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一种耐腐蚀板的制备方法

阅读:464发布:2023-12-06

专利汇可以提供一种耐腐蚀板的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及新型功能材料技术领域,公开了一种耐 腐蚀 彩 钢 板的制备方法,利用低价的 硅 酸钠与 钛 白粉作为原料,制备得到高晶化的 二 氧 化硅 和二氧化钛,具有特殊的热 力 学 稳定性 ,同时具有纳米结构特性,并保留了非介孔无机材料本身优秀性质, 比表面积 达到300-310立方米/克,进一步与制备得到的纳米 铝 镍混合体混合制备得到耐腐蚀防护材料,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用 等离子 喷涂 技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可,该方法制备成本低、 耐腐蚀性 能突出,防护涂层致密,不会剥离, 耐磨性 强,不仅降低了 摩擦系数 ,而且耐电偶腐蚀性能极高,可以解决彩钢板表面渗透腐蚀、脱落的问题。,下面是一种耐腐蚀板的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种耐腐蚀板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取46-48克酸钠加入到烧杯中,加入140-145毫升盐酸溶液,持续搅拌30-40分钟,加入17-20克白粉和1.8-2.0克酒石酸钠,超声震荡20-25分钟,得到均一浆液,把配制好的浆液倒入装有搅拌器、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中,升温至70-74℃,加入10-12毫升聚乙烯醇,搅拌反应60-70分钟后,使用磷酸缓冲溶液控制体系pH值在4.5-5.0范围,继续升温至115-120℃,继续搅拌反应2.4-2.6小时进行过滤,得到的固体产物使用去离子洗涤4-5遍,置于90-100℃烘箱中干燥8-10小时,得到干燥产物;
(2)按照质量比为2.4-2.6:1的比例称取粉和铝粉共22-24克加入到研钵中,充分混合研磨35-40分钟,加入1.6-1.8克纳米氧化镍粉,继续研磨15-20分钟,将研磨得到的物料置于120-130℃真空干燥箱中干燥5-6小时,取出干燥粉末用45-50瓦紫外灯辐照10-12分钟,然后放入功率为1500-1600瓦的微波炉中辐射25-30分钟,自然冷却后置于70-80℃烘箱中干燥12-15小时,得到纳米铝镍混合体;
(3)将步骤(2)制备得到的纳米铝镍混合体与步骤(1)制备得到的干燥产物置于280-
290℃预热下的弗炉中焙烧1.0-1.5小时,焙烧温度为550-560℃,随炉自然冷却得到耐腐蚀防护材料,将钢板物件表面进行表面脱脂和化学抛光处理,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用等离子喷涂技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可。
2.如权利要求1所述一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述盐酸溶液pH值在2.7-3.0之间。
3.如权利要求1所述一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述磷酸缓冲溶液pH值在6.3-6.5之间。
4.如权利要求1所述一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述纳米铝镍混合体粒径大小在10-12纳米之间,孔体积在0.08-0.10立方厘米/克之间。
5.如权利要求1所述一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述化学抛光处理中使用的抛光液按照重量份计由以下成分制成:摩尔浓度为1.2-1.3摩尔/升的硫酸溶液7.5-7.8份、摩尔浓度为1.1-1.2摩尔/升的硝酸溶液5.6-6.0份、油酸1.3-1.4份、过硫酸铵0.35-0.40份、硝酸铕0.012-0.014份、十四烷基苯磺酸钠0.8-0.9份、十二烷基硫酸钠
0.7-0.8份、去离子水300-330份。
6.如权利要求1所述一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述表面碱性脱脂中使用的碱性脱脂液按照重量份计由以下成分制成:氢氧化钠1.5-1.6份、氢氧化
0.8-0.9份、酸钠1.0-1.1份、失水山梨醇脂肪酸酯0.45-0.50份、去离子水740-750份。

说明书全文

一种耐腐蚀板的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于新型功能材料技术领域,具体涉及一种耐腐蚀彩钢板的制备方法。

背景技术

[0002] 彩钢板,是指彩涂钢板,彩涂钢板是一种带有有机涂层的钢板。彩钢板分为单板、彩钢复合板和楼承板等,广泛使用于大型公共建筑、公共厂房、活动板房、及集成房屋的墙面和屋面。彩板刚在使用过程中,常常会暴晒在烈日底下,高温造成油漆等粘附层开裂脱落,且由于雨等腐蚀性物质对其表面的腐蚀,致使彩板刚表面生锈,导致彩板刚强度降低,影响正常使用。经过仔细检索,在中国专利文献公开了一种彩钢板耐高温防腐蚀涂料,由以下质量份数的原料制成:二甲基乙醇胺5-7份,丁二醇7-9份,聚酰胺树脂20-25份,滑石粉5-6份,磷酸三丁酯3-4份,甲醇5-8份,羟甲基纤维素钠4-6份,膨润土7-9份,聚四氟乙烯1-2份、酸锌8-10份,氯化铬5-7份。该专利中公开的彩钢板虽然具有一定的耐腐蚀作用,但是,聚酰胺树脂是性能优良用途广泛的化工原料,广泛用于油墨、热熔胶。在加工成涂料使用时存在着易吸水性,尤其是应用于金属钢材中会造成内部金属材料的腐蚀,反而带来更严重的损失。因此,一般并不采用聚酰胺树脂型涂料作为彩钢板的防腐涂层。相类似的,现有的彩钢板涂料在耐腐蚀性能以及强度性能上依然存在很大的弊端,造成钢材料的极大浪费,因此,提供一种高效的耐腐蚀彩钢板的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,该方法制备成本低、耐腐蚀性能突出,防护涂层致密,不会剥离,耐磨性强,不仅降低了摩擦系数,而且耐电偶腐蚀性能极高,可以解决彩钢板表面渗透腐蚀、脱落的问题。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的:一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取46-48克酸钠加入到烧杯中,加入140-145毫升盐酸溶液,持续搅拌30-40分钟,加入17-20克白粉和1.8-2.0克酒石酸钠,超声震荡20-25分钟,得到均一浆液,把配制好的浆液倒入装有搅拌器、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中,升温至70-74℃,加入10-12毫升聚乙烯醇,搅拌反应60-70分钟后,使用磷酸缓冲溶液控制体系pH值在4.5-5.0范围,继续升温至115-120℃,继续搅拌反应2.4-2.6小时进行过滤,得到的固体产物使用去离子水洗涤4-5遍,置于90-100℃烘箱中干燥8-10小时,得到干燥产物;
(2)按照质量比为2.4-2.6:1的比例称取粉和铝粉共22-24克加入到研钵中,充分混合研磨35-40分钟,加入1.6-1.8克纳米氧化镍粉,继续研磨15-20分钟,将研磨得到的物料置于120-130℃真空干燥箱中干燥5-6小时,取出干燥粉末用45-50瓦紫外灯辐照10-12分钟,然后放入功率为1500-1600瓦的微波炉中辐射25-30分钟,自然冷却后置于70-80℃烘箱中干燥12-15小时,得到纳米铝镍混合体;
(3)将步骤(2)制备得到的纳米铝镍混合体与步骤(1)制备得到的干燥产物置于280-
290℃预热下的弗炉中焙烧1.0-1.5小时,焙烧温度为550-560℃,随炉自然冷却得到耐腐蚀防护材料,将钢板物件表面进行表面脱脂和化学抛光处理,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用等离子喷涂技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可。
[0005] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述盐酸溶液pH值在2.7-3.0之间。
[0006] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述磷酸缓冲溶液pH值在6.3-6.5之间。
[0007] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述纳米铝镍混合体粒径大小在10-12纳米之间,孔体积在0.08-0.10立方厘米/克之间。
[0008] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述化学抛光处理中使用的抛光液按照重量份计由以下成分制成:摩尔浓度为1.2-1.3摩尔/升的硫酸溶液7.5-7.8份、摩尔浓度为1.1-1.2摩尔/升的硝酸溶液5.6-6.0份、油酸1.3-1.4份、过硫酸铵0.35-0.40份、硝酸铕
0.012-0.014份、十四烷基苯磺酸钠0.8-0.9份、十二烷基硫酸钠0.7-0.8份、去离子水300-
330份。
[0009] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述表面碱性脱脂中使用的碱性脱脂液按照重量份计由以下成分制成:氢氧化钠1.5-1.6份、氢氧化0.8-0.9份、碳酸钠1.0-1.1份、失水山梨醇脂肪酸酯0.45-0.50份、去离子水740-750份。本发明相比现有技术具有以下优点:为了解决现有的彩钢板防腐处理不到位的问题,本发明提供了一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,利用低价的硅酸钠与钛白粉作为原料,制备得到高晶化的二氧化硅和二氧化钛,具有特殊的热稳定性,同时具有纳米结构特性,并保留了非介孔无机材料本身优秀性质,比表面积达到300-310立方米/克,进一步与制备得到的纳米铝镍混合体混合制备得到耐腐蚀防护材料,将钢板物件表面进行表面碱性脱脂和化学抛光处理,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用等离子喷涂技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可,该方法制备成本低、耐腐蚀性能突出,防护涂层致密,不会剥离,耐磨性强,不仅降低了摩擦系数,而且耐电偶腐蚀性能极高,可以解决彩钢板表面渗透腐蚀、脱落的问题,无毒性和污染,使得彩钢板性能稳定,使用寿命成倍增长,本发明采用的耐腐蚀彩钢板的制备方法解决现有的彩钢板防腐处理不到位的问题,用量小,成本低,易实现规模化生产,克服了现有彩钢涂层材料的通病,为金属防腐材料的开发提供了新的思路和方向,提高了纳米材料的开发利用,能够实现促进彩钢合金行业发展,提高在机械、建筑、航空、医学等领域的应用价值的现实意义,是一种极为值得推广使用的技术方案。

具体实施方式

[0010] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明所提供的技术方案。
[0011] 实施例1一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取46克硅酸钠加入到烧杯中,加入140-145毫升盐酸溶液,持续搅拌30分钟,加入
17克钛白粉和1.8克酒石酸钾钠,超声震荡20分钟,得到均一浆液,把配制好的浆液倒入装有搅拌器、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中,升温至70℃,加入10毫升聚乙烯醇,搅拌反应
60分钟后,使用磷酸缓冲溶液控制体系pH值在4.5-5.0范围,继续升温至115℃,继续搅拌反应2.4小时进行过滤,得到的固体产物使用去离子水洗涤4遍,置于90℃烘箱中干燥8小时,得到干燥产物;
(2)按照质量比为2.4:1的比例称取氧化铝粉和铝粉共22克加入到研钵中,充分混合研磨35分钟,加入1.6克纳米氧化镍粉,继续研磨15分钟,将研磨得到的物料置于120℃真空干燥箱中干燥5小时,取出干燥粉末用45瓦紫外灯辐照10分钟,然后放入功率为1500瓦的微波炉中辐射25分钟,自然冷却后置于70℃烘箱中干燥12小时,得到纳米铝镍混合体;
(3)将步骤(2)制备得到的纳米铝镍混合体与步骤(1)制备得到的干燥产物置于280℃预热下的马弗炉中焙烧1.0小时,焙烧温度为550℃,随炉自然冷却得到耐腐蚀防护材料,将钢板物件表面进行表面碱性脱脂和化学抛光处理,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用等离子喷涂技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可。
[0012] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述盐酸溶液pH值在2.7-3.0之间。
[0013] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述磷酸缓冲溶液pH值在6.3-6.5之间。
[0014] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述纳米铝镍混合体粒径大小在10-12纳米之间,孔体积在0.08-0.10立方厘米/克之间。
[0015] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述化学抛光处理中使用的抛光液按照重量份计由以下成分制成:摩尔浓度为1.2摩尔/升的硫酸溶液7.5份、摩尔浓度为1.1摩尔/升的硝酸溶液5.6份、油酸1.3份、过硫酸铵0.35份、硝酸铕0.012份、十四烷基苯磺酸钠0.8份、十二烷基硫酸钠0.7份、去离子水300份。
[0016] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述表面碱性脱脂中使用的碱性脱脂液按照重量份计由以下成分制成:氢氧化钠1.5份、氢氧化钙0.8份、碳酸钠1.0份、失水山梨醇脂肪酸酯0.45份、去离子水740份。
[0017] 实施例2一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取47克硅酸钠加入到烧杯中,加入145毫升盐酸溶液,持续搅拌35分钟,加入18克钛白粉和1.9克酒石酸钾钠,超声震荡22分钟,得到均一浆液,把配制好的浆液倒入装有搅拌器、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中,升温至72℃,加入11毫升聚乙烯醇,搅拌反应65分钟后,使用磷酸缓冲溶液控制体系pH值在4.5-5.0范围,继续升温至118℃,继续搅拌反应
2.5小时进行过滤,得到的固体产物使用去离子水洗涤4遍,置于95℃烘箱中干燥9小时,得到干燥产物;
(2)按照质量比为2.5:1的比例称取氧化铝粉和铝粉共23克加入到研钵中,充分混合研磨38分钟,加入1.7克纳米氧化镍粉,继续研磨18分钟,将研磨得到的物料置于125℃真空干燥箱中干燥5.5小时,取出干燥粉末用48瓦紫外灯辐照11分钟,然后放入功率为1550瓦的微波炉中辐射28分钟,自然冷却后置于75℃烘箱中干燥13小时,得到纳米铝镍混合体;
(3)将步骤(2)制备得到的纳米铝镍混合体与步骤(1)制备得到的干燥产物置于285℃预热下的马弗炉中焙烧1.2小时,焙烧温度为555℃,随炉自然冷却得到耐腐蚀防护材料,将钢板物件表面进行表面碱性脱脂和化学抛光处理,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用等离子喷涂技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可。
[0018] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述盐酸溶液pH值在2.7-3.0之间。
[0019] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述磷酸缓冲溶液pH值在6.3-6.5之间。
[0020] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述纳米铝镍混合体粒径大小在10-12纳米之间,孔体积在0.08-0.10立方厘米/克之间。
[0021] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述化学抛光处理中使用的抛光液按照重量份计由以下成分制成:摩尔浓度为1.25摩尔/升的硫酸溶液7.6份、摩尔浓度为1.15摩尔/升的硝酸溶液5.8份、油酸1.35份、过硫酸铵0.38份、硝酸铕0.013份、十四烷基苯磺酸钠0.85份、十二烷基硫酸钠0.75份、去离子水310份。
[0022] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述表面碱性脱脂中使用的碱性脱脂液按照重量份计由以下成分制成:氢氧化钠1.55份、氢氧化钙0.85份、碳酸钠1.05份、失水山梨醇脂肪酸酯0.48份、去离子水745份。
[0023] 实施例3一种耐腐蚀彩钢板的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取48克硅酸钠加入到烧杯中,加入145毫升盐酸溶液,持续搅拌40分钟,加入20克钛白粉和2.0克酒石酸钾钠,超声震荡25分钟,得到均一浆液,把配制好的浆液倒入装有搅拌器、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中,升温至74℃,加入12毫升聚乙烯醇,搅拌反应70分钟后,使用磷酸缓冲溶液控制体系pH值在4.5-5.0范围,继续升温至120℃,继续搅拌反应
2.6小时进行过滤,得到的固体产物使用去离子水洗涤5遍,置于100℃烘箱中干燥10小时,得到干燥产物;
(2)按照质量比为2.6:1的比例称取氧化铝粉和铝粉共24克加入到研钵中,充分混合研磨40分钟,加入1.8克纳米氧化镍粉,继续研磨20分钟,将研磨得到的物料置于130℃真空干燥箱中干燥6小时,取出干燥粉末用50瓦紫外灯辐照12分钟,然后放入功率为1600瓦的微波炉中辐射30分钟,自然冷却后置于80℃烘箱中干燥15小时,得到纳米铝镍混合体;
(3)将步骤(2)制备得到的纳米铝镍混合体与步骤(1)制备得到的干燥产物置于290℃预热下的马弗炉中焙烧1.5小时,焙烧温度为560℃,随炉自然冷却得到耐腐蚀防护材料,将钢板物件表面进行表面碱性脱脂和化学抛光处理,将制备得到的耐腐蚀防护材料采用等离子喷涂技术喷涂至处理后的钢板物件表面,喷涂厚度在0.85-0.90微米之间,最后涂覆一层彩色漆膜即可。
[0024] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述盐酸溶液pH值在2.7-3.0之间。
[0025] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)所述磷酸缓冲溶液pH值在6.3-6.5之间。
[0026] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述纳米铝镍混合体粒径大小在10-12纳米之间,孔体积在0.08-0.10立方厘米/克之间。
[0027] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述化学抛光处理中使用的抛光液按照重量份计由以下成分制成:摩尔浓度为1.3摩尔/升的硫酸溶液7.8份、摩尔浓度为1.2摩尔/升的硝酸溶液6.0份、油酸1.4份、过硫酸铵0.40份、硝酸铕0.014份、十四烷基苯磺酸钠0.9份、十二烷基硫酸钠0.8份、去离子水330份。
[0028] 作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)所述表面碱性脱脂中使用的碱性脱脂液按照重量份计由以下成分制成:氢氧化钠1.6份、氢氧化钙0.9份、碳酸钠1.1份、失水山梨醇脂肪酸酯0.50份、去离子水750份。
[0029] 对比例1与实施例1的区别仅在于,耐腐蚀彩钢板的制备方法中,省略步骤(1)所述硅酸钠的添加以及制备反应过程,其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于,耐腐蚀彩钢板的制备方法中,省略步骤(1)所述钛白粉的添加以及制备反应过程,其余保持一致。
[0030] 对比例3与实施例3的区别仅在于,耐腐蚀彩钢板的制备方法中,省略步骤(2)所述纳米铝镍混合体的添加以及制备过程,使用等量的纳米氧化铝粉代替,其余保持一致。
[0031] 对比例4与实施例3的区别仅在于,耐腐蚀彩钢板的制备方法中,省略步骤(2)所述纳米铝镍混合体的添加以及制备过程,使用等量的纳米氧化镍粉代替,其余保持一致。
[0032] 对比例5与实施例3的区别仅在于,耐腐蚀彩钢板的制备方法中,步骤(3)中马弗炉中焙烧温度为450℃,焙烧2小时,其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-5的方法制备耐腐蚀彩钢板,以公开号为 
CN109666397A公开的一种彩钢板耐高温防腐蚀涂料涉及的技术方法(由以下质量份数的原料制成:二甲基乙醇胺5-7份,丁二醇7-9份,聚酰胺树脂20-25份,滑石粉5-6份,磷酸三丁酯
3-4份,甲醇5-8份,羟甲基纤维素钠4-6份,膨润土7-9份,聚四氟乙烯1-2份、碳酸锌8-10份,氯化铬5-7份)作为对照组,在相同的试验条件下对各组试样进行性能测试,数据达到稳定时,采集具有代表性的数据,所得实验数据为5组样品的平均值,保持试验中无关变量一致,统计有效平均值,结果如下表所示:
(腐蚀性能试验中,将彩钢板样品加工成尺寸为70毫米×30毫米×10毫米的片状试样,放入气流式盐雾腐蚀试验箱中,采用盐雾连续雾化的试验方法,持续试验120小时,试验温度为40℃,盐溶液采用质量浓度为5.5%氯化钠溶液与质量浓度为1.6%稀盐酸混合配制,得到pH为5.8的酸性溶液;试验结束后,使用流动的清水将试样清洗干净,然后将试样进行干燥,使用扫描电镜(JEOL 5600)观察表面和内部腐蚀情况,采用光学分析天平称重,将试样前后质量进行统计换算,得到前后质量差与实验前质量的比值作为失重率,衡量耐腐蚀性结果。)
本发明采用的耐腐蚀彩钢板的制备方法解决现有的彩钢板防腐处理不到位的问题,用量小,成本低,易实现规模化生产,克服了现有彩钢涂层材料的通病,为金属防腐材料的开发提供了新的思路和方向,提高了纳米材料的开发利用,能够实现促进彩钢合金行业发展,提高在机械、建筑、航空、医学等领域的应用价值的现实意义,是一种极为值得推广使用的技术方案。
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