CN101712817B

CN101712817B - 水溶性防锈剂

Info

Publication number: CN101712817B
Application number: CN2009100081154A
Authority: CN
Inventors: 张永宽; 张云
Original assignee: WUXI HONGYU CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: WUXI HONGYU CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: CN101712817A

Abstract

本发明涉及一种黑色金属表面水溶性防锈液，其组成为：2-10wt％石油磺酸钡和/或二壬葵基磺酸钡，1-6wt％钼酸钠和/或钼酸胺，0-10wt％葵二酸，2-10wt％聚丙烯酸酯，3-20wt％油酸三乙醇胺皂和/或2-6wt％山梨醇酐单油酸酯，0-15wt％石油磺酸钠，0-8wt％甘油，余量为水或机械油。较现有水溶性防锈剂，具有成膜时间短，成膜吸附牢固，防锈效果好，实际防锈可达到3-6个月不生锈；而且成膜薄，仅3-5微米，一般工件不需除膜可以直接装配、涂装；除膜方便，退膜只需在50℃以上温水中浸泡、漂洗即可快速除膜。防锈剂组分中不含有毒有害物质，也不含磷，环保性好，不会造成对环境的污染，为环境友好型水溶性防锈剂。

Description

水溶性防锈剂

技术领域

本发明涉及一种黑色金属表面防锈液，尤其是一种环保无污染，防锈效果好的水溶性防锈剂。

背景技术

黑色金属在生产工序间及成品封存，为防止表面锈蚀，必须进行无涂装防锈处理，例如在表面施加防锈剂。现有技术金属表面防锈，较早使用有防锈效果较好的防锈油，通过防锈油在金属表面形成一层保护性油膜，隔绝空气中水汽对金属的腐蚀，从而达到较长时间防锈。然而使用防锈油，不仅需要消耗大量的油料原料，加剧了能源消耗，而且在后续加工(例如焊接、油漆、电镀、装配)及启封，均需要清洗除油，不仅产生大量清洗含油废液排放，造成对环境的污染，而且清洗除油费工费时，还会增加成本。防锈油弊端逐渐显现，人们越来越追求环保性好的水性防锈剂。

现有水性防锈剂，一类为磷化液防锈剂，例如中国专利CN87104237、CN1664033、CN1778988所述，虽然克服了防锈油的某些不足，但它会使加工金属件光亮面变色，并且防锈时间相对较短，一般只有1-1.5个月，通常只能作为油漆前防锈处理用；其次磷化处理工艺比较复杂，需要加热，废液排放也较多，仍然存在环保问题。其他水性防锈剂，如中国专利CN1200386所述水溶性防锈剂，其含有致癌的亚硝酸盐类物质，并且COD特高，国内外纷纷禁止使用。中国专利CN1042375公开的水基冷轧润滑防锈剂，采用基本都为强碱性物质，不仅对人体具有极强的腐蚀性，而且不能像防锈油那样，在金属表面形成隔绝湿气的防锈保护膜，空气中水分仍易渗至金属表面造成锈蚀，因此防锈时间不长。中国专利CN1084534公开的水溶性防锈剂，同样因不会在金属表面形成封闭性保护膜，防锈效果仍然有限，浓度≥10％，防锈也只有1-2个月。《河北化工》2006，29(7).-13-15公开的“环保型水基防锈剂的研制”，中性盐雾试验时间只有50min，实际防锈时间仍然难以超过1个月。成膜防锈，虽然具有相对较长的防锈效果，如中国专利CN101050329公开的强力防锈包装涂料，中国专利CN1069500公开的热熔型可剥包装塑料，通过在金属表面形成一层树脂膜隔绝空气达到防锈，但由于成膜厚，再加工时需去除此防锈树脂膜，防锈树脂膜去除，相对较为困难，需通过人工剥离，工作量和劳动强度均高，防锈成本较高，一般企业不愿采用。中国专利CN1035522公开的防锈乳化液，由10％以下聚乙烯醇，1-20％油酸，2-18％的石油磺酸钡，1-35％的三乙醇胺，10％以下石蜡，其余为蒸馏水组成。虽具有较好的防锈效果，但石蜡为最原始的成膜剂，但因成膜较厚，一是进入下一道工艺前必须除膜，二是石蜡膜除膜困难、费工费时。因此仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不仅能在金属表面形成防锈性能好的防锈膜，防锈有效期长，能达到3-6个月，而且防锈膜层薄，仅几十微米，不去除也不会影响后续工艺，并且去膜性好，温水即可退膜的水溶性防锈剂。

本发明目的实现，主要改进是选择采用能在金属表面形成防锈期长的封闭性防锈薄膜，而且成膜厚度薄，仅几十微米，退膜也十分方便，只需50℃及以上热水即可退膜，从而克服现有技术的不足，实现本发明目的。具体说，本发明水溶性防锈剂，其特征在于组成为：2-10wt％石油磺酸钡和/或二壬葵基磺酸钡，1-6wt％钼酸钠和/或钼酸胺，0-10wt％葵二酸，2-10wt％聚丙烯酸酯，3-20wt％油酸三乙醇胺皂和/或2-6wt％山梨醇酐单油酸酯，0-15wt％石油磺酸钠，0-8wt％甘油，余量为水或机械油。

本发明中：

石油磺酸钡、二壬葵基磺酸钡，为高分子有机防锈剂，试验表明其不仅具有优良的防锈性能，而且具有较好抗水性能，和乳化性能，很容易与高分子成膜物质结合，结合成防锈保护膜，并且成膜快。其中二壬葵基磺酸钡的防锈性能和抗水性能，优于石油磺酸钡，只是价格相对高一点。

钼酸钠、钼酸胺、葵二酸，为无机防锈剂，试验表明与前述有机防锈剂复配使用，具有叠加防锈效果，表现出较长防锈期，可以达到3-6个月防锈。葵二酸价格相对较钼酸钠、钼酸胺价格便宜一些，可以加入部分替代，减少钼酸钠、钼酸胺用量，具有大至相仿效果，但可以降低产品成本。

聚丙烯酸酯，在本发明中作成膜剂使用，与上述有机、无机防锈剂结合，可在黑色金属表面形成常温不溶于水、温水中即溶的防锈保护薄膜，附着于黑色金属表面，在常温下隔绝空气、水分与金属表面的接触，从而达到较长时间防锈，在热水中即溶解去膜简便，此为本发明水性防锈剂关键点之一。

油酸三乙醇胺皂、山梨醇酐单油酸酯(S-80，C₂₄H₄₄O₆)，在本发明中作乳化剂使用，起到连接成膜剂与防锈剂架桥作用，三者混合能很好结合形成薄的防锈保护膜，附着在黑色金属表面，同时其还具备优良的防锈性能，有利于延长防锈期。试验表明，加入乳化剂可以加快防锈剂的成膜速度，达到在金属工件表面快速成膜。

石油磺酸钠，在本发明中具有促进乳化剂与防锈剂结合功效，提高乳化效果，有利于防锈剂的均匀分布。

甘油，在本发明中主要起湿润作用，保护使用者人体皮肤，避免接触造成对皮肤的损伤，并兼有一定防锈作用。

机械油(machinery oil)，又称全损耗系统用油，常用牌号有5、7、10、15、32、46、100等，在本发明中均可适用，代替水溶剂可以制成浓缩液，使用时再加2-2.5倍左右的水稀释使用，这样可减少运输量，节约成本，特别适合于远距离使用。本发明经试验比较，较好采用15-46号中等粘度牌号，中等粘度既易充分混合，又具有相对较好的效果。

上述组成物质，在常温均能溶于水中，与黑色金属接触，能迅速在其表面形成吸附牢固的薄层防锈膜，各种添加物质的防锈叠加效果，使本发明防锈剂具有优良的防锈效果；而且防锈膜遇高于常温的温水(例如≥50℃)膜自动溶解，达到方便、快速去膜，从而大大减轻了清洗除膜工作量，并且由于清洗除膜用水量少，相对环保性较好。

本发明更优组成为：4-6wt％石油磺酸钡和/或二壬葵基磺酸钡，2-4wt％钼酸钠和/或钼酸胺，2-6wt％葵二酸，3-8wt％聚丙酸烯酯，6-12wt％油酸三乙醇胺皂和/或3-5wt％山梨醇酐单油酸酯，3-10wt％石油磺酸钠，3-6wt％甘油，余量为水或机械油。

制备只需将各原料按特性制成溶液(溶解)，混合即可。

本发明水溶性防锈剂，由于选择在常温能溶于水，遇黑色金属能成膜物质，以及选择防锈性能好、且能与成膜剂结合的有机、无机防锈成份，通过乳化剂的架桥作用结合组成不溶于冷水的防锈保护膜，各助剂均有一定的防锈功能的协同叠加作用。较现有水溶性防锈剂，具有成膜时间短，快干性好，1-2分钟即成膜，成膜吸附牢固，在黑色金属表面具有极强的吸附能力，常温环境水汽不会渗至金属表面，因而具有很好的防锈效果，中性盐雾试验时间长达6小时，实际防锈使用可以达到3-6个月不生锈；而且成膜薄而致密，仅3-5微米，不改变加工件表观，一般工件不需除膜可以直接装配、涂装；除膜方便，退膜只需在50℃以上温水中浸泡、漂洗即可快速除膜，清洗水量少，用水量只有正常清洗的1/3，可节约大量清洗材料和人工费用，成膜、去膜均较方便。防锈剂组分中不含有毒有害物质，也不含磷，环保性好，不会造成对环境的污染，为环境友好型水溶性防锈剂。

以下结合六个具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明护范围。

具体实施方式

实施例1：按实施例配比，将石油磺酸钡、油酸三乙醇胺皂于105-110℃加热溶解，得中间体1；将钼酸钠、聚丙烯酸酯，以60-70℃温水溶解，得中间体2。将上述两溶液混合，补足余量水，制得直接使用的工作液。

实施例2：按实施例配比，将二壬葵基磺酸钡，石油磺酸钠，S-80混合加温至105-110℃溶解，得中间体1；将钼酸钠于温水中溶解得中间体2；将葵二酸加80℃热水溶解，加入聚丙烯酸酯，得中间体3；将上述三溶液混合，补足余量水。

实施例3：按实施例配比，将石油磺酸钡，二壬葵基磺酸钡，石油磺酸钠，S-80，加热105-110℃溶解，得中间体1；将钼酸铵，钼酸钠在60-70℃热水中溶解，得中间体2，在中间体2中加入甘油；将葵二酸，油酸三乙醇胺皂加温80℃溶解，得中间体3；将上述三溶液混合，补足余量水。

实施例4：按实施例配比，同例3。

实施例5：按实施例配比，将石油磺酸钡，二壬葵基磺酸钡，乳化剂S-80，石油磺酸钠混合于25wt％的32号机械油中，加热105-110℃，使其完全溶解得中间体1；将钼酸钠，钼酸铵加温60-70℃溶化，得中间体2；在中间体2中加入甘油，葵二酸、油酸三乙醇胺皂，聚丙烯酸酯，加温80-90℃得中间体3。将中间体3与中间体1，加上余量的32号机械油，三者混合搅拌，得水溶性防锈剂浓缩液。使用时加入70％水稀释成工作液，浸或涂或喷于工作表面。

实施例6：按实施例配比，将石油磺酸钡，二壬葵基磺酸钡，乳化剂S-80，石油磺酸钠混合于25wt％的15或46号机械油中，加热105-110℃，使其完全溶解得中间体1；将钼酸钠，钼酸铵加温60-70℃溶化，得中间体2；在中间体2中加入甘油，葵二酸、油酸三乙醇胺皂，聚丙烯酸酯，加温80-90℃得中间体3。将中间体3与中间体1，加上余量的15或46号机械油，三者混合搅拌，得水溶性防锈剂浓缩液。使用时加入70％水稀释成工作液，浸或涂或喷于工作表面。

对于本领域技术人员来说，在本发明构思启示下，能够从本专利公开内容直接导出或联想到的一些变形，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合，都能实现与上述实施例基本相同功能和效果，不再一一举例细说，均属于本专利保护范围。

实施例配方表(100wt％)

原料	例1	例2	例3	例4	例5	例6
							石油磺酸钡	6	0	4	8	8	8
二壬葵基磺酸钡	0	5	3	2	2	2
							钼酸钠	3	0	2	3	3	3
钼酸铵	0	4	3	3	3	3
							葵二酸	0	8	6	4	6	4
油酸三乙醇胺皂	15	0	8	5	8	5
							S-80	0	5	6	3	6	3
甘油	0	3	6	2	6	2
							聚丙烯酸酯	10	8	6	5	5	5
石油磺酸钠	0	8	12	15	15	15
							水	余量	余量	余量	余量
机械油					余量	余量
							防锈天数	90天	120天	140天	160天	160	180

注：防锈天数，以3％氯化钠浸泡，观察出现锈斑天数。

Claims

1.水溶性防锈剂，其特征在于组成为：2-10wt%石油磺酸钡，1-6wt%钼酸钠和/或钼酸铵，0-10wt%葵二酸，2-10wt%聚丙烯酸酯，3-20wt%油酸三乙醇胺皂和/或2-6wt%山梨醇酐单油酸酯，0-15wt%石油磺酸钠，0-8wt%甘油，余量为水或机械油。

2.根据权利要求1所述水溶性防锈剂，其特征在于组成为：4-6wt%石油磺酸钡，2-4 wt%钼酸钠和/或钼酸铵，2-6wt%葵二酸，3-8wt%聚丙酸烯酯，6-12wt%油酸三乙醇胺皂和/或3-5wt%山梨醇酐单油酸酯，3-10wt%石油磺酸钠，3-6wt%甘油，余量为水或机械油。