一种无铬钝化剂及其在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法与流程

1.本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种无铬钝化剂及其在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法。


背景技术：

2.随着国家电网建设的迅猛发展，钢结构杆塔结构广泛应用于输电线路中，随着电网电压等级的升高，杆塔结构趋于高耸和大型复杂化，因此杆塔的腐蚀防护也成为铁塔运行维护的主要内容，杆塔及其钢构件表面通常采用传统的热浸锌层防护，但经过镀锌后的铁塔构件仍然会因为锈蚀影响结构耐久性，缩短结构使用寿命，危及钢结构安全性并引发输电线路安全事故，因此做好架空送电线陆铁塔及其铁塔构件的防腐蚀工程具有重大的经济效益和社会效益。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种无铬钝化剂及其在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法，解决了目前铁塔构件在户外易因环境恶劣被大气腐蚀防腐效果不佳的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种无铬钝化剂，各组分按重量份数计包括：水性环氧改性聚氨酯树脂10-12份、磷酸盐水溶液5-8份、气相二氧化硅5-15份、硅烷偶联剂3-5份、缓蚀剂2-5份、硝酸钙8-10份以及去离子水20-25份；制备方法包括如下步骤：（1）将水性环氧改性聚氨酯树脂、气相二氧化硅以及去离子水以及磷酸盐溶液按照比例加入反应釜中，并充分搅拌；（2）向步骤（1）中边搅拌边加入硝酸钙以及缓蚀剂；（3）继续低速搅拌加入硅烷偶联剂并提升转速继续搅拌20-30min,过滤后包装得到无铬钝化剂。
5.进一步的，所述缓蚀剂为超支化多羟基聚合物。
6.进一步的，所述步骤（1）和步骤（2）中搅拌速度为800-1000r/min。
7.进一步的，所述步骤（3）中搅拌速度升速后达1500-2500r/min。
8.进一步的，所述步骤（3）中的无铬钝化剂采用200目滤网进行过滤。
9.一种无铬钝化剂在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法，将无铬钝化剂与水混合配制成钝化剂置于钝化槽中，将镀锌铁塔构件浸没于配制好的无铬钝化剂中钝化时间2-8min，取出后清洗，干燥固化，得到处理后的成品。
10.进一步的，所述钝化剂液中无铬钝化剂的质量浓度为0.8-5%。
11.进一步的，所述干燥固化温度为135-150℃，固化时间为100-120s。
12.在钝化处理工艺中：若固化时间太短，钝化膜层不易烘干且易脱落，影响成膜效果，固化时间过长会导致脱水严重和黄变现象，膜层表面容易出现翘卷和微裂纹，影响耐蚀性能，本发明固化时间为100-120s，固化温度为135-150℃，在镀锌铁塔构件表面能够形成
一层致密的钝化膜，钝化膜能够抑制氧化锌向锌层表面迁移，抑制阴极反应过程，起到保护基体的作用。
13.本发明的优点具体如下：（1）本发明中采用水性环氧改性聚氨酯树脂与硅烷材料相互配合，制备方法简单易得，得到的钝化剂绿色环保对环境无污染，且使用便捷，在镀锌件表面能够形成致密钝化膜，提高了镀锌件的耐蚀性；（2）本发明的钝化剂改善了镀锌铁塔构件在户外环境使用时随使用时间的延长以及环境温度的变化易发生的白斑锈点，减少了镀锌铁塔的维护费用。
具体实施方式
14.为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
15.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
16.实施例一：一种无铬钝化剂，各组分按重量份数计包括：水性环氧改性聚氨酯树脂10份、磷酸盐水溶液8份、气相二氧化硅5份、硅烷偶联剂5份、缓蚀剂超支化多羟基聚合物2份、硝酸钙10份以及去离子水20份；制备方法包括如下步骤：（1）将水性环氧改性聚氨酯树脂、气相二氧化硅以及去离子水以及磷酸盐溶液按照比例加入反应釜中，并充分搅拌，搅拌速度为1000r/min；（2）向步骤（1）中边搅拌边加入硝酸钙以及缓蚀剂；（3）继续低速搅拌加入硅烷偶联剂并提升转速继续搅拌20min,搅拌速度升速后达2500r/min，无铬钝化剂采用200目滤网进行过滤后包装得到无铬钝化剂。
17.一种无铬钝化剂在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法，将无铬钝化剂与水混合配制成钝化剂置于钝化槽中，将镀锌铁塔构件浸没于配制好的无铬钝化剂中钝化时间2min，取出后清洗，干燥固化温度为135℃，固化时间为120s，得到处理后的成品，钝化剂液中无铬钝化剂的质量浓度为0.8%。
18.实施例二：一种无铬钝化剂，各组分按重量份数计包括：水性环氧改性聚氨酯树脂11份、磷酸盐水溶液7份、气相二氧化硅10份、硅烷偶联剂4份、缓蚀剂超支化多羟基聚合物3份、硝酸钙9份以及去离子水22份；制备方法包括如下步骤：（1）将水性环氧改性聚氨酯树脂、气相二氧化硅以及去离子水以及磷酸盐溶液按照比例加入反应釜中，并充分搅拌，搅拌速度为900r/min；（2）向步骤（1）中边搅拌边加入硝酸钙以及缓蚀剂；（3）继续低速搅拌加入硅烷偶联剂并提升转速继续搅拌25min,搅拌速度升速后达2000r/min，无铬钝化剂采用200目滤网进行过滤后包装得到无铬钝化剂。
19.一种无铬钝化剂在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法，将无铬钝化剂与水混合配制成钝化剂置于钝化槽中，将镀锌铁塔构件浸没于配制好的无铬钝化剂中钝化时间5min，取出后清洗，干燥固化温度为140℃，固化时间为110s，得到处理后的成品，钝化剂液中无铬钝化剂的质量浓度为2%。
20.实施例三：一种无铬钝化剂，各组分按重量份数计包括：水性环氧改性聚氨酯树脂12份、磷酸盐水溶液5份、气相二氧化硅15份、硅烷偶联剂3份、缓蚀剂超支化多羟基聚合物5份、硝酸钙8份以及去离子水25份；制备方法包括如下步骤：（1）将水性环氧改性聚氨酯树脂、气相二氧化硅以及去离子水以及磷酸盐溶液按照比例加入反应釜中，并充分搅拌，搅拌速度为800r/min；（2）向步骤（1）中边搅拌边加入硝酸钙以及缓蚀剂；（3）继续低速搅拌加入硅烷偶联剂并提升转速继续搅拌30min,搅拌速度升速后达1500r/min，无铬钝化剂采用200目滤网进行过滤后包装得到无铬钝化剂。
21.一种无铬钝化剂在镀锌铁塔构件上的钝化处理方法，将无铬钝化剂与水混合配制成钝化剂置于钝化槽中，将镀锌铁塔构件浸没于配制好的无铬钝化剂中钝化时间8min，取出后清洗，干燥固化温度为150℃，固化时间为100s，得到处理后的成品，钝化剂液中无铬钝化剂的质量浓度为5%。
22.对比例：市售三价铬钝化剂相比。
23.采用本发明的无铬钝化剂配制得到的钝化液处理镀锌铁塔构件，采用醋酸铅点滴试验和5wt.%nacl溶液浸泡24h试验、中性盐雾试验进行分析，结果如表1所示。
24.表1 试验结果由表1可知，采用本发明的钝化剂处理后钝化膜层的醋酸铅点滴变黑的时间与对比例相比延长，形成的钝化膜对镀锌铁塔构件提供了有效保护，24小时内腐蚀能力得到了明显提高，由中性盐雾试验96小时结果可知，腐蚀面积仅为5%，这表明本发明的钝化剂在镀锌层表面覆盖一层致密的钝化膜。
25.以上对本技术所提供的一种进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心
思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。