CN108034949B - 一种环保水基气相长效防锈液组合物及制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保水基气相长效防锈液组合物,其组成原料为油酸衍生物防锈、三嗪类防锈剂、有机羧酸盐类防锈剂、六次甲基四胺、苯三唑类缓蚀剂、苯甲酸单乙醇胺、金属络合剂、消泡剂、水以及pH调节剂。本发明的环保水基气相长效防锈液组合物以水为载体,含油酸衍生物防锈剂合成物,不含亚硝酸盐等对人体和环境有毒有害成分,安全环保,具有优异的接触防锈能力、气相防锈能力、润滑能力、润湿能力和化学吸附能力,即不影响钢球表面质量和精度(尤其>G10级别),又便于清洗和水处理,节约成本,满足碳钢、不锈钢等钢铁基材质的钢球储存包装的长期防锈和工序间的短期防锈要求。

Description

一种环保水基气相长效防锈液组合物及制备和使用方法
技术领域
本发明涉及一种防锈液组合物,特别是涉及一种用于钢球的环保水基气相长效防锈液组合物及制备和使用方法。
背景技术
通常,钢球成品采用涂油或真空进行防锈包装,再置于包装袋或包装桶等容器进行包装、运输和长期储存。涂油防锈包装不仅成本高,同时不利于环保。在环保日益严格的趋势下,同时不影响钢球表面质量和精度(尤其>G10级别)的长期防锈需求,“以水代油”采用水基环保气相防锈液对钢球防锈包装的应用价值和社会意义重大。
中国专利CN1778988A公开了一种金属防锈液,含磷酸三钠、硅酸钠、亚硝酸钠、乌洛托品、尿素。专利CN103709811A公开了一种工序间水基防锈液及其制备方法,含10-20%甘油、2-3%苯并三氮唑、2-3%硅酸钠、1-2%六次甲基四胺、1-2%苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、2-3%丙二醇、10-12%二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1-2%苯基缩水甘油醚、1-2%EDTA二钠。专利CN104109862A公开了一种水基防锈剂及其制备方法和应用,含30-50g/L明胶、3-5g/L明矾、20-30g/L十二烷基苯磺酸钠、20-30g/L硅油。专利CN 103694857A公开了一种水基工序间环保防锈液,含2-3%硅酸钾、1-2%偏硅酸钠、1-2%苯甲酸钠、6-9%双环戊二烯丙烯酸酯、50-60%环氧丙烯酸酯、2-3%松香酸聚氧乙烯酯、1-2%三苯乙基酚聚氧乙烯醚、1-2%EDTA二钠和4-5%助剂。专利CN103614727A公开了一种水基金属表面防锈液及其制备方法,含18-23%醇酸树脂、1-2%苯甲酸钠、1-2%乙二胺四乙酸、5-6%聚乙二醇、1-2%尿素、6-9%甘油、1.9-2.7%聚异丁烯、2.1-2.9%2-氨乙基十七烯基咪唑啉、1-2%甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、1-2%丙烯酸缩水甘油醚、1-2%EDTA二钠和4-5%助剂。专利CN1488699A公开了一种水基金属防锈保护剂,含蜡、防锈剂、吸附剂、表面化学剂。专利CN103757640A公开了一种微乳型水基金属防锈剂,含0-10%防锈剂、3-20%基础油、5-20%缓蚀剂、0-10%表面活性剂、0.5-1.5%稳定剂、0-1%增稠剂和pH调节剂。专利CN101012563A公开了一种水基长效防锈剂,含5-30%C8-C10羧酸盐(钠、钾、铵盐)、5-15%醇胺、3-8%硼酸盐、0-5%聚乙二醇。专利CN104263496A公开了一种水基金属防锈剂及其制备方法,含6-9份苯甲酸钠、3-5份硅酸盐、3-5份三乙醇胺、2-3份硫酸钡、1-2份丙烯酰胺、1-2份氯化钠、1-2份磷酸二氢钠、0.5-0.8份异丁醇和8-10份乙醇。专利CN101012563A公开了一种高效工序间水基防锈液,含15-20%甘油、3.5-16%苯并三唑、0.3-0.6%碳酸钠、1.5-2%多聚偏磷酸钠、0.1-1%硅酸钠、1-1.5%苯甲酸钠、0.5-10%三乙醇胺、3-5%六次甲基四胺。专利CN102747359A公开了一种环保型水基防锈液,含十二碳二元脂肪酸与三乙醇胺的反应物、四硼酸钠、碳酸钠、葡萄糖酸钠。专利CN106283067也公开了一种环保型水基金属防锈剂,含有25-35重量份的防锈单体(十二碳二元脂肪酸、有机三元聚羧酸与三乙醇胺的反应物)、12-17重量份2%四硼酸钠、13-21重量份2%碳酸钠、18-22重量份1%葡萄糖酸钠、6-11重量份的三乙醇胺、5-9重量份的甘油。
虽然公开的专利很多,但这些专利或含亚硝酸钠,对人体和环境具有危害性;或含有机树脂,利用树脂交联在钢铁基体表面形成高分子薄膜;或含基础油,利用表面活性剂的乳化作用在钢铁基体表面形成油膜;或含无机盐(如明矾、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化盐),这些无机盐易与钢铁基体发生化学氧化膜,同时无机盐也容易在钢铁基体表面析出固体晶粒或白斑,且不具有气相防锈性能,极易引起钢球变色和表面光泽,影响表面质量和精度。所以,公开的专利都不适合于钢球(尤其>G10级别的钢球)的长效防锈保护。
发明内容
针对上述不足之处,本发明的目的是提供一种钢球成品(尤其>G10级别)的防锈包装、运输和长期储存用防锈液,具有优异的接触防锈、气相防锈、润滑等功能为一体的环保长效型药剂,即不影响钢球表面质量和精度(尤其>G10级别的钢球),即节约成本,又有利于环保的目的。
本发明的技术方案概述如下:环保水基气相长效防锈液组合物,其组成原料各组分的重量百分比为:
其中,用pH调节剂调节重量百分比为5%的所述防锈液组合物的稀释液pH的范围为9±0.5。
其中,三嗪类防锈剂为2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪类防锈剂,优选VG-F101(沈阳玺金化工科技有限公司)或NEUF 726(诺泰生物科技有限公司),有机羧酸盐类防锈剂优选VG-G201(沈阳玺金化工科技有限公司)或NEUF Y-80S(诺泰生物科技有限公司);消泡剂为有机硅改性聚醚消泡剂,优选VG-X10(沈阳玺金化工科技有限公司)。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,还包括苯三唑类缓蚀剂,所述苯三唑类缓蚀剂为次甲基苯三唑,重量百分比为5~10%。次甲基苯三唑优选VG-F102(沈阳玺金化工科技有限公司)或NEUF 714(诺泰生物科技有限公司)。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,所述苯三唑类缓蚀剂为苯并三氮唑,重量百分比为2~3%。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,所述油酸衍生物防锈剂包含以下重量百分比的组分:
其中所述碱性化合物优选氢氧化钾。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,所述水为去离子水或脱盐水,其电导率≤20μs/cm,在本发明中,所使用的水均为电导率≤20μs/cm的离子水或脱盐水。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,所述pH调节剂为醇胺调节剂,优选单乙醇胺。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,所述金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)或乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)中的一种。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物,所述油酸衍生物防锈剂的制备方法如下:
S1:按所述的配比,向反应器中加入油酸,通入氮气,搅拌升温至140-150℃;
S2:缓慢多6次加入顺丁烯二酸酐,搅拌升温至180-190℃,保温反应5小时;
S3:降温至140-150℃,缓慢分批依次加入占二乙醇胺总量44%的二乙醇胺、碱性化合物、占二乙醇胺总量44%的二乙醇胺,控制反应温度140-160℃,反应4小时;
S4:加入占二乙醇胺总量12%的二乙醇胺搅拌0.5小时;
S5:降温至100℃以下,按配比加入水,得到合成物。
为实现上述发明目的,本发明还提供一种环保水基气相长效防锈液组合物的方法,包括以下步骤:
S1:将占总水量80%的水加热到50-60℃;
S2:按所述配比依次加入有机羧酸盐类防锈剂、油酸衍生物防锈剂、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺、三嗪类防锈剂、苯三唑类缓蚀剂,保持溶液在50-60℃使其全部溶解;
S3:加入总水量20%的水,保持溶液在50-60℃搅拌2小时;
S4:按所述配比加入金属络合剂、消泡剂,继续搅拌30分钟,降温至室温。
S5:用pH调节剂调节重量百分比为5%的所述防锈液组合物的稀释液pH的范围为9±0.5。
为实现上述发明目的,本发明还提供一种环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,将所述环保水基气相长效防锈液组合物用水配成重量百分比5~20%的稀释液使用。钢珠成品采用“湿法”包装和密封,即先将钢球放入包装袋或包装桶等容器,再向容器中注入重量百分比为5-20%防锈稀释液,使钢球完全润湿或浸没,然后密封包装;或将钢球和重量百分比为5-20%防锈稀释液一同注入容器中密封包装,从而代替传统的涂油或真空等包装形式,进行成品的包装、运输和长期储存。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,将所述环保水基气相长效防锈液组合物用水配成重量百分比5~10%的稀释液使用。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,将所述环保水基气相长效防锈液组合物用水配成重量百分比10~20%的稀释液使用。通常重量百分比为5-10%稀释液防锈期长达2-3年,重量百分比为10-20%稀释液防锈期长达3-5年。
优选的是,所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,所述水为去离子水或脱盐水,其电导率≤20μs/cm。
本发明的防锈液以水为载体,主要含油酸衍生物防锈剂合成物,不含亚硝酸盐等对人体和环境有毒有害成分,安全环保,也不同于多数的公开专利含有通过与钢铁基体发生成膜反应形成化学氧化物膜无机盐防锈成分(如硼酸盐、硅酸钠等)。
本发明主要利用有机防锈剂的化学吸附和气相性能,不仅有效避免了化学键合反应过程及所形成的高分子膜或无机氧化物膜对钢球精度的影响(尤其>G10级别的钢球),而且易于清洗。
本发明的防锈液具有优异的接触防锈能力、气相防锈能力、润滑能力、润湿能力和化学吸附能力。使用时按防锈期要求直接用水按5-20%重量百分比直接稀释使用。钢珠成品采用“湿法”包装和密封,进行成品的包装、运输和长期储存,即不影响钢球表面质量和精度(尤其>G10级别的钢球),又便于清洗和水处理,节约成本,即满足钢球封存包装的长期防锈要求,又满足序间短期防锈要求。
本发明的有益效果是:
(1)本发明防锈液以特定配比的油酸、顺丁烯二酸酐、二乙醇胺、
碱性化合物、水合成的油酸衍生物防锈剂合成物为主要添加成分,其接触防锈、气相防锈、润滑、润湿和化学吸附等综合性能优异,不同于其它专利含有通过与钢铁基体发生成膜反应形成化学氧化物膜进行防锈的成分(例如钼酸钠、钨酸钠等),有效避免了化学反应过程及氧化物膜对钢球精度的影响(尤其>G10级别的钢球);同时该防锈液具有优异的润湿和润滑能力,可避免钢球间摩擦引起的精度变化,即满足钢球封存包装的长期防锈要求,又满足工序间短期防锈要求。
(2)本发明防锈液主要以水为载体,不含亚硝酸盐,对环境和人体无危害;且不含有机树脂或无机盐防锈成分,不仅有效避免了化学键合反应过程及所形成的高分子膜或无机氧化物膜对钢球精度的影响(尤其>G10级别的钢球),而且易于清洗。
(3)本发明防锈液具有优异的接触防锈能力、气相防锈能力、润湿能力和化学吸附能力,即不影响钢球表面质量和精度(尤其>G10级别),又满足碳钢、不锈钢等钢铁基材质的钢球储存包装的长期防锈和工序间的短期防锈要求。
(4)本发明气相长效防锈液对钢珠成品采用“湿法”包装和密封,代替传统的涂油、真空等包装形式,进行成品的包装、运输和长期储存,该使用方法将环保工艺延伸至钢球终端使用者,便于终端使用者对钢球的进一步环保处理(例如清洗等)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。该专利提及的2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪类防锈剂,优选VG-F101(沈阳玺金化工科技有限公司)或NEUF 726(诺泰生物科技有限公司),有机羧酸盐类防锈剂优选VG-G201(沈阳玺金化工科技有限公司)或NEUF Y-80S(诺泰生物科技有限公司);消泡剂为有机硅改性聚醚消泡剂,优选VG-X10(沈阳玺金化工科技有限公司);次甲基苯三唑优选VG-F102(沈阳玺金化工科技有限公司)或NEUF 714(诺泰生物科技有限公司)。
油酸衍生物防锈剂的制备方法:
准确称量24g油酸加入反应釜中,通入氮气,搅拌升温至140℃,分六次缓慢加入9g顺丁烯二酸酐,搅拌升温至180℃,保温反应5小时;降温至140℃,缓慢分批依次加入14.96g二乙醇胺、0.6g氢氧化钾、14.96g二乙醇胺,控制反应温度140℃,反应4小时至溶液透明;分四次加入4.08g二乙醇胺搅拌0.5小时;降温至100℃以下,加入32.4g去离子水或脱盐水(电导率≤20μs/cm),得到合成物1。
准确称量26g油酸加入反应釜中,通入氮气,搅拌升温至140℃,分六次缓慢加入10g顺丁烯二酸酐,搅拌升温至180℃,保温反应5小时;降温至140℃,缓慢分批依次加入15.84g二乙醇胺、0.8g氢氧化钾、15.84g二乙醇胺,控制反应温度140℃,反应4小时至溶液透明;分四次加入4.32g二乙醇胺搅拌0.5小时;降温至100℃以下,加入27.2g去离子水或脱盐水(电导率≤20μs/cm),得到合成物2。
下表列出一些具体的实施例。
水基环保防锈型超精研液组合物的制备方法,包括以下步骤:先将水(占水总重的80%的水)加热到50-60℃;依次加入有机羧酸盐类、油酸衍生物防锈剂、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺、三嗪类防锈剂、苯三唑类缓蚀剂,保持溶液在50-60℃使其全部溶解;加入总水量20%的水,保持溶液在50-60℃搅拌2小时;加入金属络合剂、消泡剂继续搅拌30分钟,降温至室温,最后用pH调节剂调节所述防锈液组合物5%重量百分比的稀释液pH的范围为9±0.5。
上述实例1-6直接用水稀释为重量百分比为5-20%的稀释液使用。钢珠成品采用“湿法”包装,即先将钢球放入包装袋或包装桶等容器,再向容器中注入重量百分比为5-20%防锈稀释液,使钢球完全润湿或浸没,然后密封包装、运输和长期储存;或将钢球和重量百分比为5-20%防锈稀释液一同注入容器中密封包装、运输和长期储存。使用浓度越高,防锈效果越好,防锈期越长。通常,重量百分比为5-10%稀释液防锈期长达2-3年,重量百分比为10-20%稀释液防锈期长达3-5年。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种环保水基气相长效防锈液组合物,其组成原料各组分的重量百分比为:
其中,用pH调节剂调节重量百分比为5%的所述防锈液组合物的稀释液pH的范围为9±0.5;
其中,所述油酸衍生物防锈剂包含以下重量百分比的组分:
所述油酸衍生物防锈剂的制备方法如下:
S1:按所述配比,向反应器中加入油酸,通入氮气,搅拌升温至140-150℃;
S2:分6次缓慢加入顺丁烯二酸酐,搅拌升温至180-190℃,保温反应5小时;
S3:降温至140-150℃,缓慢分批依次加入占二乙醇胺总量44%的二乙醇胺、碱性化合物、占二乙醇胺总量44%的二乙醇胺,控制反应温度140-160℃,反应4小时;
S4:加入占二乙醇胺总量12%的二乙醇胺搅拌0.5小时;
S5:降温至100℃以下,按配比加入水,得到合成物。
2.如权利要求1所述的环保水基气相长效防锈液组合物,其特征在于,还包括苯三唑类缓蚀剂,所述苯三唑类缓蚀剂为苯并三氮唑,重量百分比为2~3%。
3.如权利要求1所述的环保水基气相长效防锈液组合物,其特征在于,所述水为去离子水或脱盐水,其电导率≤20μs/cm。
4.如权利要求1所述的环保水基气相长效防锈液组合物,其特征在于,所述pH调节剂为醇胺调节剂。
5.如权利要求1所述的环保水基气相长效防锈液组合物,其特征在于,所述金属络合剂为乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠中的一种。
6.一种制备权利要求如权利要求2所述的环保水基气相长效防锈液组合物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将占总水量80%的水加热到50-60℃;
S2:按所述配比依次加入硝基苯甲酸醇胺盐、油酸衍生物防锈剂、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺、三嗪类防锈剂、苯三唑类缓蚀剂,保持溶液在50-60℃使其全部溶解;
S3:加入总水量20%的水,保持溶液在50-60℃搅拌2小时;
S4:按所述配比加入金属络合剂、消泡剂,继续搅拌30分钟,降温至室温;
S5:用pH调节剂调节重量百分比为5%的所述防锈液组合物的稀释液pH的范围为9±0.5。
7.一种如权利要求1—5中任意一项所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,其特征在于:将所述环保水基气相长效防锈液组合物用水配成重量百分比为5~20%的稀释液使用。
8.如权利要求7所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,特征在于:将所述环保水基气相长效防锈液组合物用水配成重量百分比为5~10%的稀释液使用。
9.如权利要求7所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,特征在于:将所述环保水基气相长效防锈液组合物用水配成重量百分比为10~20%的稀释液使用。
10.如权利要求8—9任一项所述的环保水基气相长效防锈液组合物的使用方法,其特征在于,所述水为去离子水或脱盐水,其电导率≤20μs/cm。
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