CN110964591B - 一种快速水置换防锈油及其制备方法 - Google Patents

一种快速水置换防锈油及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于金属防护技术领域，提供了一种快速水置换防锈油及其制备方法，所述快速水置换防锈油包括以下重量百分比的原料：氧化蜡膏5~20%、硬脂酸1~3%、丙烯酸树脂2~7%、脂肪酸脂肪胺复合物2~5%、羊毛酸与多元醇合成酯1~5%、余量为合成碳氢烷烃。本发明所得的防锈油具有优异的水置换性和水分离性，满足表面沾水的机械零部件涂油使用；同时，该防锈油为无灰型油品，不含金属盐，涂油零部件可直接装配使用，满足发动机、热处理等使用要求；油膜粘附性好、兼顾薄油膜与优异防锈效果，涂油零件长期叠合放置，不产生油斑锈蚀，适用于活塞环、轴承、发动机等精密部件防锈。

Description

一种快速水置换防锈油及其制备方法
技术领域
本发明属于金属防护技术领域，尤其涉及一种快速水置换防锈油及其制备方法。
背景技术
金属以其优良的使用性能和工艺加工性能，占据着现代工程材料的主导地位，然而金属部件及设备在加工、存储、运输、使用过程中会受到各种因素影响产生腐蚀，由金属腐蚀带来的直接与间接损失不可忽视，因此，防腐蚀问题已经成为我国金属加工行业的一个重要课题。
现有的常见防锈方法有在金属部件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料或者采用阴极保护法，然而，使用各种防锈油来保护金属工件是目前最常用的防护方法。当前，市场上存在的防锈油种类繁多，琳琅满目，但普遍防锈油产品中含有金属盐，使用后生灰分，导致发动机等零件磨损，或者涂油零件长期放置后，其叠合面易产生油斑锈蚀，不易去除；同时用量不易控制，需要达到特定油膜厚度才能起到阻隔空气的作用；防锈周期较短，不利于长期防锈使用。
由此可见，现有的防锈油产品存在无法同时兼顾薄油膜与防锈效果，且含有金属盐，易致涂抹部件产生磨损或油斑锈蚀，防锈周期较短的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种快速水置换防锈油，旨在解决现有的快速水置换防锈油产品存在无法同时兼顾薄油膜与防锈效果，且含有金属盐，易致涂抹部件产生磨损或油斑锈蚀，防锈周期较短的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种快速水置换防锈油，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏5～20％、硬脂酸1～3％、丙烯酸树脂2～7％、脂肪酸脂肪胺复合物2～5％、羊毛酸与多元醇合成酯1～5％、余量为合成碳氢烷烃。
本发明实施例还提供一种所述快速水置换防锈油的制备方法，所述方法包括：
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为140～175℃，空气流量为2～5L/min，反应5～8h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至60～80℃，搅拌混合均匀，即得。
本发明实施例中，通过氧化蜡膏、硬脂酸与丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃的相互配合，所得的防锈油，一方面，具有优异的水置换性和水分离性，满足表面沾水的机械零部件涂油使用；同时，该防锈油为无灰型油品，不含金属盐，涂油零部件可直接装配使用，满足发动机、热处理等使用要求；另一方面，油膜粘附性好、兼顾薄油膜与优异防锈效果，涂油零件长期叠合放置，不产生油斑锈蚀，适用于活塞环、轴承、发动机等精密部件防锈，防锈周期长。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过氧化蜡膏、硬脂酸与丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃的相互配合，所得的防锈油具有优异的水置换性和水分离性，满足表面沾水的机械零部件涂油使用，快速剥离置换水，水分离性好；即其可以直接置换金属表面、针孔和缝隙处的水分或湿气，以软而透明的薄膜形式覆盖在金属表面上。
同时，该防锈油为无灰型油品，不含金属盐，涂油零部件可直接装配使用，满足发动机、热处理等使用要求；另外，油膜对于金属表面粘附性较好，但对覆盖面的垃圾粘附性差，可同时兼顾薄油膜与优异防锈效果，涂油零件长期叠合放置，不产生油斑锈蚀，适用于活塞环、轴承、发动机等精密部件防锈，防锈周期长。
在本发明实施例中，该快速水置换防锈油包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏5～20％、硬脂酸1～3％、丙烯酸树脂2～7％、脂肪酸脂肪胺复合物2～5％、羊毛酸与多元醇合成酯1～5％、余量为合成碳氢烷烃。
其中，所述氧化蜡膏来源于进口AI公司的Counter6060，其熔点≤45℃，酸值≤50mg KOH/g。
在本发明实施例中，所述丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中一种或几种。
在本发明实施例中，所述丙烯酸树脂为硬丙烯酸树脂与软丙烯酸树脂的组合物，经实验研究发现，当所述硬丙烯酸树脂与软丙烯酸树脂的重量比例为1:1时，所得防锈油的油膜粘附性较好。其中，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯为硬丙烯酸树脂；丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯为软丙烯酸树脂。
在本发明实施例中，所述脂肪酸脂肪胺复合物由C16～C18的脂肪酸或二元酸与C16～C18胺或二胺，按羧基与单胺1：1进行加热复合，温度60～90℃，时间30～60分钟，形成具有优异防锈性、溶解性的添加剂；其熔点≤50℃，酸值≤20mg KOH/g。
在本发明实施例中，所述羊毛酸与多元醇合成酯可以选自禾大的EPN或佐野的LC50或LY50中的一种。
在本发明实施例中，所述合成碳氢烷烃为C16～C18或馏程180～250℃的烷烃，购自于国产的Nacosol D60。
在本发明一个优选地实施例中，该快速水置换防锈油包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏10～15％、硬脂酸1.5～2.5％、丙烯酸树脂3～6％、脂肪酸脂肪胺复合物3～4％、羊毛酸与多元醇合成酯2～4％、余量为合成碳氢烷烃。
在本发明一个优选地实施例中，该快速水置换防锈油包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏12.5％、硬脂酸2％、丙烯酸树脂4.5％、脂肪酸脂肪胺复合物3.5％、羊毛酸与多元醇合成酯3％、余量为合成碳氢烷烃。
在本发明实施例中，所述氧化蜡膏与硬脂酸的优选重量比例为6～7:1；经实验发现，以硬脂酸对氧化蜡膏进行调和，在特定反应温度、空气流量以及反应时间处理下，有利后续防锈成膜，提高产品水分离性。
在本发明实施例中，上述快速水置换防锈油的制备方法，包括：
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为140～175℃，空气流量为2～5L/min，反应5～8h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至60～80℃，搅拌混合均匀，即得。
在本发明一个优选的实施例中，上述将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为140～175℃，空气流量为2～5L/min，反应5～8h后，得第一混合物的步骤，具体包括：
将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为160～165℃，空气流量为2～3L/min，反应6～7h后，得第一混合物。
下面结合具体实施例对本发明的快速水置换防锈油的技术效果做进一步的说明，但这些实施例并不应认为是限制本发明的定义。
实施例1
一种快速水置换防锈油，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏5.8％、硬脂酸1％、甲基丙烯酸甲酯2.5％、脂肪酸脂肪胺复合物(油酸与硬脂胺复合物)2.5％、羊毛酸与多元醇合成酯(EPN)1.5％、合成碳氢烷烃(Nacosol D60)86.7％。
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将所述氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为145℃，空气流量为3L/min，反应5h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至60℃，搅拌混合均匀，即得。
实施例2
一种快速水置换防锈油，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏19.8％、硬脂酸3.7％、丙烯酸异辛酯6.5％、脂肪酸脂肪胺复合物(巴斯夫的SASOLO与AMINO复合物)4.5％、羊毛酸与多元醇合成酯(LC50)4.5％、合成碳氢烷烃(Nacosol D60)61％。
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将所述氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为170℃，空气流量为5L/min，反应8h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至80℃，搅拌混合均匀，即得。
实施例3
一种快速水置换防锈油，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏10.3％、硬脂酸1.5％、丙烯酸丁酯3％、脂肪酸脂肪胺复合物(油酸与硬脂胺复合物)3％、羊毛酸与多元醇合成酯(LY50)2.5％、合成碳氢烷烃(Nacosol D60)79.7％。
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将所述氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为155℃，空气流量为4L/min，反应5h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至70℃，搅拌混合均匀，即得。
实施例4
一种快速水置换防锈油，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏14.1％、硬脂酸2.5％、甲基丙烯酸甲酯5.2％、脂肪酸脂肪胺复合物(巴斯夫的SASOLO与AMINO复合物)3.5％、羊毛酸与多元醇合成酯(EPN)3.5％、合成碳氢烷烃(Nacosol D60)71.2％。
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将所述氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为165℃，空气流量为3L/min，反应7h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至70℃，搅拌混合均匀，即得。
实施例5
一种快速水置换防锈油，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏12.5％、硬脂酸2％、丙烯酸乙酯4.5％、脂肪酸脂肪胺复合物(油酸与硬脂胺复合物)3.5％、羊毛酸与多元醇合成酯(EPN)3％、合成碳氢烷烃(Nacosol D60)74.5％。
按照上述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将所述氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为165℃，空气流量为3L/min，反应6h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至70℃，搅拌混合均匀，即得。
将本发明实施例1-5制备得到的快速水置换防锈油的性能进行测定，测试结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0002322177860000061
Figure BDA0002322177860000071
综上，由表1可知，本发明实施例1-5制备得到的快速水置换防锈油以软而透明的薄膜形式覆盖在金属表面上，具有优异的水置换性和水分离性，满足表面沾水的机械零部件涂油使用；同时，其所形成薄膜厚度普遍为1.2μm左右，较传统厚膜而言，其防锈效果更佳，可同时兼顾薄油膜与优异防锈效果，涂油零件长期叠合放置，不产生油斑锈蚀，适用于活塞环、轴承、发动机等精密部件防锈，防锈周期长。
进一步，本发明在上述实施例的基础上，以实施例5的制备工艺为基础，研究了材料成分对膜厚度的影响，即通过改变丙烯酸树脂组成的配比，设计如下实施例6-8：
实施例6
除了将实施例5中丙烯酸乙酯成分替换为丙烯酸丁酯外，其余成分以及制备工艺均不变。
实施例7
除了将实施例5中丙烯酸乙酯的重量百分比含量减少至2.25％、补充丙烯酸丁酯2.25％外(将丙烯酸乙酯4.5％替换为丙烯酸乙酯2.25％与丙烯酸丁酯2.25％的组合物)，其余成分以及制备工艺均不变。
实施例8
除了将实施例5中丙烯酸乙酯的重量百分比含量减少至1.5％、补充丙烯酸丁酯3％外(将丙烯酸乙酯4.5％替换为丙烯酸乙酯1.5％与丙烯酸丁酯3％的组合物)，其余成分以及制备工艺均不变。
将实施例6-8所制备得到的快速水置换防锈油进行膜厚度测试以及防锈性能测试，测试结果见表2所示：
表2
Figure BDA0002322177860000081
综上，由表2可知，当丙烯酸树脂单独选为硬树脂或软树脂时，其膜厚度要厚于软树脂与硬树脂的组合，并且，在膜厚度减小的同时，并不影响其防锈效果，但当硬树脂与软树脂的组合比例为1:2时，其防锈效果不如硬树脂与软树脂的组合比例为1:1的防锈油，可能原因在于，软树脂含量越高，柔性越大，有利在金属表面铺展，但软树脂过多时，反而不利于膜厚度控制，防锈效果反而有轻微下降。
进一步，本发明在上述实施例的基础上，以实施例5的制备工艺为基础，研究了氧化蜡膏与硬脂酸占比对水置换性的影响，即通过改变氧化蜡膏与硬脂酸组成的配比，设计如下对比例1-3：
对比例1
除了将实施例5中氧化蜡膏的重量百分比含量减少至10％、硬脂酸含量增加至4.5％外，其余成分以及制备工艺均不变。
对比例2
除了将实施例5中氧化蜡膏的重量百分比含量减少至12％、硬脂酸含量增加至2.5％外，其余成分以及制备工艺均不变。
对比例3
除了将实施例5中氧化蜡膏的重量百分比含量增加至14％、硬脂酸含量减少至0.5％外，其余成分以及制备工艺均不变。
将实施例5以及对比例1-3所制备得到的防锈油进行水置换性测试以及防锈性能测试，测试结果见表3所示，其中，水置换速度测试方法为：将有连续水膜的冷轧钢板试片，浸入到防锈油试样中，从开始浸入到冷轧钢板片上水膜完全被置换所用时间。
表3
实施例5 对比例1 对比例2 对比例3
水置换性 无锈 生锈 无锈 生锈
水置换速度/s 20 62 29 73
综上，由表3可知，以硬脂酸对氧化蜡膏进行调和的配比直接影响着防锈油的水置换性能，当硬脂酸含量过高或者过低时，所得防锈油的水置换性能均不达标，且水置换速度较慢，因此，氧化蜡膏与硬脂酸的优选重量比例为6～7:1，在特定反应温度、空气流量以及反应时间处理下，有利后续防锈成膜，提高产品水分离性。
本发明实施例通过氧化蜡膏、硬脂酸与丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃的相互配合，所得的防锈油具有优异的水置换性和水分离性，满足表面沾水的机械零部件涂油使用，快速剥离置换水，水分离性好；即其可以直接置换金属表面、针孔和缝隙处的水分或湿气，以软而透明的薄膜形式覆盖在金属表面上。同时，该防锈油为无灰型油品，不含金属盐，涂油零部件可直接装配使用，满足发动机、热处理等使用要求；另外，油膜对于金属表面粘附性较好，但对覆盖面的垃圾粘附性差，可同时兼顾薄油膜与优异防锈效果，涂油零件长期叠合放置，不产生油斑锈蚀，适用于活塞环、轴承、发动机等精密部件防锈，防锈周期长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快速水置换防锈油，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏5~20%、硬脂酸 1~3% 、丙烯酸树脂2~7%、脂肪酸脂肪胺复合物 2~5%、羊毛酸与多元醇合成酯1~5%、余量为合成碳氢烷烃；
所述快速水置换防锈油的制备方法包括：
按照所述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为140~175℃，空气流量为2~5L/min，反应5~8h后，得第一混合物，降温备用；所述氧化蜡膏与硬脂酸的重量比例为6~7:1；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至60~80℃，搅拌混合均匀，即得。
2.如权利要求1所述的快速水置换防锈油，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏10~15%、硬脂酸 1.5~2.5%、丙烯酸树脂 3~6%、脂肪酸脂肪胺复合物3~4%、羊毛酸与多元醇合成酯 2~4%、余量为合成碳氢烷烃。
3.如权利要求1所述的快速水置换防锈油，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
氧化蜡膏12.5%、硬脂酸 2%、丙烯酸树脂 4.5%、脂肪酸脂肪胺复合物3.5%、羊毛酸与多元醇合成酯 3%、余量为合成碳氢烷烃。
4.如权利要求1所述的快速水置换防锈油，其特征在于，所述丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中一种或几种。
5.如权利要求1所述的快速水置换防锈油，其特征在于，所述丙烯酸树脂为硬丙烯酸树脂与软丙烯酸树脂的组合物，所述硬丙烯酸树脂与软丙烯酸树脂的重量比例为1:1；其中，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯为硬丙烯酸树脂；丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯为软丙烯酸树脂。
6.如权利要求1所述的快速水置换防锈油，其特征在于，所述脂肪酸脂肪胺复合物由C16~C18的脂肪酸或二元酸与C16~C18胺或二胺按重量比例1:1复合而成。
7.如权利要求1所述的快速水置换防锈油，其特征在于，所述合成碳氢烷烃为C16~C18或馏程180~250℃的烷烃。
8.一种如权利要求1~7任一项权利要求所述的快速水置换防锈油的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
按照如权利要求1~7任意一项所述的快速水置换防锈油的配方称取各组分备用；
将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为140~175℃，空气流量为2~5L/min，反应5~8h后，得第一混合物，降温备用；
将所述第一混合物、丙烯酸树脂、脂肪酸脂肪胺复合物、羊毛酸与多元醇合成酯以及合成碳氢烷烃放入容器中，加热至60~80℃，搅拌混合均匀，即得。
9.如权利要求8所述的快速水置换防锈油的制备方法，其特征在于，将氧化蜡膏以及硬脂酸置于氧化塔内，控制温度为160~165℃，空气流量为2~3L/min，反应6~7h后，得第一混合物。
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