CN108034948A - 一种宝剑用环保防锈剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属防锈领域，特别涉及一种宝剑用环保防锈剂，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.5～0.8份、磷酸钠0.4～0.8份、聚乙烯蜡0.3～0.6份、增稠剂0.5～0.8份、柠檬酸钠0.8～1.2份、表面活性剂0.7～1份、二乙醇胺钠15～18份、添加剂1.5～3份和68～72份去离子水；本发明的防锈剂，表面活性剂和添加剂的协同作用，添加剂与表面活性剂的亲油基团结合，形成一层油膜，对氧气溶解有一定的隔绝作用，阻止氧与金属表面进行接触，提高金属防锈能力；相对于单一试剂，多种试剂按一定配比协同作用会有更好的防锈效果，本发明的防锈剂的配方原料来源简单易得，成本低，对人体无毒无害，对环境无污染，制备方法简单，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及金属防锈领域，特别涉及一种宝剑用环保防锈剂。
背景技术
宝剑，古代兵器之一，属于“短兵”，素有“百兵之君”的美称。古代的剑前端尖，后端安有短柄，两边有刃，是一种呈长条形的兵器。现在宝剑，主要用于击剑运动，剑身为细长的钢铁条，顶端为一小圆球，无刃，其次作为人们的收藏品，富有美感；宝剑刀刃材质主要为钢铁，但是钢铁金属随着时间的进行不可避免的会生锈，它不仅影响宝剑的寿命，还会影响其美观及体验度，因此需对其进行日常防锈护理。
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，使得开发水基防锈剂的研究具有非常重要的意义。
目前的水基防锈剂多采用亚硝酸盐和铬酸盐的钝化技术，是目前使用比较广泛的无机盐类金属缓蚀剂，亚硝酸钠因其具有防锈性好、价格低廉、使用方便等优点而风靡一时，但具有较大的毒性，使它们的使用受到较大的限制。虽然也有一些环保型的水基防锈剂问世，但是大多防锈能力差，防锈时效短，且在防锈过程中，单一的防锈组分，很难有较好的防锈效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种宝剑用环保防锈剂，配制包括表面活性剂、亚硫酸钠、磷酸钠和二乙醇胺钠等组分的防锈剂，对人体无毒无害，具有长期高效的防锈效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种宝剑用环保防锈剂，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.5～0.8份、磷酸钠0.4～0.8份、聚乙烯蜡0.3～0.6份、增稠剂0.5～0.8份、柠檬酸钠0.8～1.2份、表面活性剂0.7～1份、二乙醇胺钠15～18份、添加剂1.5～3份和68～72份去离子水。
作为优选，所述宝剑用环保防锈剂按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.6份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.7份、柠檬酸钠1份、表面活性剂0.9份、二乙醇胺钠16.5份、添加剂2.5份和70份去离子水。
作为优选，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠或十四醇聚氧乙烯醚，表面活性剂对金属表面防锈起到一定的作用，其亲水基团吸附在宝剑的金属表面、亲油基团反方向排列形成薄薄的一层单分子膜，亲油基团对水分子有一定的排斥作用，进一步提高对金属的防锈能力。
作为优选，所述增稠剂为琼脂、松香树脂、阿拉伯胶或羟乙基纤维素，增稠剂可提高防锈剂溶液的粘度，降低氧气在其中的溶解度，且可防止防锈剂的流失，延长防锈剂的有效防锈时间；且增稠剂含有羰基或醛基等活性基团，能与宝剑表面的金属原子或宝剑表面附近的金属离子络合，附着在宝剑表面形成一层络合物保护膜，阻止金属的溶解，起到保护的作用。
作为优选，所述添加剂为柠檬油、桂花油、玫瑰油、菜籽油或梨籽油，添加剂可与表面活性剂协同作用，添加剂与表面活性剂的亲油基团结合，形成一层油膜，对氧气溶解有一定的隔绝作用。
作为优选，所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为，包括以下方法步骤：
(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠，溶于所述重量份的去离子水中，搅拌成澄清溶液；
(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂，加入到上述澄清溶液中，室温经高速剪切机剪切20～30min均质成乳化液，即得所述防锈剂。
所述宝剑用环保防锈剂的使用方法为：对需要防锈的宝剑清水擦洗预处理后，棉布擦干，涂刷所述防锈剂，晾干后，保存。
亚硫酸钠有一定的还原性，可还原来自空气中的氧气，减缓氧气对宝剑的氧化腐蚀作用。
磷酸钠可与宝剑表面溶解的铁离子作用而生成难溶的磷酸铁，沉积在宝剑表面，形成致密的保护层，阻止金属的进一步溶解，对宝剑表面起到一定的保护作用。
聚乙烯蜡作为防锈剂的组分，可提高防锈剂的润滑性和耐磨性，且其可在金属表面形成一层薄薄的蜡层，对水分和空气中的氧气有一定的隔绝作用，避免金属表面受到腐蚀作用。
二乙醇胺钠是本发明的防锈剂的主体组分，分子中的氮原子和氧原子都有孤对电子，可与铁等有d空轨道的金属表面作用生成络合物膜，阻止水分子和氧与金属表面的接触。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的防锈剂的配方原料来源简单易得，成本低，对人体无毒无害，对环境无污染，制备方法简单，适于工业化生产；
(2)本发明制备的防锈剂在高温或低温下的稳定性良好，相对于单一试剂组分，利用各种试剂组分的协同作用，配制合理的组分和组分配比，更能提高防锈剂的防锈效果；
(3)本发明的防锈剂，表面活性剂和添加剂的协同作用，添加剂与表面活性剂的亲油基团结合，形成一层油膜，对氧气溶解有一定的隔绝作用，阻止氧与金属表面进行接触，提高金属防锈能力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明，但不意味着限制本发明的范围。
实施例1：
一种宝剑用环保防锈剂，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.5份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.45份、柠檬酸钠0.85份、表面活性剂0.8份、二乙醇胺钠16份、添加剂2份和69份去离子水；
所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为，包括以下方法步骤：
(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠，溶于所述重量份的去离子水中，搅拌成澄清溶液；
(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂，加入到上述澄清溶液中，室温经高速剪切机剪切20～22min均质成乳化液，即得所述防锈剂。
实施例2：
一种宝剑用环保防锈剂，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.6份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.7份、柠檬酸钠1份、表面活性剂0.9份、二乙醇胺钠16.5份、添加剂2.5份和70份去离子水。
所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为，包括以下方法步骤：
(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠，溶于所述重量份的去离子水中，搅拌成澄清溶液；
(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂，加入到上述澄清溶液中，室温经高速剪切机剪切24～26min均质成乳化液，即得所述防锈剂。
实施例3：
一种宝剑用环保防锈剂，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.65份、磷酸钠0.65份、聚乙烯蜡0.5份、增稠剂0.65份、柠檬酸钠0.9份、表面活性剂0.85份、二乙醇胺钠16份、添加剂1.5份和70.5份去离子水。
所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为，包括以下方法步骤：
(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠，溶于所述重量份的去离子水中，搅拌成澄清溶液；
(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂，加入到上述澄清溶液中，室温经高速剪切机剪切28～29min均质成乳化液，即得所述防锈剂。
对比例1：
一种宝剑用环保防锈剂，其组成组分重复实施例2，但是不含有增稠剂；
所述宝剑用环保防锈剂的制备方法，其方法步骤重复实施例2，但是制备过程不添加增稠剂。
对比例2：
一种宝剑用环保防锈剂，其组成组分重复实施例2，但是不含有添加剂；
所述宝剑用环保防锈剂的制备方法，其方法步骤重复实施例2，但是制备过程不添加添加剂。
应用实施例1：
室内挂片实验：将五个型号为50的钢片(长5cm，宽2cm，厚0.5cm)，表面积为27cm2，用HG/T3523-2008所示方法进行处理，然后分别浸入实施例1～3和对比例1～2所制备好的防锈剂中，1～2min后取出，晾干，分别用电子天平准确称取其质量，然后挂于室内阴暗处，30天后再分别称取其质量，计算腐蚀率，结果如表1所示；
所述腐蚀率的计算方式为：m0为钢片晾干后的初始质量，m1为钢片室内阴暗处30天后的质量，t表示腐蚀时间，K表示腐蚀率，K＝(m1-m0)/tm0；
表1钢片的腐蚀率结果
| 类别 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| 腐蚀率/天 | 6.302*10-6 | 4.736*10-6 | 5.897*10-6 | 8.623*10-5 | 1.68*10-5 |
从表1可以看出钢片浸渍防锈剂后，受腐蚀的程度小，即本发明制备的防锈剂防锈效果好，对比例1～2较实施例1～3防锈效果较差，说明本发明防锈剂通过各组分的协同作用，有着较好的防锈效果；对比例1制备的防锈剂效果较差，防锈剂中不含有增塑剂，防锈剂的粘度较低，组分有少量的流失。
应用实施例2：
单片防锈实验：试片为一级灰口铸铁片(长5cm，宽2cm，厚0.5cm)，表面积为27cm2，按照HG/T3523-2008所示方法进行处理，冷风吹干，然后分别浸入实施例1～3和对比例1～2所制备好的防锈剂中，1～2min后取出，晾干，分别置于温度为40～42℃，湿度为70％的环境下，检测其分别出现锈斑的时间，同时经酸雾和碱雾分别喷洒，以观察其表面腐蚀程度，结果见表2；
表2铸铁片的腐蚀度
| 类别 | 出现锈斑时间 | 腐蚀程度 |
| 实施例1 | 320h | 表面无明显腐蚀 |
| 实施例2 | 350h | 表面无明显腐蚀 |
| 实施例3 | 336h | 表面无明显腐蚀 |
| 对比例1 | 245h | 表面无明显腐蚀 |
| 对比例2 | 285h | 表面无明显腐蚀 |
通过表2可以看出，本发明在实际使用时防锈时效会更久，但是本发明超出范围制备的防锈剂，防锈效果较差些。
应用实施例3：
对实施例1～3制备的防锈剂的温度稳定性进行检测，主要从耐寒性和耐热性两个指标进行测定，测定时，将待测防锈剂在一定温度下放置保持48h后，恢复室温，按应用实施例1～2的方法测定其使用效果，测定结果如表3；
表3防锈剂的耐寒性和耐热性
从表3中可以看出，本发明所提供的防锈剂在较高及较低温度下均能保持一定的稳定性，能够满足实际应用的需求。
应用实施例4：
宝剑刀刃的防锈实验，其长50cm，宽3cm，材质为型号304的不锈钢，以下宝剑刀刃材质和大小相同，包括以下步骤：
(1)选用新的宝剑进行刀刃防锈实验，清水清洗其表面后，抹布擦干后，晾干待用；
(2)将宝剑刀刃浸入实施例1～3制备的防锈剂中1～2min，取出，冷风吹干，置于45～50℃，湿度范围为85～90％的环境下，随时间观察其形态，同时经酸雾和碱雾分别喷洒，观察其表面腐蚀程度，结果如表4所示；
表4刀刃随时间的形态状况
| 分组 | 时间 | 刀刃形态 | 腐蚀程度 |
| 实施例1 | 20天 | 光亮 | 表面无腐蚀 |
| 实施例2 | 40天 | 光亮 | 表面无腐蚀 |
| 实施例3 | 60天 | 无锈 | 表面无腐蚀 |
空白对比例：新的宝剑刀刃，置于45～50℃，湿度范围为85～90％的环境下，随时间观察其形态，同时经酸雾和碱雾分别喷洒，观察其表面腐蚀程度，结果如表5所示；
表5空白对比例
| 时间 | 刀刃形态 | 腐蚀程度 |
| 20天 | 光亮 | 表面无腐蚀 |
| 40天 | 无锈 | 表面无腐蚀 |
| 60天 | 微锈 | 表面无明显腐蚀 |
通过表4和表5可以看出，本发明制备的防锈剂对宝剑刀刃的防锈保养度较好，实际应用中会有更好的防锈效果，可用于其日常保养防锈，且本发明的防锈剂溶于水，处理清洗较方便。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，对本领域熟悉的人员来说，可容易的实现另外的修改，在不违背权利要求及等同范围所限定的一般概念的情况下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (7)
1.一种宝剑用环保防锈剂，其特征在于，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.5～0.8份、磷酸钠0.4～0.8份、聚乙烯蜡0.3～0.6份、增稠剂0.5～0.8份、柠檬酸钠0.8～1.2份、表面活性剂0.7～1份、二乙醇胺钠15～18份、添加剂1.5～3份和68～72份去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种宝剑用环保防锈剂，其特征在于，按重量份包括以下组分：亚硫酸钠0.6份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.7份、柠檬酸钠1份、表面活性剂0.9份、二乙醇胺钠16.5份、添加剂2.5份和70份去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的一种宝剑用环保防锈剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠或十四醇聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1或2所述的一种宝剑用环保防锈剂，其特征在于，所述增稠剂为琼脂、松香树脂、阿拉伯胶或羟乙基纤维素。
5.根据权利要求1或2所述的一种宝剑用环保防锈剂，其特征在于，所述添加剂为柠檬油、桂花油、玫瑰油、菜籽油或梨籽油。
6.一种如权利要求1或2所述的宝剑用环保防锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠，溶于所述重量份的去离子水中，搅拌成澄清溶液；
(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂，加入到上述澄清溶液中，室温经高速剪切机剪切20～30min均质成乳化液，即得所述防锈剂。
7.一种如权利要求1或2所述宝剑用环保防锈剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法为，对需要防锈的宝剑清水擦洗预处理后，棉布擦干，涂刷所述防锈剂，晾干后，保存。
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