CN109183041B - 一种长效水基防锈剂及其制备方法 - Google Patents

一种长效水基防锈剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种长效水基防锈剂，其按重量百分比包括以下组分：聚乙二醇6～12％、苯甲酸钠1～4％、甘油2～6％、三乙醇胺硼酸酯45～50％、防闪锈剂2～6％、癸二酸12～16％、消泡剂1～3％、有机高聚羧酸金属化合物1～2％，余量为水。本发明提供的水基防锈剂可以广泛用于钢铁材料、铸铁、机械零部件、合金钢制品组件及材料的工序间防锈使用，具有防锈期长、并且清洗方便、稳定性好，高温下不易分解，室内贮存期长的优点。

Description

一种长效水基防锈剂及其制备方法
技术领域
本发明属于钢铁防锈领域，具体涉及一种防锈剂及其制备方法，更具体涉及一种长效水基防锈剂及其制备方法。
背景技术
钢铁材料、铸铁、机械零部件、合金钢制品储运过程中，如不经防锈处理，在较短时间内就会产生锈蚀，对成品钢材以及精密零件的外观和性能产生不良影响，锈蚀严重的甚至会造成钢材报废，零部件无法使用，造成的极大的经济损失，因此防锈液的研究对钢铁材料的保护具有重要作用。过去使用的金属水基防锈液大多数都含有亚硝酸钠，亚硝酸盐型水基防锈液具有价廉、效果良好及使用方便、易去除等明显优点，故被广泛使用，但亚硝酸盐能转化成致癌物而使其使用和排放受到严格限制。防锈油防锈性虽好，但成本高，而且给钢铁制品后期处理带来困难。近几年，环保型水基防锈剂的研究得到国内外的广泛关注，特别是长效水基防锈剂的研制已成为一种趋势。
中国专利CN201410644520.6公开了一种钢铁防锈剂及其制备方法，该防锈剂按照重量份比称取肌醇六磷酸酯、石油磺酸钡、环烷酸铝、三聚磷酸钠、二乙醇胺、表面活性剂、二烷基二硫代磷酸锌、钼酸钠、氨基三亚甲基膦酸、甲苯基三唑、增稠剂、乙酰柠檬酸三乙酯和去离子水，加入反应釜中，开启反应釜于65-70℃进行搅拌，搅拌待完全溶解即可。该发明无对人体有害成分，具有良好的防锈性能，处理工艺简单，使用方便，原料易得，生产成本低。在满足使用条件的情况下，应尽量降低防锈剂的粘度。低粘度易涂敷，并且可以有效降低防锈剂厚度，能够达到节约降损的目的。
中国专利CN201510252891.4公开了一种环保水基防锈剂及其制备方法，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成，在所述的防锈剂中，有机胺的重量百分比为15～25％、纯净水的重量百分比为40～55％、多元酸酯的重量百分比为20％～25％、二甘醇胺的重量百分比为2％～5％、硼酸酯的重量百分比为2％～5％、消泡剂的重量百分比为0.1％～0.5％、环保型渗透剂的重量百分比为0.05％～0.1％、防腐剂的重量百分比为0.02％～0.5％，本发明还提供了上述环保型水基防锈剂的制备方法。本发明不使用矿物油作为介质，节约了石油资源。同时，本发明防锈性好，在潮湿和温度环境下，铸铁材料的防锈期可达9-11个月。
从上述现有技术可以看出，尽管现有技术中公开了水基防锈剂，并且关注了水基防锈剂的环保、防锈性能，但是其对防锈剂的稳定性及清除性能关注较少，因此需要设计出一种防锈性能好、防锈期长、稳定性好、易清除的水基防锈剂。
发明内容
为现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种水基防锈剂，其不仅防锈性好、防锈期长，并且具有高温稳定性好、易清除的优点，且对金属没有腐蚀性。
一方面，本发明提供了一种长效水基防锈剂，其按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA0001805989970000021
优选地，所述的长效水基防锈剂，其按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA0001805989970000022
Figure BDA0001805989970000031
更优选地，所述的长效水基防锈剂，其按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA0001805989970000032
所述的消泡剂为环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物。
在本发明的实施方案中，所述的防闪锈剂为阿克苏诺贝尔DGR81；所述的消泡剂为巴斯夫PE 6100；所述的有机高聚羧酸金属化合物为深圳市荣强科技有限公司生产的防锈添加剂F-8。
另一方面，本发明提供了一种长效水基防锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)取配方用量的水加热至50-70℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌40-80min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌20-40min后，即得到所述的水基防锈剂。
优选地，所述步骤(1)中加热的温度为55-65℃。
优选地，所述步骤(2)中搅拌的时间为50-70min。
优选地，所述步骤(3)中搅拌的时间为25-35min。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的长效水基防锈剂可以泛用于钢铁材料、铸铁、机械零部件、合金钢制品组件及材料的工序间防锈使用，防锈期长。
(2)本发明提供的长效水基防锈剂的防锈性好，不含氯化物、酚等有害物质，不会对皮肤造成灼伤，符合环保要求。
(3)本发明提供的长效水基防锈剂清洗方便，只需用高压水流即可完成清洗。
(4)本发明提供的长效水基防锈剂的稳定性好，高温下不易分解，室内贮存期长。
(5)本发明提供的长效水基防锈剂，可用于核电设备的防锈，具有优异的抗湿热和抗盐雾能力。
具体实施方式
实施例1一种长效水基防锈剂
其按重量百分比包括以下组分：
Figure BDA0001805989970000041
Figure BDA0001805989970000051
其制备方法为：
(1)取配方用量的水加热至70℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌80min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌20min后，即得到所述的水基防锈剂。
实施例2一种长效水基防锈剂
Figure BDA0001805989970000052
其制备方法为：
(1)取配方用量的水加热至50℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌40min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌40min后，即得到所述的水基防锈剂。
实施例3一种长效水基防锈剂
Figure BDA0001805989970000061
(1)取配方用量的水加热至55℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌70min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌25min后，即得到所述的水基防锈剂。
实施例4一种长效水基防锈剂
Figure BDA0001805989970000062
Figure BDA0001805989970000071
其制备方法为:
(1)取配方用量的水加热至65℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌50min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌35min后，即得到所述的水基防锈剂。
实施例5一种长效水基防锈剂
Figure BDA0001805989970000072
其制备方法为：
(1)取配方用量的水加热至60℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌60min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌30min后，即得到所述的水基防锈剂。
性能测试
将实施例1-5制备得到的长效水基防锈剂按照如下的实验方法进行性能检测，结果如下表所示：
稳定性采用目测的方法观察在65℃下的稳定性。
防锈性按照QB/T2117-1995规定的方法进行测试：防锈性(铸铁单片，5％水溶液，35±2℃,RH(90±2)％，天)。
腐蚀性按照GB/T2361-1992规定的方法进行测试(5％水溶液，铝片，49℃，24h)。
稳定性(65℃) 防锈性(天) 腐蚀性
实施例1 不浑浊，不分层 401 不变色
实施例2 不浑浊，不分层 390 不变色
实施例3 不浑浊，不分层 412 不变色
实施例4 不浑浊，不分层 435 不变色
实施例5 不浑浊，不分层 454 不变色
从上述性能测试结果可以看出，本发明提供的水基防锈剂的稳定性好，防锈性好，为390-454天，并且对金属没有腐蚀性。
应用例1预制钢筋结构骨架表面防锈
使用方法：将实施例5制备得到的长效水基防锈剂对预制钢筋结构骨架表面进行处理，用高压雾化泵将防锈剂直接喷涂在被涂物表面。每公斤喷涂面积：3-4m2/Kg,干膜厚度：0.07-0.2mm，用电动或手动工具清除基材表面的浮锈及异物；如果基材表面油污较厚较多可先用清洗剂清洗,或喷砂清理。
使用本发明提供的长效防锈剂处理过的预制钢筋骨架表面，在高温高湿裸露的环境下(夏季烈日下钢筋骨架表面温度在60-70℃以上，相对湿度80％以上，未经雨水冲刷)，无氧化侵蚀发生。测试用预制钢筋骨架在未经喷淋去除水性防护膜，直接灌浆浇筑成型。成型模块在室外自然环境下放置一年后，经破坏性压力测试，其内部钢筋骨架与混凝土的结合力、剥离强度高于未经处理过的模块。
应用例2工件清洗后阶段性防锈
使用方法：将本发明实施例5制备得到的长效水基防锈剂充分喷淋在作业部件表面，就会形成一层致密的水性防护膜，处理过的工件表面，无氧化侵蚀斑痕。把处理后的工件在通风的条件下，经6个月的存放后，工件表面的水性防护膜稳固，并且经高压水流冲洗后，防锈剂能快速的清除，无残留。
应用例3核电站设备防锈
本发明实施例5提供的水基防锈剂适用于核电设备，根据核电防污染及施工工艺要求，本发明提供的水基防锈剂的重金属和卤素元素必须在规定值以下，本发明提供的水基防锈剂符合核电设备施工的使用要求。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (8)

1.一种长效水基防锈剂，其特征在于：其按重量百分比包括以下组分：
Figure FDA0001805989960000011
2.如权利要求1所述的长效水基防锈剂，其特征在于：其按重量百分比包括以下组分：
Figure FDA0001805989960000012
3.如权利要求2所述的长效水基防锈剂，其特征在于：其按重量百分比包括以下组分：
Figure FDA0001805989960000013
Figure FDA0001805989960000021
4.如权利要求1-3任意一项所述的长效水基防锈剂，其特征在于：所述的消泡剂为环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物。
5.如权利要求1-3任意一项所述的长效水基防锈剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)取配方用量的水加热至50-70℃，边搅拌边加入配方用量的苯甲酸钠、三乙醇胺硼酸酯、防闪锈剂和癸二酸，搅拌至完全溶解，得到混合液A；
(2)将步骤(1)得到的混合液A冷却至室温后，加入配方用量的甘油、聚乙二醇和消泡剂后搅拌40-80min后，得到混合液B；
(3)边搅拌边向步骤(2)得到的混合液B中加入配方用量的有机高聚羧酸金属化合物，搅拌20-40min后，即得到所述的长效水基防锈剂。
6.如权利要求5所述的长效水基防锈剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加热的温度为55-65℃。
7.如权利要求5所述的长效水基防锈剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中搅拌的时间为50-70min。
8.如权利要求5所述的长效水基防锈剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中搅拌的时间为25-35min。
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