CN102851658B - 一种钢铁/铸铁金属保护剂 - Google Patents

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

一种钢铁/铸铁金属保护剂

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 (1)

1.一种钢铁/铸铁金属保护剂，其特征在于：其原料构成及其重量百分比范围分别为：

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；

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。