CN106283067A - 环保型水基金属防锈剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保型水基金属防锈剂，其特征在于，通过以下组份制备得到：以重量份计，25份～35份防锈单体；13份～21份质量分数为2％的碳酸钠水溶液；12份～17份的质量分数为2％的硼酸钠水溶液；18份～22份质量分数为1％的葡萄糖酸钠水溶液；三乙醇胺6～11份，甘油5～9份。与防锈油相比，本发明的环保型水基金属防锈剂的防锈性能好，性质稳定。对铸铁、钢件有优异的防锈性，对铝及铝合金、铜及铜合金有良好的防腐蚀性，适用于金属零件工序间防锈及库房存放防锈，也可以作为清洗剂或者金属加工液的防锈剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型水基金属防锈剂，本发明还涉及一种环保型水基金属防锈剂的制备方法，属于防锈剂领域。
背景技术
金属的锈蚀是生产中经常遇到的问题，金属生锈不仅使金属工件本身在外形、色泽以及机械性能等方面受到破坏，更主要的是使其制品质量下降，特别严重的还会使产品报废，全世界每年因生锈而报废的钢铁达几千万吨，我国2000年因腐蚀造成的经济损失达5000亿元人民币。
目前，钢铁制品的工序间和长时间的封存防锈多采用防锈油，但后续工序需进行除油处理，但防锈油的去除难度相当大，随着石油资源的日益紧张和环保意识的不断增强，再加上油质不易分解等问题的存在，使得开发水基金属防锈剂的研究具有非常重要的意义。
水基金属防锈剂是指在使用过程中可以用水进行稀释的防锈剂，其主要成分是水溶性防锈化合物、水溶性助剂、溶剂和水组成，没有气味或气味较小，不会燃烧。使用该类产品的金属工件在进入下一道工序前无需清洗或者仅需要简单清洗，大大简化了处理工序，提高了效率，加上用水取代了有机溶剂，具有环保、防火、对操作人员危害小等优点，它是防锈产品的发展方向。水基金属防锈剂已经大量使用，但随着环保意识日益加强以及国际贸易的快速发展，水基金属防锈剂也在逐渐地更新。目前的水基金属防锈剂多采用亚硝酸盐和铬酸盐的钝化技术，但所用的主体原料具有较大的毒性，且防锈效果不如防锈油。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保的水基金属防锈剂。
本发明采用了如下技术方案：
本发明提供一种环保型水基金属防锈剂，其特征在于，通过以下组份制备后得到：以重量份计，25份～35份防锈单体；13份～21份质量分数为2％的碳酸钠水溶液；12份～17份的质量分数为2％的硼酸钠水溶液；18份～22份质量分数为1％的葡萄糖酸钠水溶液；三乙醇胺6～11份，甘油5～9份。
优选的，本发明的环保型水基金属防锈剂中，防锈单体由十二碳二元脂肪酸、有机三元聚羧酸与三乙醇胺反应得到。
优选的，本发明的环保型水基金属防锈剂中，十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸的质量比1:1～1:8。
优选的，本发明的环保型水基金属防锈剂中，防锈单体中，十二碳二元脂肪酸和有机三元聚羧酸的质量之和与三乙醇胺的质量之比为1:1～1:5。
本发明的另一目的在于提供一种环保型水基金属防锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸、有机三元聚羧酸以及三乙醇胺在反应容器中混合搅拌加热至80℃～120℃进行反应；
步骤二、接着，将温度降到50～60℃，依次加入葡糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀；
步骤三、在上述步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。
优选的，本发明的环保型水基金属防锈剂的制备方法，步骤一中搅拌加热的反应时间为1～5小时。
优选的，本发明的环保型水基金属防锈剂的制备方法，步骤一中，十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸的质量之和与三乙醇胺的质量比为1:1～1:5。
发明的有益效果
根据本发明的环保型水基金属防锈剂，由于采用的原料为绿色环保原料，因此毒性小，环保的同时保护了工人的安全。
与防锈油相比，本发明的环保型水基金属防锈剂的防锈性能好，性质稳定。对铸铁、钢件有优异的防锈性，对铝及铝合金、铜及铜合金有良好的防腐蚀性，适用于金属零件工序间防锈及库房存放防锈，也可以作为清洗剂或者金属加工液的防锈剂。
该产品价格低廉，绿色环保，使用方便。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
<实施例一>
本实施例的配方如表1所示，本实施例一所提供的环保型水基金属防锈剂，由表1中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:1的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在80℃，在该温度下反应5小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:8。
步骤二、将上述反应体系的温度降到50℃，依次加入表1的配方中所记载的量的葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表1所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的6％。
表1实施例一的配方组成
<实施例二>
本实施例的配方如表2所示，本实施例二所提供的环保型水基金属防锈剂，由表2中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:2的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在90℃，在该温度下反应4小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:6。
步骤二、将上述反应体系的温度降到52℃，依次加入表2的配方中所记载的量的葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表2所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的7％。
表2实施例二的配方组成
<实施例三>
本实施例的配方如表3所示，本实施例三所提供的环保型水基金属防锈剂，由表3中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:3的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在85℃，在该温度下反应2小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:7。
步骤二、将上述反应体系的温度降到60℃，依次加入葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表3所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的10％。
表3实施例三的配方组成
<实施例四>
本实施例的配方如表4所示，本实施例四所提供的环保型水基金属防锈剂，由表4中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:4的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在100℃，在该温度下反应3小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:4。
步骤二、将上述反应体系的温度降到55℃，依次加入表4的配方中所记载的量的葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表4所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的11％。
表4实施例四的配方组成
<实施例五>
本实施例的配方如表5所示，本实施例五所提供的环保型水基金属防锈剂，由表5中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:5的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在110℃，在该温度下反应1小时，十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:1。
步骤二、将上述反应体系的温度降到57℃，依次加入表5的配方中所记载的量的葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表5所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的10％。
表5实施例五的配方组成
<实施例六>
本实施例的配方如表6所示，本实施例六所提供的环保型水基金属防锈剂，由表6中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:4的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在120℃，在该温度下反应3小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:5。
步骤二、将上述反应体系的温度降到60℃，依次加入葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表6所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的10％。
表6实施例六的配方组成
<实施例七>
本实施例的配方如表7所示，本实施例一所提供的环保型水基金属防锈剂，由表7中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:4的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在100℃，在该温度下反应3小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:2。
步骤二、将上述反应体系的温度降到60℃，依次加入葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表7所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的11％。
表7实施例七的配方组成
<实施例八>
本实施例的配方如表8所示，本实施例一所提供的环保型水基金属防锈剂，由表8中的各物质反应得到。
本实施例的环保型水基金属防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的混合物与三乙醇胺按质量比1:4的比例在反应容器中混合搅拌加热，加热温度控制在100℃，在该温度下反应2小时。十二碳二元脂肪酸与有机三元聚羧酸L190的质量比为1:3。
步骤二、将上述反应体系的温度降到58℃，依次加入葡萄糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀。
步骤三、在步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。如表8所示，步骤三中加入的三乙醇胺为配方量的10％。
表8实施例八的配方组成
实施例一至八的产品的性能指标：
本发明上述各实施例所制得的产品的理化性能试验结果见表9，其完全符合轻工行业标准QB/T 2117-1995《通用水基金属净洗剂》等的要求；并与亚硝酸盐型水基防锈剂进行了比对试验，试验结果该款防锈剂的性能完全好于后者。
表9环保型水基防锈剂与亚硝酸盐水基防锈剂理化性能实验结果
Claims (7)
1.一种环保型水基金属防锈剂，其特征在于，通过以下组份制备得到：
以重量份计，25份～35份防锈单体；13份～21份质量分数为2％的碳酸钠水溶液；12份～17份的质量分数为2％的硼酸钠水溶液；18份～22份质量分数为1％的葡萄糖酸钠水溶液；三乙醇胺6～11份，甘油5～9份。
2.根据权利要求1所述的环保型水基金属防锈剂，其特征在于：
其中，所述防锈单体由十二碳二元脂肪酸、有机三元聚羧酸与三乙醇胺反应得到。
3.根据权利要求2所述的环保型水基金属防锈剂，其特征在于：
其中，所述十二碳二元脂肪酸与所述有机三元聚羧酸的质量比1:1～1:8。
4.根据权利要求2或3所述的环保型水基金属防锈剂，其特征在于：
其中，所述防锈单体中，所述十二碳二元脂肪酸和所述有机三元聚羧酸的质量之和与所述三乙醇胺的质量之比为1:1～1:5。
5.一种环保型水基金属防锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、防锈剂单体的制备：将十二碳二元脂肪酸、有机三元聚羧酸以及三乙醇胺在反应容器中混合搅拌加热至80℃～120℃进行反应；
步骤二、接着，将温度降到50℃～60℃，依次加入葡糖酸钠、硼酸钠和碳酸钠的水溶液，搅拌混合均匀；
步骤三、在上述步骤二形成的溶液中缓慢依次加入三乙醇胺、甘油，搅拌使之完全溶解。
6.如权利要求5所述的环保型水基金属防锈剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤一中搅拌加热的反应时间为1～5小时。
7.如权利要求5所述的环保型水基金属防锈剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤一中，所述十二碳二元脂肪酸与所述有机三元聚羧酸的质量之和与所述三乙醇胺的质量比为1:1～1:5。
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