CN104762623A

CN104762623A - 一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂及其制备方法

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Publication number: CN104762623A
Application number: CN201410842792.7A
Authority: CN
Inventors: 付艳梅; 王菊珍; 潘启顺; 刘雄文
Original assignee: WUHAN JINGNAN TIEYI ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: WUHAN JINGNAN TIEYI ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-07-08

Abstract

本发明涉及一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂及其制备方法，其活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％。其制备方法步骤如下：1)称取活性组分；2)将各活性组分分别加水配成溶液，静置澄清后将各活性组分的溶液混合在一起，得到混合溶液，并用缓冲碱液调节混合溶液的pH值至8.3-8.8即得到。本发明采用简易方法制备出环境友好型的复配气相缓蚀剂，并且制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂用于中性防锈原纸表面具有良好的防锈效果。

Description

一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及镀锌钢板的气相防锈技术领域，具体涉及一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

气相防锈包装技术就是用气相防锈剂(挥发性缓蚀剂，VCI)在密封的包装容器中对金属制品进行防锈的技术。气相防锈剂具有很高的饱和蒸气压，在常温下能慢慢挥发，挥发出来的气体对金属表面起保护作用。因此，使用时无需与被保护物直接接触即可起到防锈效果。气相防锈剂挥发出来的气体对金属表面起保护作用。因此，使用时无需与被保护物直接接触即可起到防锈效果。气相防锈剂挥发出来的气体无孔不入，可到达一般防锈剂不易涂到的缝隙、盲孔、死角等处，且同时吸附在金属制品的表面，从而起到了抑制大气对金属锈蚀作用。

传统镀锌钢板常用的缓蚀剂主要为多元氮杂化合物及胺类物质等，有机化合物居多，价格相对比较高，且对环境保护不利。为了提高镀锌钢板的抗蚀性和产品的美观性，通常需要使用钝化剂对锌层进行钝化处理。钝化剂种类众多，传统的有机酸或无机酸类物质，后来又发展了胶体二氧化硅等。现有的镀锌缓蚀剂对不同的钝化剂处理过的镀锌钢板的缓蚀作用有限，仅能单一的针对某种钝化剂起作用，且用量相对较大，对环境及人体危害较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种环境友好型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂，防锈效果良好。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂，其包括多种活性组分和水，所述各活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％。

本发明还提供了上述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其步骤如下：

1)称取活性组分，各活性组分及其重量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％，备用；

2)将各活性组分分别加水配成溶液，静置澄清后将各活性组分的溶液混合在一起，得到混合溶液，并用缓冲碱液调节混合溶液的pH值至8.3-8.8，即得到环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂。

按上述方案，步骤2)所述各活性组分的溶液的质量浓度分别为：苯甲酸钠25.93-28.67％、水溶性苯并三氮唑23.95-25.18％、钨酸钠24.06-34.94％、肉桂酸22.64-23.66％、三乙醇胺11.5-26.47％。

按上述方案，步骤2)所述缓冲碱液为氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠中任意一种的饱和溶液。

本发明还进一步提供一种采用上述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂制备的环保型镀锌钢板用防锈包装纸，它包括包装纸主体，所述包装纸表面浸渍有环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂。

上述环保型镀锌钢板用防锈包装纸的制备方法为：将中性防锈原纸浸渍在环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中10-30s，再放入设定温度为55-120℃的恒温烘箱中烘15-40min即得到，所述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂包括多种活性组分和水，所述各活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％。

优选的是，所述中性防锈原纸为平纹单复布原纸或平纹单复膜原纸，中性防锈原纸表面环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的浸渍量为15-30g/m²。

本发明中采用三唑类腐蚀抑制剂和钝化型腐蚀抑制剂与金属减活剂复配的镀锌防锈液缓蚀作用比单组份效果大大提高，性价比高，能很好的满足镀锌钢板的防锈要求。其中，苯甲酸钠和钨酸钠为钝化腐蚀抑制剂，且苯甲酸钠在复配溶液中同时起到稳定剂作用，钨酸钠与水溶性苯并三氮唑二者混合使用缓蚀效果良好，具有很好的协同作用。肉桂酸为金属减活剂，配方各组分毒性低，环保安全。

以下具体分析各组分的缓蚀机理及协同作用：

苯甲酸钠属于芳香族羧酸盐，LD50值为1700mg/kg，是一种低度无公害的缓蚀剂。苯甲酸钠对金属有一定的氧化、钝化作用。它能与金属阳极表面溶解下来的部分金属离子生成难溶性化合物，沉淀在阳极区表面，可修补氧化膜的破损处，从而阻滞阳极腐蚀过程，它属于沉淀型缓蚀剂。

水溶性苯并三氮唑，可以直接在常温下清水溶解，也可溶于甲醇、乙醇、甲苯、氯仿等有机溶剂，无毒，几乎无气味。其缓蚀机理为吸附模型机理，即苯并三氮唑先气化并溶解在镀锌层表面的凝结水层中，之后与金属表面反应形成一层络合膜，此膜薄而致密，且不溶于水，这样就隔绝了外界侵蚀物的接触，同时改变了金属表面的电荷分布状态和界面性质，从而起到了缓蚀作用。

钨酸钠是一种氧化性缓蚀剂，其LD50值为1782mg/kg，可将暴露在空气中的金属氧化形成金属氧化物膜，同时钨酸根离子可与Fe²⁺、Fe³⁺生成FeWO₄和Fe₂(WO₄)₃，填充金属表面空隙减少腐蚀活性点，最终与氧化膜一起形成三维立体膜。

镀锌钢板在储运过程中，空气中的水分环境给微电池反应提供了有利条件，在这些微电池中，电极电位低的镀锌层成为阳极，钢板中的碳等成为电池的阴极。水溶性苯并三氮唑和钨酸钠分别作用在镀锌钢板的阴极和阳极，相互配合，减小阳极镀锌层的腐蚀速率，具有很好的协同缓蚀作用。

肉桂酸，LD50＝3000mg/kg，分子中同时存在具有大π键的苯环、不饱和双键和羧基，它们在金属表面具有很强的吸附能力，能有效吸附形成稳定的配合物，覆盖在金属表面，阻止水分和侵蚀物接近，抑制了金属的腐蚀。肉桂酸的水溶性不好，因此加入少量的三乙醇胺作为助溶剂。

本发明的有益效果在于：1、本发明采用简易方法制备出环境友好型的复配气相缓蚀剂，各组分均无毒，用量少，采用浸润式涂布方式避免浪费，效率高。2、本发明制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂同时含有无机和有机防锈剂，可适用于多种镀锌钝化剂的保护，用于中性防锈原纸表面具有良好的防锈效果，根据标准QB/T1319-2010、GB/T16267-2008要求进行防锈性能试验，测得其各项性能达到了企标Q/WJJ 05-2014中优等品的要求。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明按照标准QB/T1319-2010、GB/T16267-2008对所制备的环保型镀锌钢板用防锈包装纸进行检测，检测标准如表1所示(HR：相对湿度)：

表1

参考标准	试验项目	试验周期	试验条件
				QB/T1319-2010	动态接触湿热试验	9D	t：49℃±1℃；HR：＞95％
QB/T1319-2010	气相防锈甄别试验	9D	t：50℃±2℃；HR：约95％
				GB/T16267-2008	气相缓蚀能力试验	1D	t：20℃±1℃；HR：约90％

本发明依据武汉市江夏区江南实业有限公司企业标准Q/WJJ 05-2014中的相关要求作为检测结果的衡量标准，内容如下表2所示：

表2

实施例1

环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法为：称取苯甲酸钠17.5份，水溶性苯并三氮唑33.65份，钨酸钠26.85份，肉桂酸15.5份，三乙醇胺6.5份，分别用去离子水配置成溶液，各活性组分溶液的质量浓度分别为25.93％、25.18％、34.94％、23.66％、11.5％。静置澄清后，混合溶液。用饱和氨水调节混合液pH值至8.3-8.8即得到。

将定量80g/m²的平纹单复布原纸浸渍在本实施例制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中10s，再放入设定温度为55℃的恒温烘箱中烘15min后取出即得到环保型镀锌钢板用防锈包装纸，涂布量约为15g/m²。

按照表1所示的标准条件对本实施例得到的环保型镀锌钢板用防锈包装纸进行防锈性能试验，结果如表3所示：

表3

实施例2

环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法为：称取苯甲酸钠20.13份，水溶性苯并三氮唑30.77份，钨酸钠24.05份，肉桂酸18.1份，三乙醇胺6.95份，分别用去离子水配置成溶液，各活性组分溶液的质量浓度分别为26.5％、24.35％、27.0％、22.85％、15.55％，静置澄清后，混合溶液。用碳酸钠饱和溶液调节混合液pH值至8.3-8.8即得到。

将定量80g/m²的平纹单复布原纸浸渍在本实施例制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中20s，再放入设定温度为100℃的恒温烘箱中烘25min后取出即得到环保型镀锌钢板用防锈包装纸，涂布量约为20g/m²。

按照表1所示的标准条件对本实施例得到的环保型镀锌钢板用防锈包装纸进行防锈性能试验，结果如表4所示：

表4

实施例3

环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法为：称取苯甲酸钠25.15份，水溶性苯并三氮唑23.75份，钨酸钠18.84份，肉桂酸24.21份，三乙醇胺8.05份，分别用去离子水配置成溶液，各活性组分溶液的质量浓度分别为27.5％、24.75％、30.45％、23.05％、20.43％，静置澄清后，混合溶液。用碳酸氢钠饱和溶液调节混合液pH值至8.3-8.8即得到。

将定量100g/m²的平纹单复膜原纸浸渍在本实施例制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中15s，再放入设定温度为80℃的恒温烘箱中烘20min后取出即得到环保型镀锌钢板用防锈包装纸，涂布量约为25g/m²。

按照表1所示的标准条件对本实施例得到的环保型镀锌钢板用防锈包装纸进行防锈性能试验，结果如表5所示：

表5

实施例4

环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法为：称取苯甲酸钠30.15份，水溶性苯并三氮唑15.75份，钨酸钠15.84份，肉桂酸29.26份，三乙醇胺9份，分别用去离子水配置成溶液，各活性组分溶液的质量浓度分别为28.67％、23.95％、24.06％、22.64％、26.47％，静置澄清后，混合溶液。用醋酸钠饱和溶液调节混合液pH值至8.3-8.8即得到。

将定量100g/m²的平纹单复膜原纸浸渍在本实施例制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中25s，再放入设定温度为120℃的恒温烘箱中烘30min后取出即得到环保型镀锌钢板用防锈包装纸，涂布量约为30g/m²。

按照表1所示的标准条件对本实施例得到的环保型镀锌钢板用防锈包装纸进行防锈性能试验，结果如表6所示：

表6

Claims

1.一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂，其特征在于包括多种活性组分和水，所述各活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％。

2.一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于步骤如下：

3.根据权利要求2所述的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于步骤2)所述各活性组分的溶液的质量浓度分别为：苯甲酸钠25.93-28.67％、水溶性苯并三氮唑23.95-25.18％、钨酸钠24.06-34.94％、肉桂酸22.64-23.66％、三乙醇胺11.5-26.47％。

4.根据权利要求2所述的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于步骤2)所述缓冲碱液为氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠中任意一种的饱和溶液。

5.一种采用权利要求1所述的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂制备的环保型镀锌钢板用防锈包装纸，其特征在于：它包括包装纸主体，所述包装纸表面浸渍有环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂。

6.一种权利要求5所述环保型镀锌钢板用防锈包装纸的制备方法，其特征在于：将中性防锈原纸浸渍在环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中10-30s，再放入设定温度为55-120℃的恒温烘箱中烘15-40min即得到，所述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂包括多种活性组分和水，所述各活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％。

7.根据权利要求6所述的环保型镀锌钢板用防锈包装纸的制备方法，其特征在于：所述中性防锈原纸为平纹单复布原纸或平纹单复膜原纸，中性防锈原纸表面环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的浸渍量为15-30g/m²。