环保型钢结构除锈除油预防腐方法
【专利摘要】本发明提供了一种环保型钢结构除锈除油预防腐方法，步骤包括：钢结构表面除锈除油、冲洗、漂洗和预防锈；其中除锈除油后老化的除锈除油剂经过后处理制成絮凝剂。本发明的方法不仅防腐效果好，而且整个过程无污染排放，不仅环保，而且还实现了资源循环再利用，降低生产成本，具有明显的环保效益和经济效益。
【专利说明】环保型钢结构除锈除油预防腐方法
【技术领域】[0001]本发明涉及钢结构表面防腐，尤其涉及一种钢结构除锈除油预防腐方法。
【背景技术】
[0002]钢结构是采用型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接等制成的工程结构，在现代建筑中被广泛采用。钢结构的防腐质量是影响钢结构使用寿命、结构安全等性能的主要因素之一。钢结构的防腐方法中，除锈除油预防腐质量的好坏直接影响到钢结构的防腐质量。
[0003]目前国内传统的钢结构除锈除油方式主要有:1、抛丸除锈，属机械除锈，除锈有死角、不彻底，且有粉尘污染，无预防腐，钢丸多次使用后，质量有时很难达到规范要求；2、喷砂除锈，属机械人工除锈，除锈彻底，无预防腐，手工操作，有严重的粉尘污染，且极易给操作工的健康带来危害；3、酸洗除锈、钝化或磷化预防腐，属化学除锈，整个方法中存在严重的排放污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种环保型钢结构除锈除油预防腐方法，该方法整个过程没有污染排放，经济环保。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:环保型钢结构除锈除油预防腐方法，其步骤包括:
[0006](I)钢结构表面除锈除油:将钢结构浸入除锈除油池，利用除锈除油剂经化学反应完成除镑除油；
[0007](2)冲洗:将经过除锈除油的钢结构浸入清水池中冲洗；
[0008](3)漂洗:将经过冲洗的钢结构浸入漂洗池中漂洗；
[0009](4)防锈处理:将经过两次冲洗的钢结构浸入防锈池中，使防锈剂在钢结构表面形成致密的钝化膜进行预防腐；
[0010](5)干燥:吊起钢结构，干燥一段时间即可完成钢结构除锈除油预防腐；
[0011]步骤(3)产生的废水引入清水池中进行冲洗；步骤(2)产生的废水用树脂离子交换柱净化处理后引入漂洗池循环使用。
[0012]本发明除锈除油池内装有除锈除油剂，除锈除油剂的用量以能够淹没整个钢结构为宜。
[0013]采用本发明的钢结构除锈除油预防腐方法，先将钢结构进行除锈除油和清洗处理，使钢结构表面足够清洁，使防锈剂在钢结构表面形成致密的保护膜，从而达到更好的除锈防腐目的，延长防腐时间。另外，本发明的方法在全过程没有废液排放:步骤(3)产生的废水引入清水池中进行冲洗；步骤(2)产生的废水用树脂离子交换柱净化处理后引入漂洗池循环使用，没有废水排出；步骤(4)是将钢结构浸入防锈池中，使钢结构表面附着防锈剂，只需当除锈池中除锈剂不足时补充除锈剂，没有排放。本发明的除锈除油预防腐方法不仅防腐效果好，而且整个过程无污染排放，具有明显的环保效益。[0014]步骤(1)所述除锈除油剂为盐酸型除锈除油剂，由如下质量份数的原料组成:
[0015]水:500份；
[0016]浓盐酸:300~400份；
[0017]氯化铵:30~50份；
[0018]三辛胺:0.2~0.6份；
[0019]六次甲基四胺:0.3~1.0份；
[0020]三乙醇胺:0.5~1.0份；
[0021]0P-10:0.3 ~0.8 份;
[0022]吐温-80:0.3 ~0.8 份；
[0023]苯并三氮唑:0.I~0.5份。
[0024]该除锈除油剂在水中溶解性好，配方组成简单，从而使操作简单，适用范围广。且所用试剂盐酸廉价易得，其中酸雾抑制剂、缓蚀剂和除油剂用量少，对环境污染小，在I个小时内即可完成除锈，除锈率和除油率都达99.8%。
[0025]步骤(1)产生的老化的锈除油剂经过后续处理转化为絮凝剂，不仅没有废物排放，而且变废为宝，实现资源循环再利用，降低成本，具有明显的经济效益，所述后续处理过程为:
[0026]将老化的除锈除油剂引入到一号反应釜中，老化的除锈除油剂主要含有FeCl2、FeCl3、盐酸和水，向一号反应釜中加入氧化铁粉(成分为Fe2O3)或废铁锈(成分为Fe2O3和FeO)以中和老化的除锈除油剂中的盐酸，产物是FeCl3和FeCl2，氧化铁与盐酸反应的方程式为:
[0027]Fe2O3 + 6HC1 = 2FeCl3 + 3H20
[0028]FeO + 2HC1 = FeCl2 + H2O ；
[0029]然后将一号反应釜的反应液引入到二号反应釜中，向二号反应釜中加入铁粉(Fe),使铁粉分别与盐酸和Fe3+反应生成Fe2+:
[0030]Fe + 2HC1 = FeCl2 + H2
[0031]2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 ；
[0032]最后再将二号反应釜的反应液引入到三号反应釜中，向三号反应釜中加入氧化剂(KClO3、双氧水或臭氧)，将Fe2+全部氧化为Fe3+，同时Fe3+发生部分水解并聚合生成絮凝剂([Fe2(OH)nCl6Jffl):
[0033]6FeCl2+KC103+6HCl=6FeCl3+KCl+3H20
[0034]2FeCl2+H202+2HCl=2FeCl3+2H20
[0035]2FeCl2+03+2HCl=2FeCl3+H20+02
[0036]mFeCl3+nH20= [Fe2 (OH)nCl6Jm0
[0037]步骤(4)所述防锈剂为水性防锈剂，由下列质量百分比的组分配制而成:
[0038]成膜剂:20~40% ；
[0039]缓蚀剂:2~10% ;
[0040]助剂:1 ~5%;
[0041]水:余量；
[0042]所述成膜剂为固含量为30%~33%的有机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、三乙醇胺、OP-1O (壬基酚聚氧乙烯醚)、苯并三氮唑中的一种或几种的混合物，所述助剂是0P-10、乙二醇或它们的混合物，其中固含量为30%~33%的有机氟改性丙烯酸酯乳液由下述方法制得:
[0043]按摩尔份数计，在反应瓶内加入256份苯乙烯、124份丙烯酸丁酯、2~15份甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入1/3的乳化剂，4/5的引发剂，以70~85r/min的速度搅拌8~20min,暂停4~IOmin,接着揽拌8~20min,暂停4~IOmin,再揽拌5~20min后形成预乳化液；然后在另一反应瓶中加入蒸馏水，升温至75~90°C，依次加入剩余的2/3的乳化剂、1/5的引发剂和交联剂，达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为88°C~90°C，滴加时间为1.5~1.8h，滴加结束后，85~95°C保温0.5~2h，降温至室温，用NH3.H2O中和至pH为7~8，过滤后得有机氟改性丙烯酸酯乳化液；
[0044]所述乳化剂是1份0P-10、3份十二烷基硫酸钠和30份水的混合物，所述引发剂是过硫酸铵和30份水的混合物，所述交联剂是10份N-羟甲基丙烯酰胺、2份衣康酸和40份水的混合物。[0045]由于该防锈剂采用有机氟改性丙烯酸酯乳化液为成膜剂，配以缓蚀剂和助剂，提高了膜层与工件表面的结合力，涂刷在钢材表面可形成致密的保护膜，有效隔绝空气中氧和水分与钢材表面的接触，达到长期防锈的目的，钢铁件防锈期可达I年以上，对于钢材的预防锈已经绰绰有余；同时，由于有机氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保护钢材表面本色不变；本发明的防锈剂使用时可采用浸泡、喷涂、刷涂等简单的方式，且不易燃、无毒，对环境污染小，使用安全。
[0046]综上所述，本发明的钢结构除锈除油预防腐方法，先将钢结构进行除锈除油和清洗处理，使钢结构表面足够清洁，使防锈剂在钢结构表面形成致密的薄膜，从而达到更好的除锈防腐目的，延长防腐时间。另外，本发明的方法在全过程几乎没有废液排出，步骤(1)产生的老化的除锈除油剂经过处理转化为絮凝剂，不仅没有排放，而且变废为宝，实现资源循环利用；步骤(2)和步骤(3)产生的废水可以用树脂离子交换柱进行净化处理并循环使用；步骤(4)是将钢结构浸入防锈池中，使钢结构表面附着防锈剂，只需当除锈池中除锈剂不足时补充除锈剂，也没有排放。本发明的除锈除油预防腐方法不仅防腐效果好，而且整个过程无污染排放，不仅环保，而且又实现资源循环利用，降低生产成本，具有明显的环保效益和经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图1是本发明具体实施例的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0048]实施例一
[0049]环保型钢结构除锈除油预防腐方法，工艺流程如图1所示，具体实施步骤如下:
[0050]( I)施工准备:
[0051]建立除锈除油预防腐流水线；准备反应池原料:在除锈除油池I中加入除锈除油剂，液位高度为能完全淹没钢结构为宜，使用前进行浓度测试分析，确定使用浓度、校正工艺流程、确定时间参数、检测使用效果。[0052](2)除锈除油:
[0053]将钢结构用桁车吊入除锈除油池1，稳定放好。因钢结构件尺寸一般较大，除锈除油面积也较大，采用浸泡式除锈除油，钢结构整体没入液面后，控制温度在35°C时，处理时间约为lOmin，通过观察显出金属本色即完成除锈除油。钢结构表面除锈除油完毕后，整体吊出液面后稍作停留，以免过多除锈除油剂带入清洗池。钢结构取出后应对除锈除油效果进行检查，若有局部未达效果，可采取擦拭处理。经处理合格后，立即进入冲洗工序。当除锈除油剂的除锈除油速度显著下降时，需进行更换，将老化的除锈除油剂排出并收集到一号反应釜7中。
[0054]本实施例所用除锈除油剂配方为:
[0055]水:500kg；
[0056]浓盐酸:333kg；
[0057]氯化铵:36kg；
[0058]三辛胺:0.4kg ；
[0059]六次甲基四胺:0.5kg ;
[0060]三乙醇胺:0.8kg ；
[0061]0P-10:0.5kg ；
[0062]吐温-80:0.5kg ；
[0063]苯并三氮唑:0.3kg。
[0064]除锈率为99.8%，除油率为98.5%。
[0065]本实施例产生的废除锈除油剂可经下列步骤转化为絮凝剂:
[0066]将老化的除锈除油剂引入到一号反应釜7中，老化的除锈除油剂主要含有FeCl2、FeCl3、盐酸和水，向一号反应釜7中加入氧化铁粉(成分为Fe2O3)以中和老化的除锈除油剂中的盐酸，产物是FeCl3和FeCl2 ;然后将一号反应釜7的反应液引入到二号反应釜8中，向二号反应釜8中加入铁粉(Fe)，使铁分别与盐酸和Fe3+反应生成Fe2+;，检测二号反应釜8中Fe2+的含量；最后再将二号反应釜8的反应液引入到三号反应釜9中，向三号反应釜9中加入氧化剂KClO3，将Fe2+全部氧 化为Fe3+，同时由于溶液酸性降低，FeCl3发生部分水解，生成高价铁离子，同时形成单体配离子[Fe(OH)2]+, [Fe(OH)2]+可同其中的OH—交联成絮凝剂[Fe2(OH)nCl6Jffl0
[0067]本实施例制得的絮凝剂的指标如下表所示:
[0068]
【权利要求】
1.环保型钢结构除锈除油预防腐方法，步骤包括: (1)钢结构表面除锈除油:将钢结构浸入除锈除油池，利用除锈除油剂经化学反应完成除锈除油； (2)冲洗:将经过除锈除油的钢结构浸入清水池中冲洗； (3)漂洗:将经过冲洗的钢结构浸入漂洗池中漂洗； (4)预防锈:将经过两次洗涤的钢结构浸入防锈池中，使防锈剂在钢结构表面形成致密的保护膜； (5)干燥:吊起钢结构，干燥即可完成除锈除油预防腐； 步骤(3)产生的废水引入清水池中进行冲洗；步骤(2)产生的废水用树脂离子交换柱净化处理后引入漂洗池循环使用。
2.如权利要求1所述的环保型钢结构除锈除油预防腐方法，其特征在于:步骤(1)所述除锈除油剂为盐酸型除锈除油剂，由如下质量份数的原料组成: 水:500份； 浓盐酸:300~400份； 氯化铵:30~50份； 三辛胺:0.2~0.6份； 六次甲基四胺:0.3~1.0份；` 三乙醇胺:0.5~1.0份；
OP-1O:0.3 ~0.8 份; 吐温-80:0.3~0.8份; 苯并三氮唑:0.1~0.5份。
3.如权利要求2所述的环保型钢结构除锈除油预防腐方法，其特征在于:步骤(1)产生的老化的锈除油剂经过后续处理转化为絮凝剂，所述后续处理过程为: 将老化的除锈除油剂引入到一号反应釜中，向一号反应釜中加入氧化铁粉或废铁锈中和老化的除锈除油剂中的盐酸；然后将一号反应釜的反应液引入到二号反应釜中，向二号反应釜中加入铁粉，使铁粉分别与盐酸和Fe3+反应生成Fe2+，检测二号反应釜中Fe2+浓度；最后再将二号反应釜的反应液引入到三号反应釜中，根据测得的二号反应釜中Fe2+的浓度向三号反应釜中加入氧化剂，将Fe2+全部氧化为Fe3+，同时发生水解聚合反应生成絮凝剂。
4.如权利要求3所述的环保型钢结构除锈除油预防腐方法，其特征在于:所述氧化剂为KClO3、双氧水或臭氧。
5.如权利要求1所述的环保型钢结构除锈除油预防腐方法，其特征在于:步骤(4)所述防锈剂为水性防锈剂，由下列质量百分比的组分配制而成: 成膜剂:20~40% ； 缓蚀剂:2~10% ; 助剂:1~5% ； 水:余量； 所述成膜剂为固含量为30%~33%的有机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、三乙醇胺、0P-10、苯并三氮唑中的一种或几种的混合物，所述助剂是0P-10、乙二醇或它们的混合物。
【文档编号】C23G1/08GK103668252SQ201310718222
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月21日 优先权日:2013年12月21日
【发明者】董传明, 王传虎, 王志远, 陈玲玲, 秦英月, 胡庆林, 李仲友, 刘月兰 申请人:安徽水利开发股份有限公司, 蚌埠学院