CN102296295B - 一种复合膜水性防锈剂 - Google Patents

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Abstract

一种新型水性防锈剂及其制备方法和使用方法，属于金属材料防腐技术领域。可以代替防锈油、脂用于金属加工的工序间防锈和成品的封存防锈以及作为金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液的防锈添加剂，降低金属加工、储运过程中的防锈成本。其技术方案是：将合成的有机锌螯合物5～15wt％、酰胺类表面活性剂5～10wt％、水溶性防锈添加剂1～5wt％复配制得。

Description

一种复合膜水性防锈剂
技术领域
本发明涉及一种用于金属加工的工序间防锈和成品的封存防锈以及作为金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液的防锈添加剂的水性防锈剂。属于金属材料防腐技术领域。
背景技术
金属在大气中，会与氧、水及其他杂质在一定条件下发生化学作用或电化学作用而产生金属腐蚀。特别是处在金属加工工序间的金属材料，由于表面活性高，工件在加工、搬运、检查中，由于潮湿空气、手汗以及与大气中的有害气体接触，使工件很容易产生锈蚀，造成已加工工件报废或返工。为了防止金属工件在储存期间锈蚀，必须进行防锈处理。传统的防锈处理有防锈油处理和水性防锈剂处理。防锈油是由矿物油、油溶性缓蚀剂和其他添加剂组成，其特点是操作简单，具有一定的防锈效果。但同时油性防锈剂也具有高挥发性、易燃性、不易清除以及浪费资源等缺点，同时使用油性防锈剂对周围的工作环境也会造成污染。传统的水性防锈处理主要是使用亚硝酸钠、重铬酸盐与碳酸钠、硅酸钠等复配，在较高使用浓度下溶解于水中组成水性防锈液，其特点是操作简单，适用于金属加工工序间短期防锈，但这种防锈方法也存在防锈期短，其中主要成分亚硝酸钠、重铬酸盐都是剧毒物质，对环境、操作工人造成巨大的危害。
虽然近几年国内外也研制出了几种新的水性防锈剂，但与目前防锈行业对水性防锈剂的要求相比还有很大差距，现有的水性防锈剂不能满足市场的需要。防锈时间、防锈液的稳定性都是平价水性防锈剂性能的主要指标。如美国进口的一种水性防锈剂，其在使用过程中出现沉淀，严重影响操作；而且还存在防锈时间只能在1到2个月之间，价格高等问题。
发明内容
本发明的目的在于根据目前防锈行业对水性防锈剂的要求，提供一种用于金属加工的工序间防锈和成品的封存防锈以及作为金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液的防锈添加剂的水性防锈剂。
本发明的技术方案：
本防锈剂将合成的有机锌螯合物(5～15wt％)、酰胺类表面活性剂(5～10wt％)与防锈缓蚀剂(0.1～2wt％)复配制得。
本防锈剂含有的有机锌螯合物其组成为具有以下分子结构化合物中的一种或多种混合物
((1)见附图1，其中R1、R2可以为甲基、乙基、2-氨基乙基、氢原子、苄基；其中X-可以为卤素离子、烷基羧基离子、烷基磺酸离子、烷基磷酸离子、乳酸根离子；所诉R1、R2至多含甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基中的一个基团。
(2)见附图2，其中R1、R3可以为甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基、氢原子；其中R2、R4可以为氢原子、乙醇基；
(3)见附图3，其中R1、R3可以为甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基、氢原子；其中R2、R4可以为氢原子、乙醇基；其中X-可以为卤素离子、烷基羧基离子、烷基磺酸离子、烷基磷酸离子、乳酸根离子；所诉R1、R2至多含甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基中的一个基团。
本防锈剂含的酰胺类表面活性剂包括硼酸酰胺及其衍生物、油酸酰胺及其衍生物、硬脂酸酰胺及其衍生物、乳酸酰胺及其衍生物中的一种多种混合物。
本防锈剂含有的硼酸酰胺及其衍生物包硼酸单乙醇胺及其衍生物、硼酸二乙醇胺及其衍生物、硼酸三乙醇胺及其衍生物中的一种或多种混合物。。
本防锈剂含有的防锈缓蚀剂包括钼酸钠、钼酸铵、乌洛托品、三乙醇胺油酸皂、苯并三唑中的一种或多种混合物。
本防锈剂的应用领域包括：铸铁、碳钢、各种合金钢以及铝、铜等金属加工的工序间防锈和成品的封存防锈以及作为金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液的防锈添加剂。
本防锈剂的制备程序如下：
(1)在反应釜中加入适量水后加入有机锌和螯合剂，常温搅拌30分钟；
(2)在反应釜中添加所需量的酰胺或酰胺的衍生物，常温搅拌20分钟；
(3)在反应釜中添加所需量的防锈添加剂，常温搅拌20分钟；
(4)加水至设定体积，继续搅拌20分钟；
(5)静置10至30分钟，排除灌装。
本防锈剂的使用方法如下：将所述的新型水性防锈剂用自来水按1∶10～1∶50稀释后喷淋或浸渍使用；将所述的新型水性防锈剂按1∶10～1∶20重量比例添加到金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液。
本发明的优越性在于：
1、既可代替防锈油、脂用于金属加工中的金属工序间防锈及其成品的封存防锈；作为金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液的防锈添加剂。
2、降低金属加工、储运过程中的防锈成本。
3、在金属表面无任何残留物质，保持金属本色，免除清洗过程。
4、使用防锈剂时金属可带水操作、使用后无需烘干，使用方便。
5、为金属加工液提供稳定碱度，抑制金属加工液的腐败、变质。
6、适用于铸铁、钢材及多种合金钢的防锈。
7、不含亚硝酸盐、铬、磷、硅等有毒有害物质，安全、环保。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本发明中的一种有机锌螯合物的结构式。
图2是本发明中的一种有机锌螯合物的结构式。
图3是本发明中的一种有机锌螯合物的结构式。
具体实施方式
金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液对水性防锈剂要求相似，因此使用本防锈剂单独使用与添加到清洗剂中后对45号钢、铬钢的防锈效果进行现场实验；通过与美国ha l ox公司产品ha l ox900进行表明残留试验、盐雾试验、室内挂片试验对比体现本防锈剂的优点。
水基清洗剂配制为脂肪醇聚氧乙烯醚15％、助洗剂10％。现场实验时清洗剂中防锈剂添加量为8％。防锈剂添加到清洗剂中后需充分搅拌至均匀。
盐雾试验、室内挂片试验方法：常温25℃条件下，将本防锈剂配成3℃的水溶液或将添加有本防锈剂的清洗剂配成8℃的水溶液；将45号钢、铬钢试片按JB/T4323.2上方法打磨、清晰晾干；将金属试片浸入配好的水溶液中2至3分钟后取出常温晾干；将晾干试片在室内悬挂至出现锈蚀或按JIS Z2371：2000检测试片防锈性能。本防锈剂组成见表1，试片表面残留情况见表2，室内挂片试验结果见表3，盐雾试验结果见表4。
表1水性防锈剂组成
Figure GSB00000965453800031
Figure GSB00000965453800041
表2试片表面残留情况
Figure GSB00000965453800042
Figure GSB00000965453800051
表3室内挂片试验结果
Figure GSB00000965453800052
表4盐雾试验结果
Figure GSB00000965453800053
通过具体实施例可以判定，本发明涉及的水性防锈剂达到以下功能：代替防锈油、脂用于金属加工中的金属工序间防锈及其成品的封存防锈；作为金属切削液、磨削液、清洗剂等金属加工液的防锈添加剂；降低金属加工、储运过程中的防锈成本；在金属表面无任何残留物质，保持金属本色，免除清洗过程；使用防锈剂时金属可带水操作、使用后无需烘干，使用方便；为金属加工液提供稳定碱度，抑制金属加工液的腐败、变质；适用于铸铁、钢材及多种合金钢的防锈；不含亚硝酸盐、铬、磷、硅等有毒有害物质，安全、环保。

Claims (7)

1.一种新型水性防锈剂，其特征在于，在去离子水中溶解有：有机氮螯合锌5～15wt％、酰胺类表面活性剂5～10wt％、水溶性防锈添加剂1～5wt％；所述
有机氮螯合锌的分子结构式包括下面三种结构式中的一种或多种的混合物：
(1)
Figure FSB0000112984190000011
其中R1、R2为甲基、乙基、2-氨基乙基、氢原子、苄基；其中X-为卤素离子、烷基羧基离子、烷基磺酸离子、烷基磷酸离子；所述R1、R2至多含甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基中的一个基团；
(2)
Figure FSB0000112984190000012
其中R1、R3为甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基、氢原子；其中R2、R4为氢原子、乙醇基；
(3)
Figure FSB0000112984190000013
其中R1、R3为甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基、氢原子；其中R2、R4为氢原子、乙醇基；其中X-为卤素离子、烷基羧基离子、烷基磺酸离子、烷基磷酸离子；所述R1、R2至多含甲基、乙基、2-氨基乙基、苄基中的一个基团。
2.根据权利要求1所述的一种新型水性防锈剂，其特征在于，所述酰胺类表面活性剂包括硼酸酰胺及其衍生物、油酸酰胺及其衍生物、硬脂酸酰胺及其衍生物、乳酸酰胺及其衍生物中的一种或多种混合物；
3.根据权利要求2所述的硼酸酰胺及其衍生物包括硼酸单乙醇胺及其衍生物、硼酸二乙醇胺及其衍生物、硼酸三乙醇胺及其衍生物中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种新型水性防锈剂，其特征在于，所述的水溶性防锈添加剂包括：钼酸钠、钼酸铵、乌洛托品、三乙醇胺油酸皂、苯并三唑中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的一种新型水性防锈剂，其特征在于，其应用领域包括铸铁、碳钢、各种合金钢以及铝、铜金属加工的工序间防锈和成品的封存防锈以及作为金属切削液、磨削液、清洗剂金属加工液的防锈添加剂。
6.根据权利要求1所述的一种新型水性防锈剂，其特征在于，其制备程序如下：
(1)在反应釜中加入适量水后加入有机锌和螯合剂，常温搅拌30分钟；
(2)在反应釜中添加所需量的酰胺或酰胺的衍生物，常温搅拌20分钟；
(3)在反应釜中添加所需量的防锈添加剂，常温搅拌20分钟；
(4)加水至设定体积，继续搅拌20分钟；
(5)静置10至30分钟，排除灌装。
7.根据权利要求1所述的一种新型水性防锈剂，其特征在于，其使用方法如下：将所述的新型水性防锈剂用自来水按1∶10～1∶50稀释后喷淋或浸渍使用；将所述的新型水性防锈剂按1∶10～1∶20重量比例添加到金属切削液、磨削液、清洗剂金属加工液。
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