CN101787535B - 汽车油箱用水基防锈剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车油箱用水基防锈剂及其制备方法。该防锈剂包括如下组分：环氧丙烯酸酯树脂60～70重量份、水性氟碳乳液80～100重量份、甲醇8～10重量份、丁醇3～5重量份、水3～5重量份。其制备方法为：在环氧丙烯酸酯树脂中依次加入甲醇、丁醇、水进行搅拌溶解后，再加入水性氟碳乳液充分搅拌，即可制得所述的汽车油箱用水基防锈剂。本防锈剂组方经济、防锈效果好、其制备方法工艺简单。将本防锈剂在普通钢板上使用也能满足汽车油箱的防腐要求，这使利用普通钢板生产油箱成为可能，和镀锌板油箱相比，大大降低了油箱的生产成本。本防锈剂易于存储，在通风阴凉干燥处、5℃以上、避免日光直晒即可。在正常存放环境下，防锈期可达60个月以上。

Description

汽车油箱用水基防锈剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防锈剂，更具体地说，本发明涉及一种汽车油箱用水基防锈剂，同时，本发明还涉及一种所述油箱用水基防锈剂的制备方法。

技术背景

汽车油箱内壁的防腐涂装历来被视为国内汽车制造行业的一大难题。传统的油箱内壁防腐一般采用镀锌、喷漆和浸涂等方法。由于油箱几何形状较为特殊，内腔存在死角和缝隙，并且进出口小，加上上述涂装方式又各有不足，故无法高品质和高效率地解决内壁防腐涂装问题，以致经常造成油箱内腔生锈。因此考虑油箱内表面的防腐处理时，不但要顾及与介质的相容性，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔以及经济性。

汽车油箱用表面处理钢板一般使用镀铅锡合金钢板(热浸镀Pb-8％Sn合金钢板)。其原因在于含Pb的电镀钢板具有良好的焊锡性、耐蚀性和润滑性(挤压成形性)等。但是，近年来从环保方面来看对无Pb化的要求越来越高。基于此因，开发了热浸镀Al钢板、热浸镀Sn-Zn钢板、有机涂层合金化热浸镀Zn钢板和在热浸镀Zn层上镀Ni的双层电镀钢板等，并已开始在汽车制造厂实际使用，这些油箱的成本较高。

在实际使用中，采用镀锌板生产的油箱内壁还是会经常出现腐蚀，这样不仅破坏了燃油的洁净，而且长时间腐蚀后会造成油箱漏油，容易引发事故。

目前，市售或公开报道的水基防锈剂存在着防锈效果差、不能满足汽车油箱的防腐效果的问题，而其他表面处理技术，如达克罗，虽然防腐效果好，但会影响油箱的静电释放，从而留下事故隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车油箱用水基防锈剂，其组方经济、功能持久。同时还提供该汽车油箱用水基防锈剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车油箱用水基防锈剂，它包括如下组分：

环氧丙烯酸酯树脂    60～70重量份

水性氟碳乳液        80～100重量份

甲醇                8～10重量份

丁醇                3～5重量份

水                  3～5重量份。

本汽车油箱用水基防锈剂的制备方法为：在60～70重量份的环氧丙烯酸酯树脂中依次加入8～10重量份的甲醇、3～5重量份的丁醇、3～5重量份的水进行充分搅拌溶解后，再加入80～100重量份的水性氟碳乳液充分搅拌，即可制得所述的汽车油箱用水基防锈剂。

为简洁说明问题起见，以下本发明汽车油箱用水基防锈剂均简称为本防锈剂。

环氧丙烯酸酯树脂是本防锈剂的成膜物质。环氧丙烯酸酯树脂又称乙烯基酯树脂，是环氧树脂和丙烯酸进行反应后溶解于苯乙烯中的变性环氧树脂。它具有环氧树脂的优良特性，但是在固化性和成型性方面更为出色，不象环氧树脂那样使用繁琐，是一种热固化性树脂。同时，环氧丙烯酸酯树脂还具有优异的耐水性、耐热性以及优良的粘结性和韧性。该成膜物质的上述特性保证了其优异的防腐性能。

水性氟碳乳液为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物，氟的重量百分比浓度为8～11.5％，且主链含氟原子。有极佳的机械稳定性、超长的耐候性、抗碱性，耐酸雨，能承受较大剪切力，且为常温固化，可调整本防锈剂的成膜温度和成膜性、提高膜层的耐腐蚀性。

甲醇和丁醇是本防锈剂的调节剂，主要用来调节防锈剂的粘度。

使用本防锈剂对油箱进行防锈处理后，形成一层防锈保护膜，使其具有良好的耐腐蚀性。因此，本防锈剂防锈效果好、工艺简单可行，能满足汽车油箱的防锈要求和市场的需要。使用本防锈剂后，可以采用普通钢板代替镀锌板等生产油箱，大大降低汽车油箱的生产成本，提高产品的市场竞争力。

作为本发明的进一步改进，本防锈剂的组分还包括：

微米级或纳米级锌粉    8～10重量份

异丙醇                40～50重量份

丙酮                  20～30重量份。

本防锈剂的制备方法为：还包括将8～10重量份的微米级或纳米级锌粉加入到40～50重量份的异丙醇和20～30重量份的丙酮所组成的混合溶液中充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将所得悬浮液加入到所述油箱用水基防锈剂中搅拌均匀。

微米级或纳米级锌粉为功能性添加剂之一，其电极电位比油箱金属外壳的电极电位要低，且防锈处理时，以本防锈剂的液相部分为载体，均布在金属表面。当本防锈剂的膜层发生破裂、腐蚀介质(通常是电解质溶液)侵入时，将使锌粉与油箱金属外壳处于电导通状态，锌粉可在金属表面组成一个微区电化学保护的阵列，建立微区阴极保护的体系，起到了阴极二次保护的作用，从而提高本防锈剂的防锈性能。异丙醇和丙酮为锌粉的分散剂。两者的水溶性、分散性较好，因此两者可以顺利地进入本防锈剂中。

可见，加入上述功能性添加剂，可进一步提高本防锈剂的防锈性能。

本防锈剂对汽车油箱进行防锈处理后，在油箱的外侧壁没有喷涂聚酯粉末涂料的情况下，采用上海林频实验设备有限公司生产的盐雾试验箱，并根据GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》国家标准，对所述油箱进行盐雾实验。盐雾腐蚀试验的结果见表1，表1中的时间为所述油箱出现第一个腐蚀锈点的时间。

表1

实验油箱编号	1	2	3	4	5
						油箱出现第一个腐蚀点的时间(小时)	76	76	77	76.5	76.5

从表1中可以看出，在76小时后实验油箱出现第一个腐蚀锈点。另，将上述的盐雾实验持续进行后，经96小时将出现多个腐蚀锈点，106小时后出现成片的腐蚀区域。

在所述油箱的外侧壁喷涂聚酯粉末涂料后，采用天津材料试验机厂生产的QFZ漆膜附着力试验仪，并根据GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，对粉末涂料与本防锈剂在所述外壳上的附着力进行考察，划格间距为2mm。试验结果分为0～5级，0级完好无损。对于一般用途，前三级也是令人满意的。划格试验的结果见表2。

表2

实验外壳编号	6	7	8	9	10
						附着力等级	0	0	0	1	0

从表2中可以看出，附着力等级在0～1级。本防锈剂与聚酯粉末涂料的附着力较佳，能满足油箱金属外壳喷涂聚酯粉末涂料要求。

本防锈剂中的环氧丙烯酸酯树脂、水性氟碳乳液、甲醇、丁醇、微米级或纳米级锌粉、异丙醇、丙酮均为市售品。

综上所述，本防锈剂组方经济、功能持久、防锈效果好；同时，本防锈剂的制备方法工艺简单、使用设备少。将本防锈剂在普通钢板上使用可以满足汽车油箱的防腐要求，这使利用普通钢板生产油箱成为可能，从而大大降低了油箱的生产成本。

经检测，本防锈剂在40～60℃即可成膜，在150℃下20分钟内烘干。

本防锈剂易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可。在正常存放环境下，防锈期可达60个月以上。

本防锈剂的部分物理化学性质为：

外观      白色均匀乳液略显微蓝

沸点      100℃

蒸汽压    760Pa(100℃)

比重      1.2g/cm³(25℃)

溶解度    可任意比与水互溶

PH        7.5～8.0

粘度      50～300mPa·S(25℃)

具体实施方式

通过下面给出的实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。

实施例1：

在60克的环氧丙烯酸酯树脂中依次加入8克的甲醇、3克的丁醇和3克的水进行溶解，充分搅拌(连续搅拌3min)后，再加入80克的水性氟碳乳液，充分搅拌(连续搅拌3min)，水性氟碳乳液为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物，氟的重量百分比浓度为8％，且主链含氟原子，即可初步制得汽车油箱用水基防锈剂；

将8克的微米级锌粉加入到40克的异丙醇和20克的丙酮所组成的混合溶液中，充分搅拌(连续搅拌3min)，并超声分散10分钟以形成悬浮液，将得到的悬浮液加入到初步制得的汽车油箱用水基防锈剂中，搅拌均匀(连续搅拌3min)，最终制得本防锈剂。

实施例2：

在65克的环氧丙烯酸酯树脂中依次加入9克的甲醇、4克的丁醇和4克的水进行溶解，充分搅拌(连续搅拌3min)后，再加入90克的水性氟碳乳液，充分搅拌(连续搅拌3min)，水性氟碳乳液为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物，氟的重量百分比浓度为10％，且主链含氟原子，即可初步制得汽车用水基防锈剂；

将9克的纳米级锌粉加入到45克的异丙醇和25克的丙酮所组成的混合溶液中，充分搅拌(连续搅拌3min)，并超声分散10分钟以形成悬浮液，将得到的悬浮液加入到初步制得的汽车油箱用水基防锈剂中，搅拌均匀(连续搅拌3min)，最终制得本防锈剂。

实施例3：

在70克的环氧丙烯酸酯树脂中依次加入10克的甲醇、5克的丁醇和5克的水进行溶解后，充分搅拌(连续搅拌3min)，再加入100克的水性氟碳乳液，充分搅拌(连续搅拌3min)，水性氟碳乳液为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物，氟的重量百分比浓度为11.5％，且主链含氟原子，即可初步制得汽车油箱用水基防锈剂；

将10克的微米级锌粉加入到50克的异丙醇和30克的丙酮所组成的混合溶液中，充分搅拌(连续搅拌3min)，并超声分散10分钟以形成悬浮液，将悬浮液加入到初步制得的汽车油箱用水基防锈剂中，搅拌均匀(连续搅拌3min)，最终制得本防锈剂。

实施例4：

在70克的环氧丙烯酸酯树脂中依次加入10克甲醇、5克丁醇和5克水进行溶解后，充分搅拌(连续搅拌3min)，再加入100克的水性氟碳乳液，充分搅拌(连续搅拌3min)，水性氟碳乳液为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物，氟的重量百分比浓度为11.5％，且主链含氟原子，即可制得本防锈剂。

Claims (4)

1.汽车油箱用水基防锈剂，它包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的汽车油箱用水基防锈剂，其特征在于：它的组分还包括：

微米级或纳米级锌粉            8～10重量份

异丙醇                        40～50重量份

丙酮                          20～30重量份。

3.如权利要求1所述的汽车油箱用水基防锈剂的制备方法，其特征在于：

在60～70重量份的环氧丙烯酸酯树脂中依次加入8～10重量份的甲醇、3～5重量份的丁醇、3～5重量份的水进行充分搅拌溶解后，再加入80～100重量份的水性氟碳乳液充分搅拌，即可制得所述的汽车油箱用水基防锈剂。

4.如权利要求3所述的汽车油箱用水基防锈剂的制备方法，其特征在于：

还包括将8～10重量份的微米级或纳米级锌粉加入到40～50重量份的异丙醇和20～30重量份的丙酮所组成的混合溶液中充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将所得悬浮液加入到所述油箱用水基防锈剂中搅拌均匀。