CN106757049B - 一种用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法及应用 - Google Patents

一种用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法及应用，采用先将苯甲酸钠、N‑油酰基氨酸十八胺盐、气相二氧化钛、异噻唑啉酮与去离子水混合进行超声处理，再将环氧丙烯酸酯树脂、肌醇六磷酸酯、环已六醇六磷酸酯、肉桂酸苄酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在反应釜中反应，随后将两者混合，加入聚氧乙烯烷基醚、聚乙烯醇、N,N‑二甲基苄胺、低月桂基二甲基氧化胺后高速乳化，调节pH，加热保温，适度冷却后加入偶联剂、消泡剂，经高速剪切得到成品的制备方法，使得制备而成的用于高含铁量复合金属的防锈剂防锈时间长、粘度低、低温稳定性高，能够满足行业的要求，具有良好的应用前景。同时，还公开了该制备方法的具体应用范围。

Description

一种用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法及应用
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，特别涉及用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法及应用。
背景技术
金属在大气中有氧、水分作用下产生的腐蚀，俗称“生锈”。解决大气金属锈蚀问题的途径有很多，如金属中熔入合金元素提高自身的抗腐蚀性；化学处理；控制环境；涂覆盖层等。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。
防锈剂是一种超级高效的合成渗透剂，它能强力渗入铁锈、腐蚀物、油污内从而轻松地清除掉螺丝、螺拴上的锈迹和腐蚀物，具有渗透除锈、松动润滑、抵制腐蚀、保护金属等性能。并可在部件表面上形成并贮存一层润滑膜，可以抑制湿气及许多其它化学成份造成的腐蚀。而其中作为发展方向的水性防锈剂的主要优点有：1、以水为分散介质，环保性能优秀，不燃不爆、无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，无刺激性气味，对人体无毒害；2、使用简单方便，可在常温下以浸涂、喷淋、刷涂等多种方法。3、具有优良的施工性能，基材表面没处理干净的锈转化成有用的钝化膜更有利于防锈涂装操作。涂刷本产品后可直接涂刷防锈底漆或面漆。4、提高基材的附着力，使面漆与基材结合的更牢固不易脱落。5、使用过程中对金属本身无任何腐蚀，处理后的工件不需再用清水清洗，待表面干燥后可直接进行下一步工序。
然而，在对于某些铁含量特别高的金属材料使用时，水性防锈剂往往存在效果不佳的问题，尤其是通用性防锈剂的针对性较差，不能很好地配合高含铁量复合金属的防锈作业，使得在这一领域内尚需开发新的产品以提高防锈效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法，通过特定的生产工艺，辅以适宜原料组合，使得制备而成的用于高含铁量复合金属的防锈剂防锈时间长、粘度低、低温稳定性高，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法，包括以下步骤：
（1）将苯甲酸钠35-45份、N-油酰基氨酸十八胺盐18-22份、气相二氧化钛6-10份、异噻唑啉酮3-5份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂20-30份、肌醇六磷酸酯16-18份、环已六醇六磷酸酯8-12份、肉桂酸苄酯6-10份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4-6份加入到反应釜中，在350 rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚6-8份、聚乙烯醇6-8份、N,N- 二甲基苄胺3-5份、低月桂基二甲基氧化胺2-4份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，保温20-30 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至70-80℃后，加入偶联剂4-6份、消泡剂4-6份，经高速剪切混合得到成品。
优选地，所述偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、钛酸四丁酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯中的任意一种或几种。
优选地，所述消泡剂选自磷酸三丁酯、乳化硅油、硬酯酸铝中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤（2）-（3）中的反应釜为高压反应釜，反应过程中压力保持在0.5-1 MPa。
优选地，所述步骤（4）中高速剪切的转速为1500-1800 rpm，剪切时间为1-2 h。
本发明的另一个目的是提供上述制备方法在制备金属防锈功能类产品中的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明采用先将苯甲酸钠、N-油酰基氨酸十八胺盐、气相二氧化钛、异噻唑啉酮与去离子水混合进行超声处理，再将环氧丙烯酸酯树脂、肌醇六磷酸酯、环已六醇六磷酸酯、肉桂酸苄酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在反应釜中反应，随后将两者混合，加入聚氧乙烯烷基醚、聚乙烯醇、N,N- 二甲基苄胺、低月桂基二甲基氧化胺后高速乳化，调节pH，加热保温，适度冷却后加入偶联剂、消泡剂，经高速剪切得到成品的制备方法，使得制备而成的用于高含铁量复合金属的防锈剂防锈时间长、粘度低、低温稳定性高，能够满足行业的要求，具有良好的应用前景。
（2）本发明的用于高含铁量复合金属的防锈剂的制备方法所用原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）将苯甲酸钠35份、N-油酰基氨酸十八胺盐18份、气相二氧化钛6份、异噻唑啉酮3份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂20份、肌醇六磷酸酯16份、环已六醇六磷酸酯8份、肉桂酸苄酯6份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份加入到高压反应釜中，压力保持在0.5 MPa，在350rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入高压反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚6份、聚乙烯醇6份、N,N- 二甲基苄胺3份、低月桂基二甲基氧化胺2份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，压力保持在0.5 MPa，保温20 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至70℃后，加入乙烯基三甲氧基硅烷4份、磷酸三丁酯4份，在转速为1500 rpm的条件下高速剪切混合1h得到成品。
实施例2
（1）将苯甲酸钠40份、N-油酰基氨酸十八胺盐20份、气相二氧化钛8份、异噻唑啉酮4份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂25份、肌醇六磷酸酯17份、环已六醇六磷酸酯10份、肉桂酸苄酯8份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份加入到高压反应釜中，压力保持在0.8 MPa，在350rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入高压反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚7份、聚乙烯醇7份、N,N- 二甲基苄胺4份、低月桂基二甲基氧化胺3份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，压力保持在0.7 MPa，保温25 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至75℃后，加入钛酸四丁酯5份、乳化硅油5份，在转速为1650 rpm的条件下高速剪切混合1.5 h得到成品。
实施例3
（1）将苯甲酸钠45份、N-油酰基氨酸十八胺盐22份、气相二氧化钛10份、异噻唑啉酮5份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂30份、肌醇六磷酸酯18份、环已六醇六磷酸酯12份、肉桂酸苄酯10份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6份加入到高压反应釜中，压力保持在1 MPa，在350rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入高压反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚8份、聚乙烯醇8份、N,N- 二甲基苄胺5份、低月桂基二甲基氧化胺4份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，压力保持在1 MPa，保温30 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至80℃后，加入二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯6份、硬酯酸铝6份，在转速为1800 rpm的条件下高速剪切混合2 h得到成品。
实施例4
（1）将苯甲酸钠45份、N-油酰基氨酸十八胺盐18份、气相二氧化钛10份、异噻唑啉酮3份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂30份、肌醇六磷酸酯16份、环已六醇六磷酸酯12份、肉桂酸苄酯6份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6份加入到高压反应釜中，压力保持在1 MPa，在350rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入高压反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚6份、聚乙烯醇8份、N,N- 二甲基苄胺3份、低月桂基二甲基氧化胺4份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，压力保持在1 MPa，保温20 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至80℃后，加入二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯4份、磷酸三丁酯6份，在转速为1500 rpm的条件下高速剪切混合1-2 h得到成品。
对比例1
（1）将苯甲酸钠20份、N-油酰基氨酸十八胺盐15份、气相二氧化钛6份、异噻唑啉酮3份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂15份、肌醇六磷酸酯16份、环已六醇六磷酸酯8份、肉桂酸苄酯6份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份加入到高压反应釜中，压力保持在0.5 MPa，在350rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入高压反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚6份、聚乙烯醇6份、N,N- 二甲基苄胺3份、低月桂基二甲基氧化胺2份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，压力保持在0.5 MPa，保温20 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至70℃后，加入乙烯基三甲氧基硅烷4份、磷酸三丁酯4份，在转速为1500 rpm的条件下高速剪切混合1h得到成品。
对比例2
（1）将苯甲酸钠45份、N-油酰基氨酸十八胺盐22份、气相二氧化钛10份、异噻唑啉酮5份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为1000 W，处理时间为60 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂30份、肌醇六磷酸酯18份、环已六醇六磷酸酯12份、肉桂酸苄酯10份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6份加入到高压反应釜中，压力保持在1.2 MPa，在350 rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为30 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入高压反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚8份、聚乙烯醇8份、N,N- 二甲基苄胺5份、低月桂基二甲基氧化胺4份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至5.0，加热至110℃，压力保持在1 MPa，保温30 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至80℃后，加入二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯6份、硬酯酸铝6份，在转速为1800 rpm的条件下高速剪切混合2 h得到成品。
将通过实施例1-4和对比例1-2的制备方法制得的用于高含铁量复合金属的防锈剂涂覆高含铁量复合金属后，分别按照相关国家标准或行业标准进行防锈时间、运动粘度、低温稳定性这几项性能测试，所得的测试结果见表1。比对市场上普通的防锈铁合计产品的相应参数，可见该防锈剂起到了很好的作用效果。
表1
防锈时间（d） 运动粘度（mm<sup>2</sup>/s） 低温稳定性（-10℃，24h）
实施例1 260 42 稳定
实施例2 280 30 稳定
实施例3 275 32 稳定
实施例4 265 36 稳定
对比例1 220 64 较稳定
对比例2 210 68 较稳定
普通防锈铁合金 190 80 较稳定
本发明采用先将苯甲酸钠、N-油酰基氨酸十八胺盐、气相二氧化钛、异噻唑啉酮与去离子水混合进行超声处理，再将环氧丙烯酸酯树脂、肌醇六磷酸酯、环已六醇六磷酸酯、肉桂酸苄酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在反应釜中反应，随后将两者混合，加入聚氧乙烯烷基醚、聚乙烯醇、N,N- 二甲基苄胺、低月桂基二甲基氧化胺后高速乳化，调节pH，加热保温，适度冷却后加入偶联剂、消泡剂，经高速剪切得到成品的制备方法，使得制备而成的用于高含铁量复合金属的防锈剂防锈时间长、粘度低、低温稳定性高，能够满足行业的要求，具有良好的应用前景。本发明的用于高含铁量复合金属的防锈剂的制备方法所用原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于高含铁量复合金属的防锈剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将苯甲酸钠35-45份、N-油酰基氨酸十八胺盐18-22份、气相二氧化钛6-10份、异噻唑啉酮3-5份与去离子水100份混合，在超声分散器中进行超声处理，所用超声功率为800W，处理时间为40 min；
（2）将环氧丙烯酸酯树脂20-30份、肌醇六磷酸酯16-18份、环已六醇六磷酸酯8-12份、肉桂酸苄酯6-10份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4-6份加入到反应釜中，在350 rpm的混合搅拌条件下进行反应，反应温度为175℃，反应时间为20 min；
（3）当步骤（2）中的反应完成后，将步骤（1）所得的反应产物送入反应釜中，与步骤（2）的反应产物共混，随后加入聚氧乙烯烷基醚6-8份、聚乙烯醇6-8份、N,N- 二甲基苄胺3-5份、低月桂基二甲基氧化胺2-4份，混合均匀后高速乳化60 min，随后加入0.3mol/L的HCl溶液调节混合液pH至6.0，加热至110℃，保温20-30 min，得保温乳化混合液；
（4）待保温乳化混合液冷却至70-80℃后，加入偶联剂4-6份、消泡剂4-6份，经高速剪切混合得到成品，所述偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、钛酸四丁酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯中的任意一种或几种，所述消泡剂选自磷酸三丁酯、乳化硅油、硬酯酸铝中的任意一种或几种。
2.根据权利要求1所述的用于高含铁量复合金属的防锈剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）-（3）中的反应釜为高压反应釜，反应过程中压力保持在0.5-1 MPa。
3.根据权利要求1所述的用于高含铁量复合金属的防锈剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中高速剪切的转速为1500-1800 rpm，剪切时间为1-2 h。
4.权利要求1-3任一项所述的制备方法在制备金属防锈功能类产品中的应用。
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