CN103060785A - 一种水性防锈剂伴侣及其制备方法及防锈液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水性防锈剂伴侣，其包含纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺、增稠剂以及去离子水。本发明还提供一种防锈液，其包含水性防锈剂和上述水性防锈剂伴侣。本发明提供的水性防锈剂伴侣成膜性能佳、溶解性能优异、润湿性能好，从而能使防锈液更易吸附于要保护的基体表面，提高整体防锈剂的防锈性能。
Description
技术领域
本发明属于防锈技术领域，具体涉及一种水性防锈剂伴侣及其制备方法及防锈液。
背景技术
金属在保存及使用的过程中容易因外部环境的影响而发生锈蚀，为了保护金属不受腐蚀，防锈剂被广泛使用。防锈剂分为油性和水性两种。油性防锈剂其油感重，使用后烘干时间长，清洗麻烦；水性防锈剂性价比高于油性防锈剂，且较易清洗，故而水性防锈剂越来越受到大众的欢迎。
但一般的水性防锈剂都含有5%-15%的亚硝酸盐，会对环境造成污染，并且会造成接触者轻则头痛、头晕、恶心、呕吐，重则血压下降、昏迷、死亡现象。目前市场上虽然也出现了一些不含亚硝酸盐的水性防锈剂，但是这些产品往往成膜性能不佳，耐湿热性能较差，对金属的保护时间较短。
发明内容
本发明为解决现有水性防锈剂成膜性能不佳、耐湿热性能较差、对金属的保护时间较短的技术问题，从而提供一种能使水性防锈剂成膜性能佳、耐湿热性能优、对金属的保护时间长的水性防锈剂伴侣。
一种水性防锈剂伴侣，其包括纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺、增稠剂以及去离子水。
另外，本发明还提供一种上述水性防锈剂伴侣的制备方法，其包括以下步骤：将纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺与增稠剂，在去离子水中混合均匀。
同时，本发明还提供一种防锈液，包括水性防锈剂以及本发明所提供的水性防锈剂伴侣。
本发明提供的水性防锈剂伴侣中包含：纤维素醚、壳聚糖磷酸酯和阳离子聚丙烯酰胺，其在相互配合使用时，能够避免高分子化合物遇盐容易产生的絮凝结团等现象影响防腐效果。而且纤维素醚、壳聚糖磷酸酯和阳离子聚丙烯酰胺中含有大量的水溶性亲水基团，具有良好的粘合性、成膜性以及分散性，更易吸附于要保护的基体表面，增加了整体水性防锈剂的防锈性能，提高了对金属的保护时间。
本发明提供的水性防锈剂伴侣为单独制备，在使用时加入到水性防锈剂中形成防锈液。单独制备的水性防锈剂伴侣更有利于其中各组分（纤维素醚等）的效果发挥，尤其是避免组分絮凝等引起的防腐性能变差等现象；而且使用灵活、适用性广，更容易控制其在后续制备防锈液中的水性防锈剂伴侣和水性防锈剂的比例；能够适用于多种水性防锈液，不限于本发明中的水性防锈剂配方。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种水性防锈剂伴侣，其包括纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺、增稠剂以及去离子水。
纤维素醚是由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基，第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基，羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。
在本发明提供的水性防锈剂伴侣中，纤维素醚是经过醚化处理的纤维素，其含有大量的羟基、醚基等亲水基团，增加了纤维素醚的溶解度；同时，由于亲水基团的存在，使其具有良好的粘合性、成膜性以及分散性。
本发明的纤维素醚也可含有单一醚类及其他混合醚。优选的，其选自羟乙基甲基纤维素、乙基-2-羟乙基纤维素、羟乙基羟甲基纤维素中的一种或几种。更优选的，所述纤维素醚为各纤维素醚的混合物，如羟乙基甲基纤维素、乙基-2-羟乙基纤维素和羟乙基羟甲基纤维素的混合物。混合醚的亲水性支链较单一醚类大大增多，而且各醚类之间相互配合，使得纤维素醚混合醚的溶解度大大增加，粘合性、成膜性以及分散性比单一醚类也大大增强。
壳聚糖磷酸酯是在壳聚糖大分子中引入含磷酸酯基团的一类物质。壳聚糖磷酸酯的溶解性好，耐蚀性强。
阳离子聚丙烯酰胺（CPAM) 是聚丙烯酰胺阳离子化后的产物，为线型高分子化合物，具有多种活泼的基团，可与许多物质亲和、吸附。聚丙烯酰胺阳离子化后其极性和溶解性大大提高。在本发明提供的水性防锈剂伴侣中，所述阳离子聚丙烯酰胺中引入的胺基基团来自二甲胺、二乙胺或呱啶。在本发明中，阳离子聚丙烯酰胺的平均分子量优选为100~10000，更优选为100~2000，阳离子聚丙烯酰胺在此平均分子量范围内，具有良好的溶解性能。
增稠剂的作用是改善或增加水性防锈剂伴侣的粘稠度，在本发明中，增稠剂优选为明胶、瓜耳胶或刺槐豆胶。
优选的，在本发明提供的水性防锈剂伴侣中，各组分含量为：0.1～0.6重量份的纤维素醚、0.05～0.2重量份的壳聚糖磷酸酯、0.8～2重量份的阳离子聚丙烯酰胺，及0.5～2重量份的增稠剂，其余为去离子水。
根据本发明提供的水性防锈剂伴侣，其中的阳离子聚丙烯酰胺、纤维素醚和壳聚糖磷酸酯配合使用，不仅能够避免高分子化合物遇盐容易产生的絮凝结团等现象影响防腐效果，而且阳离子聚丙烯酰胺、纤维素醚和壳聚糖磷酸酯中的各基团相互配合，使溶液极性增强、溶解度增加。同时，本发明提供的水性防锈剂伴侣中含有大量的水溶性亲水基团，具有良好的粘合性、成膜性以及分散性，更易吸附于要保护的基体表面，增加了整体水性防锈剂的防锈性能，提高了对金属的保护时间。
另外，本发明还提供一种制备上述水性防锈剂伴侣的方法，其包括以下步骤：将纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺与增稠剂，在去离子水中混合均匀。
优选的，在上述的制备过程中，水性防锈剂伴侣的各组分含量为：0.1～0.6重量份的纤维素醚、0.05～0.2重量份的壳聚糖磷酸酯、0.8～2重量份的阳离子聚丙烯酰胺，及0.5～2重量份的增稠剂，其余为去离子水。
本发明还提供一种防锈液，其包括水性防锈剂以及以上所述的水性防锈剂伴侣。
在本发明提供的防锈液中，所述水性防锈剂可以选用本领域技术人员所公知的不含亚硝酸盐的水性防锈剂。优选的，所述水性防锈剂包括如下成分及含量为：
苯甲酸钠 2-6wt%
六次甲基四胺 3-5 wt %
N-油酰肌氨酸 2-8 wt %
三乙醇胺 0.2-1.5 wt %
磷酸氢二钠 3-6 wt %
六偏磷酸钠 0.5-2 wt %
无水硅酸钠 1-3 wt %
丙三醇 2-8 wt %
苯并三氮唑 1-6 wt %
去离子水 余量。
优选的，所述水性防锈剂伴侣与所述水性防锈剂的体积比为1：4—1：6。在此体积比范围内，防锈液的整体防锈性能最为优异。
本发明提供的防锈液中，纤维素醚、壳聚糖磷酸酯和阳离子聚丙烯酰胺分子中含有大量的亲水基团，如羧基、羟基、酰胺基、胺基、醚基等，这些基团不但使水性防锈剂具有亲水性，而且使它具有很好的粘合性、成膜性和分散性等。因此，本发明提供的防锈液能够避免高分子化合物遇盐容易产生的絮凝结团等现象影响防腐效果，提高防锈性能，对金属的保护时间大大增加。而且各基团相互配合，使得本发明的防锈液极性增强、溶解度增加，更易吸附于要保护的基体表面，提高了防锈剂的成膜性能、耐湿热性能。
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
将纤维素醚（羟乙基甲基纤维素）、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺（分子量为1000）与明胶、去离子水按下述质量百分比配置水性防锈剂伴侣：纤维素醚0.1%、壳聚糖磷酸酯0.05%、阳离子聚丙烯酰胺0.8%、明胶0.5%、去离子水余量。
按下述质量百分比配置水性防锈剂：
苯甲酸钠 2%
六次甲基四胺 3%
N-油酰肌氨酸 2%
三乙醇胺 0.2%
磷酸氢二钠 3%
六偏磷酸钠 0.5%
无水硅酸钠 1%
丙三醇 2%
苯并三氮唑 1%
去离子水 余量。
将水性防锈剂伴侣与水性防锈剂以体积比1：4混合制防锈液A1。
实施例2
将纤维素醚（羟乙基甲基纤维素、羟乙基羟甲基纤维素和乙基-2-羟乙基纤维素的混合物）、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺（分子量为2000）与瓜耳胶、去离子水按下述质量百分比配置水性防锈剂伴侣：纤维素醚0.6%、壳聚糖磷酸酯0.2%、阳离子聚丙烯酰胺2%、瓜耳胶2%、去离子水余量。
按下述质量百分比配置水性防锈剂：
苯甲酸钠 6%
六次甲基四胺 5%
N-油酰肌氨酸 8%
三乙醇胺 1.5%
磷酸氢二钠 6%
六偏磷酸钠 2%
无水硅酸钠 3%
丙三醇 8%
苯并三氮唑 6%
去离子水 余量。
将上述水性防锈剂伴侣与水性防锈剂以体积比1：5混合制得防锈液A2。
实施例3
将纤维素醚（羟乙基甲基纤维素和羟乙基羟甲基纤维素的混合物）、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺（分子量为100）与刺槐豆胶、去离子水按下述质量百分比配置水性防锈剂伴侣：纤维素醚0.2%、壳聚糖磷酸酯0.15%、阳离子聚丙烯酰胺1.5%、刺槐豆胶1.5%、去离子水余量。
按下述质量百分比配置水性防锈剂：
苯甲酸钠 5%
六次甲基四胺 5%
N-油酰肌氨酸 6%
三乙醇胺 1%
磷酸氢二钠 5%
六偏磷酸钠 2%
无水硅酸钠 2%
丙三醇 4%
苯并三氮唑 3%
去离子水 余量。
将上述水性防锈剂伴侣与水性防锈剂以体积比1：6混合制得防锈液A3。
性能测试：
测试使用45号钢试片，其表面质量符合GB5213中A级精度的Ⅰ组的要求。试样钢片厚5mm±0.3mm，尺寸为50mm×50mm。先将45号钢试片用超声装置清洗，然后用无水乙醇彻底清洗干净并干燥后待用。以实施例3中的水性防锈剂作为对比，该水性防锈剂记为AC
将4份处理后的45号钢试片分别置于防锈液A1、A2、A3以及水性防锈剂AC中浸泡2分钟，而后进行表面干燥，并悬挂于高温潮湿环境中。观察钢试片的外观变化，并记录结果，列成下表：
| 防锈液/水性防锈剂 | 氧化变色 | 出现锈斑 |
| A1 | 12个月内无氧化变色 | 12个月内无锈斑出现 |
| A2 | 18个月内无氧化变色 | 18个月内无锈斑出现 |
| A3 | 16个月内无氧化变色 | 16个月内无锈斑出现 |
| AC | 一周后开始氧化变色 | 15天后出现锈斑 |
分别对比A1、A2、A3和AC，可以明显看出，含有本发明提供的水性防锈剂伴侣的防锈液，其对钢试片的防锈效果好、耐高温潮湿环境、保护时间大大长于传统的防锈剂。同时，对比A1、A2和A3可以看出，含有采用纤维素混合醚制成的水性防锈剂伴侣的防锈液，其防锈效果优于含有采用单一纤维素醚制成的水性防锈剂伴侣的防锈液。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性防锈剂伴侣，其特征在于，其包括纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺、增稠剂以及去离子水。
2.根据权利要求1所述的水性防锈剂伴侣，其特征在于，各组分含量为：0.1～0.6重量份的纤维素醚、0.05～0.2重量份的壳聚糖磷酸酯、0.8～2重量份的阳离子聚丙烯酰胺，及0.5～2重量份的增稠剂，其余为去离子水。
3.根据权利要求1所述的水性防锈剂伴侣，其特征在于，所述纤维素醚选自羟乙基甲基纤维素、乙基-2-羟乙基纤维素、羟乙基羟甲基纤维素中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性防锈剂伴侣，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺中引入的胺基基团来自二甲胺、二乙胺或呱啶。
5.根据权利要求1所述的水性防锈剂伴侣，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺的平均分子量为100~10000。
6.根据权利要求1所述的水性防锈剂伴侣，其特征在于，所述增稠剂为明胶、瓜尔胶或刺槐豆胶。
7.一种权利要求1所述的水性防锈剂伴侣的制备方法，其特征在于，将纤维素醚、壳聚糖磷酸酯、阳离子聚丙烯酰胺与增稠剂，在去离子水中混合均匀。
8.一种防锈液，其包括水性防锈剂以及水性防锈剂伴侣，所述水性防锈剂伴侣为权利要求1—6中任意一项所述的水性防锈剂伴侣。
9.根据权利要求8所述的防锈液，其特征在于，所述水性防锈剂包括如下成分及含量：
苯甲酸钠 2-6wt%
六次甲基四胺 3-5 wt %
N-油酰肌氨酸 2-8 wt %
三乙醇胺 0.2-1.5 wt %
磷酸氢二钠 3-6 wt %
六偏磷酸钠 0.5-2 wt %
无水硅酸钠 1-3 wt %
丙三醇 2-8 wt %
苯并三氮唑 1-6 wt %
去离子水 余量。
10.根据权利要求8所述的防锈液，其特征在于，所述水性防锈剂伴侣与所述水性防锈剂的体积比为1：4—1：6。
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