CN104357850A - 一种金属表面防锈液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属表面防锈液及其制备方法，该防锈液由以下原料配制而成：单宁酸、柠檬酸钠，聚天冬氨酸、钼酸钠、苯甲酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林及水。制备方法：按照重量份称取各组分；将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热搅拌至完全溶解；将单宁酸和聚天冬氨酸加入到混合液中，继续搅拌，备用；将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热搅拌至溶液澄清，静置冷却后在不断搅拌的条件下缓慢加入备用溶液中，搅拌均匀，即得金属表面防锈液。本发明利用单宁酸和聚天冬氨酸两种有机酸的天然抗腐蚀性能，制得了防锈性能优异的防锈液，且对人体无毒无害。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面处理领域，具体涉及一种金属表面防锈液及其制备方法。
背景技术
钢铁的锈蚀在储存、使用过程中十分常见。钢铁的工序间防锈目前多采用水基防锈剂，以避免因防锈油去除难度大而造成的生产和环境问题。工业上广泛使用的水基防锈剂通常含有亚硝酸盐、磷酸盐或铬酸盐，此类防锈剂毒性较强，废水排放易造成水体富营养化，使用和排放均受到严格限制。环保型水基防锈剂的研制已受到国内外广泛关注。
中国专利CN 102296297 B公开了一种水性防锈剂，该防锈剂含有5～30wt％环己胺柠檬酸盐、0.2～5.0wt％苯并三氮唑、2～12wt％聚乙二醇和余量的水。该技术方案制得的水性防锈剂虽然不含亚硝酸盐、磷酸盐重铬酸盐等有毒有害物质，但防锈性能不太理想。
中国专利CN 12329685 B公开了一种防止金属零部件生锈的防锈液，该防锈液有下列重量份的原料制成：肥皂4.5～5.5份，凡士林0.45～0.55份，水950～1050份。该技术方案制得的金属防锈乳化液虽然原料均简单易得，制备方法也简单易行，但同样防锈性能不甚理想。
发明内容
基于上述信息，本发明的目的在于提供一种防锈性能优良的的金属表面防锈液及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种金属表面防锈液，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸20～30份、柠檬酸钠10～15份，聚天冬氨酸8～12份、钼酸钠1～5份、苯甲酸钠1～5份、聚乙二醇5～10份、聚乙烯醇8～10份、凡士林5～10份及水30～50份。
优选地，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸25～28份、柠檬酸钠12～14份，聚天冬氨酸10～12份、钼酸钠2～3份、苯甲酸钠2～3份、聚乙二醇8～10份、聚乙烯醇8份、凡士林6～8份及水40～45份。
更优选地，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸26份、柠檬酸钠13份，聚天冬氨酸11份、钼酸钠2份、苯甲酸钠2份、聚乙二醇9份、聚乙烯醇8份、凡士林7份及水42份。
单宁酸是一种天然无毒化工产品，具有极强的螯合性，可与金属形成稳定的配合物。用单宁酸溶液处理金属表面时，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，能有效阻止O2等到达金属表面，从而抑制金属的腐蚀。
聚天冬氨酸作为一种新型非磷化水处理剂，是一种可生物降解的环保型缓蚀剂。其极性基团吸附于金属表面，改变双电层的结构，提高金属离子化的活化能；非极性基团则远离金属表面作定向排布，形成一层疏水膜，成为腐蚀反应物扩散的屏障，抑制腐蚀反应。
所述聚天冬氨酸的分子量为5000～20000。
所述聚乙二醇的分子量为2000～20000。
所述聚乙烯醇的分子量为15000～20000。
一种金属表面防锈液的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按照重量份称取各组分；
(2)、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60～80℃，搅拌至完全溶解；
(3)、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤(2)溶解完全的混合液中，继续搅拌20～30min，备用；
(4)、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至75～85℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
(5)、将步骤(4)制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤(3)制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
本发明利用单宁酸和聚天冬氨酸两种有机酸的天然抗腐蚀性能，制得了防锈性能优异的防锈液，对多种金属具有较好的适应性，且对人体无毒无害，具有良好的环保效果。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。
实施例1
一种金属表面防锈液，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸20份、柠檬酸钠10份，聚天冬氨酸8份、钼酸钠1份、苯甲酸钠1份、聚乙二醇5份、聚乙烯醇8份、凡士林5份及水30份。
制备方法包括如下步骤：
(1)、按照重量份称取各组分；
(2)、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60℃，搅拌至完全溶解；
(3)、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤(2)溶解完全的混合液中，继续搅拌20min，备用；
(4)、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至75℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
(5)、将步骤(4)制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤(3)制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
实施例2
一种金属表面防锈液，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸25份、柠檬酸钠12份，聚天冬氨酸10份、钼酸钠2份、苯甲酸钠2份、聚乙二醇8份、聚乙烯醇8份、凡士林6份及水40份。
制备方法包括如下步骤：
(1)、按照重量份称取各组分；
(2)、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60～80℃，搅拌至完全溶解；
(3)、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤(2)溶解完全的混合液中，继续搅拌25min，备用；
(4)、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至80℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
(5)、将步骤(4)制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤(3)制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
实施例3
一种金属表面防锈液，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸26份、柠檬酸钠13份，聚天冬氨酸11份、钼酸钠2份、苯甲酸钠2份、聚乙二醇9份、聚乙烯醇8份、凡士林7份及水42份。
制备方法包括如下步骤：
(1)、按照重量份称取各组分；
(2)、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60～80℃，搅拌至完全溶解；
(3)、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤(2)溶解完全的混合液中，继续搅拌30min，备用；
(4)、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至85℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
(5)、将步骤(4)制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤(3)制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
实施例4
一种金属表面防锈液，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸28份、柠檬酸钠14份，聚天冬氨酸12份、钼酸钠3份、苯甲酸钠3份、聚乙二醇10份、聚乙烯醇8份、凡士林8份及水45份。
制备方法包括如下步骤：
(1)、按照重量份称取各组分；
(2)、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60～80℃，搅拌至完全溶解；
(3)、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤(2)溶解完全的混合液中，继续搅拌25min，备用；
(4)、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至75℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
(5)、将步骤(4)制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤(3)制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
实施例5
一种金属表面防锈液，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸30份、柠檬酸钠15份，聚天冬氨酸12份、钼酸钠5份、苯甲酸钠5份、聚乙二醇10份、聚乙烯醇10份、凡士林10份及水50份。
制备方法包括如下步骤：
(1)、按照重量份称取各组分；
(2)、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60～80℃，搅拌至完全溶解；
(3)、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤(2)溶解完全的混合液中，继续搅拌30min，备用；
(4)、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至85℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
(5)、将步骤(4)制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤(3)制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
测试例1 CuSO4点滴试验
测试方法：在分别涂覆有实施例1～5防锈液的金属试片上滴一滴CuSO4点滴液(41g/LCuSO4·5H2O+13mL/L HCl(0.1mol/L)+35g/L NaCl)，记录出现第一个红色斑点的时间，
结果见表1。
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 出现红色斑点的时间(s) | 50 | 58 | 62 | 56 | 54 |
测试例2 盐水浸泡实验
测试方法：将分别涂覆有实施例1～5防锈液的金属试片浸泡于3wt％的NaCl溶液中，实验温度为15～25℃，记录出现锈迹的时间，结果见表2。
表2
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 亚硝酸盐型 |
| 出现锈迹的时间(h) | 31 | 37 | 42 | 41 | 37 | 26 |
测试例3 中性盐雾试验，
测试方法：按GB/T 6458-1986方法进行，喷雾介质为3wt％NaCl溶液，采用连续喷雾模式，结果见表3。
表3
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (7)
1.一种金属表面防锈液，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸20~30份、柠檬酸钠10~15份，聚天冬氨酸8~12份、钼酸钠1~5份、苯甲酸钠1~5份、聚乙二醇5~10份、聚乙烯醇8~10份、凡士林5~10份及水30~50份。
2.根据权利要求1所述的一种金属表面防锈液，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸25~28份、柠檬酸钠12~14份，聚天冬氨酸10~12份、钼酸钠2~3份、苯甲酸钠2~3份、聚乙二醇8~10份、聚乙烯醇8份、凡士林6~8份及水40~45份。
3.根据权利要求1所述的一种金属表面防锈液，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料配制而成：单宁酸26份、柠檬酸钠13份，聚天冬氨酸11份、钼酸钠2份、苯甲酸钠2份、聚乙二醇9份、聚乙烯醇8份、凡士林7份及水42份。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种金属表面防锈液，其特征在于，所述聚天冬氨酸的分子量为5000~20000。
5.根据权利要求1~3任一项所述的一种金属表面防锈液，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为2000~20000。
6.根据权利要求1~3任一项所述的一种金属表面防锈液，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为15000~20000。
7.权利要求1所述的一种金属表面防锈液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、按照重量份称取各组分；
（2）、将柠檬酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钠和一半的水置于耐酸容器中，加热至60~80℃，搅拌至完全溶解；
（3）、将单宁酸和聚天冬氨酸加入到步骤（2）溶解完全的混合液中，继续搅拌20~30min，备用；
（4）、将聚乙二醇、聚乙烯醇、凡士林中分别加入到剩下的一半水中，加热至75~85℃，搅拌至溶液澄清，静置冷却；
（5）、将步骤（4）制得的冷却的混合溶液在不断搅拌的条件下缓慢加入步骤（3）制得的溶液中，继续搅拌至混合均匀，即得金属表面防锈液。
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|---|---|---|---|---|
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