阅读说明：本技术 一种耐腐蚀螺纹钢及其制备方法 (Corrosion-resistant deformed steel bar and preparation method thereof ) 是由 周新平 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及螺纹钢冶炼领域,提供一种耐腐蚀螺纹钢及其制备方法,用于解决螺纹钢的腐蚀问题。本发明提供的一种耐腐蚀螺纹钢的制备方法,将螺纹钢在100~200℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1~2s；所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.05~0.2质量份,苯甲酸钠0.1~1质量份,三乙醇胺0.1~1质量份,碳酸钠2~4质量份,氢氧化钠0.5~1质量份,硅酸钠5~7质量份,有机硼锆交联剂0.02~0.05质量份,木质素磺酸盐0.2~0.5质量份,羟丙基瓜胶0.1~0.3质量份,水70~90质量份。灵活的调节了淬火剂的粘度,提高螺纹钢的耐腐蚀性能。(The invention relates to the field of deformed steel bar smelting, and provides corrosion-resistant deformed steel bar and a preparation method thereof, which are used for solving the corrosion problem of the deformed steel bar. The preparation method of the corrosion-resistant deformed steel bar provided by the invention comprises the following steps of quenching the deformed steel bar in a corrosion inhibition quenching agent for 1-2 s at the temperature of 100-200 ℃; the corrosion inhibition quenching agent comprises: 0.05-0.2 part by mass of sodium carboxymethylcellulose, 0.1-1 part by mass of sodium benzoate, 0.1-1 part by mass of triethanolamine, 2-4 parts by mass of sodium carbonate, 0.5-1 part by mass of sodium hydroxide, 5-7 parts by mass of sodium silicate, 0.02-0.05 part by mass of an organic boron-zirconium cross-linking agent, 0.2-0.5 part by mass of lignosulfonate, 0.1-0.3 part by mass of hydroxypropyl guar gum and 70-90 parts by mass of water. The viscosity of the quenching agent is flexibly adjusted, and the corrosion resistance of the deformed steel bar is improved.)

一种耐腐蚀螺纹钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及螺纹钢冶炼领域，具体涉及一种耐腐蚀螺纹钢及其制备方法。

背景技术

螺纹钢是一种重要的钢材，在建筑等行业用途极广。但是它在储存、运输和使用过程中 易在二氧化碳、氧气、水、酸等周围介质中腐蚀生锈。腐蚀不仅造成钢材的浪费，影响螺纹 钢的外观，而且减小了钢筋的强度和与混凝土之间的结合力，造成了生产和生活的安全隐患。 采取有效的措施减缓螺纹钢的腐蚀尤为重要，而添加缓蚀剂是一种易于操作的手段，因其用 量少、成本低、选材广泛、缓蚀效率高而得到广泛应用。

CN201310142958.X公开了一种缓蚀淬火剂，该复配缓蚀淬火剂由以下按重量份数计的组分混合得到:羧甲基纤维素钠0~1份、聚丙烯酸钠0~1份、苯甲酸钠0.1~1份、三乙醇胺0.1~2份、钼酸钠0~0.1份、氢氧化钠0~5份、碳酸钠0~10份、水玻璃5~15份、水70~90份。可以减缓螺纹钢在大气中的腐蚀，但是该缓蚀淬火剂减缓螺纹钢被腐蚀的效果仍有待提高。

发明内容

本发明解决的技术问题为螺纹钢的腐蚀问题，提供一种耐腐蚀螺纹钢及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种耐腐蚀螺纹钢的制备方法，将螺纹钢在100~200℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1~2s；

所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.05~0.2质量份，苯甲酸钠0.1~1质量份，三乙醇胺0.1~1质量份，碳酸钠2~4质量份，氢氧化钠0.5~1质量份，硅酸钠5~7质量份，有机硼锆交联剂0.02~0.05质量份，木质素磺酸盐0.2~0.5质量份，羟丙基瓜胶0.1~0.3质量份，水70~90质量份。

木质素氨磺酸盐、有机硼锆交联剂、羟甲基瓜胶与羟甲基纤维素钠复配可以改善淬火剂的粘度，进而提高螺纹钢的耐腐蚀效果。

显著提高了螺纹钢的耐腐蚀效果。

现有技术一般认为聚丙烯酸钠的缓蚀效果是优于羟甲基纤维素钠，为了进一步提高螺纹钢的耐腐蚀效果，发明人在大量的试验中发现，要控制淬火剂的粘度，既不能太高，也不能太低，适当的粘度可以与钢筋表面生成吸附膜和钝化膜，可以显著的提高螺纹钢的耐腐蚀性能。

仅采用聚丙烯酸钠或者羟甲基纤维素钠，对于粘度的调节不够灵活，很容易使得粘度过高或者过低。

为了灵活的调节淬火剂的粘度，进而提高钢筋的耐腐蚀性能，发明人进行了大量的试验，尝试了多种药剂。

增稠剂是一种能增加胶乳、液体黏度的物质，用于食品时又称糊料。增稠剂可以提高物系黏度，使物系保持均匀的稳定的悬浮状态或乳浊状态。发明人进行了大量试验后，发现单独添加增稠剂很容易使得淬火剂的粘度过高，导致淬火剂不能发挥功效。

粘度调节剂既包括增粘剂也包括减粘剂，如何在增稠剂和减粘剂之间寻找一个平衡，可能是提高螺纹钢耐腐蚀效果的重要手段。

在大量试验后，发明人发现常规的增稠剂、减粘剂与羟甲基纤维素钠联用，并不能提高螺纹钢的耐腐蚀效果。发明人尝试进行了其他途径，均未能有效提高螺纹钢的耐腐蚀效果。

偶然情况下，发明将木质素氨磺酸盐、有机硼锆交联剂、羟甲基瓜胶与羟甲基纤维素钠复配可以有效的提高螺纹钢的耐腐蚀效果。有机硼锆交联剂作为增稠剂，木质素磺酸盐作为减粘剂，羟甲基瓜胶也是增稠剂，三者同羟甲基纤维素钠复配，加上水可以有效的调节体系的粘度，可以有效的提高耐腐蚀螺纹钢抗腐蚀效果。

优选地，所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.1~0.2质量份，苯甲酸钠0.2~1质量份，三乙醇胺0.3~1质量份，碳酸钠3~4质量份，氢氧化钠0.8~1质量份，硅酸钠6~7质量份，有机硼锆交联剂0.03~0.05质量份，木质素磺酸盐0.35~0.5质量份，羟丙基瓜胶0.15~0.3质量份，水88~90质量份。

优选地，所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.1质量份，苯甲酸钠0.2质量份，三乙醇胺0.3质量份，碳酸钠3质量份，氢氧化钠0.8质量份，硅酸钠6质量份，有机硼锆交联剂0.03质量份，木质素磺酸盐0.35质量份，羟丙基瓜胶0.15质量份，水88质量份。对各组分的投加量进行优化，从而更好发挥水调节体系粘度的效果，以提高螺纹钢的耐腐蚀效果。

优选地，所述有机硼锆交联剂的制备方法为：

将氧氯化锆、水和异丙醇配成含氧氯化锆的混合液，加入氨水调节溶液为碱性，反应2~3h；

缓慢滴加含有多元醇、α-羟基丙酸的有机混合物，滴加结束后，反应1~2h；

再加入硼砂溶液，反应2~4h，减压蒸馏后，用丙酮清洗产物，蒸干去除丙酮，得到有机硼锆交联剂；

所述锆与硼的摩尔比为1:3~4，所述含氧氯化锆的混合液中氧氯化锆的浓度为10~20%，所述氧氯化锆溶液中水和异丙醇的质量比为1:1~3，多元醇与锆的摩尔比为2~3:1，α-羟基丙酸与锆的摩尔比为2~3:1。

优选地，所述锆与硼的摩尔比为1:3.5~4，所述含氧氯化锆的混合液中氧氯化锆的浓度为16~20%，所述含氧氯化锆的混合液中水和异丙醇的质量比为1:1.6~3，多元醇与锆的摩尔比为2.5~3:1，α-羟基丙酸与锆的摩尔比为2.4~3:1。

优选地，所述锆与硼的摩尔比为1:3.5，所述含氧氯化锆的混合液中氧氯化锆的浓度为16%，所述含氧氯化锆的混合液中水和异丙醇的质量比为1:1.6，多元醇与锆的摩尔比为2.5:1，α-羟基丙酸与锆的摩尔比为2.4:1。

优选地，所述加入氨水调节溶液为碱性的过程中，控制反应温度为55~60℃。

优选地，所述有机混合物中还包括二甘醇胺，所述二甘醇胺与锆的摩尔比为0.3~0.5:1。

优选地，所述缓蚀淬火剂的制备方法为：

将羟甲基纤维素钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；

加入有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。

一种耐腐蚀螺纹钢，根据上述的制备方法制成的螺纹钢。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：灵活的调节了淬火剂的粘度，从而显著提高了螺纹钢的耐腐蚀效果。

将木质素氨磺酸盐、有机硼锆交联剂、羟甲基瓜胶与羟甲基纤维素钠复配可以有效的提高螺纹钢的耐腐蚀效果，前述四种药剂可以有效控制淬火剂的粘度，既不太高，也不太低，适当的粘度可以在钢筋表面生成吸附膜和钝化膜，可以显著的提高螺纹钢的耐腐蚀性能。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。

实施例1

一种耐腐蚀螺纹钢，将螺纹钢在110℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理2s；

所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.1g，苯甲酸钠0.2g，三乙醇胺0.3g，碳酸钠3g，氢氧化钠0.8g，硅酸钠6g，有机硼锆交联剂0.03g，木质素磺酸钠0.35g，羟丙基瓜胶0.15g，水88g。所述有机硼锆交联剂的制备方法为：

将氧氯化锆3.22g、水7.75g和异丙醇12.4g配成含氧氯化锆的混合液，加入过量氨水调节溶液为碱性，反应2~3h；所述锆与硼的摩尔比为1:3.5，所述含氧氯化锆的混合液中氧氯化锆的浓度为16%，所述含氧氯化锆的混合液中水和异丙醇的质量比为1:1.6。

缓慢滴加含有多元醇1.9g、α-羟基丙酸2.162g、二甘醇胺的0.42g的有机混合物，滴加结束后，反应1.5h；多元醇与锆的摩尔比为2.5:1，α-羟基丙酸与锆的摩尔比为2.4:1；所述多元醇为1,2-丙二醇；

再加入硼砂溶液，溶液中硼砂为3.337g，反应3h，减压蒸馏后，用丙酮清洗产物，蒸干去除丙酮，得到有机硼锆交联剂。所述加入氨水调节溶液为碱性的过程中，控制反应温度为55~60℃。所述缓蚀淬火剂的制备方法为：

将羟甲基纤维素钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；

加入有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。

木质素氨磺酸盐、有机硼锆交联剂、羟甲基瓜胶与羟甲基纤维素钠复配可以改善淬火剂的粘度，进而提高螺纹钢的耐腐蚀效果。显著提高了螺纹钢的耐腐蚀效果。对各组分的投加量进行优化，从而更好发挥水调节体系粘度的效果，以提高螺纹钢的耐腐蚀效果。

实施例2

一种耐腐蚀螺纹钢， 将螺纹钢在100~200℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理1~2s；

所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.05g，苯甲酸钠0.1g，三乙醇胺0.1g，碳酸钠2g，氢氧化钠0.5g，硅酸钠5g，有机硼锆交联剂0.02g，木质素磺酸盐0.2g，羟丙基瓜胶0.1g，水70g。

所述有机硼锆交联剂的制备方法为：

将氧氯化锆3.22g、水8.05g和异丙醇8.05g配成含氧氯化锆的混合液，加入氨水调节溶液为碱性，反应2h；

缓慢滴加含有多元醇1.52g、α-羟基丙酸1.8g、二甘醇胺0.32g的有机混合物，滴加结束后，反应1h；

再加入硼砂2.86g溶液，反应2~4h，减压蒸馏后，用丙酮清洗产物，蒸干去除丙酮，得到有机硼锆交联剂；

所述加入氨水调节溶液为碱性的过程中，控制反应温度为55~60℃。

所述缓蚀淬火剂的制备方法为：

将羟甲基纤维素钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；

加入有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。

实施例3

一种耐腐蚀螺纹钢， 将螺纹钢在100~200℃下于缓蚀淬火剂中淬火处理2s；

所述缓蚀淬火剂包括：羟甲基纤维素钠0.2g，苯甲酸钠1g，三乙醇胺1g，碳酸钠4g，氢氧化钠1g，硅酸钠7g，有机硼锆交联剂0.05g，木质素磺酸盐0.5g，羟丙基瓜胶0.3g，水90g。

所述有机硼锆交联剂的制备方法为：

将氧氯化锆3.22g、水8.05g和异丙醇16.1g配成含氧氯化锆的混合液，加入氨水调节溶液为碱性，反应3h；

缓慢滴加含有多元醇2.28g、α-羟基丙酸2.7g、二甘醇胺0.53g的有机混合物，滴加结束后，反应2h；

再加入硼砂3.81g溶液，反应4h，减压蒸馏后，用丙酮清洗产物，蒸干去除丙酮，得到有机硼锆交联剂。

所述加入氨水调节溶液为碱性的过程中，控制反应温度为55~60℃。

所述缓蚀淬火剂的制备方法为：

将羟甲基纤维素钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠、水混合后充分溶解，得到中间试剂；

加入有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶加入中间试剂中，充分溶解，得到缓蚀淬火剂。

对比例1~5

对比例1~5同实施例1不同之处如表1所示。

表1 对比例1~5同实施例1的区别

对比例6

室温下于77.2份自来水中边搅拌边加入0.3份羧甲基纤维素钠、0.5份苯甲酸钠、0.5份三乙醇胺、5份碳酸钠、1.3份氢氧化钠和7份水玻璃，所有物质均溶解后继续搅拌至溶液均匀透明，既得缓蚀淬火剂。

对比例7

室温下于87.9份自来水中边搅拌边加入0.3份聚丙烯酸钠、0.5份苯甲酸钠、0.5份三乙醇胺和12份水玻璃，所有物质均溶解后继续搅拌至溶液均匀透明，即得复配缓蚀淬火剂。

实验例

将长度为5cm左右的新轧制未生锈螺纹钢放入马弗炉中，加热至100～200°C灼烧40min， 迅速取出放入缓蚀淬火剂中淬火1～2秒，待螺纹钢自然风干后放入恒温恒湿培养箱中进行加 速腐蚀实验，参照行业标准SY/T5273-2000测定缓蚀率。实验设备为上海三发科学仪器有限 公司生产的LHP-160E智能恒温恒湿培养箱及CJS-１0C奔腾超声波加湿器。干湿交替循环的 条件参数为:在温度30°C、湿度60%的干燥条件下保持8小时;再在温度为40°C、湿度95% 的潮湿条件下保持16小时，以上为一个循环周期，共循环10周期。实验初始时试样在0.3%NaCl溶液中蘸一下，用以诱发生锈。未经缓蚀淬火剂处理的螺纹钢同样进行干湿交替加 速腐蚀实验。缓蚀率按下式计算：

ξ=（m-m_s）/m×100%

m-未经缓蚀淬火剂处理的螺纹钢单位长度的腐蚀失重，g/cm；

m_s-经缓蚀淬火剂处理后螺纹钢的单位长度的腐蚀失重，g/cm。

表2 各实施方式的缓蚀率

从表2可知，实施例1~3中采用了一定比例的有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶同羟甲基纤维素钠联用，可以有效提高螺纹钢的耐腐蚀心性能。

对比例1中未加入羟甲基纤维素钠，其缓蚀效果明显弱于实施例1，同实施例6近似，表明有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶也可以的提高螺纹钢耐腐蚀效果。对比例2~4中只含有有机硼锆交联剂、木质素磺酸盐、羟丙基瓜胶中的其中两种，其效果并未显著的优于对比例5，表明只有三种物质同羟甲基纤维素钠联用才能提高螺纹钢的耐腐蚀效果。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。