CN102851658A - 一种钢铁/铸铁金属保护剂及其制备方法 - Google Patents
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种钢铁/铸铁金属保护剂其制备方法,其重量配比分别为植酸6-20%;有机磷类缓蚀阻垢剂10-35%;高分子聚合物0.5-2%;正磷酸铝、锌水合物2.5-6%;5-硝基间苯二酸酯锌0.1-0.5%;水余量;制备方法为:将水加入反应釜中,加入植酸、有机磷类缓蚀阻垢剂、高分子聚合物搅拌均匀,在搅拌下加入正磷酸铝、锌水合物和5-硝基间苯二酸酯锌搅拌60-120分钟至物料完全溶解即为钢铁/铸铁金属保护剂。本发明钢铁/铸铁金属保护剂环保性好,无亚硝酸钠、无铬、镍等重金属,防锈膜附着力强,防锈效果更好;防锈时间长,其膜耐盐雾、耐潮湿可替代防锈油,实现无油膜长期防锈。
Description
技术领域
本发明属于金属防护领域,涉及金属保护剂,尤其是一种钢铁/铸铁金属保护剂及其制备方法。
背景技术
随着ROHS等一批国际指令和国家环境保护政策的深度实施,金属保护领域面临严峻挑战,无铬、无镍、无亚硝酸盐环保型金属保护剂是钢铁防护的方向。水基金属缓蚀剂是一种多年来被广泛使用的防锈功能剂,其原理是:利用缓蚀剂对新生的钢铁/铸铁表面上的铁离子的吸附功能,覆盖在钢铁/铸铁表面,阻隔钢铁/铸铁表面铁原子与空气接触,从而达到防锈目的。该类缓蚀剂为吸附型,结合功能弱,易被溶剂、潮热等环境破坏,在潮湿环境下会迅速丧失其防锈功能。因此,现有的该类缓蚀型防锈剂一般只做短期防锈使用。
通过检索,尚未发现与本发明申请相关的公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种金属结合力强、成膜致密、防锈时间长、安全环保的钢铁/铸铁金属保护剂及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种钢铁/铸铁金属保护剂,其原料构成及其重量百分比范围分别为:
而且,所述有机磷类阻垢缓蚀剂包括羟基乙叉二膦酸HEDP、多元醇磷酸酯PAPE、2-磷酸丁烷-1,24-三羧酸、乙二胺四亚甲基磷酸EDTMPA中的一种或是两种以上的混合物。
而且,所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物。
一种钢铁/铸铁金属保护剂的制备方法,步骤如下:
⑴将植酸、有机磷类缓蚀阻垢剂、高分子聚合物按配比量泵入到反应釜内搅拌均匀;
⑵按配比量依次将正磷酸铝、锌水合物;5-硝基间苯二酸酯锌;搅拌60-120分钟至物料完全溶解;即为本钢铁/铸铁金属保护剂。
本发明的优点和有益效果为:
1、本发明是以从植物中提取的天然无毒化工产品植酸为主剂复配而成,植酸分子结构中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基,是一种少见的多齿金属螯合剂,植酸优先与金属表面起反应,在有机磷、正磷酸铝、锌水合物和5-硝基间苯二酸酯锌的协同配合作用下在金属表面形成保护膜,能有效防止水、氧进入金属表面,从而抵抗金属的腐蚀。
2、本发明作用机理简单科学、环保、安全,不含有重金属铬、镍、无亚硝酸盐,符合环保要求。
3、本发明保护剂成膜为化学转化膜,与金属的结合力强,成膜致密,防锈时间长,耐溶剂、耐潮湿,可用于精密机械防锈,替代防锈油,实现无油膜防锈。稀释25倍到30倍使用。防锈期为室内6个月以上,可以在潮热的环境中使用,水淋后吹干或晾干防锈效果不变,并且所形成的防护膜不影响后续的焊接工艺。
4、本发明可替代磷化工艺,且操作简单、无需表调、无磷化残渣、酸雾,反应时间迅速,浸泡只需10秒即可。
5、本发明制备方法简单,节约能源,所用原料来源广泛,获取容易,成本比使用磷化工艺低,非常适用于大规模的工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进一步说明,下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1:
一种钢铁/铸铁金属保护剂,其组成及重量如下:(以1000g产品为例)
一种钢铁/铸铁金属保护剂的制备方法,步骤如下:
⑴将植酸、多元醇磷酸酯PAPE、羟基乙叉二膦酸HEDP、聚丙烯酸按配比量泵入到反应釜内搅拌均匀;
⑵按配比量依次将正磷酸铝、锌水合物和5-硝基间苯二酸酯锌,搅拌60-120分钟至物料完全溶解,即为本钢铁/铸铁金属保护剂。
质量标准:
外观:半透明液体(久置底物有少量沉淀物);
比重:1.14g/ml;
pH(4%):3-4
硫酸铜点滴全浸蚀时间(4%溶液,浸泡10秒)≥90s
本发明的作用机理:
植酸分子中含与金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基,因此,植酸是一种少见的金属多齿螯合剂。当与金属络合时易形成多个螯合环,所形成的络合物稳定性极强,从植酸分子结构中可以看到6个磷酸基只有一个处在a位,其它5个均在e位上,其中有4个磷酸基处于同一平面上,故植酸在金属表面同金属络合时,易在金属表面形成一层致密的植酸金属螯合环,能有效地阻止O2,H2O等进入金属表面,从而抵抗了金属的腐蚀。植酸一方面与金属螯合,另一方面与化学防腐涂料物质(正磷酸铝、锌水合物、5-硝基间苯二酸酯锌)螯合,以高效的螯合力将涂料与金属牢牢的粘结在一起,植酸处理后的金属表面与有机涂料有更强的粘接能力。
通过有机磷、高分子聚合物、涂料防腐剂(正磷酸铝、锌水合物、5-硝基间苯二酸酯锌)的复配协同作用,使得该产品成膜均匀、与金属表面的结合力强,其膜耐水、耐盐雾。产品稀释25倍到30倍使用时,膜厚小于1um可以用在精密零部件上防锈,还可用在涂装前的防锈处理,替代传统的磷化液。
应用实例1:
用尺寸为25×50×3-5的标准铸铁片和20#碳钢片做耐蚀性实验
试片准备:用150#砂纸粗打磨铸铁片和碳钢片,200#砂纸细磨后,或用清洗剂除油和除锈。
取本产品10g稀释到250g(稀释成4%),把处理好的试片放到稀释液中10秒,拿出晾干。(稀释液pH值3-4)做耐蚀实验。
试片的耐蚀性:
20#钢、铸铁室内放置6个月以上不锈;
湿热实验:(35℃,RH90%)15天不锈,外观0级。
硫酸铜点滴 全透蚀时间大于90s
应用实例2
生产车间碳钢件处理工艺:
除油→水洗→除锈→水洗→本产品稀释20倍浸泡10-20秒→晾干或吹干→喷漆。
Claims (4)
2.根据权利要求1所述的钢铁/铸铁金属保护剂,其特征在于:所述有机磷类阻垢缓蚀剂包括羟基乙叉二膦酸HEDP、多元醇磷酸酯PAPE、2-磷酸丁烷-1,24-三羧酸、乙二胺四亚甲基磷酸EDTMPA中的一种或是两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的钢铁/铸铁金属保护剂,其特征在于:所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物。
4.一种如权利要求1所述的钢铁/铸铁金属保护剂的制备方法,其特征在于:制备方法的步骤如下:
⑴将植酸、有机磷类缓蚀阻垢剂、高分子聚合物按配比量泵入到反应釜内搅拌均匀;
⑵按配比量依次将正磷酸铝、锌水合物;5-硝基间苯二酸酯锌;搅拌60-120分钟至物料完全溶解;即为本钢铁/铸铁金属保护剂。
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