CN102993807A - 铝合金表面防腐及固色剂制备及应用 - Google Patents

铝合金表面防腐及固色剂制备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金表面防腐及固色剂制备及应用，其组成包括有2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA，咪唑衍生物，润滑剂和表面活性剂。按重量百分比为，所述2-巯基苯并咪唑MBI：2-巯基苯并唑MBO∶苯并三唑BTA：∶唑衍生物为2.5∶1∶1∶0.5。

Description

铝合金表面防腐及固色剂制备及应用
技术领域
本发明属于防腐剂及防变色领域，特别是指一种铝合金表面防腐及固色剂制备及应用。
背景技术
铝及其合金的设备与制件在国民经济各部门有广泛应用，尤其在化学工业与石化工业，同时由于铝合金具有质轻强度高的优异性能，近年来在航空、航海和汽车上的应用也日益被重视。
铝合金在各种环境作用下发生的腐蚀遍及国民经济的各个部门，造成巨大损失，对于金属防护的研究具有巨大的意义。在各种金属腐蚀的防护技术中，缓蚀剂技术由于工艺简单、适用性强而成为最有效和最常用的方法之一。但是缓蚀剂技术有明显的局限性，在缓蚀剂应用最为广泛的液相介质中，缓蚀剂必须有一定的溶解度，而且必须达到一定的浓度。传统的缓蚀剂由于毒性较大，给环境造成了污染；同时，由于缓蚀剂用量较小，外界微小的变化就会对体系造成较大的影响，这也给缓蚀机理的研究带来了很大的难度，这些因素限制了缓蚀剂的进一步发展。
人们一直不断地研究和使用各种控制或防止金属腐蚀的方法和技术。实践中使用最多的几种控制金属腐蚀的方法有：正确的选用金属材料和合理设计金属结构；电化学保护；采用保护性覆盖层；改变环境成分，添加缓蚀剂；自组装单分子膜，形成缓蚀剂分子保护膜。
同时铝合金的表面金属会同所使用的带有颜料的涂料发生反应而使用铝合金制造的产品容易褪色，如何防止铝合金制品的褪色也是本领域的重要课题。
发明内容
本发明的目的是通过对现有的自组装单分子膜技术的改进，以提高铝合金表面防腐的一种防腐保护剂。
本发明的另一个目的是通过本技术方案能够解决铝合金制品的褪色问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
铝合金表面防腐及固色剂，其组成包括：2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA，咪唑衍生物，润滑剂和表面活性剂。
按重量百分比为，所述2-巯基苯并咪唑MBI∶2-巯基苯并唑MBO∶苯并三唑BTA∶咪唑衍生物为2.5∶1∶1∶0.5。
所述咪唑衍生物结构式如下：
Figure BSA00000786250600021
其中：R2，R3，R4和R5＝H或烷基；R1和R6＝H烷基或烯烃基；X＝H3NOOCR7；R7＝烷基；R1，R6和R7的碳原子数最佳为15-24；自由N∶结合N＝1.5-3.5∶100
1，3，4，5位分别被R1，R2，R3和R4取代的咪唑，且R1＝H，CH2OH，CONH2或COCH3R2&R4＝C1-30的烷基或羟基，R3＝H，NH2或NO2。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯或油酰胺中的一种或两种组合。
所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸钠或脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或两种组合。
所述铝合金表面防腐及固色剂的制备方法，将按比例组成的2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA和咪唑衍生物加入到装有有机溶剂的密封容器内，水浴加热搅拌使络合剂溶解，所述水浴温度为30-40℃，配制成按重量百分比为1.0％的溶液，然后加入1/2上述四种物质总重量的润滑剂和上述四种物质总重量相同的表面活性剂。
所述有机溶剂为二氯乙烷、三氯乙烷、三氯甲烷、乙醇、丙酮或环氧氯丙烷中的一种或多种组合。
铝合金表面防腐及固色剂的应用方法，其步骤包括：
1)、涂前处理：用机械，化学或电化学的方法降尘，出去油污和各种腐蚀物，若电镀后铝合金不必做涂前处理；
2)、磷化：配制NaH2PO4-H3PO4溶液作为磷化剂；
3)清洗：先用无水乙醇脱脂，再用蒸馏水对工件进行清洗，洁净表面，使其表面为中性；
4)干燥：涂敷前铝合金工件必须干燥，避免涂敷时保护剂与水接触，影响效果，于干燥箱中恒重；
5)、涂敷：将洁净干燥后的铝合金工件用防腐保护剂进行涂敷；
6)、晾干：在通风条件下放置1-2分钟。
所述的磷化时间为3min。
所述涂敷为浸镀、刷涂、喷涂或淋涂；所述浸镀时间为15-20min。
本发明的有益效果是：
1，通过使用以上防腐保护剂利用苯并三唑同铝合金表面金属形成共轭络合物，能够很好的起到保护作用。
2，通过对咪唑衍生物的使用，该物质不仅能够有效阻止铝合金表面颜色的改变及褪色问题，该物质还具有对非亚铁类金属的防腐蚀保护性能并能够克服苯并三唑不能够在酸性环境中的防腐问题，使得该防腐固色剂对所有环境下均能够对铝合金进行防腐保护。
具体实施方式
以下通过具体实施例来详细说明本发明的技术方案，这些实施例仅用来对本发明的解释和说明而不能理解为是对本发明的限制。
一种铝合金表面防腐及固色剂，其组成包括：2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA，咪唑衍生物，润滑剂和表面活性剂。按重量百分比为，所述2-巯基苯并咪唑MBI∶2-巯基苯并唑MBO∶苯并三唑BTA∶咪唑衍生物为2.5∶1∶1∶0.5。所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯或油酰胺中的一种或两种组合。
所述咪唑衍生物结构式如下：
Figure BSA00000786250600041
其中：R2，R3，R4和R5＝H或烷基；R1和R6＝H烷基或烯烃基；X＝H3NOOCR7；R7＝烷基；R1，R6和R7的碳原子数最佳为15-24；自由N：结合N＝1.5-3.5∶100
1，3，4，5位分别被R1，R2，R3和R4取代的咪唑，且R1＝H，CH2OH，CONH2或COCH3R2&R4＝C1-30的烷基或羟基，R3＝H，NH2或NO2。
所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸钠或脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或两种组合。
所述铝合金表面防腐及固色剂的制备方法是，将按比例组成的2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA和咪唑衍生物加入到装有有机溶剂的密封容器内，水浴加热搅拌使络合剂溶解，所述水浴温度为30-60℃，优选为30-40℃，配制成按重量百分比为1.0％的溶液，然后加入1/2上述四种物质总重量的润滑剂和上述四种物质总重量相同的表面活性剂。
所述有机溶剂为二氯乙烷、三氯乙烷、三氯甲烷、乙醇、丙酮或环氧氯丙烷中的一种或多种组合。
铝合金表面防腐及固色剂的应用方法，其步骤包括：
铝合金涂前处理：用机械，化学或电化学的方法降尘，出去油污和各种腐蚀物(电镀后工件不必涂前处理)。
磷化：配制NaH2PO4-H3PO4溶液作为磷化剂，磷化时间为2-5min，优选为3min：
清洗：先用无水乙醇脱脂，再用蒸馏水对工件进行清洗，洁净表面，使其表面为中性。
干燥：涂敷前工件必须干燥，避免涂敷时保护剂与水接触，影响效果。通常可以放入干燥箱中恒重。
涂敷：将洁净干燥后的工件放入盛有保护剂的容器中，浸镀15-20min，取出。也可以刷涂、喷涂和淋涂。
晾干：在通风条件下放置1-5分钟既可，优选为1-2分钟。

Claims (10)

1.铝合金表面防腐及固色剂，其特征在于：其组成包括有2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA，咪唑衍生物，润滑剂和表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的铝合金表面防腐及固色剂，其特征在于：按重量百分比为，所述2-巯基苯并咪唑MBI∶2-巯基苯并唑MBO∶苯并三唑BTA∶咪唑衍生物为2.5∶1∶1∶0.5。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金表面防腐及固色剂，其特征在于：所述咪唑衍生物结构式如下：
其中：R2，R3，R4和R5＝H或烷基；R1和R6＝H烷基或烯烃基；X＝H3NOOCR7；R7＝烷基；R1，R6和R7的碳原子数最佳为15-24；自由N∶结合N＝1.5-3.5∶100；
1，3，4，5位分别被R1，R2，R3和R4取代的咪唑，且R1＝H，CH2OH，CONH2或COCH3R2&R4＝C1-30的烷基或羟基，R3＝H，NH2或NO2。
4.根据权利要求1所述的铝合金表面防腐及固色剂，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯或油酰胺中的一种或两种组合。
5.根据权利要求1所述的铝合金表面防腐及固色剂，其特征在于：所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸钠或脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或两种组合。
6.所述铝合金表面防腐及固色剂的制备方法，其特征在于：将按比例组成的2-巯基苯并咪唑MBI，2-巯基苯并唑MBO，苯并三唑BTA和咪唑衍生物加入到装有有机溶剂的密封容器内，水浴加热搅拌使络合剂溶解，所述水浴温度为30-40℃，配制成按重量百分比为1.0％的溶液，然后加入1/2上述四种物质总重量的润滑剂和上述四种物质总重量相同的表面活性剂。
7.根据权利要求6所述铝合金表面防腐及固色剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二氯乙烷、三氯乙烷、三氯甲烷、乙醇、丙酮或环氧氯丙烷中的一种或多种组合。
8.一种铝合金表面防腐及固色剂的应用方法，其特征在于：其步骤包括：
1)、涂前处理：用机械，化学或电化学的方法降尘，出去油污和各种腐蚀物，若电镀后铝合金不必做涂前处理；
2)、磷化：配制NaH2PO4-H3PO4溶液作为磷化剂；
3)清洗：先用无水乙醇脱脂，再用蒸馏水对工件进行清洗，洁净表面，使其表面为中性；
4)干燥：涂敷前铝合金工件必须干燥，避免涂敷时保护剂与水接触，影响效果，于干燥箱中恒重；
5)、涂敷：将洁净干燥后的铝合金工件用防腐保护剂进行涂敷；
6)、晾干：在通风条件下放置1-5分钟，优选为1-2分钟。
9.根据权利要求8所述的一种铝合金表面防腐及固色剂的应用方法，其特征在于：所述的磷化时间为2-5min，优选为3min。
10.根据权利要求8所述的一种铝合金表面防腐及固色剂的应用方法，其特征在于：所述涂敷为浸镀、刷涂、喷涂或淋涂；所述浸镀时间为15-20min。
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