得钢筋表面美观，而且不会影响钢筋的力学机械性能和焊接性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为热轧带肋钢筋防锈处理试验图（2个月）； 图中：热轧带肋钢筋的两端分别进行了水基防锈剂防锈处理和未经防锈处理(对照)， 处理后在室外露天环境放置2个月。
[0011] 图2为热轧带肋钢筋防锈处理试验图（3个月）； 图中：热轧带肋钢筋的两端分别进行了水基防锈剂防锈处理和未经防锈处理(对照)， 处理后在室外露天环境放置3个月。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于 本发明教导所作的任何变换，均落入本发明保护范围。
[0013] 本发明所述的水基防锈剂，包括30?50g/L的明胶，3?5g/L的明矾，20?30g/ L的十二烷基磺酸钠，20?30g/L的水溶性硅油，余量为水。
[0014] 作为本发明技术方案的一种优选，所述的水基防锈剂包括50 g/L的明胶，5g/L的 明矾，30g/L的十二烷基磺酸钠，30g/L的水溶性硅油，1000余量为水。
[0015] 本发明所述的水基防锈剂的制备方法，包括如下具体步骤： (1) 确定各组分用量； (2) 明胶加入水中充分搅拌直至溶解完全，明胶与水的料液质量体积比（g:L)为1 :8? 15 ;明矾加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比（g :L)为1 :20?40 ;十二烷基 磺酸钠加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比（g :L)为1 :6?15 ; (3) 将以上3种溶液与水溶性硅油混合均匀； (4) 加水定容，即得所述的水基防锈剂。
[0016] 明胶在常温常压下很难溶于水，本技术方案采用的溶解方法为先在室温下将明胶 浸泡10?30min，再在65~70°C恒温水浴中，充分搅拌至完全溶解。另外，也可采用高压溶 解或者微波溶解等常用手段。
[0017] 明矾选用粉末状为佳，若是块状明矾，宜粉碎成小块或粉末后再行溶解，以加快溶 解速率，可在常温下溶解，也可加热助溶，以增大溶解度和加快溶解速率。
[0018] 十二烷基磺酸钠一般在常温下溶解即可，但有些十二烷基磺酸钠产品由于品质的 问题，在常温下溶解很慢，可在65~70°c恒温水浴中溶解，以增大溶解度和加快溶解速率。
[0019] 水溶性硅油为液体，直接加入混合即可。
[0020] 作为本技术方案的一种优选，明胶加入水中充分搅拌直至溶解完全，明胶与水的 料液质量体积比（g :L)为1 :10 ;明矾加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比 (g :L)为1 :30 ;十二烷基磺酸钠加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比为（g : L) 1 :10。
[0021] 本发明所述的水基防锈剂的在热压带肋钢筋防锈中的应用，具体为在运行中的热 轧带肋钢筋的轧制线上，一般在精整定尺剪后输送轮道部位用所述的水基防锈剂喷淋或浸 没表面温度为200?350°C的热轧带肋钢筋，钢筋表面被水基防锈剂完全覆盖，钢筋余热使 得水基防锈剂迅速干燥，在钢筋表面形成光亮的防锈膜。所述水基防锈剂的喷淋或浸没时 间为1?30s。
[0022] 作为本发明技术方案的一种优选，所述的喷淋或浸没时间为5?10s。
[0023] 实施例1 水基防锈剂配方为：30g/L明胶，3g/L明矾，20g/L十二烷基磺酸钠，20g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0024] 先将30g明胶在室温条件下浸泡lOmin，加入250mL水中，65°C恒温水浴中充分搅 拌至完全溶解。在120mL水中加入3g明矾充分搅拌直至溶解完全，在200mL水中加入20g 十二烷基磺酸钠充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与20g水溶性硅油充分混合，力口 水定容至1L，得到所述的水基防锈剂。
[0025] 将表面温度为200°C的热轧带肋钢筋，完全浸于防锈剂中10s，防锈剂干燥后在钢 筋表面形成光亮的防锈膜。
[0026] 实施例2 水基防锈剂配方为：30g/L明胶，3g/L明矾，20g/L十二烷基磺酸钠，20g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0027] 先将30g明胶在室温条件下浸泡20min，加入300mL水中，65°C恒温水浴中充分搅 拌至完全溶解；在l〇〇mL水中加入3g明矾充分搅拌直至溶解完全；在300mL水中加入20g 十二烷基磺酸钠充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与20g水溶性硅油充分混合，力口 水定容至1L，得到所述的水基防锈剂。
[0028] 将表面温度为200°C的热轧带肋钢筋，完全浸于防锈剂中10s，防锈剂干燥后在钢 筋表面形成光亮的防锈膜。
[0029] 实施例3 水基防锈剂配方为：50g/L明胶，5g/L明矾，30g/L十二烷基磺酸钠，30g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0030] 先将50g明胶在室温条件下浸泡30min，加入500mL水中，65°C恒温水浴中充分搅 拌至完全溶解；在150mL水中加入5g明研^充分搅拌直至溶解完全；在300mL水中加入30g 十二烷基磺酸钠，65°C恒温水浴中充分搅拌至完全溶解。将以上3种溶液与30g水溶性硅 油充分混合，加水定容至1L，得到所述的水基防锈剂。
[0031] 将表面温度为350°C的热轧带肋钢筋用水基防锈剂喷淋30s，防锈剂干燥后在钢 筋表面形成光亮的防锈膜。
[0032] 实施例4 水基防锈剂配方为：50g/L明胶，5g/L明矾，30g/L十二烷基磺酸钠，30g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0033] 先将50g明胶在室温条件下浸泡lOmin，加入600mL水中，70°C恒温水浴中充分搅 拌至完全溶解；在120mL水中加入5g明矾充分搅拌直至溶解完全；在180mL水中加入30g 十二烷基磺酸钠，70°C恒温水浴中充分搅拌至完全溶解。将以上3种溶液与30g水溶性硅 油充分混合，加水定容至1L，得到所述的水基防锈剂。
[0034] 将表面温度为350°C的热轧带肋钢筋用水基防锈剂喷淋30s，防锈剂干燥后在钢 筋表面形成光亮的防锈膜。
[0035] 实施例5 水基防锈剂配方为：40g/L明胶，4g/L明矾，25g/L十二烷基磺酸钠，25g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0036] 先将40g明胶在室温条件下浸泡20min，加入320mL水中，70°C恒温水浴中溶解； 在160mL水中加入4g明矾充分搅拌直至溶解完全；在320mL水中加入25g十二烷基磺酸钠 充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与25g水溶性硅油充分混合，加水定容至1L，得到 所述的水基防锈剂。
[0037] 将表面温度为275°C的热轧带肋钢筋浸于防锈剂中15s，干燥后在钢筋表面形成 光亮的防锈膜。
[0038] 实施例6 水基防锈剂配方为：40g/L明胶，4g/L明矾，25g/L十二烷基磺酸钠，25g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0039] 先将40g明胶在室温条件下浸泡20min，加入480mL水中，70°C恒温水浴中溶解； 在lOOmL水中加入4g明矾充分搅拌直至溶解完全；在320mL水中加入25g十二烷基磺酸钠 充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与25g水溶性硅油充分混合，加水定容至1L，得到 所述的水基防锈剂。
[0040] 将表面温度为275°C的热轧带肋钢筋浸于防锈剂中15s，干燥后在钢筋表面形成 光亮的防锈膜。
[0041] 实施例7 水基防锈剂配方为：30g/L明胶，4g/L明矾，30g/L十二烷基磺酸钠，25g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0042] 先将30g明胶在室温条件下浸泡20min，加入400mL水中，65°C恒温水浴中溶解； 在150mL水中加入4g明矾充分搅拌直至溶解完全；在400mL水中加入30g十二烷基磺酸钠 充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与25g水溶性硅油充分混合，加水定容至1L，得到 所述的水基防锈剂。
[0043] 将表面温度为225°C的热轧带肋钢筋浸于防锈剂中8s，干燥后在钢筋表面形成光 壳的防镑月旲。
[0044] 实施例8 水基防锈剂配方为：40g/L明胶，5g/L明矾，20g/L十二烷基磺酸钠，30g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0045] 先将40g明胶在室温条件下浸泡lOmin，加入320mL水中，65°C恒温水浴中溶解； 在200mL水中加入5g明矾充分搅拌直至溶解完全；在280mL水中加入20g十二烷基磺酸钠 充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与30g水溶性硅油充分混合，加水定容至1L，得到 所述的水基防镑剂。
[0046] 将表面温度为320°C的热轧带肋钢筋用防锈剂喷淋15s，干燥后在钢筋表面形成 光亮的防锈膜。
[0047] 实施例9 水基防锈剂配方为：45g/L明胶，4g/L明矾，25g/L十二烷基磺酸钠，25g/L水溶性硅油， 余量为水。
[0048] 先将45g明胶在室温条件下浸泡lOmin，加入600mL水中，70°C恒温水浴中溶解； 在lOOmL水中加入4g明矾充分搅拌直至溶解完全；在250mL水中加入25g十二烷基磺酸钠 充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与25g水溶性硅油充分混合，加水定容至1L，得到 所述的水基防镑剂。
[0049] 将表面温度为320°C的热轧带肋钢筋用防锈剂喷淋20s，干燥后在钢筋表面形成 光亮的防锈膜。
[0050] 实施例10 水基防锈剂配方为：35g/L明胶，5g/L明矾，30g/L十二烷基磺酸钠，20g/L水溶性硅 油，余量为水。
[0051] 先将35g明胶在室温条件下浸泡lOmin，加入420mL水中，65°C恒温水浴中溶解； 在200mL水中加入5g明矾充分搅拌直至溶解完全；在300mL水中加入30g十二烷基磺酸钠 充分搅拌直至溶解完全。将以上3种溶液与20g水溶性硅油充分混合，加水定容至1L，得到 所述的水基防锈剂。
[0052] 将表面温度为250°C的热轧带肋钢筋浸没于水基防锈剂3s，干燥后在钢筋表面形 成光亮的防锈膜。
[0053] 实施例11 :防锈效果试验 为测试本发明的防锈效果，以轧后穿水、控制冷却速度的方式生产的HRB400热轧带肋 钢筋作为试验材料，将热轧带肋钢筋的一端使用所述的水基防锈剂进行防锈处理，未经防 锈处理的另一端作为试验对照，重复处理1000根，处理后放置于室外露天环境，观察记录 其锈蚀情况。
[0054] 如图1，2所示，经历一场雨水后，未防锈处理端已经开始生锈，半个月后已经完全 被红锈覆盖，防锈处理端2个月后局部位置才出现锈斑，3个月还能大部分保持钢筋的本 色。
【权利要求】
1. 一种水基防锈剂，其特征在于包括30?50g/L的明胶，3?5g/L的明矾，20?30g/ L的十二烷基磺酸钠，20?30g/L的水溶性硅油，余量为水。
2. 根据权利要求1所述的水基防锈剂，其特征在于包括50g/L的明胶，5g/L的明矾， 30g/L的十二烷基磺酸钠，30g/L的水溶性硅油，1000g/L的水。
3. -种权利要求1或2所述的水基防锈剂的制备方法，其特征在于包括如下具体步 骤： (1) 确定各组分用量； (2) 明胶加入水中充分搅拌直至溶解完全，明胶与水的料液质量体积比为1 :8?15 ;明 矾加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比为1 :20?40 ;十二烷基磺酸钠加入水 中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比为1 :6?15 ; (3) 将以上3种溶液与水溶性硅油混合均匀； (4) 加水定容，即得所述的水基防锈剂。
4. 根据权利要3的水基防锈剂的制备方法，其特征在于在明胶先浸泡l(T30min，再在 65~70°C恒温水浴中，充分搅拌至完全溶解。
5. 根据权利要3的水基防锈剂的制备方法，其特征在于明胶加入水中充分搅拌直至溶 解完全，明胶与水的料液质量体积比为1 :1〇 ;明矾加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液 质量体积比为1 :30 ;十二烷基磺酸钠加入水中充分搅拌直至溶解完全，料液质量体积比为 1 :10。
6. -种根据权利要求1或2所述的水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用。
7. 根据利要求6所述的水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在于在运行 中的热轧带肋钢筋的轧制线上，用所述的水基防锈剂喷淋或浸没表面温度为200?350°C 的热轧带肋钢筋，钢筋表面被水基防锈剂完全覆盖，钢筋余热使得水基防锈剂迅速干燥，在 钢筋表面形成光亮的防锈膜。
8. 根据利要求7所述的水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在于所述的 运行中的热轧带肋钢筋的轧制线为精整定尺剪后输送轮道部位。
9. 根据利要求7所述的水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在于用所述 水基防锈剂的喷淋或浸没热轧带肋钢筋1?30s。
10. 根据利要求9所述的水基防锈剂在热压带肋钢筋防锈中的应用，其特征在用所述 水基防锈剂的喷淋或浸没热轧带肋钢筋5?10s。
【文档编号】C23F11/173GK104109862SQ201410376477
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】陶俊, 赵宇, 张卫强, 苏宁, 陈涛, 孙肖媛, 郑玲 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司