CN106281625B - 一种高油相含量防锈乳液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高油相含量防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：蜡1~20%；基础油1~40%；防锈剂6~10%；乳化剂2~10%；水20~60%。本发明防锈乳液具有极佳的渗透性，可快速渗入到需要保护的材料结合部位的缝隙中，并快速成膜，为金属器件、工件、设备等提供长期封存防锈保护以及临时性防锈防护。

Description

一种高油相含量防锈乳液及制备方法

技术领域

本发明涉及一种防锈材料，具体涉及一种可广泛应用于金属器件、工件、设备等表面的长期封存防锈保护以及临时性防锈防护的高油相含量防锈乳液及制备方法。

背景技术

纯油剂或纯油剂组合物在金属防腐蚀领域已经存在很长时间，这类材料一般是在矿物油中加入油溶性缓蚀剂和其他添加剂形成的一类暂时性防护材料，统称为防锈油脂，它具有取材容易、成本低廉、适应性广和防锈可靠等特点。这类材料一般喷涂、浸渍、涂刷的方式施工，由于纯油剂或纯油剂的组合物一般具有比较大的表面张力，较难以在施工表面顺利铺展，更难以渗透进未经电泳、涂装等处理的缝隙、空腔中，通常为了能顺利的将防锈产品施用，一般采取对防锈油脂加热，再将零部件或工件进行浸泡的方式，这对较大部件来说存在施工困难的问题。另外，为了降低防锈油脂的粘度，一般采用可挥发的有机溶剂，对其进行稀释，大量的有机溶剂在施工和储存过程中极易发生火灾、污染环境、影响人体健康等缺点。随着经济不断发展，我国和发达国家环境保护法规日益严格，目前已有一些国家的某些部门或厂家制定了有关法规，限制含有溶剂的防锈油脂，降低碳排放。

现有的水基型防锈乳液由于乳化原理、含油量限制等原因一般只应用于车间和工序间的临时性防护。目前主要存在两种类型，一种是以高分子乳液为主要成膜材料，辅之以防锈颜料、成膜助剂、润湿分散剂等，这类材料依靠高分子在施工后的成膜性粘附在金属器件、工件、设备等的表面，由于高分子会形成连续的隔离膜，从而达到防锈的目的，这类材料由于高分子材料的特性，固化成硬性膜后粘附在目标的表面，对工序间临时性的防护来说非常难以清洗，容易破坏工件的表面；另一种防锈乳液一般是以基础油、蜡、防锈剂、缓蚀剂、乳化剂、水、高分子材料、颜料、填料等经过高温乳化形成防锈乳液，这类防锈乳液由于是水基的，容易添加各种表面改性剂以改变乳液的铺展、渗透性能，同时可大大降低体系的粘度，最终得到的防锈乳液不需要加热即可以喷、涂等施工方式应用，这对于较大而难以以浸泡的方式进行防锈保护的部件具有非常大的优势，另外，这类防锈材料一般形成软膜型的防护膜，容易被热水或洗涤剂清洗掉，非常适合工序间的临时性防护。

乳化技术应用在防锈保护领域存在以下几个重要的缺点：

(1)作为防锈剂的疏水性活性成分必须存在于油相中，水为连续相。乳化剂的存在导致最终形成的分散颗粒表面会存在大量的表面活性剂，这些作为乳化剂的表面活性剂亲水基由于伸向连续相导致水分挥发后不会被封闭，遇到水后会亲水并引起保护膜的重新分散乳化从而引起防护失败；另外，由于排斥作用，在连续相的水挥发后，被乳化的油相由于表面活性剂的双电层作用，液滴间难以融合，无法形成连续的隔离保护膜。油包水型乳液，活性组分是存在于连续相中，水作为分散相无法顺利挥发，涂膜难以干燥，即使形成连续的油膜，由于水的存在，仍能导致闪锈、膜的强度低等不理想的情况出现；另外，由于水和乳化剂的存在，防锈剂的活性可能已经被改变从而出现与纯状态使用不希望出现的效果，例如水解等。经验表明，虽然防锈剂在这种类型的乳液中的分布可能会连续，但水和乳化剂的存在严重限制防锈剂的释放效果，最终导致产品无法作业。

(2)市场上常见的水包油乳液中，油相的含量一般在10－40wt％之间，制备油相含量在50wt％以上的水包油乳液非常难以实现。一方面由于防锈剂在材料表面上要求疏水、水分离、破乳、水置换作用，这本身就与其要被乳化成水包油的要求相矛盾(抵抗乳化的能力)；另一方面，高油相含量的水包油乳液使用常规的工艺很难制备，即使短时间内乳化成功也会容易破乳，并且非常难以稳定的保存。

(3)为了使乳液具有良好的渗透性，通常采用两种方法，一是大量添加表面活性剂降低乳液的表面张力，使其易于在材料的表面铺展，但缺点会增加材料的亲水性；另一种方法是降低乳液的粘度，缺点是乳液粘度通常与体系的固含量具有直接的关系，固含量越高，体系的表观粘度普遍上升，愈发不稳定。

中国发明专利2004100507864公开了一种水基防锈保护蜡剂及其制备方法，该防锈保护蜡剂是由蜡、树脂、助剂、乳化剂、防腐剂和水制成的乳液，主要适用于汽车、拖拉机底盘、农用机械及机械配件漆面的保护处理。该水基蜡乳液采用传统常见的防锈材料，并不能直接喷涂在金属表面进行保护，该制剂的油相含量只有不到30％。

中国发明专利2007101577961公开了一种水基防锈保护处理蜡剂。它是由蜡类物质、合成树脂、有机多元酸胺盐，表面活性剂和水等制成的乳剂。产品用于各种车辆底盘、金属车架及其它漆面物件的防锈保护。该蜡的体系比较粘稠，不具备良好的渗透性；另外，过多的表面活性剂使得该蜡亲水性加大，成膜后易被水冲击再分散，换言之，无法保证成膜后表面活性剂的封闭性。

中国发明专利02133114.6公开了一种用于金属板、带、箔制品水基防锈保护剂，由蜡类物质、防锈剂、吸附剂、表面活性剂等组成，可用于金属板、带、箔制品的短期封存防锈保护。该专利有效成份即油相的含量低于40％，同样没有解决乳化体系的上述三个缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高油相含量防锈乳液及制备方法，该防锈乳液具有极佳的渗透性，可快速渗入到需要保护的材料结合部位的缝隙中，并快速成膜，为金属器件、工件、设备等提供长期封存防锈保护以及临时性防锈防护。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种高油相含量防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：

优选地，蜡是微晶蜡、氧化蜡、微混晶蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡、褐煤蜡中的一种或几种。

优选地，基础油是植物油、矿物油、合成油中的一种或几种，植物油选自蓖麻油、棕榈油、菜籽油、大豆油、亚麻油及其衍生物中的一种或几种，矿物油选自普通矿物油、精制矿物油、深精制矿物油中的一种或几种，合成油选自聚醚、磷酸酯、合成烃油、酯类油、聚有机硅氧烷中的一种或几种。

优选地，防锈剂为氧化石油脂及其皂类、脂肪酸及其皂类、触变型防锈剂或它们的混合物。

优选地，乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中的碳原子数为10～22，所含EO数为2～20。

为解决以上技术问题，本发明采取的又一种技术方案是：一种如上所述的高油相含量防锈乳液的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)、按配方比将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；

(2)、在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至形成高油相含量防锈乳液。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明防锈乳液具有非常好的渗透性和铺展性，可快速渗透入汽车内腔缝隙中，并极易在金属材质的工件表面铺展，可以使水基型防锈乳液有效替代溶剂型或纯油剂型防锈油；

2、本发明防锈乳液由于是水包油体系，该体系在未涂布时可以分散乳化于水中，从而可以以各种稀释比例使用，可有效避免挥发性有机溶剂对环境造成的污染，可以满足工作场合、工件终端用户对VOC的要求，合国家环境法律法规的要求，减轻了碳排放；

3、本发明防锈乳液不必借助空气喷涂或压力喷涂，具有比较低的成膜温度，在常温下即可施工干燥，施工完成后在较短时间内破乳干燥，形成连续的软性油膜，该软性油膜在水挥发完成后可立即疏水；

(4)本发明防锈乳液最后形成蜡膜后附着力强、防锈性好，常温下不可再分散或乳化于水中，具备长期封存的功能。

附图说明

图1为本发明对比例试片盐雾实验前后锈蚀对比图；

图2为本发明实施例1试片盐雾实验前后锈蚀对比图；

图3为本发明实施例2试片盐雾实验前后锈蚀对比图；

图4为本发明实施例3试片盐雾实验前后锈蚀对比图；

图5为本发明实施例4试片盐雾实验前后锈蚀对比图；

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

对比例

对比例防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：

5％微晶蜡

10％68#白油

18％环烷油

6％氧化石油脂

5％平平加A-20

3％山梨醇酐单油酸酯(SP80)

53％水

按上述配方量将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至形成防锈乳液。该防锈乳液具有以下性能：乳液类型：水包油；体系固含量：47％；对比例防锈乳液进行中性盐雾实验结果为：240小时后判定为不合格，如附图1所示。

实施例1

本实施例高油相含量防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：

18％微晶蜡

37％68#白油

9％氧化石油脂

3％脂肪醇聚氧乙烯醚12

33％水

按上述配方量将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至本实施例防锈乳液。本实施例防锈乳液具有以下性能：乳液类型：水包油；体系固含量：67％；实施例1防锈乳液进行中性盐雾实验结果为：240小时后为0级，如附图2所示。

实施例2

本实施例高油相含量防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：

18％微晶蜡

33％环烷油

6％氧化石油脂

4％脂肪醇聚氧乙烯醚8

39％水

按上述配方量将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至本实施例防锈乳液。本实施例防锈乳液具有以下性能：乳液类型：水包油；体系固含量：61％；实施例2防锈乳液进行中性盐雾实验结果为：240小时后为0级，如附图3所示。

实施例3

本实施例高油相含量防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：

18％微混晶蜡

27.2％68#白油

9％氧化石油脂

4.5％脂肪醇聚氧乙烯醚6

41.3％水

按上述配方量将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至本实施例防锈乳液。本实施例防锈乳液具有以下性能：乳液类型：水包油；体系固含量：58.7％；实施例3防锈乳液进行中性盐雾实验结果为：240小时后为0级，如附图4所示。

实施例4

本实施例高油相含量防锈乳液，按重量百分比计由下列组分组成：

20％微混晶蜡

28％环烷油

6％氧化石油脂

2％脂肪醇聚氧乙烯醚4

44％水

按上述配方量将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至本实施例防锈乳液。本实施例防锈乳液具有以下性能：乳液类型：水包油；体系固含量：56％；实施例4防锈乳液进行中性盐雾实验结果为：240小时后为0级，如附图5所示。

由图1至图5可以看出，对比例中的常规乳液，由于油含量不足，难以形成连续的油膜，在进行腐蚀试验时仅一天不到就出现大面积锈蚀，而本发明稳定高油相含量防锈乳液，可有效通过腐蚀实验，达到施工要求的240小时以上的抗盐雾性能。由此表明，本发明制备的高油相含量防锈乳液，具有优异的防锈性能。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高油相含量防锈乳液，其特征在于：按重量百分比计由下列组分组成：

蜡 1～20％；

基础油 1～40％；

防锈剂 6～10％；

乳化剂 2～10％；

水 20～60％，

所述蜡是微晶蜡、氧化蜡、微混晶蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡、褐煤蜡中的一种或几种；

所述基础油是植物油、矿物油、合成油中的一种或几种，植物油选自蓖麻油、棕榈油、菜籽油、大豆油、亚麻油及其衍生物中的一种或几种，矿物油选自普通矿物油、精制矿物油、深精制矿物油中的一种或几种，合成油选自聚醚、磷酸酯、合成烃油、酯类油、聚有机硅氧烷中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的高油相含量防锈乳液，其特征在于：所述防锈剂为氧化石油脂及其皂类、脂肪酸及其皂类、触变型防锈剂或它们的混合物。

3.根据权利要求1所述的高油相含量防锈乳液，其特征在于：所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中的碳原子数为10～22，所含EO数为2～20。

4.一种权利要求1所述的高油相含量防锈乳液的制备方法，其特征在于：按照如下步骤进行：

(1)、按配方比将蜡、基础油、防锈剂、乳化剂混合均匀，加热熔化，形成混合物；

(2)、在搅拌条件下将上述混合物加入到80～95℃的热水中，乳化、中和、搅拌冷却至形成高油相含量防锈乳液。