CN112159610A

CN112159610A - 一种防锈涂料及其制备方法

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Publication number: CN112159610A
Application number: CN202010957910.4A
Authority: CN
Inventors: 刘坚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-01-01

Abstract

本发明涉及一种防锈涂料及其制备方法，属于防锈材料制备技术领域。本发明首先以香蕉皮为原料，匀浆浓缩得到富含鞣质的浓缩液，接着以米糠为原料，先用碱性蛋白酶提取得到米糠蛋白酶解滤液，再用酸浸碱沉的方法制得米糠植酸，接着本发明以叔碳酸乙烯酯、有机氟单体、甲基丙烯酸为原料，制得氟碳乳液，最后将氟碳乳液和浓缩液、酶解滤液和沉淀物共混研磨反应，最终制得防锈涂料，本发明制备的复合防锈涂料防锈时间长，防锈效果好，具有广阔的应用前景。

Description

一种防锈涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防锈涂料及其制备方法，属于防锈材料制备技术领域。

背景技术

金属腐蚀防护方法对提高金属基体使用寿命尤为重要，其中防止金属腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层。然而，传统的防锈涂料不仅含有许多有毒重金属物质，对环境及人体健康造成了极大的危害。

金属材料在制造、贮运和使用过程中很容易受外界环境或介质的影响而发生腐蚀，表面腐蚀生锈后会使设备的性能、商品价值产生极大的损害，甚至会大大影响其使用寿命，或造成重大事故，给国民经济和国防建设造成重大损失。因此，金属材料的防护对机械制造行业发展水平、对安全生产、对自然资源的利用效率有重要的意义。

软膜防锈是钢丝表面防护的重要途径之一，与其他类型的防锈油相比，具有不粘灰，清洁美观，使用方便，油膜不用去除，可带膜装配等优点，具有广泛的应用范围。但由于现有软膜防锈油产品往往偏重于某特定几方面的性能，油膜较薄、易流淌或干裂发脆，综合性能不好，在使用环境相对复杂或恶劣的情况下防锈效果差。一种防锈软膜组合物及其制备方法，防锈软膜中的气相缓蚀剂具有自挥发性，干燥成膜后的防锈膜能自动挥发出防锈气体，这种防锈气体可有效防止防锈膜损坏部位（自修复前）或漏涂部位的钢丝腐蚀，特别适用于内腔、管道、沟槽等易出现漏涂现象的工件内表面，但是这种膜防锈时间不够长；同时，其机理为当防锈膜在使用过程中，受到挤压、刮划、碰撞、冲刷等破坏时，微胶囊防锈剂的壁材也会随之破损，此时，微胶囊内的防锈剂可自动流出并成膜，从而赋予防锈软膜自修复功能，这就造成加入没有破损或者较少破损的情况下，防锈效果会打折扣。

凡是金属制品都面临着防锈的问题，随着工业生产的日新月异，防锈方法已经从最简单的电镀、浸涂、真空包装、油漆、涂用防锈油，发展到用VCI气相防锈方法，大量运用于黑色金属及其制品的防锈。

机械在运行和贮存中很难不与空气中的氧、湿气或其它腐蚀性介质接触，这些物质在金属表面将发生电化学腐蚀而生锈，要防止锈蚀就得阻止以上物质与金属接触，需要使用防锈剂在金属表面形成一层薄膜，防止金属锈蚀的化学品，随着工业的发展，机械技术的进步，设计一种生产工艺简单，成本低且能快速自干，使用方便，防锈时间长的防锈剂以满足市场需求，是非常必要的。

现有技术中的防锈涂料存在：防锈效果一般、抗氧化性一般、防锈时间较短，容易脱落等问题。

因此，发明一种优良的防锈涂料对防锈材料领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的防锈涂料容易脱落，防锈效果差，防锈时间短的缺陷，提供了一种防锈涂料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种防锈涂料，包括浓缩液、酶解滤液、沉淀物和氟碳乳液。

一种防锈涂料，按重量份数计，包括15～20份浓缩液、10～12份酶解滤液、10～15份沉淀物和70～80份氟碳乳液。

一种防锈涂料，所述浓缩液是由香蕉皮和去离子水制成。

一种防锈涂料，所述酶解滤液是由米糠、碱性蛋白酶、去离子水、氢氧化钠溶液制成。

一种防锈涂料，所述沉淀物是由酶解滤渣，去离子水、盐酸、氢氧化钠溶液制成。

一种防锈涂料，所述酶解滤渣是由米糠、碱性蛋白酶、去离子水、氢氧化钠溶液制成。

一种防锈涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）浓缩液的制备；

（2）酶解滤液的制备；

（3）沉淀物的制备；

（4）氟碳乳液的制备；

（5）防锈涂料的制备。

一种防锈涂料的制备方法，具体制备步骤为：

（1）浓缩液的制备：

将香蕉皮和去离子水混合后放入高速匀浆机中，匀浆处理，将得到的香蕉皮匀浆用纱布过滤后得到滤液，再用滤液移入旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩，得到浓缩液；

（2）酶解滤液的制备：

称取米糠放入胶体磨中研磨处理，得到米糠粉末粉碎物，将去离子水和米糠粉末粉碎物混合后装入酶解罐中，再向酶解罐中加入碱性蛋白酶，并由氢氧化钠溶液调节pH 至8～9，酶解处理，酶解结束后过滤分离得到酶解滤液和酶解滤渣；

（3）沉淀物的制备：

将去离子水和上述酶解滤渣混合后装入反应釜中，用盐酸调节pH至2.0，并加热升高反应釜温度，搅拌反应后，过滤分离得到滤液，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.0～8.0，过滤收集得到沉淀物；

（4）氟碳乳液的制备：

将含氟丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯和甲基丙烯酸以及辛基酚聚氧乙烯醚混合后放入反应釜中，搅拌乳化，得到混合单体预乳化液；

将辛基酚聚氧乙烯醚、碳酸氢钠和水装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，并将四口烧瓶移入油浴锅中，加热升温，搅拌混合得到预制底液；

向上述四口烧瓶中加入过硫酸钾，搅拌混合后，将混合单体预乳化液装入四口烧瓶上的滴液漏斗中，控制滴加速率使混合单体预乳化液在70～80min内滴加完毕，边滴加边搅拌反应，反应结束后得到氟碳乳液；

（5）防锈涂料的制备：

称取浓缩液、酶解滤液、沉淀物和氟碳乳液装入胶体磨中，研磨混合，研磨混合结束后出料装罐，即得防锈涂料。

一种防锈涂料的制备方法，具体制备步骤为：

（1）浓缩液的制备：

按质量比为1:2将香蕉皮和去离子水混合后放入高速匀浆机中，以7000～7800r/min转速匀浆处理30～40min，将得到的香蕉皮匀浆用纱布过滤后得到滤液，再用滤液移入旋转蒸发仪中，在60～70℃下旋蒸浓缩20～30min，得到浓缩液；

（2）酶解滤液的制备：

称取米糠放入胶体磨中研磨处理1～2h，得到米糠粉末粉碎物，按质量比为10:1将去离子水和米糠粉末粉碎物混合后装入酶解罐中，再向酶解罐中加入米糠质量2%的碱性蛋白酶，并由氢氧化钠溶液调节pH 至8～9，在50～60℃下酶解处理5～8h，酶解结束后过滤分离得到酶解滤液和酶解滤渣；

（3）沉淀物的制备：

按质量比为8:1将去离子水和上述酶解滤渣混合后装入反应釜中，用浓度为0.5mol/L盐酸调节pH至2.0，并加热升高反应釜温度至50～60℃，搅拌反应2～3h后，过滤分离得到滤液，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.0～8.0，过滤收集得到沉淀物；

（4）氟碳乳液的制备：

按质量比为20:30:10:1将含氟丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯和甲基丙烯酸以及辛基酚聚氧乙烯醚混合后放入反应釜中，在45～55℃下以200～300r/min的转速搅拌乳化20～30min，得到混合单体预乳化液；

按质量比为1:3:50将辛基酚聚氧乙烯醚、碳酸氢钠和水装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，并将四口烧瓶移入油浴锅中，加热升温至75～85℃，搅拌混合15～20min得到预制底液；

向上述四口烧瓶中加入预制底液质量3～5%的过硫酸钾，搅拌混合5～10min后，将预制底液质量60%的混合单体预乳化液装入四口烧瓶上的滴液漏斗中，控制滴加速率使混合单体预乳化液在70～80min内滴加完毕，边滴加边搅拌反应4～5h，反应结束后得到氟碳乳液；

（5）防锈涂料的制备：

按重量份数计，称取15～20份浓缩液、10～12份酶解滤液、10～15份沉淀物和70～80份上述氟碳乳液装入胶体磨中，以500～600r/min的转速研磨混合1～2h，研磨混合结束后出料装罐，即得防锈涂料。

本发明的有益技术效果是：

（1）本发明首先以香蕉皮为原料，匀浆浓缩得到富含鞣质的浓缩液，接着以米糠为原料，先用碱性蛋白酶提取得到米糠蛋白酶解滤液，再用酸浸碱沉的方法制得米糠植酸，接着本发明以叔碳酸乙烯酯、有机氟单体、甲基丙烯酸为原料，制得氟碳乳液，最后将氟碳乳液和浓缩液、酶解滤液和沉淀物共混研磨反应，最终制得防锈涂料，本发明制得的复合防锈涂料以氟碳乳液为基体，由于氟碳乳液本身黏结性较好，能够牢固的附着在金属基体表面，不容易脱落，耐酸碱性强，稳定性极佳，起到了初步的防锈作用；

（2）其次本发明以香蕉皮为原料，匀浆浓缩得到富含鞣质的浓缩液，接着以米糠为原料，先用碱性蛋白酶提取得到米糠蛋白酶解滤液，再用酸浸碱沉的方法制得米糠植酸，植酸为环己六醇六磷酸酯，分子结构中6个磷酸基只有一个处在α位，其他5个均在e位上．其中有4个磷酸基处于同一平面上，是一种金属多齿螯合剂，因此植酸在金属表面同金属络合时，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，能有效地阻止氧等进入金属表面，处理后的金属表面由于形成的单分子的空穴电子导电层，导电层与钝化金属膜导电引出腐蚀电流，从而达到抗静电和防锈作用，另外鞣质可与蛋白酶解滤液中的米糠蛋白结合生成致密、柔韧、难于透水且不易腐败的革层，再一次提高金属的防锈性能，使得最终制得的防锈涂料不容易脱落，防锈效果和防锈时间都得到了改善，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

浓缩液的制备：

酶解滤液的制备：

沉淀物的制备：

氟碳乳液的制备：

（1）按质量比为20:30:10:1将含氟丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯和甲基丙烯酸以及辛基酚聚氧乙烯醚混合后放入反应釜中，在45～55℃下以200～300r/min的转速搅拌乳化20～30min，得到混合单体预乳化液；

（2）按质量比为1:3:50将辛基酚聚氧乙烯醚、碳酸氢钠和水装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，并将四口烧瓶移入油浴锅中，加热升温至75～85℃，搅拌混合15～20min得到预制底液；

（3）向上述四口烧瓶中加入预制底液质量3～5%的过硫酸钾，搅拌混合5～10min后，将预制底液质量60%的混合单体预乳化液装入四口烧瓶上的滴液漏斗中，控制滴加速率使混合单体预乳化液在70～80min内滴加完毕，边滴加边搅拌反应4～5h，反应结束后得到氟碳乳液；

防锈涂料的制备：

实例1

浓缩液的制备：

酶解滤液的制备：

沉淀物的制备：

氟碳乳液的制备：

防锈涂料的制备：

实例2

浓缩液的制备：

酶解滤液的制备：

沉淀物的制备：

氟碳乳液的制备：

防锈涂料的制备：

实例3

浓缩液的制备：

酶解滤液的制备：

沉淀物的制备：

氟碳乳液的制备：

防锈涂料的制备：

对比例1：制备方法和本发明的实例1类似，不同之处在于不添加本发明的浓缩液；

对比例2：制备方法和本发明的实例1类似，不同之处在于不添加本发明的酶解滤液；

对比例3：制备方法和本发明的实例1类似，不同之处在于不添加本发明的沉淀物；

分别对本发明和对比例中的防锈涂料进行性能检测，检测结果如表1所示：

检测方法：

防锈测试：防锈处理温度为长钢提供的上线温度，防锈剂温度为室温，处理时间2s，钢筋经过防锈涂料处理后，经过48h，进行雨水冲刷腐蚀试验。

防锈膜附着稳定性测试：用砂纸打磨经防锈剂处理后的钢筋表面5min，计算打磨后钢筋防锈膜脱落面积占原来面积的比例，脱落的面积越多，防锈附着稳定性越差。

自腐蚀电位参照JTS153-3-2007的标准进行检测。

表1防锈材料性能测定结果

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							雨水冲刷后防锈钢筋表面状况	极少量点状红褐色锈蚀物	极少量点状红褐色锈蚀物	极少量点状红褐色锈蚀物	明显点状连续状红褐色锈蚀物	明显点状连续状红褐色锈蚀物	明显点状连续状红褐色锈蚀物
防锈膜脱落面积比（%）	6	3	1	20	25	23
							自腐蚀电位（E<sub>C</sub>/V）	-0.65	-0.59	-0.55	-0.72	-0.70	-0.65

通过表1能够看出，本发明制备的复合防锈涂料防锈时间长，防锈效果好，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳方式，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种防锈涂料，其特征在于：包括浓缩液、酶解滤液、沉淀物和氟碳乳液。

2.根据权利要求1所述的一种防锈涂料，其特征在于：按重量份数计，包括15～20份浓缩液、10～12份酶解滤液、10～15份沉淀物和70～80份氟碳乳液。

3.根据权利要求1所述的一种防锈涂料，其特征在于：所述浓缩液是由香蕉皮和去离子水制成。

4.根据权利要求1所述的一种防锈涂料，其特征在于：所述酶解滤液是由米糠、碱性蛋白酶、去离子水、氢氧化钠溶液制成。

5.根据权利要求1所述的一种防锈涂料，其特征在于：所述沉淀物是由酶解滤渣，去离子水、盐酸、氢氧化钠溶液制成。

6.根据权利要求5所述的一种防锈涂料，其特征在于：所述酶解滤渣是由米糠、碱性蛋白酶、去离子水、氢氧化钠溶液制成。

7.一种防锈涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）浓缩液的制备；

（2）酶解滤液的制备；

（3）沉淀物的制备；

（4）氟碳乳液的制备；

（5）防锈涂料的制备。

8.根据权利要求7所述的一种防锈涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）浓缩液的制备：

（2）酶解滤液的制备：

（3）沉淀物的制备：

（4）氟碳乳液的制备：

（5）防锈涂料的制备：

9.根据权利要求7所述的一种防锈涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）浓缩液的制备：

（2）酶解滤液的制备：

（3）沉淀物的制备：

（4）氟碳乳液的制备：

（5）防锈涂料的制备：