摘要：专利技术jz·cxfx-n转锈金刚被国家科技部、环保部、商务部、质检总局认证为国家重点新产品，该产品以转锈除锈为主、兼具优良长效防锈性能的水性功能涂剂，主要用作建筑钢结构油漆前除锈处理，可以象油漆施工一样，直接将其涂刷在生锈的钢铁构件表面，常温下即可将铁锈转化、形成紧密的灰黑色防锈膜层，作为底层与油漆配合，油漆内在质量得以提升，防锈能力显著提高，适用于工厂及户外施工，本文研究了转锈金刚的使用性能等因素，以及施工经验与方法、施工成本等。
0、引言。钢铁是热力学性质不稳定的最常用结构材料，暴露在大气中必然发生腐蚀、转化成疏松的铁锈。1999～2023年发布的中国腐蚀调查报告指出，我国每年为腐蚀支付的直接费用据不完全统计，已达人民币2000亿以上。
如果考虑间接损失，花费在腐蚀方面费用的总和估计可达5000亿元，约占国民经济总值的5％。其它发达国家多年的统计数字也在3～5％之间，世界上每年因腐蚀而损失的钢铁材料占总产量的五分之一。腐蚀对现代工业造成严重破坏，实现腐蚀控制是使国民经济基础设施和各种钢构建筑、钢铁设备处于良好运行状态、达到长效防腐的重要保障。
钢结构建筑使用过程中的两大技术关键：一是防锈，二是防火。这需要通过涂装（油漆）工艺来解决，而油漆涂装前除锈属于钢结构建筑施工的隐蔽工程，彻底除锈是提高油漆内在质量的重要保证。
目前，钢构建筑行业内，涂装前除锈的通行方法主要是机械抛丸和喷沙、手工电动打磨等传统方法，如果在钢铁表面留有余锈，锈核就可使钢铁底材继续生锈，即使除锈非常干净，新金属表面积加大，吸收水量增多，受环境腐蚀介质影响就大，造成锈蚀的可能性就大。在这种情况下，即使使用防锈涂料，三个月到半年就出现漆膜开裂脱落，漆膜锈迹斑斑，达不到预期的防锈效果。因此，用涂料防腐防锈，关键是使金属表面上不再存在继续生锈的条件。
目前国内外金属防腐蚀涂料的开发与研究主要集中在防腐蚀方面，有关研究成果与推向市场的产品较多，而油漆涂装前彻底除锈是提高产品内在质量的关键之一，有关以转锈除锈为主，同时兼具防锈作用的功能涂料却未见报导，我们研制开发的jz·cxfx-n转锈金刚正是针对除锈与防锈而设计的一种水性功能涂料，符合当今技术的发展趋向，经一年多的实际应用，可成为钢结构建筑施工中除锈的又一选择，能增强油漆的防锈能力，显著提高油漆的内在质量，具有除锈彻底、施工简单、经济高效、无环境污染的特点。
1、钢铁的腐蚀机理。
钢铁是热力学性质不稳定的材料，成品钢材经200c—300 c高温退火后，在表面形成相对稳定的蓝色 fe3o4 膜层，曝露在空气中，经由化学与电化学腐蚀，从里到外逐渐形成 :feo﹒nh2o、 fe2o3﹒nh2o、 fe3o4﹒nh2o三层铁锈结构，也可视作铁在氧化还原作用下，回归原始矿石的过程，因此铁锈和天然铁矿石一样是由不同晶形（α、的feooh、fe3o4和一些非晶形物质组成，从结构上看，锈层是一个疏松多孔的含水固体，从化学组成上看，是较稳定的铁化合物如fe3o4、fe2o3、α-feooh及较活泼的铁化合物如γ-feooh、fe（oh）2、fe（oh）3、的混合体，新生锈主要是γ-feooh，老锈主要是fe3o4。
钢铁的腐蚀过程为：
o2重排） αfeooh
fe → feo→ fe（oh）2 → fe（oh）3 →γfeooh → fe（oh）2] ·fe3o4
（脱水） fe2o3
由于铁锈疏松多孔，在锈层中往往含有大量的水分，导致金属继续腐蚀，钢铁表面的初生锈和钢铁底材附着较牢，随着锈蚀的进行，原来的初生锈逐渐老化并被挤到锈层表面，所以钢铁外表铁锈又可分为两层，外层是松锈（浮锈），它和钢铁附着不牢；内层是牢锈，它和钢铁底材附着牢固。
2、jz·cxfx-n转锈防锈技术原理。
将转锈金刚象涂料一样直接涂刷在带有三氧化二铁（fe2o3红色铁锈）、四氧化三铁（fe3o4蓝色氧化皮）钢构件表面，通过化学转化反应，利用钝化、缓蚀机理，常温下0.5—1小时后铁锈及氧化皮即被自然转化、形成紧密的灰黑色防锈膜层，22小时后转化完全，达至金属基底形成键合力，因此，该膜层与基底金属结合力好，并可与各类油漆（膏灰）配套。
该防锈膜层在－20°c～600°c范围性质稳定，兼具一定的防火性能，单一膜层室内防锈可达一年之久。钢结构材料经此转锈防锈处理后，油漆内在质量得以提升，防锈能力显著提高。
3、jz·cxfx-n转锈防锈应用研究。
jz·cxfx-n转锈金刚以除锈为主，兼具优良的长效防锈性能，主要用作油漆前除锈处理，作为一种新的除锈技术，转锈金刚已获得国家发明专利（专利号200710050532.6），我们从实际使用的角度出发，研究考察了以下几个方面的因素。
3.1、jz·cxfx-n性能指标测试。
经国家质检总局中国测试技术研究院检测，转锈金刚的技术指标如下：
3.1.1产品技术指标。
3.1.2、膜层技术参数。
3.2、转锈能力。
与传统的除锈方式不同，机械抛丸、喷沙是通过力学作用将铁锈打磨掉，而jz·cxfx-n转锈金刚是通过化学作用将铁锈转化为含铁的高分子聚合物，形成长效紧密的防锈膜层牢固地附着在钢铁表面，参考gb8923—88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准判断：铁锈完全转化形成灰、黑色膜，表面无可见污垢、氧化皮、铁锈等附着物，与传统除锈方法的sa2.5级、st3级相当。
厚度在100um（0.1mm）左右的铁锈（已超过gb8923—88标准d级锈蚀程度），可被彻底转化除净，fe3o4蓝色氧化皮被转化为灰色膜、fe2o3红色铁锈被转化为黑色膜，该膜层在室内空气湿度60%以上的环境也能防锈达一年以上的时间，与油漆、放火涂料配套可以显著提高涂装的内在质量和防腐蚀长效性。
该图左边为锈蚀状态，右边为刷涂jz·cxfx-n转锈金刚后形成的防锈膜层。
该图左边为未处理的锈蚀状态，右边为刷涂jz·cxfx-n转锈金刚后再涂防火涂料的状态。
该图为喷涂jz·cxfx-n转锈金刚后的钢材表面状态。
3.3、对基体金属无影响。
由于jz·cxfx-n转锈金刚是通过化学作用达到除锈、防锈的目的，因此，需要研究考察其在除锈过程中是否与基体金属发生作用、是否对钢铁的机械力学性能造成不良影响。
3.3.1、重量法考察。
取1cm×1cm碳钢片，酸洗除净铁锈及污垢后，干燥称重，然后在jz·cxfx-n转锈金刚中浸泡24小时，取出用离子水洗净，干燥称重。实验结果，前后重量未变，表明：该转锈金刚不与金属铁发生化学反应、不腐蚀金属基体，只与铁锈发生化学转化作用。
3.3.2、对钢铁力学性能的影响。
取q235低碳钢圆盘条作实验材料，用jz·cxfx-n转锈金刚刷涂除锈，24小时后进行拉伸试验、冷弯试验，结果如下表：
实验表明：转锈金刚在除锈过程中，不产生氢脆现象，不改变金属基体的组织结构，不影响钢材的力学性能。
3.4、防锈膜平整度与锈蚀度的关系。
jz·cxfx-n转锈金刚具有一定的整平能力，一般而言，a、b、c、d四级锈蚀的钢材，经除锈处理后都能得到厚度在10—20um左右、平整光洁的防锈膜层。超过d级锈蚀的钢材，尤其是产生堆锈、块锈、坑蚀的表面，钢铁锈蚀程度越高，形成的防锈膜层的平整度就越差。此类重度锈蚀的钢材，除锈前须用钢丝刷处理后，才能得到较为平整的防锈膜。
3.5、防锈能力。
采用jz·cxfx-n转锈金刚除锈后，形成的膜层绝缘电阻大于150mω，可有效地阻断化学及电化学腐蚀作用。按照gb/t 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》和d609《涂料、清漆、转化涂层和相关覆层产品的测试用冷扎钢板制备的标准实施规范》进行人工加速腐蚀的nss试验表明：
可见，使用jz·cxfx-n转锈金刚不仅除锈干净彻底，而且形成的转化膜层能有效提高油漆的防腐蚀能力，其防锈作用相当于一层红丹底漆。
3.6、与油漆的配套性。
jz·cxfx-n转锈金刚在转锈除锈的过程中，通过分子键合力与基底金属牢固结合，同时，形成紧密、呈微观网状结构的防锈膜层，油漆高分子渗入其中，因此与油漆的结合力更强，不影响**漆的结合力级别。该膜层可与各类油漆（红丹、酚醛、沥青、氨基、醇酸、硝基、聚酯、环氧、乙烯、聚氨酯、丙烯酸等）、膏灰、涂料（防火涂料、粉末涂料等）配套，不存在油漆起皱、鼓泡等相溶性问题。
3.7、对焊接性能无影响。
经jz·cxfx-n转锈金刚除锈的钢铁，其焊接性能不受影响，使用表明，形成的防锈膜更有利于焊接。在一般钢构建筑中，焊接部位往往率先出现锈蚀，刷涂转锈金刚并作油漆施工后，这一问题可以完全解决。
3.8、对漆膜无影响。
该项目的考察主要是针对钢结构维护工程中需要补漆的情形，在出现锈斑、锈点的油漆表面，可以直接涂刷jz·cxfx-n转锈金刚，锈斑、锈点被除净并转化为防锈膜层，然后再刷油漆，而已有的油漆表面不受损伤。转锈金刚的这一特性，为钢结构建筑的后期或日常维护提供了便利：勿须将已有而且完好的油漆层全部除掉，即可进行维护施工，大大地节约了维护成本。
4、施工方法及经济分析。
4.1、施工方法。
jz·cxfx-n转锈金刚的施工方法与油漆的施工规范一样，其施工流程为：
基面清理 → 涂刷（或喷）jz·cxfx-n转锈金刚 → 底漆涂装 → 面漆涂装 → 检查验收
其具体施工方法为：
1）、涂刷前清除钢铁表面的锈泡、破裂翻起的氧化皮、焊渣、泥砂、油污等，保持作业面干燥。
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