CN102993840A

CN102993840A - 环保型水性防锈剂制备技术

Info

Publication number: CN102993840A
Application number: CN2011102770055A
Authority: CN
Inventors: 衣守志; 马洪运
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明是一种针对金属材料的水性防锈剂，选择自制合成的水溶性有机高分子试剂作为成膜剂，乌洛托品和三乙醇胺作为缓蚀剂，采用粒径为20nm的二氧化硅作为助剂来常温固化成膜剂，提高膜层的致密性以及耐水性能，同时，20nm二氧化硅对体系起到防沉作用，提高了防锈剂的稳定性能。喷涂到金属材料表面，常温干燥后可以形成一层致密的缓蚀保护膜，可以使金属材料的户外耐候期达到三个月，库房中堆放的螺纹钢防锈期达到二年以上。该防锈剂还具有环保、安全、操作简单、成本较低等优点。

Description

环保型水性防锈剂制备技术

技术领域

本发明主要是提供一种常温操作、环保并且属于水溶性的防锈剂来提高金属材料的防锈能力，使钢铁材料制品在露天存放时防锈期达到三个月以上，室内防锈期超过24个月。具体的说明了该种水基防锈剂制备合成方法。

背景技术

目前，金属材料例，如钢铁材料、铁制品以及金属设备等在库存、运输等过程中极易生锈。此外，许多金属材料在车间工序中需要进行短期的防锈处理来提高防锈性能，同时要求金属材料的后处理脱除防锈剂的工艺简单。该领域需要一种短期防锈效果好的防锈剂喷涂到金属材料表面，提高金属材料在较短时期内储存、流动过程等的防腐蚀性能。

现在金属防锈施工方面主要采用油溶性防锈剂，其缺点明显：成本较高、后处理工艺复杂、防锈剂易燃、易挥发等。同时，造成了石油资源的很大浪费。

本发明的目的是克服以前技术的弊端，提供水溶性的环保型防锈剂，同时实现对户外存放的螺纹钢防锈期达到3个月以上，库房存放的钢筋防锈期达到二年以上。

例如：为了提高螺纹钢的力学强度，从高温生产线下来的螺纹钢均进行水冷却环节，虽然水冷却方法提高了螺纹钢的力学性能，但是钢筋表面极易生锈。需要对螺纹钢进行后续的防锈处理，提高其防锈性能。防锈油虽然可以提高螺纹钢的防锈能力，但是会大大降低了混凝土与钢筋的握裹力，因此，需要采用水溶性的防锈剂。传统含铬的水性防锈剂以及亚硝酸盐防锈剂虽然防锈效果较好，但对环境会产生很大的污染，属于非环保型防锈剂。随着环保要求的日益提高，环保型水基防锈剂成为一种必需品来解决这种问题。

本发明由成膜剂、缓蚀剂及助剂成分配置而成，喷涂到金属材料表面后会使膜层与钢筋很好的结合，致密的缓蚀保护膜有效隔绝了空气中的水分和氧气与钢筋基体的接触，达到了防锈的目的。同时，当环境水分较多时，防锈剂中的缓蚀剂对金属材料起到缓蚀保护作用，大大减缓金属材料的腐蚀速度。该种防锈剂所采用的试剂均为环境友好型试剂，防锈剂对环境无害，对操作人员身体无毒害。在成本方面，采用Φ12螺纹钢实验，处理每吨钢材需要的费用为19元左右，成本较低。并且可以常温喷涂，操作简易方便。

实验方法

实施示例一：

组分一的制备：称取苯乙烯25.5kg，丙烯酸丁酯20kg，甲基丙烯酸1.5kg，放入反应釜中，依次加入OP-10乳化剂0.13kg，十二烷基硫酸钠0.3kg，N-羟甲基丙烯酰胺1.5kg，过硫酸铵1kg，去离子水30kg，搅拌20分钟，制得预乳液。在带有滴液漏斗、回流冷凝管、电动搅拌器的三口反应釜中加入40kg水，放入水浴锅中加热，当温度为80℃时，加入OP-10乳化剂0.4kg，十二烷基硫酸钠0.2kg和过硫酸铵0.2kg，搅拌反应约25分钟。将底料升温到85℃时开始滴加预乳液，滴加时速度先慢后快，30分钟内滴完，保温反应1-1.5h。冷却至40℃，出料，调节PH值至6-7。

组分二的制备：在室温条件下，向带有搅拌装置的反应釜中加入11.4kg蒸馏水，开始搅拌，依次加入1kg乌洛托品至完全溶解，1kg三乙醇胺，26.8kg二氧化硅(粒径为20nm)。

水基防锈剂的制备：充分搅拌均匀后，加入48.8kg组分一，5kg醇酯-12，搅拌20min至体系均匀。

实施示例二：

组分一的制备：称取苯乙烯20kg，丙烯酸丁酯20kg，甲基丙烯酸2.0kg，放入反应釜中，依次加入OP-10乳化剂0.10kg，十二烷基硫酸钠0.5kg，N-羟甲基丙烯酰胺2.0kg，过硫酸铵1.5kg，去离子水35kg，搅拌20分钟，制得预乳液。在带有滴液漏斗、回流冷凝管、电动搅拌器的三口反应釜中加入30kg水，放入水浴锅中加热，当温度为80℃时，加入OP-10乳化剂0.45kg，十二烷基硫酸钠0.15kg和过硫酸铵0.3kg，搅拌反应约25分钟。将底料升温到85℃时开始滴加预乳液，滴加时速度先慢后快，30分钟内滴完，保温反应1-1.5h。冷却至40℃，出料，调节pH值至6-7。

组分二的制备：在室温条件下，向带有搅拌装置的反应釜中加入9kg蒸馏水，开始搅拌，依次加入1kg乌洛托品至完全溶解，1kg三乙醇胺，30.5kg二氧化硅(粒径为20nm)。

水基防锈剂的制备：充分搅拌均匀后，加入60kg组分一，3kg醇酯-12，搅拌20min至体系均匀。

Claims

1.一种金属材料的水基防锈剂的合成制备方法。包括防锈剂中主要成膜剂苯丙乳液的合成制备方法。可以应用于普通钢铁，包括螺纹钢、钢板、钢管、型钢等，还可以应用于金属设备表面防锈。

2.根据权利1的要求，组分一：防锈剂中主要成膜剂半成品的合成工艺特征：苯乙烯20％～22％，丙烯酸丁酯15％～18％，甲基丙烯酸1％～1.5％，放入反应釜中，依次加入OP-10乳化剂0.1％～0.15％，十二烷基硫酸钠0.2％～0.3％，N-羟甲基丙烯酰胺1％～1.5％，过硫酸铵0.5％～1％，去离子水22％～25％，搅拌20分钟，制得预乳液。在带有滴液漏斗、回流冷凝管、电动搅拌器的三口反应釜中加入30％～35％水，放入恒温水浴中加热，当温度为80℃时，加入OP-10乳化剂0.3％～0.5％，十二烷基硫酸钠0.2％～0.5％和过硫酸铵0.1％～0.3％，搅拌反应约25分钟。将底料升温到85℃时开始滴加预乳液，滴加时速度先慢后快，30分钟内滴完，保温反应1-1.5h。冷却至40℃，出料，调节pH值至6-7。完成组分一的制备。

3.根据权利1的要求，组分二的配制如下：(质量百分比％)：

(1)二氧化硅(20nm)：20％～30％

(2)乌洛托品：0.5％～1.5％

(3)三乙醇胺：0.5％～1.5％

(4)醇酯-12：3％～8％

(5)水：余量。

4.水基防锈剂制备：配制组份二，加入组分一(质量分数为35％～65％)，在反应釜中搅拌20min，即可完成成品的制备。本发明中，水基防锈剂的特征在于成膜物质为组分一和醇酯-12，缓蚀剂为三乙醇胺和乌洛托品，膜层固化剂为20nm二氧化硅。