CN110229615A - 一种金属缝隙防腐蜡组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属缝隙防腐蜡组合物及其应用。防腐蜡组合物按质量百分比计：蜡质材料5‑20％、丙烯酸改性醇酸树脂5‑15％、油溶性防锈添加剂5‑10％、防锈颜料2‑5％、有机硅树脂1‑5％、硅烷偶联剂0.1％‑1％、有机锡催干剂0.1％‑0.5％、异辛酸锆0.1‑0.2％、矿物油1‑5％、碳氢溶剂油50‑70％。本发明的防腐蜡组合物具有高效的渗透性、疏水性、低气味、粘合性、抗盐雾性能、表面干燥迅速、缝隙渗透性强、成膜透明、操作简便等优点。可以作为防腐蜡在汽车、家电、设备机械行业用于底盘、车架、铰链、螺栓等缝隙结构的防腐蚀。

Description

一种金属缝隙防腐蜡组合物及其应用

技术领域

本发明涉及金属防腐蚀领域，具体涉及一种应用于汽车、家电、设备机械行业，用于底盘、车架、铰链和螺栓等金属缝隙结构位置的防腐蚀涂覆。

背景技术

随着汽车在国内外市场上的产量和保有量逐渐增大，腐蚀问题也日渐受到了人们的重视，腐蚀类投诉成为了汽车市场的主要问题之一。以往，各汽车主机厂或设备厂家主要注重金属表面的防锈处理，对缝隙和边缘等位置的腐蚀容易忽视，而这些位置往往涂层薄、水分易蓄积、接触位置易磨损，极易出现腐蚀，例如在货运卡车的后车架各层板簧间缝隙、横梁与纵梁搭接缝隙、电镀螺栓缝隙等，乘用车座椅螺栓、底盘螺栓、车门铰链等位置存在较多缝隙或狭缝空间，由于前处理的渗透性与电泳漆泳透力问题无法在缝隙位置渗透，形成足够膜厚，加之较多区域属于活动摩擦区域，电泳漆膜成膜易遭到破坏，并且缝隙容易积水，造成这些位置极易造成腐蚀，给行车带来了安全隐患。

溶剂型防锈蜡因其防腐性能优异，操作简便，得以在汽车行业广泛应用。但是溶剂型防锈蜡粘度较大，导致其渗透性差，颜色较深，易遮盖车身颜色，使用仅限于底盘的表面部位，不适合缝隙和螺栓等位置的防锈。此外，溶剂型防锈蜡含有大量的200#溶剂油，根据SH/T0005《油漆工业用溶剂油》标准，200#溶剂油含有小于15％的芳烃，会带来刺激性气味。随着人们对安全环保意识的逐渐提升，各汽车主机厂对车内材料的安全性和舒适性的要求不断提高，车内异味便是首先要解决的问题。

水性防腐蜡相对安全环保，但水性防腐蜡由于水的表面张力大，难以渗透到缝隙深处，达不到防腐蚀的目的。乳化防腐蜡，以乳化的形式将水与添加剂混合，达到了不易燃的安全性目的。不过，这种形式在焊缝位置的蜡膜过厚，水分不易挥发，部分水分被封堵在缝隙中，易引起内腔气穴腐蚀。同时，水性防腐蜡产品在冬季会出现不可恢复的冻结现象，进而破乳，无法使用。低温环境下水性产品的挥发速度极慢，不易成膜，故不适用于缝隙的防锈。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种高渗透性、高疏水性、低气味的金属缝隙防腐蜡组合物。

本发明采用的技术方案是：一种金属缝隙防腐蜡组合物，按重量百分比由以下原料制成：

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述蜡质材料，包括全精炼石蜡，即以含油蜡为原料，经溶剂脱油，再经加氢精制或白土精制所得到的58#至70#全精炼石蜡；也包括熔点在68-85℃的微晶蜡，即白色无定形非晶状固体蜡；也包括合成类蜡质材料，比如N-油酰肌氨酸-十八胺盐和聚乙烯蜡。也即，所述蜡质材料选自熔点在68-85℃的微晶蜡、聚乙烯蜡、N-油酰肌氨酸-十八胺盐、58#～70#全精炼石蜡中的一种或两种以上的组合。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述丙烯酸改性醇酸树脂可以具有不饱和C＝C双键，可以具有氧进行交联固化的结构，例如丙烯酸改性的桐油基醇酸树脂、丙烯酸改性的亚麻油基醇酸树脂、和丙烯酸改性的大豆油基醇酸树脂。也即，所述丙烯酸改性醇酸树脂选自丙烯酸改性的桐油基醇酸树脂、丙烯酸改性的亚麻油基醇酸树脂、丙烯酸改性的大豆油基醇酸树脂中的一种或两种以上的组合。所述丙烯酸改性醇酸树脂油度为40～80％，优选油度为45～65％；碘值为50～200(g/100g)，优选碘值为100～180(g/100g)。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述油溶性防锈添加剂选自二壬萘基磺酸锂、羊毛脂镁皂、羊毛脂季戊四醇酯、改性氧化石油脂、高碱值触变型磺酸铈、石油磺酸钙中的一种或两种以上的组合。更优选的，所述油溶性防锈添加剂中，酸值为10-30mgKOH/g，优选为10～20mgKOH/g；平均分子量为1000～2500之间，优选为1200～2000之间。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述防锈颜料选自正磷酸锌铝、改性三聚磷酸铝钼、改性磷酸锌锶、改性氧化锌中的一种或两种以上的组合。所述防锈颜料平均粒径为10～50微米，优选平均粒径为15～35微米的防锈颜料。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述有机硅树脂可以为具有甲基或甲氧基结构的液态聚硅氧烷，在常温湿气条件，通过有机锡催干剂，进行自干交联固化。二氧化硅含量为50-80％，优选二氧化硅含量为60-75％。所述有机硅树脂选自有机硅改性聚醚、甲氧基有机硅树脂、甲基有机硅环氧树脂、高含氢硅油树脂中的一种或两种以上的组合。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的组合。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述有机锡催干剂选自二月桂酸二丁基锡、二乙酰丙酮二丁锡、二乙酰基氧基二丁基锡的一种或两种以上的组合。

优选的，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物中，所述矿物油选自150BS、500SN、650SN中的一种或两种以上的组合；所述碳氢溶剂油选自D40碳氢溶剂油、D60碳氢溶剂油、异构C10-C16烷、正构C10-16烷中的一种或两种以上的组合。所述D40碳氢溶剂油和D60碳氢溶剂油中芳烃含量为0-50ppm(质量分数)，优选为0-20ppm(质量分数)，闪点为30-80℃，优选为35-60℃。

本发明的金属缝隙防腐蜡组合物，可以通过高速剪切分散或搅拌，加温溶解所述组合物，使得组合物中蜡质材料、丙烯酸改性醇酸树脂、油溶性防锈添加剂、防锈颜料、有机硅树脂、硅烷偶联剂，有机锡催干剂和碳氢溶剂油成分混合均匀。优选的，分散所需设备可以是高速分散机，转速500～2000转/分钟，优选转速800～1500转/分钟，分散时间为0.5h～4h，优选时间为1～3h。

本发明的金属缝隙防腐蜡组合物，作为防腐蚀材料，可应用于汽车、家电、设备机械等行业，用于底盘、车架、铰链、螺栓等金属缝隙结构位置的防腐蚀涂覆，可以采用罐装气雾剂喷涂、空气及无气喷涂和刷涂等施工工艺。

使用本发明的金属缝隙防腐蜡组合物进行涂覆的材料，可以是任何易于被腐蚀的金属材料，特别是钢、铜、铝、锌、镁单一材质或组合合金材料上。

使用本发明的金属缝隙防腐蜡组合物进行涂覆的材料，还可以是其他金属和金属合金，包括金、银、铝、铁、铜、锡、锌、铅、钛等，以及它们的合金。

使用本发明的金属缝隙防腐蜡组合物进行涂覆的材料，也可以包含非金属零部件，可以是任何的结构和形状，包括在非金属材料表面上的金属结构镀层或者是完全由金属材料构成的基材，亦或是金属材料表面上的非金属涂层。

本发明的金属缝隙防腐蜡组合物，可以通过喷涂涂覆(压缩空气喷涂和无气喷涂)、罐装气雾剂喷涂、刷涂的方式施用于金属材料表面、缝隙和铰链等位置。所获得的防腐蜡涂层厚度通常为50～100μm，可以达到长期耐蚀性。

本发明的有益效果是：本发明的金属缝隙防腐蜡组合物，利用丙烯酸改性醇酸树脂和碳氢溶剂油的优异渗透作用，在金属结构缝隙内部成膜及填充，利用有机硅树脂的胶粘和疏水作用、丙烯酸改性醇酸树脂的氧固化作用，使成膜更牢固，强度更高，疏水性更好。同时有机硅树脂可以明显增加疏水性和蜡膜耐高温性，有效避免夏季户外雨水和高温对防腐蜡的影响，并且本发明的金属缝隙防腐蜡组合物不同于水基产品的是更便于在冬季施工，不易出现冻结现象。本发明采用低芳烃含量的碳氢溶剂作为碳氢溶剂油，有效降低防锈蜡气味和刺激性。总之，本发明的金属缝隙防腐蜡组合物与传统防锈蜡相比有更优渗透性、耐水性、低气味和防腐性能。

附图说明

图1为本发明金属缝隙防腐蜡组合物与市售溶剂型底盘防锈蜡的渗透性试验效果图。

图2为本发明金属缝隙防腐蜡组合物与市售溶剂型底盘防锈蜡的耐水性试验效果图。

具体实施方式

实施例1

(一)金属缝隙防腐蜡组合物，按重量百分比，组成如表1：

表1

(二)制备方法如下：

1)将150BS和异构十六烷烃于容器中常温搅拌均匀，将改性氧化锌、改性磷酸锌锶、丙烯酸改性亚麻油基醇酸树脂加入容器中，以800转/分钟高速分散，分散搅拌60分钟。

2)加入D40碳氢溶剂油，以800转/分钟高速分散，分散搅拌60分钟。

3)依次加入70#全精炼石蜡、熔点为80℃的微晶蜡、石油磺酸钙、改性氧化石油脂，升温至80℃，以1000转/分钟高速搅拌，搅拌60分钟，冷却至常温。

4)加入有机硅改性聚醚、甲氧基有机硅树脂、二月桂酸二丁基锡、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异辛酸锆，开启真空脱水，以800转/分钟高速搅拌，搅拌30分钟。

实施例2

(一)金属缝隙防腐蜡组合物，按重量百分比，组成如表2：

表2

(二)制备方法如下：

1)将正磷酸锌铝、改性三聚磷酸铝钼、丙烯酸改性的桐油基醇酸树脂和650SN，加入到D60碳氢溶剂油中，以1200转/分钟，分散搅拌60分钟。

2)依次加入聚乙烯蜡、68#全精炼石蜡、美国W445微晶蜡、高碱值触变型磺酸铈，90℃条件下，1500转/分钟高速搅拌，搅拌1.5h，降温至30℃。

3)加入高含氢硅油树脂、甲氧基有机硅树脂、聚甲基三乙氧基硅烷、二乙酰丙酮二丁锡、二乙酰基氧基二丁基锡、异辛酸锆，开启真空脱水，1200转/分钟高速搅拌，搅拌10分钟。

实施例3

(一)金属缝隙防腐蜡组合物，按重量百分比，组成如表3：

表3

(二)制备方法如下：

1)将改性三聚磷酸铝钼、500SN、丙烯酸改性的大豆油基醇酸树脂加入异构十一烷烃中，以850转/分钟，分散搅拌60分钟。

2)依次加入二壬萘基磺酸锂、羊毛脂镁皂、N-油酰肌氨酸-十八胺盐，微晶蜡，1100转/分钟高速搅拌，在100℃条件下搅拌1.5h；降温至20℃。

3)加入甲基有机硅环氧树脂、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、高含氢硅油树脂、二乙酰基氧基二丁基锡、异辛酸锆，开启真空脱水，800转/分钟高速搅拌，搅拌10分钟。

实施例4

1、性能检测

将实施例1-3制备的金属缝隙防腐蜡组合物与市购的溶剂型汽车底盘防锈蜡产品进行性能检测，结果如表4。

表4防腐蜡组合物性能对比

注：气味评判标准：共分6个等级；1＝无异味；2＝稍有气味；3＝有味道，但不刺激；4＝有刺激性气味；5＝强烈的刺激性气味；6＝无法忍受的味道。

由表4可见，实施例1-3产品气味在2.5-3级，优于市购产品的5级水平，对人体的刺激性更小；由于有机硅树脂的引入，实施例1-3产品的滴点在142-202℃，高于市购产品的115℃，更适合有接触高温的结构件缝隙。同时，实施例盐雾性能明显优于市购产品。

2、渗透性试验

方法：将两块100×200mm的玻璃板紧贴，制成中间缝隙为100微米试验模块，将一段浸入防锈蜡中1分钟，深度1cm，然后马上垂直倒置，在25℃的条件下，放置24h，然后量取蜡液流淌距离。

结果如图1所示，由图1可见，实施例1-3样品在3.1-7.5cm之间，存在一定的渗透性，对缝隙可进行良好的填充和吸附，而市购产品虽防锈性能达标，但对缝隙无良好的渗透性，无法阻止腐蚀介质渗透到缝隙中。

3、耐水性试验

方法：参照GB/T 5209测试结果，如图2所示，由图2可见，实施例1-3样品的耐水性由于有机硅树脂的引入，有机硅树脂具有耐高温与疏水性，耐水性明显优于市购产品。

Claims (10)

1.一种金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：按重量百分比由以下原料制成：

2.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述蜡质材料选自熔点在68-85℃的微晶蜡、聚乙烯蜡、N-油酰肌氨酸-十八胺盐、58#～70#全精炼石蜡中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述丙烯酸改性醇酸树脂的油度为40～80％、碘值为50～200(g/100g)，所述丙烯酸改性醇酸树脂选自丙烯酸改性的桐油基醇酸树脂、丙烯酸改性的亚麻油基醇酸树脂、丙烯酸改性的大豆油基醇酸树脂中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述油溶性防锈添加剂选自二壬萘基磺酸锂、羊毛脂镁皂、羊毛脂季戊四醇酯、改性氧化石油脂、高碱值触变型磺酸铈、石油磺酸钙中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述防锈颜料选自正磷酸锌铝、改性三聚磷酸铝钼、改性磷酸锌锶、改性氧化锌中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述有机硅树脂中二氧化硅含量在50-80％，所述有机硅树脂选自有机硅改性聚醚、甲氧基有机硅树脂、甲基有机硅环氧树脂、高氢硅油中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述有机锡催干剂选自二月桂酸二丁基锡、二乙酰丙酮二丁锡、二乙酰基氧基二丁基锡的一种或两种以上的组合。

9.根据权利要求1所述的金属缝隙防腐蜡组合物，其特征在于：所述的矿物油选自150BS、500SN、650SN中的一种或两种以上的组合；所述碳氢溶剂油选自D40碳氢溶剂油、D60碳氢溶剂油、异构C10-C16烷、正构C10-16烷中的一种或两种以上的组合；所述D40碳氢溶剂油和D60碳氢溶剂油中芳烃含量在0-20ppm。

10.权利要求1～9任一项所述的金属缝隙防腐蜡组合物作为防腐材料在金属缝隙结构中的应用。