CN106009986A - 一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡6‑8%，十二烯基丁二酸5‑8%，三乙醇胺3‑5%，茶树油60‑64%，水性丙烯酸树脂6‑9%，精萘3‑4%，96%浓硫酸2‑3%，钼酸锌1‑2%，磷酸钙1‑2%，润湿剂1‑2%，消泡剂2‑3%，本发明选料精良，采用科学的加工方法，解决了以往钢铁表面会腐蚀的问题，涂刷在表面能够防锈，以茶树油为分散介质，绿色环保，有清香，无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯，低VOC、无甲醛，重金属含量低于国家强制标准，抑菌防腐、渗透性强，可以防止钢铁表面腐蚀、气蚀及结垢，并形成保护层，延长25Cr2NiMoV钢表面产生锈迹的时间，在产品配方中排除了铬酸或重铬酸盐，成本低，无毒，而且施工性能优良，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于钢铁表面处理剂技术领域，具体涉及一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂及其制备方法。
背景技术
25Cr2NiMoV钢是我国机械制造业使用广泛的钢之一，用于制作低压转子轮盘，调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性，为了提高25Cr2NiMoV钢表面的耐蚀性，使用前需要在25Cr2NiMoV钢表面进行防锈处理，而目前我国的大部分防锈工艺多采用铬酸或重铬酸盐溶液处理，原料里含有六价铬和三价铬，对人体健康及环境造成严重危害，针对上述缺陷研发的各种防锈剂工艺过程、质量不稳定，自愈性能不高，达不到客户需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，能够保护25Cr2NiMoV钢表面，大幅延长被侵蚀的时间，延长钢铁的使用寿命，节约成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，其特征在于：由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡6-8%，十二烯基丁二酸5-8%，三乙醇胺 3-5%，茶树油60-64%，水性丙烯酸树脂6-9%，精萘3-4%，96%浓硫酸2-3%，钼酸锌1-2%，磷酸钙1-2%，润湿剂1-2%，消泡剂2-3%。
本发明所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水在温度100-105℃、压力0.85-1MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水的质量百分比为15-20%、30-40%、45-50%。
本发明所述消泡剂为有机硅消泡剂。
本发明所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：石油磺酸钡6-8%，十二烯基丁二酸5-8%，三乙醇胺 3-5%，茶树油60-64%，水性丙烯酸树脂6-9%，精萘3-4%，96%浓硫酸2-3%，钼酸锌1-2%，磷酸钙1-2%，润湿剂1-2%，消泡剂2-3%；
（2）将三乙醇胺与茶树油投入反应釜内，升温至50-60℃，在40-50转/分搅拌5-10分钟，保温20-30分钟；
（3）将精萘投入磺化釜中，升温至130-140℃， 在搅拌后加入96%浓硫酸，反应10-20分钟；
（4）降温至80-90℃，加入消泡剂，在压力720-740KPa搅拌10-15分钟，搅拌速度90-100转/分；
（5）降温至40±5℃，保温2-3小时，将混合液倒入缩合釜；
（6）将水性丙烯酸树脂、钼酸锌、磷酸钙加入搅拌罐，在温度80-90℃反应15-20分钟；
（7）将步骤（2）（5）（6）后的溶剂投入反应釜内，在温度140-150℃、压力3-3.5MPa搅拌15-20分钟得到保护液，搅拌速度360-380转/分；
（8）降温至65-70℃，加入石油磺酸钡、十二烯基丁二酸、润湿剂，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量6-8升/分钟，反应30-35分钟后倒出过滤，温度降至20±5℃，密封装桶。
作为本发明的一种改进，步骤（8）所述的过滤是用网眼为50-80μm的不锈钢过滤网筛过滤。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，选料精良，采用科学的加工方法，解决了以往钢铁表面会腐蚀的问题，涂刷在表面能够防锈，本发明以茶树油为分散介质，绿色环保，有淡淡的清香，无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，低VOC、无甲醛，重金属含量低于国家强制标准，抑菌防腐、渗透性强，可以防止钢铁表面腐蚀、气蚀及结垢，并形成保护层，延长25Cr2NiMoV钢表面产生锈迹的时间，在产品配方中排除了铬酸或重铬酸盐，绿色环保，成本低，无毒，对皮肤无不良影响，而且施工性能优良，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
本发明的制备方法里的步骤（2）-（7），采用精萘、96%浓硫酸、茶树油、三乙醇胺、水性丙烯酸树脂、钼酸锌、磷酸钙等科学配置成保护液，能够在钢表面形成双层保护膜，不与空气中的氧、湿气或其它腐蚀性介质接触，抑制金属腐蚀，反应速度减缓，单位质量内保护面积大，在实际使用过程中，能够从根本上全面压制25Cr2NiMoV钢表面氧化，防止产生锈斑，保护25Cr2NiMoV钢表面；而且保护液与润湿剂（本发明所用的氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水复合溶液）复合使用，能够增加黏温特性和水溶性，涂刷到25Cr2NiMoV钢铁表面可以提高润滑防锈效果，抗静电，乳化力提高，试验证实加入质量百分比为在1-2%的润湿剂可以使润滑与防锈可以达到平衡，提高防锈剂品质。
本发明所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，使用后能够在25Cr2NiMoV钢表面形成保护膜，结合力高，耐蚀性强，在材料上采用水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，在高温高压下与有机硅能够发生较强的交联反应，得到双层结构的膜层，其中内层为钼酸盐钝化膜，外层为丙烯酸树脂膜，具有强大的隔离空气及异物作用，而且保护膜的寿命提高，外层损坏后内层继续起作用，最终提高了防锈剂的耐蚀性。
本发明所述的有机硅不仅能够与水性丙烯酸树脂发生交联反应，提高耐蚀性，而且能够作为消泡剂，表面张力低，2-3%的重量百分比即能达到很强的破泡和抑泡作用，强化防锈效果，有机硅与精萘、浓硫酸混合还能够抑制钢表面锈斑的产生，减慢氧化速度，延长被侵蚀的时间，延长25Cr2NiMoV钢的使用寿命，节约成本。
本发明的制备方法里的步骤（8）在温度65-70℃的条件下，从反应釜底部对混合液充入氮气，与润湿剂配合，具有很强的膨胀性能和与多类物质的络合能力，能够增加防锈剂的内聚力，提高防锈剂溶液的表面张力，扩大25Cr2NiMoV钢表面的保护范围，延长使用寿命。
本发明的制备方法里的步骤（4）结束后可以取样测试，如果完全溶于水则证明完全磺化，保证保护液的品质，使最终成品符合要求。
本发明所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，其性能指标如下：
pH值：0.8-1，
密度(25℃)：1.54-1.6g/cm3，
总酸度：835-880点，
游离酸度：390-405点，
保护膜厚度（um）：11-15
附着力：1级
弯曲试验（mm）：≤3
铅笔硬度（ H ）：1
冲击强度（kg／cm）：42。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡7%，十二烯基丁二酸6%，三乙醇胺 4%，茶树油63%，水性丙烯酸树脂8%，精萘4%，96%浓硫酸2%，钼酸锌2%，磷酸钙1%，润湿剂1%，有机硅消泡剂2%。
本实施例所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水在温度103℃、压力0.9MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水的质量百分比为17%、35%、48%。
表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：石油磺酸钡7%，十二烯基丁二酸6%，三乙醇胺 4%，茶树油63%，水性丙烯酸树脂8%，精萘4%，96%浓硫酸2%，钼酸锌2%，磷酸钙1%，润湿剂1%，有机硅消泡剂2%；
（2）将三乙醇胺与茶树油投入反应釜内，升温至55℃，在45转/分搅拌8分钟，保温25分钟；
（3）将精萘投入磺化釜中，升温至135℃， 在搅拌后加入96%浓硫酸，反应15分钟；
（4）降温至85℃，加入消泡剂，在压力730KPa搅拌14分钟，搅拌速度95转/分；
（5）降温至40℃，保温2.5小时，将混合液倒入缩合釜；
（6）将水性丙烯酸树脂、钼酸锌、磷酸钙加入搅拌罐，在温度85℃反应17分钟；
（7）将步骤（2）（5）（6）后的溶剂投入反应釜内，在温度145℃、压力3.3MPa搅拌18分钟得到保护液，搅拌速度370转/分；
（8）降温至67℃，加入石油磺酸钡、十二烯基丁二酸、润湿剂，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量7升/分钟，反应33分钟后倒出用网眼为60μm的不锈钢过滤网筛过滤，温度降至20℃，密封装桶。
使用效果：在中性盐雾内腐蚀115小时无锈点，超过140小时锈斑面积小于5%，醋酸铅点滴18分钟后才出现沉积物，耐腐蚀性超过一般无铬处理剂45%。
实施例2
本实施例所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡6%，十二烯基丁二酸8%，三乙醇胺 3%，茶树油64%，水性丙烯酸树脂6%，精萘4%，96%浓硫酸2%，钼酸锌2%，磷酸钙1%，润湿剂2%，有机硅消泡剂2%。
本实施例所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水在温度105℃、压力0.85MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水的质量百分比为20%、30%、50%。
表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：石油磺酸钡6%，十二烯基丁二酸8%，三乙醇胺 3%，茶树油64%，水性丙烯酸树脂6%，精萘4%，96%浓硫酸2%，钼酸锌2%，磷酸钙1%，润湿剂2%，有机硅消泡剂2%；
（2）将三乙醇胺与茶树油投入反应釜内，升温至50℃，在50转/分搅拌5分钟，保温30分钟；
（3）将精萘投入磺化釜中，升温至130℃， 在搅拌后加入96%浓硫酸，反应20分钟；
（4）降温至80℃，加入消泡剂，在压力740KPa搅拌10分钟，搅拌速度100转/分；
（5）降温至35℃，保温3小时，将混合液倒入缩合釜；
（6）将水性丙烯酸树脂、钼酸锌、磷酸钙加入搅拌罐，在温度80℃反应20分钟；
（7）将步骤（2）（5）（6）后的溶剂投入反应釜内，在温度140℃、压力3.5MPa搅拌15分钟得到保护液，搅拌速度380转/分；
（8）降温至65℃，加入石油磺酸钡、十二烯基丁二酸、润湿剂，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量8升/分钟，反应30分钟后倒出用网眼为80μm的不锈钢过滤网筛过滤，温度降至15℃，密封装桶。
使用效果：在中性盐雾内腐蚀110小时无锈点，超过130小时锈斑面积小于5%，醋酸铅点滴16分钟后才出现沉积物，耐腐蚀性超过一般无铬处理剂40%。
实施例3
本实施例所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡8%，十二烯基丁二酸5%，三乙醇胺 5%，茶树油60%，水性丙烯酸树脂9%，精萘3%，96%浓硫酸3%，钼酸锌1%，磷酸钙2%，润湿剂1%，有机硅消泡剂3%。
本实施例所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水在温度100℃、压力1MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水的质量百分比为15%、40%、45%。
表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：石油磺酸钡8%，十二烯基丁二酸5%，三乙醇胺 5%，茶树油60%，水性丙烯酸树脂9%，精萘3%，96%浓硫酸3%，钼酸锌1%，磷酸钙2%，润湿剂1%，有机硅消泡剂3%；
（2）将三乙醇胺与茶树油投入反应釜内，升温至60℃，在40转/分搅拌10分钟，保温20分钟；
（3）将精萘投入磺化釜中，升温至140℃， 在搅拌后加入96%浓硫酸，反应10分钟；
（4）降温至90℃，加入消泡剂，在压力720KPa搅拌15分钟，搅拌速度90转/分；
（5）降温至45℃，保温2小时，将混合液倒入缩合釜；
（6）将水性丙烯酸树脂、钼酸锌、磷酸钙加入搅拌罐，在温度90℃反应15分钟；
（7）将步骤（2）（5）（6）后的溶剂投入反应釜内，在温度150℃、压力3MPa搅拌20分钟得到保护液，搅拌速度360转/分；
（8）降温至70℃，加入石油磺酸钡、十二烯基丁二酸、润湿剂，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量6升/分钟，反应35分钟后倒出用网眼为50μm的不锈钢过滤网筛过滤，温度降至25℃，密封装桶。
使用效果：在中性盐雾内腐蚀110小时无锈点，超过140小时锈斑面积小于5%，醋酸铅点滴17分钟后才出现沉积物，耐腐蚀性超过一般无铬处理剂44%。
Claims (5)
1.一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，其特征在于：由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡6-8%，十二烯基丁二酸5-8%，三乙醇胺 3-5%，茶树油60-64%，水性丙烯酸树脂6-9%，精萘3-4%，96%浓硫酸2-3%，钼酸锌1-2%，磷酸钙1-2%，润湿剂1-2%，消泡剂2-3%。
2.根据权利要求1所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，其特征在于：所述润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水在温度100-105℃、压力0.85-1MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂酸锌皂、去离子水的质量百分比为15-20%、30-40%、45-50%。
3.根据权利要求1所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。
4.一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：石油磺酸钡6-8%，十二烯基丁二酸5-8%，三乙醇胺 3-5%，茶树油55-65%，水性丙烯酸树脂6-9%，精萘3-4%，96%浓硫酸2-3%，钼酸锌1-2%，磷酸钙1-2%，润湿剂1-2%，消泡剂2-3%；
（2）将三乙醇胺与茶树油投入反应釜内，升温至50-60℃，在40-50转/分搅拌5-10分钟，保温20-30分钟；
（3）将精萘投入磺化釜中，升温至130-140℃， 在搅拌后加入96%浓硫酸，反应10-20分钟；
（4）磺化釜降温至80-90℃，加入消泡剂，在压力720-740KPa搅拌10-15分钟，搅拌速度90-100转/分；
（5）磺化釜降温至40±5℃，保温2-3小时，将混合液倒入缩合釜；
（6）将水性丙烯酸树脂、钼酸锌、磷酸钙加入搅拌罐，在温度80-90℃反应15-20分钟；
（7）将步骤（2）（5）（6）后的溶剂投入反应釜内，在温度140-150℃、压力3-3.5MPa搅拌15-20分钟得到保护液，搅拌速度360-380转/分；
（8）降温至65-70℃，加入石油磺酸钡、十二烯基丁二酸、润湿剂，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量6-8升/分钟，反应30-35分钟后倒出过滤，温度降至20±5℃，密封装桶。
5.根据权利要求4所述的一种25Cr2NiMoV钢表面防锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（8）所述的过滤是用网眼为50-80μm的不锈钢过滤网筛过滤。
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