CN107475721B - 防锈缓蚀剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属防腐技术领域，涉及一种防锈缓蚀剂及其制备方法和应用。本发明的防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：植酸1～10份、水60～85份、丙烯酰胺0.1～1份、谷氨酸0.05～0.3份、苯甲酸钠1～5份、三乙醇胺5～15份、乙醇胺1～5份、磷酸氢二钠0.1～1份、钼酸钠5～15份、络合剂0.2～2份、成膜剂0.5～3份和消泡剂0.1～1份。本发明能够有效减缓金属材料的腐蚀速度，抗腐蚀性能和防锈性能好；尤其适用于采用超高压水射流清洗后的钢制金属材料的防腐防锈，能够有效缓解舰船在维修中采用超高压水射流清洗后，在涂装之前易腐蚀的问题。

Description

防锈缓蚀剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及金属防腐技术领域，尤其涉及一种防锈缓蚀剂及其制备方法和应用。

背景技术

船舶水下部分、海底石油设施、发电设施等由于海水的强腐蚀性和海洋生物的强附着力，使得其处于水下部分的表面附着难以清除的贝类、锈皮和锈斑等物质，严重影响着此类设施的使用寿命。近年来，超高压水射流清洗技术作为一项较为有效的清洗技术在这些设施清洗方面发挥了不少作用，是目前国际上占绝对优势的一项高科技清洗技术，它是将普通自来水通过高压泵加压到数百乃至数千大气压力，然后通过特殊的喷嘴，以极高的速度喷出具有能量高度集中的水流，这些水流具有巨大的打击能量，它能除掉各类物体表面上附着的硬垢、漆、锈及管内的各种堵塞物。

近年来，我国在舰船维修中开始应用超高压水射流技术进行舰船表面除垢、除漆、除锈等工艺处理。然而，影响该技术推广应用的难点之一是如何对涂层去除后裸露的舰船钢板进行短时间的腐蚀防护。因为舰船维修位置一般为高盐雾地区，有时还伴随高温天气，使用高压水去除涂层后，残留在钢板上的水份会吸收大气中的盐份，在涂层去除后至新防腐涂层涂装之间的24～48小时内可在钢制金属基体上产生微腐蚀，影响涂装效果。

为了防止金属的腐蚀，通常会对金属材料的基体进行表面处理，以加强材料的防腐能力，或者使金属材料的腐蚀速度明显降低。传统的防锈缓蚀处理有油性防锈剂和水性防锈剂，其中水性防锈剂是防锈剂的发展趋势。现有的水性防锈剂，有的有毒性，会对环境、操作工人造成一定的危害，不利于环保；有的水溶性不太理想，稳定性差，容易出现液体的分层、沉淀等现象，使得防锈性能减弱。总之，现有的水性防锈剂不能完全满足市场的需要。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种防锈缓蚀剂，以植酸、丙烯酰胺、谷氨酸、致密的成膜剂以及其他水溶性助剂等为原料，有针对性的合理配伍，发挥协同作用，进而对金属表面起到良好的防锈、减缓腐蚀作用，同时使用安全无害，经济环保。

本发明的第二目的在于提供一种防锈缓蚀剂的制备方法，流程简单，操作方便，制得的产品稳定性好，制备和使用时对人体无害，对环境无污染。

本发明的第三目的在于提供一种防锈缓蚀剂的应用，本发明的防锈缓蚀剂能够很好的防止金属腐蚀，防锈性能好，使用安全无害，因而能够在金属切削液、金属磨削液或金属清洗剂等金属加工液中应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸1～10份、水60～85份、丙烯酰胺0.1～1份、谷氨酸0.05～0.3份、苯甲酸钠1～5份、三乙醇胺5～15份、乙醇胺1～5份、磷酸氢二钠0.1～1份、钼酸钠5～15份、络合剂0.2～2份、成膜剂0.5～3份和消泡剂0.1～1份。

作为进一步优选技术方案，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸3～8份、水65～80份、丙烯酰胺0.2～0.8份、谷氨酸0.1～0.2份、苯甲酸钠2～4份、三乙醇胺7～12份、乙醇胺2～4份、磷酸氢二钠0.2～0.8份、钼酸钠7～12份、络合剂0.5～1.5份、成膜剂1～2份和消泡剂0.2～0.8份。

作为进一步优选技术方案，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸4～6份、水68～72份、丙烯酰胺0.4～0.6份、谷氨酸0.14～0.16份、苯甲酸钠2.5～3.5份、三乙醇胺9～11份、乙醇胺2.5～3.5份、磷酸氢二钠0.4～0.6份、钼酸钠9～11份、络合剂0.9～1.1份、成膜剂1.4～1.6份和消泡剂0.4～0.6份。

作为进一步优选技术方案，所述络合剂为EDTA二钠或EDTA四钠中的一种或两种的混合物。

作为进一步优选技术方案，所述成膜剂为聚乙二醇或马丙共聚物中的一种或两种的混合物。

作为进一步优选技术方案，所述的消泡剂为有机硅类或聚醚改性硅类消泡剂；

优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯甘油醚中的一种或两种的混合物。

作为进一步优选技术方案，所述防锈缓蚀剂还包括pH稳定剂；

优选地，所述pH值稳定剂为碳酸钠或氢氧化钠中的一种或两种的混合物。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种上述的防锈缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)先将植酸、水、丙烯酰胺、谷氨酸、苯甲酸钠、三乙醇胺、乙醇胺、磷酸氢二钠、钼酸钠、络合剂和成膜剂的混合液加热至50～60℃；

(b)再加入消泡剂，继续加热至85～90℃，并保温2～3h，放冷后，即得所述防锈缓蚀剂。

作为进一步优选技术方案，步骤(a)中，还加入有pH值稳定剂。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种上述的防锈缓蚀剂在金属切削液、金属磨削液或金属清洗剂中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明以植酸、丙烯酰胺、谷氨酸等为原料制得绿色水基防锈缓蚀剂，采用了高效的金属螯合剂、致密的成膜剂以及其他水溶性助剂地科学搭配，原料之间的相容性好，各组分之间相互影响，取得协同作用，进而能够有效减缓金属材料的腐蚀速度，抗腐蚀性能和防锈性能好。

2、本发明的防锈缓蚀剂对一般的碳钢、铸铁及各种合金钢等金属材料具有较好的防锈防腐效果，对诸多金属材料具有较好的适应性，是短期防锈防腐的理想产品；尤其适用于采用超高压水射流清洗后的钢制金属材料的防腐防锈，能够有效缓解舰船在维修中采用超高压水射流清洗后，在涂装之前易腐蚀的问题。

3、本发明的防锈缓蚀剂成本低廉、经济环保、使用安全无害，不含亚硝酸盐、六价铬等有毒有害物质，对环境和人体的危害小。

4、本发明的防锈缓蚀剂的制备方法，流程简单，操作方便，整个制备过程中不需要特殊的制备设备，同时通过该方法制得的产品稳定性好，不易发生分层、沉淀等现象。

5、本发明的防锈缓蚀剂能够有效减缓金属材料的腐蚀速度，防腐防锈性能好，同时产品和原料安全，对环境和人体的危害小，因而既能够单独使用，又能够作为金属切削液、金属磨削液或金属清洗剂等金属加工液的添加剂使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为Q235钢自然挂片腐蚀试验结果图；

图2为45#钢自然挂片腐蚀试验结果图。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

第一方面，本实施方式提供一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸1～10份、水60～85份、丙烯酰胺0.1～1份、谷氨酸0.05～0.3份、苯甲酸钠1～5份、三乙醇胺5～15份、乙醇胺1～5份、磷酸氢二钠0.1～1份、钼酸钠5～15份、络合剂0.2～2份、成膜剂0.5～3份和消泡剂0.1～1份。

植酸：化学名称为肌醇六磷酸，是从植物种籽中提取的一种有机磷酸类化合物。植酸作为螯合剂，可以与金属离子形成螯合物，有效保护金属表面，提高抗蚀性。肌醇六磷酸分子中含有能同金属配位的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，它与金属络合时形成多个稳定螯合环，并在金属表面迅速形成一层致密的透明单分子膜，阻碍大气环境介质的侵蚀，从而有效地抵抗金属的腐蚀。本发明中，按重量份数计，植酸典型但非限制性的含量为：1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。

本发明中，所述水可以为本领域常规使用的水，按重量份数计，水典型但非限制性的含量为：60份、62份、64份、65份、66份、68份、69份、70份、71份、72份、74份、75份、76份、78份、80份、82份、84份或85份。

丙烯酰胺：属于有机型防锈剂，分子中的氮原子和氧原子上都有孤对电子，可与金属原子或离子的空轨道形成配位键，并且由于共扼效应，碳原子间双键电子也会部分转移到酞基氧原子上，使得氧原子周围电子云密度增大，从而可与铁原子或离子的空轨道形成较强的配位键，化学吸附在金属表面。丙烯酰胺与有机酸或无机酸复配，常温下生成醇胺盐，与羧酸加热生成的酰胺均是一种有效的防锈剂，还可增强膜的耐水解性能。本发明中，按重量份数计，丙烯酰胺典型但非限制性的含量为：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。

谷氨酸：属于酸性氨基酸，常温下是一种白色或无色鳞片状晶体，呈微酸性，无毒。具有低刺激性、低毒性、柔和性、缓蚀防锈性、良好生物降解性等特性，微溶于冷水，易溶于热水。分子内含两个羧基，具备形成氢键的条件，同时谷氨酸分子在水溶液中以偶极离子形式存在，羧基上的氢离子转移到氮原子上，于是氧原子上电子云密度增大，与铁原子或离子形成配位键，进而起到防锈缓蚀的作用。本发明中，按重量份数计，谷氨酸典型但非限制性的含量为：0.05份、0.06份、0.08份、0.1份、0.12份、0.14份、0.15份、0.16份、0.18份、0.2份、0.22份、0.24份、0.25份、0.26份、0.28份或0.3份。

苯甲酸钠：是苯甲酸的钠盐，白色颗粒，易溶于水，是一种水溶性缓蚀剂，对黑色金属起到一定的防锈缓蚀效果；并且相对于钼酸钠，成本低。本发明中，按重量份数计，苯甲酸钠典型但非限制性的含量为：1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份。

三乙醇胺：是一种水溶性缓蚀剂，易溶于水，可单独使用也可复合使用，常用于水基防锈剂，可与脂肪酸、硼酸、苯甲酸钠等复合使用。本发明中，按重量份数计，三乙醇胺典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。

乙醇胺：是一种水溶性缓蚀剂，可单独使用也可复合使用，常用于水基防锈剂，可与脂肪酸、硼酸、苯甲酸钠等复合使用。本发明中，按重量份数计，乙醇胺典型但非限制性的含量为：1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份。

磷酸氢二钠：是无色透明单斜系棱形晶体，一般以12个结晶水的形式存在；常与苯甲酸钠复合使用；可作为pH值缓冲剂，降低碱度，有效提高pH值稳定性，同时具有防腐和不易结垢的作用。本发明中，按重量份数计，磷酸氢二钠典型但非限制性的含量为：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。

钼酸钠：是一种水溶性缓蚀剂，常用于钢铁的防腐蚀，有钝化作用，即在金属表面形成钝化膜，阻止金属的电化学过程。本发明中，按重量份数计，钼酸钠典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。

络合剂：能与金属离子形成络合离子的化合物；适宜的络合剂可以提高其对金属离子的络合效果，达到更好的除锈效果。本发明中，按重量份数计，络合剂典型但非限制性的含量为：0.2份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份或2份。

成膜剂：成膜剂可以有效促进各组分的相容性，提供界面附着力，进而提高整个涂层体系在金属表面的附着强度。本发明中，按重量份数计，成膜剂典型但非限制性的含量为：0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.5份、2.6份、2.8份或3份。

消泡剂：消泡剂能够以微粒的形式渗入到泡沫体系中，抑制泡沫的产生；避免了防锈剂搅拌时产生的气泡，也提高了涂层的密实度，从而进一步提高了防锈剂的防锈性能。本发明中，按重量份数计，消泡剂典型但非限制性的含量为：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。

本发明提供的防锈缓蚀剂为绿色水基环保型防锈缓蚀剂，水溶性的防锈缓蚀剂的防锈原理通常是多组分同时存在，协同发挥作用，主要包括三类：1.在金属表面形成致密的氧化膜：金属与水接触时已发生锈蚀，主要是金属表面形成的水膜，为金属进行电化学腐蚀提供了条件，而水溶性缓蚀剂能在金属表面生成不溶性的致密氧化膜，抑制金属的阳极过程，减缓或阻止金属的电化学腐蚀，实现对金属的保护；也可能吸附在金属表面的活性点，降低金属表面的反应活性而起缓蚀作用，如钼酸钠。2.在金属表面生成难溶的盐类保护膜：缓蚀剂分子能与金属上溶下来的金属离子作用而生成难溶的盐，沉积在金属的表面，形成一层致密的保护层，阻止金属的进一步溶解，进而起到保护作用。3.生成难溶的络合物覆盖膜：这类缓蚀剂的分子中含有的N、O、S等元素的杂环基团，它们能与金属表面的金属原子或金属表面附近的金属离子络合，附着在金属的表面形成一层难溶的络合物保护膜，阻止金属的溶解，起缓蚀作用。

本发明的配方中加入了高效的金属螯合剂植酸，通过有针对性的合理配比，各组分相互作用，使得各组分与植酸达到了很好的协同防锈缓蚀效果。本发明的防锈缓蚀剂能够有效的缓解舰船金属基体材料在采用超高压水射流清洗之后，并在新的涂层涂装之前，容易腐蚀的问题；在舰船金属表面形成的保护膜比较牢固，具有良好的防锈缓蚀性能。

在一种可选的实施方式中，防锈缓蚀剂主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸3～8份、水65～80份、丙烯酰胺0.2～0.8份、谷氨酸0.1～0.2份、苯甲酸钠2～4份、三乙醇胺7～12份、乙醇胺2～4份、磷酸氢二钠0.2～0.8份、钼酸钠7～12份、络合剂0.5～1.5份、成膜剂1～2份和消泡剂0.2～0.8份。

在一种可选的实施方式中，防锈缓蚀剂主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸4～6份、水68～72份、丙烯酰胺0.4～0.6份、谷氨酸0.14～0.16份、苯甲酸钠2.5～3.5份、三乙醇胺9～11份、乙醇胺2.5～3.5份、磷酸氢二钠0.4～0.6份、钼酸钠9～11份、络合剂0.9～1.1份、成膜剂1.4～1.6份和消泡剂0.4～0.6份。

通过合理调整各组分之间的配比，充分发挥各组分之间的协同配合作用，进一步增强防锈缓蚀性能。

在一种可选的实施方式中，所述络合剂为EDTA二钠或EDTA四钠中的一种或两种的混合物。

EDTA二钠，化学名称为乙二胺四乙酸二钠，EDTA四钠，化学名称为乙二胺四乙酸四钠，二者均是化学中良好的配合剂，其有六个配位原子，几乎能与所有的金属离子形成稳定的螯合物；并且热稳定性好，具有较强的络合能力。

在一种可选的实施方式中，所述成膜剂为聚乙二醇或马丙共聚物中的一种或两种的混合物。

聚乙二醇和马丙共聚物的聚合度较低，因此有较好的水溶性，其分子中的羟基和羧基与铁原子形成化学吸附层，而疏水基团向外伸展，阻止铁与水之间的电化学作用。同时分子中的羟基和羧基具有形成氢键的条件，有利于与防锈缓蚀剂中其它组分形成氢键等网状结构，进而提高成膜的致密度和均匀性。

在一种可选的实施方式中，所述的消泡剂为有机硅类或聚醚改性硅类消泡剂；

优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯甘油醚中的一种或两种的混合物。

聚二甲基硅氧烷和聚氧乙烯甘油醚能够有效降低泡沫的产生量，并有效增大防锈缓蚀剂与金属表面的接触面积。

在一种可选的实施方式中，所述防锈缓蚀剂还包括pH稳定剂；

优选地，所述pH值稳定剂为碳酸钠或氢氧化钠中的一种或两种的混合物。

本发明中通过适量的pH稳定剂的添加，使得防锈缓蚀剂的pH值维持在10左右，并为防锈缓蚀剂提供稳定的碱度，使得金属表面含氧量降低，防锈缓蚀性能好。

在一些具体的实施方式中，可选地，防锈缓蚀剂主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸4～6份、水68～72份、丙烯酰胺0.4～0.6份、谷氨酸0.14～0.16份、苯甲酸钠2.5～3.5份、三乙醇胺9～11份、乙醇胺2.5～3.5份、磷酸氢二钠0.4～0.6份、钼酸钠9～11份、EDTA二钠或EDTA四钠0.9～1.1份、聚乙二醇或马丙共聚物1.4～1.6份和聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯甘油醚0.4～0.6份。

第二方面，本实施方式提供一种上述的防锈缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)先将植酸、水、丙烯酰胺、谷氨酸、苯甲酸钠、三乙醇胺、乙醇胺、磷酸氢二钠、钼酸钠、络合剂和成膜剂的混合液加热至50～60℃；

(b)再加入消泡剂，继续加热至85～90℃，并保温2～3h，放冷后，即得所述防锈缓蚀剂。

在一种可选的实施方式中，步骤(a)中，还加入有pH值稳定剂。

本发明的防锈缓蚀剂的制备方法，流程简单，操作方便，整个制备过程中不需要特殊的制备设备，同时通过该方法制得的产品稳定性好，不易发生分层、沉淀等现象，且防锈缓蚀性能优异。

第三方面，本实施方式提供一种上述的防锈缓蚀剂在金属切削液、金属磨削液或金属清洗剂中的应用。

本发明的防锈缓蚀剂能够有效减缓金属材料的腐蚀速度，防腐防锈性能好，同时产品和原料安全，对环境和人体的危害小，因而既能够单独使用，又能够作为金属切削液、金属磨削液或金属清洗剂等金属加工液的添加剂使用。

本发明的防锈缓蚀剂的基本性状与市售的防锈缓蚀剂做对比，结果如表1所示。

表1防锈缓蚀剂基本性状

本发明采用吊片法利用BZY-3B型表面张力测试仪测量表面张力，测量后从表面张力仪上直接获得读数，测量5次取平均值，并记录。

由表1可以看出，本发明的防锈缓蚀剂与市售的防锈缓蚀剂相比，表面张力小，而液体的表面张力越小，就越容易在平面上铺展。表面张力是防锈缓蚀剂的一个重要指标，对防锈缓蚀剂在金属材料上的铺展能力、粘结能力和流平性有重要影响。为了使得防锈缓蚀剂形成的涂层具有良好的防腐蚀效果，要求其在被保护金属基体上能够形成很好的铺展。如果防锈缓蚀剂在金属基体表面没有很好的流平性不能完全铺展润湿，那么干燥后无法在其表面形成均匀致密的涂层，从而无法对金属基体起到很好的防腐效果，成为一种无效的防锈缓蚀剂。因此，本发明将防锈缓蚀剂表面张力降低，更有利于其在金属基体表面铺展扩散。

下面结合具体实施例、对比例和效果例，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸1份、水60份、丙烯酰胺0.1份、谷氨酸0.05份、苯甲酸钠1份、三乙醇胺5份、乙醇胺1份、磷酸氢二钠0.1份、钼酸钠5份、EDTA二钠0.2份、马丙共聚物0.5份和聚二甲基硅氧烷0.1份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

实施例2

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸10份、水85份、丙烯酰胺1份、谷氨酸0.3份、苯甲酸钠5份、三乙醇胺15份、乙醇胺5份、磷酸氢二钠1份、钼酸钠15份、EDTA二钠2份、马丙共聚物3份和聚二甲基硅氧烷1份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

实施例3

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸3份、水65份、丙烯酰胺0.2份、谷氨酸0.1份、苯甲酸钠2份、三乙醇胺7份、乙醇胺2份、磷酸氢二钠0.2份、钼酸钠7份、EDTA二钠0.5份、马丙共聚物1份和聚二甲基硅氧烷0.2份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

实施例4

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸5份、水70份、丙烯酰胺0.5份、谷氨酸0.15份、苯甲酸钠3份、三乙醇胺10份、乙醇胺3份、磷酸氢二钠0.5份、钼酸钠10份、EDTA二钠1份、马丙共聚物1.5份和聚二甲基硅氧烷0.5份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

实施例5

一种防锈缓蚀剂，与实施例4不同的是将EDTA二钠替换为EDTA四钠，其余均与实施例4相同。

实施例6

一种防锈缓蚀剂，与实施例4不同的是将马丙共聚物替换为聚乙二醇，其余均与实施例4相同。

实施例7

一种防锈缓蚀剂，与实施例4不同的是将聚二甲基硅氧烷替换为聚氧乙烯甘油醚，其余均与实施例4相同。

实施例8

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸6份、水72份、丙烯酰胺0.6份、谷氨酸0.16份、苯甲酸钠3.5份、三乙醇胺11份、乙醇胺3.5份、磷酸氢二钠0.6份、钼酸钠11份、EDTA四钠1.1份、马丙共聚物1.4份和聚氧乙烯甘油醚0.6份，以及适量的碳酸钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

实施例9

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸8份、水80份、丙烯酰胺0.7份、谷氨酸0.2份、苯甲酸钠4份、三乙醇胺11份、乙醇胺4份、磷酸氢二钠0.7份、钼酸钠11份、EDTA二钠1.2份、聚乙二醇1.8份和聚氧乙烯甘油醚0.7份，以及适量的碳酸钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

实施例1-9所述的防锈缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)先将植酸、水、丙烯酰胺、谷氨酸、苯甲酸钠、三乙醇胺、乙醇胺、磷酸氢二钠、钼酸钠、络合剂和成膜剂，以及适量的pH稳定剂的混合液加热至55℃；

(b)再加入消泡剂，继续加热至85℃，并保温3h，放冷后，即得所述防锈缓蚀剂。

对比例1

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸0.2份、水60份、丙烯酰胺0.1份、谷氨酸0.05份、苯甲酸钠2份、三乙醇胺6份、乙醇胺2份、磷酸氢二钠0.2份、钼酸钠8份、EDTA二钠0.5份、马丙共聚物1份和聚二甲基硅氧烷0.5份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

与实施例1不同的是，本对比例中，植酸的含量不在本发明所提供的范围内。

对比例2

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸1份、水60份、丙烯酰胺0.2份、谷氨酸0.1份、苯甲酸钠2份、三乙醇胺5份、乙醇胺1份、磷酸氢二钠0.1份、钼酸钠5份、EDTA二钠0.4份、马丙共聚物0.1份和聚二甲基硅氧烷0.2份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

与实施例1不同的是，本对比例中，马丙共聚物的含量不在本发明所提供的范围内。

对比例3

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸15份、水90份、丙烯酰胺2份、谷氨酸1份、苯甲酸钠6份、三乙醇胺18份、乙醇胺6份、磷酸氢二钠2份、钼酸钠20份、EDTA二钠3份、马丙共聚物5份和聚二甲基硅氧烷3份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

与实施例1不同的是，本对比例中，各原料的含量不在本发明所提供的范围内。

对比例4

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸5份、水70份、丙烯酰胺0.5份、谷氨酸0.15份、三乙醇胺10份、乙醇胺3份、磷酸氢二钠0.5份、钼酸钠10份、EDTA二钠1份、马丙共聚物1.5份和聚二甲基硅氧烷0.5份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

与实施例4不同的是，本对比例中，原料中缺少了苯甲酸钠。

对比例5

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸5份、水70份、苯甲酸钠3份、三乙醇胺10份、乙醇胺3份、磷酸氢二钠0.5份、钼酸钠10份、EDTA二钠1份、马丙共聚物1.5份和聚二甲基硅氧烷0.5份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

与实施例4不同的是，本对比例中，原料中缺少了丙烯酰胺和谷氨酸。

对比例6

一种防锈缓蚀剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

硼酸5份、水70份、丙烯酰胺0.5份、谷氨酸0.15份、苯甲酸钠3份、三乙醇胺10份、乙醇胺3份、磷酸氢二钠0.5份、钼酸钠10份、EDTA二钠1份、N-甲基吡咯烷酮1.5份和聚二甲基硅氧烷0.5份，以及适量的氢氧化钠，使得防锈缓蚀剂的pH值＝10。

与实施例4不同的是，本对比例中，将植酸替换为硼酸，将马丙共聚物替换为N-甲基吡咯烷酮。

效果例1

为验证本发明的防锈缓蚀剂的防锈效果，对实施例4制得的防锈缓蚀剂进行性能测试，并以市售的防锈缓蚀剂为对照，其中市售的防锈缓蚀剂由苏州瑞斯特防护包装材料有限公司生产。并使用Q235和45#钢金属试样为材料，以验证防锈缓蚀剂在这两种不同材料上的防锈效果。防锈性能测试包括：(a)硫酸铜点滴法测试被处理金属表面的耐蚀性能，(b)中性盐雾试验，(c)自然挂片腐蚀试验，(d)接触角测试试验，具体测试方法及结果如下所示。

(a)硫酸铜点滴法测试被处理金属表面的耐蚀性能

依据标准为HG/T2387-2007《工业设备化学清洗质量标准》中关于碳钢材质钝化膜的测定(红点法)，在钝化的金属表面，选择3-5个测试点，然后逐点滴上酸性CuSO4点滴溶液(红点液)，并用秒表记录红点液由蓝全部变红的时间。根据同一检测面上各点变色的时间的长短差别来评定钝化膜的完整性和均匀程度。红点液的组成：CuSO₄·5H₂O(分析纯)4.1g，NaCl(分析纯)3.5g，0.1mol/L HCl 1.3ml，用去离子水稀释至100ml。红点液在5-35℃下有效使用期限为7天。测试结果如表2所示。

检验标准为：红点液点滴变色时间＞10s，优良；

红点液点滴变色时间为5～10s，合格；

红点液点滴变色时间＜5s，不合格。

表2硫酸铜点滴法测试变色时间结果

由表2可以看出，本发明的防锈缓蚀剂的变色时间大于10s，并超过了比市售的防锈缓蚀剂的变色时间，而变色时间越长，成膜致密性越好。由此说明，本发明的防锈缓蚀剂成膜完整性、致密性好，防锈缓蚀效果好。

(b)中性盐雾试验

参照GB/T 10125-1997标准进行中性盐雾试验。配制质量分数为3％的NaCl溶液，在25℃条件下，配制的NaCl溶液的密度是1.03-1.04g/L，用pH计测其pH值是6.8-7.2。中性盐雾实验箱的温度设定为35±1℃，相对湿度设定为96±2(％)，规定一个喷盐雾周期是连续4小时，然后再恒温恒湿条件下保温4小时。将样品试样在防锈缓蚀剂中浸泡一定时间，取出后在45℃恒温箱中干燥30min。进行中性盐雾前分别编号称重并记录，然后进行3-5次中性盐雾实验，在35±1℃的盐雾试验机中，放置试样，使喷雾自由将3％的NaCl溶液以细雾状喷射，并使其均匀落在试片表面，并不断维持液膜更新，直到出现锈迹为止，记录出现锈蚀的时间。试验结果如表3所示。

表3盐雾试验结果

由表3可以看出，本发明的防锈缓蚀剂表现出了较好的抗盐雾腐蚀能力，在高盐雾等环境下仍具有较好的防锈缓蚀效果，本发明与现有的市售防锈缓蚀剂相比，提高了金属表面的耐腐蚀性。

(c)自然挂片腐蚀试验

将样品表面打磨处理，用丙酮冲洗，热风烘干后，浸泡在防锈缓蚀剂中，烘干后，将其吊挂在试片架上待用。然后将准备好的样品放置于室温自然通风环境中，观察72h内样品表面出现锈蚀现象，记录出现锈蚀的时间；试验结果如图1和图2所示。

图1为Q235钢自然挂片腐蚀试验结果图，图中自左至右分别为本发明实施例3、实施例4以及实施例5的防锈缓蚀剂处理的结果图；图2为45#钢自然挂片腐蚀试验结果图，图中自左至右分别为本发明实施例3、实施例4以及实施例5的防锈缓蚀剂处理的结果图。由图1和图2可以看出，Q235钢和45#钢在72h均未出现锈蚀，并且表面无干裂起膜现象，说明本发明的防锈缓蚀剂具有优异的缓蚀效果和防锈性能。

(d)接触角测试试验

本实验采用静滴法测试防锈膜表面接触角大小，利用JY-PHb型接触角测定仪进行接触角测试，考察防锈膜表面能高低，静滴介质选用去离子水和甘油，测试结果如表4所示

表4接触角测试试验结果

表面能高的固体比表面能低的固体更容易被液体浸润，其表层接触角就更小。由表4可以看出，经本发明的防锈缓蚀剂处理后的Q235钢和45#钢表面能比未缓蚀处理的样品表面能分别提高了对水为4.45％和40.60％，对甘油提高了38.02％和2.93％。

效果例2

分别对实施例1-9和对比例1-6制得的防锈缓蚀剂进行性能测试，试验样品为45#钢。测试方法如下：涂层附着力的测试，按照GB/T9286-1998标准测试；储存稳定性的测试，按照GB6753.3-1986标准测试；以及中性盐雾试验，按照上述方法及标准测试；测试结果如表5所示。

表5实施例1-9以及对比例1-6制得的防锈缓蚀剂性能测试结果

由表5可知，本发明的实施例1－9提供的防锈缓蚀剂的防锈性能优于对比例1－6，附着力有所提高，稳定性好，防锈缓蚀效果好。由此说明，本发明提供的防锈缓蚀剂充分发挥了各原料的协同促进作用，并且删除其中任意一种组分、改变任意一种组分的含量或者替换其中任一种组分均会使防锈性能变差。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种防锈缓蚀剂，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸1～10份、水60～85份、丙烯酰胺0.1～1份、谷氨酸0.05～0.3份、苯甲酸钠1～5份、三乙醇胺5～15份、乙醇胺1～5份、磷酸氢二钠0.1～1份、钼酸钠5～15份、络合剂0.2～2份、成膜剂0.5～3份和消泡剂0.1～1份；

所述成膜剂为马丙共聚物。

2.根据权利要求1所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸3～8份、水65～80份、丙烯酰胺0.2～0.8份、谷氨酸0.1～0.2份、苯甲酸钠2～4份、三乙醇胺7～12份、乙醇胺2～4份、磷酸氢二钠0.2～0.8份、钼酸钠7～12份、络合剂0.5～1.5份、成膜剂1～2份和消泡剂0.2～0.8份。

3.根据权利要求1所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：

植酸4～6份、水68～72份、丙烯酰胺0.4～0.6份、谷氨酸0.14～0.16份、苯甲酸钠2.5～3.5份、三乙醇胺9～11份、乙醇胺2.5～3.5份、磷酸氢二钠0.4～0.6份、钼酸钠9～11份、络合剂0.9～1.1份、成膜剂1.4～1.6份和消泡剂0.4～0.6份。

4.根据权利要求1～3任一项所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，所述络合剂为EDTA二钠或EDTA四钠中的一种或两种的混合物。

5.根据权利要求1～3任一项所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅类或聚醚改性硅类消泡剂。

6.根据权利要求5所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯甘油醚中的一种或两种的混合物。

7.根据权利要求1～3任一项所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，所述防锈缓蚀剂还包括pH稳定剂。

8.根据权利要求7所述的防锈缓蚀剂，其特征在于，所述pH值稳定剂为碳酸钠或氢氧化钠中的一种或两种的混合物。

9.权利要求1～8任一项所述的防锈缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)先将植酸、水、丙烯酰胺、谷氨酸、苯甲酸钠、三乙醇胺、乙醇胺、磷酸氢二钠、钼酸钠、络合剂和成膜剂的混合液加热至50～60℃；

(b)再加入消泡剂，继续加热至85～90℃，并保温2～3h，放冷后，即得所述防锈缓蚀剂。

10.根据权利要求9所述的防锈缓蚀剂的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，还加入有pH值稳定剂。

11.权利要求1～8任一项所述的防锈缓蚀剂在制备金属切削液、金属磨削液或金属清洗剂中的应用。