1.本发明涉及建筑用刀具技术领域，具体涉及一种高耐腐蚀性的建筑用刀具。


背景技术：

2.抹泥刀、油灰刀是建筑中常用的刀具，其刀体由钢片冲压制成。目前市场上销售的抹泥刀和油灰刀的刀体所用的不锈钢材质主要为3cr13，该材质属于马氏体不锈钢，由于碳、铬含量较高，使得马氏体不锈钢具有一定的耐腐蚀能力。但是较高的碳含量使得马氏体不锈钢在热处理过程中容易表面脱碳，并且较高的碳、铬含量在冶炼中容易出现成分偏析而形成富铬型共晶碳化物，引起贫铬区，容易在潮湿环境中发生腐蚀，从而削弱了其耐腐蚀性能。由此制备的抹泥刀、油灰刀的刀体在实际使用中也容易发生刀片生锈腐蚀，造成产品使用效果不佳，有过早失效的问题。


技术实现要素：

3.针对现有采用马氏体不锈钢制备油灰刀、抹泥刀的刀体，使得油灰刀、抹泥刀在实际使用中容易出现生锈腐蚀的问题，本发明的目的在于提供一种高耐腐蚀性的建筑用刀具，提高油灰刀、抹泥刀的刀体耐腐蚀性，提升产品的品质。
4.本发明提供如下的技术方案：一种高耐腐蚀性的建筑用刀具，所述建筑用刀具的刀体材质为含氮马氏体不锈钢。
5.现有的研究表明，在马氏体不锈钢中引入氮能够提升马氏体不锈钢的耐腐蚀性，这主要是由于一方面，由于氮的存在，在不锈钢基体中优先析出cr2n，抑制了不锈钢中cr23c6等富铬型共碳化合物的析出量，减少不锈钢基体中cr元素的缺失，有利于不锈钢表面形成含cr元素的钝化膜，提升不锈钢的耐腐蚀能力；另一方面，氮作为比碳作用更强的间隙强化元素，更小的原子半径使其在固溶于基体的同时还可少量溶于碳化物中，可有效地抑制合金中碳化物沿晶界大量析出。发明人在使用含氮马氏体不锈钢制备抹泥刀、油灰刀的研究中发现，含氮马氏体不锈钢能够明显的提升刀体的耐腐蚀性，且从目前全球不锈钢类的抹泥工具刀片的使用材料来看，含“氮”马氏体不锈钢在建筑刀具，如抹泥刀、油灰刀上属于首次应用。
6.作为本发明的优选，所述含氮马氏体不锈钢中，氮质量百分含量为0.06～0.12％。氮含量过高对于马氏体不锈钢的性能产生不利影响。
7.作为本发明的优选，所述含氮马氏体不锈钢为2cr13n。2cr13n与现有的常用不锈钢3cr13相比，价格较为接近，但是制备的刀体具有更佳的耐腐蚀性能，因此性价比更高。
8.作为本发明的优选，所述建筑用刀具的刀体表面涂覆有耐腐涂层，所述耐腐涂层由丙烯酸酯树脂电泳浆料经电泳涂装沉积在刀体表面后，在固化剂作用下加热固化得到；所述丙烯酸酯树脂电泳浆料经以下过程制成：将丁醇加热至80～90℃并回流，惰性氛围保护下，搅拌并滴加苯乙烯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、乙基
丙烯酸异辛酯、丙烯酸和引发剂，保温2～3h，然后滴加丙烯酰胺并保温1～2h，然后调节ph值至7～8得到初浆料，加入1.5～2倍初浆料质量的水调节固含量得到丙烯酸酯树脂电泳浆料。目前在金属件、不锈钢件上镀有机聚合物膜层以提高防护性，如耐腐蚀性是较为常见的做法，不仅防护效果好而且具有一定的装饰功能。常用的有机聚合树脂种类主要由聚氨酯类、环氧树脂类以及丙烯酸酯类。就建筑用刀具而言，环氧树脂类虽然防腐性能高，但是一般含有杂色影响刀具表面的色泽；而聚氨酯类具有很好的柔软性，但是硬度不高，考虑到刀具需要用来抹平、水泥、油漆等，因此适应的硬度是必须的。所以整体考虑，选用丙烯酸酯类的涂料进行涂装，不仅具有一定的防腐性能，而且具有更高的色泽效果，非常适合建筑刀具这种外貌显眼的产品，涂层厚度为5～15μm。
9.作为本发明的优选，所述丙烯酸酯树脂电泳浆料中，各组分的重量份为：丁醇80～100份，苯乙烯10～15份，丙烯酸正丁酯20～23份、甲基丙烯酸乙酯13～16份、甲基丙烯酸丙酯15～19份、乙基丙烯酸异辛酯10～12份、丙烯酸15～20份、引发剂1～1.5份、丙烯酰胺5～10份。丙烯酸酯类树脂涂料容易在固化中出现膜层发脆、结合力不良等现象，这与丙烯酸酯类树脂各组分以及用量有较大的关系。因此对各组分用量进行适当优化是非常必要的。
10.作为本发明的优选，所述固化剂为异氰酸酯类固化剂；所述固化温度为100～106℃，保持时间30～40min。异氰酸酯固化剂可以在常温下与羧基、胺基等活性基团共存，并在加热后与上述活性基团发生交联反应，实现丙烯酸酯树脂电泳浆料的固化，并改性丙烯酸树脂涂层的附着力，这里固化剂可以选择如异佛尔酮二异氰酸酯等。
11.作为本发明的优选，所述丙烯酸酯树脂电泳浆料中还含有亲水性气相二氧化硅，所述亲水性气相二氧化硅的添加量为初浆料质量的2％～3％，所述亲水性气相二氧化硅在引发剂滴加前添加。亲水性气相二氧化硅具有很强的分散性能，可均匀分散到丙烯酸酯树脂电泳浆料中作为填料使用，起到增稠、不强的效果，并提升涂层的耐腐蚀性、耐磨性、附着力和柔韧性。
12.作为本发明的优选，所述亲水性气相二氧化硅经以下过程处理后使用：将亲水性气相二氧化硅分散到伯氨基烷氧基硅烷偶联剂的水溶液中，加热、搅拌、静置，然后过滤并冷风干燥；亲水性气相二氧化硅和伯氨基烷氧基硅烷偶联剂的质量比为80～90:3～10。涂层固化时先在60～65℃惰性氛围下保持1～2小时，然后再升温固化。尽管亲水性气相二氧化硅表面也富含羟基结构，在丙烯酸酯单体聚合中有在交联剂作用下参与交联反应的可能性，但是一方面这些羟基分布在二氧化硅表面，链短，参与到交联反应的几率低，另一方面，即使参与交联反应，由于羟基分布在硅表面，也限制了交联反应的外延，也就是说，这些羟基分布在二氧化硅表面限制了其参与交联反应。因此发明人经过研究，将亲水性气相二氧化硅投放到氨基烷氧基硅烷的水溶液中，氨基烷氧基硅烷发生水解，烷氧基被羟基替代，在硅烷上引入羟基，该羟基再与亲水性气相二氧化硅表面的羟基反应，从而在亲水性气相二氧化硅表面引入含氨基的硅烷结构，而且气相二氧化硅表面可以同时引入多个含氨基的硅烷结构，这样气相二氧化硅通过氨基参与到交联反应中，并可形成立体交联，大大提升了气相二氧化硅参与到交联固化反应中的能力，及固化后的涂层的附着力和致密性，改善了涂层的脆性。
13.作为本发明的优选，所述伯氨基烷氧基硅烷偶联剂为n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷nh2(ch2)3nh(ch2)2si(och3)3、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷nh2(ch2)3nh(ch2)2si(och2ch3)3、γ-氨丙基三甲氧基硅烷nh2(ch2)3si(och3)3、γ-氨丙基三乙氧基硅烷nh2(ch2)3si(och2ch3)3中的至少一种。
14.作为本发明的优选，所述建筑用刀具为抹泥刀或油灰刀。
15.本发明的有益效果如下：本发明选用含氮马氏体不锈钢作为建筑用刀具的刀体材质，成本与目前常用的3cr13相近，但是刀具的耐腐蚀性能得到明显的提升，同时在刀具表面涂覆丙烯酸酯树脂涂层，进一步增强了刀具的耐腐蚀性，而且刀体的外观效果得到改善。
附图说明
16.图1是实施例1制备的油灰刀盐雾试验后的结果图。
17.图2是对比例1制备的油灰刀盐雾试验后的结果图。
18.图3是对比例2制备的油灰刀盐雾试验后的结果图。
具体实施方式
19.下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
20.如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
21.为保持一致性，下述实施例和对比例中所用的亲水性气相二氧化硅的表面硅羟基密度sioh/nm2为3(平均值)。
22.实施例1一种油灰刀，该油灰刀尺寸为4英寸，由含氮马氏体不锈钢2cr13n的钢卷冲压制成。
23.实施例2一种油灰刀，实施例1不同之处为，该油灰刀在冲压成型后还经电泳涂装处理，电泳涂料为丙烯酸酯树脂电泳浆料，固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯，镀层厚度为10μm，电镀时将固化剂加入到丙烯酸酯树脂电泳浆料中混合均匀，然后加入到电镀池中电泳镀膜，工作电压180v，取出后在100℃烘烤40min。
24.其中，丙烯酸酯树脂电泳浆料由以下过程制成：将80份(重量份，下同)的丁醇加热至80℃并回流，氮气氛围保护下，搅拌并依次滴加10份苯乙烯、20份丙烯酸正丁酯、13份甲基丙烯酸乙酯、15份甲基丙烯酸丙酯、10乙基丙烯酸异辛酯、15丙烯酸和1份引发剂偶氮二异丁腈，保温3h，然后滴加丙烯酰胺5份并保温1h，然后调节ph值至7得到初浆料，加入1.5倍初浆料质量的水调节固含量得到丙烯酸酯树脂电泳浆料。
25.实施例3与实施例2不同的是，丙烯酸酯树脂电泳浆料由以下过程制成：将100份的丁醇加热至90℃并回流，氮气氛围保护下，搅拌并依次滴加12份苯乙烯、23份丙烯酸正丁酯、16份甲基丙烯酸乙酯、19份甲基丙烯酸丙酯、12份乙基丙烯酸异辛酯、20份丙烯酸和1.5份引发剂偶氮二异丁腈，保温2h，然后滴加丙烯酰胺10份并保温2h，然后调节ph值至8得到初浆料，加入2倍初浆料质量的水调节固含量得丙烯酸酯树脂电泳浆
料。
26.实施例4丙烯酸酯树脂电泳浆料由以下过程制成：将100份的丁醇加热至85℃并回流，氮气氛围保护下，搅拌并依次滴加15份苯乙烯、21份丙烯酸正丁酯、15份甲基丙烯酸乙酯、17份甲基丙烯酸丙酯、10份乙基丙烯酸异辛酯、16份丙烯酸和1.4份引发剂偶氮二异丁腈，保温3h，然后滴加丙烯酰胺7份并保温1h，然后调节ph值至8得到初浆料，加入2倍初浆料质量的水调节固含量得到丙烯酸酯树脂电泳浆料。
27.实施例5与实施例2的不同之处在于，丙烯酸酯树脂电泳浆料在制备中还添加了初浆料质量2％的亲水性气相二氧化硅，并在引发剂添加前添加。
28.实施例6与实施例2的不同之处在于，丙烯酸酯树脂电泳浆料在制备中还添加了初浆料质量3％的亲水性气相二氧化硅，并在引发剂添加前添加。
29.实施例7与实施例5的不同之处为，亲水性气相二氧化硅经以下过程处理后使用：将亲水性气相二氧化硅分散到γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中(硅烷偶联剂浓度为1mol/l)，1000rpm搅拌90min混合后静置2h，然后过滤并冷风干燥；亲水性气相二氧化硅和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为8:1；固化时，先在氮气氛围下60℃固化2小时，然后再升温至100℃烘烤固化。
30.实施例8与实施例5的不同之处为，亲水性气相二氧化硅经以下过程处理后使用：将亲水性气相二氧化硅分散到n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中(硅烷偶联剂浓度为1mol/l)，1000rpm搅拌90min混合后静置2h，然后过滤并冷风干燥，亲水性气相二氧化硅和n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为30:1，固化时，先在氮气氛围下62℃固化2小时，然后再升温至100℃烘烤固化。
31.对比例1该油灰刀的尺寸为4英寸，但是由马氏体不锈钢3cr13的钢卷冲压制成。
32.对比例2该油灰刀的尺寸为6英寸，但是由马氏体不锈钢3cr13的钢卷冲压制成。
33.对比例3该对比例与实施例2的不同之处为，省略甲基丙烯酸丙酯的加入，并以等量甲基丙烯酸乙酯替代。
34.对比例4该对比例与实施例5的不同之处为，加入等量的疏水性气相二氧化硅替代亲水性气相二氧化硅，其中疏水性气相二氧化硅的表面硅羟基密度sioh/nm2为0.8(平均值)。
35.对比例5该对比例与实施例7的不同之处为，将亲水性气相二氧化硅和γ-氨丙基三乙氧基硅烷同时加入到丙烯酸酯树脂电泳浆料中。
36.对比例6该对比例与实施例7的不同之处为，亲水性气相二氧化硅处理时，采用乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂替代γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
37.性能测试1、刀体材质的耐腐蚀性将实施例1和对比例1、2制备的油灰刀置于盐雾试验箱中，所用试验溶液为1wt％的nacl水溶液，保持温度为35℃，试验48h时取出，然后拍照观察，结果见图1～3所示。
38.从图中可以看出，经实施例1得到的油灰刀的表面基本无锈迹，而对比例2、对比例3制备的油灰刀表面形成连续的锈迹，腐蚀严重。
39.2、涂膜的耐腐蚀性参照标准gb/t1771-2007的方法，在实施例2～8所得的油灰刀以及对比例3～6所得的油灰刀的背面采用美术刀片交叉划线，并划穿涂层，与边缘距离大于25mm，宽度为0.1mm，然后将上述油灰刀以及实施例1的油灰刀放置在nacl水溶液浓度为5％的盐雾箱中，保持温度为35
±
2℃，且划线面向上，并倾斜45
°
角，进行盐雾试验，盐雾沉降量为1.5
±
0.2ml/(80cm2·
h)，每间隔12h小时观察各油灰刀的表面形貌，如锈蚀、起泡，记录出现锈蚀的时间，试验至240h时停止。
40.3、涂膜的耐冲击性测试参照标准gb/t1732-2020标准执行，以40cm为基准冲击高度，落锤按5cm的间隔向上调节高度至出现裂纹、皱纹、剥落，然后按照1cm的间隔进行下降回调测试。
41.上述测试结果见表1所示。
42.表1.实施例1～8和对比例3～6的测试性能从上表中可以看出，在刀体上镀上适宜的丙烯酸酯树脂涂层后可有效提升刀体的耐腐蚀性，其中丙烯酸酯树脂涂层的耐腐蚀性、脆性和其组成有较大的关系。在丙烯酸酯树脂浆料中引入亲水性气相二氧化硅，尤其是经改性后的亲水性气相二氧化硅不仅有利于耐腐蚀性提升，而且可以提升涂层的韧性，改善脆性状况。而直接填充无机填料，如疏水性气相二氧化硅则可以一定程度改善耐腐蚀性，但是对韧性改性效果不明显，且耐腐蚀效果低于亲水性气相二氧化硅。