CN113088119A - 一种水基铝专用防锈液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水基铝专用防锈液及其制备方法，其中，水基铝专用防锈液由以下重量份数的组分组成：分散剂0.01‑5份，碱性剂0.01‑10份，脂肪酸0.01‑5份，成膜剂0.01‑10份，铝缓蚀剂0.01‑5份，消泡剂0.01‑0.2份，去离子水50‑90份。本发明提供的水基铝专用防锈液不但对铝材质具备优异的碱腐蚀抑制性能外，还可保证后续存储过程中不产生白毛腐蚀现象，而且不含亚硝酸盐、铬酸盐、重金属等有害物质安全环保，满足RoSH 2.0指令。

Description

一种水基铝专用防锈液及其制备方法

技术领域

本发明属于防锈技术领域，具体涉及一种水基铝专用防锈液及其制备方法。

背景技术

水基防锈液广泛应用于汽车、机加、五金等行业，其中，汽车行业用量最为可观。以汽车行业来看，水基防锈液用于工序间转存防锈，为汽车零部件起到暂时性防锈保护。随着汽车行业《汽车轻量化》的发展，铝材质在逐渐取代黑色金属。铝材质的汽车零部件在生产及工序间存储过程中经常会出现变黑或产生白斑等问题，这主要是由于铝的腐蚀所引起。

汽车行业铝工件在加工或转存过程中经常会出现两种腐蚀形式。第一种是浸泡化学品(切削液，清洗剂，塑性加工液…等，通常为碱性)后，铝件发黑，此类腐蚀现象通常称之为碱腐蚀；第二种为存放一段时间后成白斑，难以去除，此类腐蚀现象通常称之为白毛腐蚀。

目前市面中常见防锈液显碱性，并含有一些盐类物质。此类防锈液与铝表面接触前期不会产生变黑现象，但在现场存放1-3天时，会出现白斑现象。白斑很难去除，通常只能通过打磨的方式进行去除，这无疑对现场生产效率造成较大的影响。

发明内容

针对以上现有技术的不足之处，本发明提供了一种水基铝专用防锈液及其制备方法。

本发明第一方面提供的一种水基铝专用防锈液，由以下重量份数的组分组成：

分散剂0.01-5份，碱性剂0.01-10份，脂肪酸0.01-5份，成膜剂0.01-10份，铝缓蚀剂0.01-5份，消泡剂0.01-0.2份，去离子水50-90份。

进一步的，所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、醚羧酸、多元氨基醇醚、有机聚氨酯中任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述碱性剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺、氢氧化钠、偏硅酸钠中任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述脂肪酸为正辛酸、新癸酸、辛癸酸、异壬酸、癸二酸、油酸、妥尔油中任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述成膜剂为油酸酯、聚酯、聚醚、聚乙二醇、高级脂肪酸酯中任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述铝缓蚀剂为偏硅酸钠、硅烷酮、改性苯骈三氮唑、改性氨基酸、磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯中任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述消泡剂为二甲基硅油、聚氧乙烯醚、有机硅聚氧乙烯醚中任意一种或两种以上的组合。

本发明第二方面提供的一种水基铝专用防锈液的制备方法，包括如下步骤：

1)在反应釜中依次加入25-45份去离子水、0.01-5份分散剂，搅拌10-15min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

2)将0.01-10份碱性剂和0.01-5份脂肪酸加入到第一混合液中后，将反应釜加热到70℃-80℃，搅拌20-30min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

3)向第二混合液中加入25-45份去离子水，再将反应釜中液体降温至40-50℃，再依次加入0.01-10份成膜剂和0.01-5份铝缓蚀剂，在40-50℃下，搅拌30-40min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

4)待第三混合液的温度为35-40℃时，将0.01-0.2份消泡剂加入第三混合液中，搅拌15-20min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。

本发明提供的水基铝专用防锈液及其制备方法，其中，水基铝专用防锈液通过使用铝缓蚀剂可起到碱腐蚀抑制性能，防止铝件在高温下长久浸泡防锈液时变色及发黑现象，碱性剂的使用不但能够调节防锈液的PH值，还能够与脂肪酸混合后生成具有一定防锈性的脂肪酸盐类物质，通过铝缓蚀剂和脂肪酸盐类物质的协同作用，可使本发明提供的水基铝专用防锈液的稀释比例提高，进而降低使用成本；同时，脂肪酸盐类物质也可使铝工件表面具有一定的疏水性，进而使本发明提供的水基铝专用防锈液附着在工件表面后用水冲洗即可完全去除表面残留物；此外，本发明中的分散剂可协助铝缓蚀剂的铺展，在保证防锈液的成膜连续性的同时，还能够使本发明提供的水基铝专用防锈液在工件表面的成膜较薄，便于工件的后续工序生产；通过成膜剂在铝件表面成膜，可阻碍铝与水蒸气、二氧化碳接触，提高铝防白毛性能。总之，本发明提供的水基铝专用防锈液不但对铝材质具备优异的碱腐蚀抑制性能外，还可保证后续存储过程中不产生白毛腐蚀现象，而且不含亚硝酸盐、铬酸盐、重金属等有害物质安全环保，满足RoSH 2.0指令。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明提供的一种水基铝专用防锈液，由以下重量份数的组分组成：

分散剂0.01-5份，碱性剂0.01-10份，脂肪酸0.01-5份，成膜剂0.01-10份，铝缓蚀剂0.01-5份，消泡剂0.01-0.2份，去离子水50-90份。

本发明提供的水基铝专用防锈液，通过使用铝缓蚀剂可起到碱腐蚀抑制性能，防止铝件在高温下长久浸泡防锈液时变色及发黑现象，碱性剂的使用不但能够调节防锈液的PH值，还能够与脂肪酸混合后生成具有一定防锈性的脂肪酸盐类物质，通过铝缓蚀剂和脂肪酸盐类物质的协同作用，可使本发明提供的水基铝专用防锈液的稀释比例提高，进而降低使用成本；同时，脂肪酸盐类物质也可使铝工件表面具有一定的疏水性，进而使本发明提供的水基铝专用防锈液附着在工件表面后用水冲洗即可完全去除表面残留物；此外，本发明中的分散剂可协助铝缓蚀剂的铺展，在保证防锈液的成膜连续性的同时，还能够使本发明提供的水基铝专用防锈液在工件表面的成膜较薄，便于工件的后续工序生产；通过成膜剂在铝件表面成膜，可阻碍铝与水蒸气、二氧化碳接触，提高铝防白毛性能。总之，本发明提供的水基铝专用防锈液不但对铝材质具备优异的碱腐蚀抑制性能外，还可保证后续存储过程中不产生白毛腐蚀现象，而且不含亚硝酸盐、铬酸盐、重金属等有害物质安全环保，满足RoSH 2.0指令。

在一些实施方式中，分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、醚羧酸、多元氨基醇醚、有机聚氨酯中任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方式中，所述碱性剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺、氢氧化钠、偏硅酸钠中任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方式中，所述脂肪酸为正辛酸、新癸酸、辛癸酸、异壬酸、癸二酸、油酸、妥尔油中任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方式中，所述成膜剂为油酸酯、聚酯、聚醚、聚乙二醇、高级脂肪酸酯中任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方式中，所述铝缓蚀剂为偏硅酸钠、硅烷酮、改性苯骈三氮唑、改性氨基酸、磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯中任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方式中，所述消泡剂为二甲基硅油、聚氧乙烯醚、有机硅聚氧乙烯醚中任意一种或两种以上的组合。

本发明提供的一种水基铝专用防锈液的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中依次加入25-45份去离子水、0.01-5份分散剂，搅拌10-15min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

(2)将0.01-10份碱性剂和0.01-5份脂肪酸加入到第一混合液中后，将反应釜加热到70℃-80℃，搅拌20-30min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

(3)向第二混合液中加入25-45份去离子水，再将反应釜中液体降温至40-50℃，再依次加入0.01-10份成膜剂和0.01-5份铝缓蚀剂，在40-50℃下，搅拌30-40min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

(4)待第三混合液的温度为35-40℃时，将0.01-0.2份消泡剂加入第三混合液中，搅拌15-20min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种水基铝专用防锈液，由以下重量份数的组分组成：

脂肪醇聚氧乙烯醚3份，三乙醇胺2份，单乙醇胺2份，妥尔油4份，油酸酯5份，硅烷酮5份，有机硅聚醚0.2份，去离子水78.8份。

一种水基铝专用防锈液的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中依次加入39.4份去离子水、3份脂肪酸聚氧乙烯醚，搅拌15min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

(2)将2份三乙醇胺、2份单乙醇胺和4份妥尔油加入到第一混合液中后，将反应釜加热到75℃，搅拌25min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

(3)向第二混合液中加入39.4份去离子水，再将反应釜中液体降温至45℃，再依次加入5份油酸酯和5份硅烷酮，在40℃下，搅拌30min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

(4)待第三混合液的温度为35℃时，将0.2份有机硅聚醚加入第三混合液中，搅拌15min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。

各项物理化学指标见表1所示。

实施例2

一种水基铝专用防锈液，由以下重量份数的组分组成：

有机聚氨酯5份，异丙醇胺8份，异壬酸5份，聚酯3份，磷酸酯2份，有机硅聚醚0.1份，去离子水76.9份。

本发明提供的一种水基铝专用防锈液的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中依次加入38.45份去离子水、5份有机聚氨酯，搅拌10-15min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

(2)将8份异丙醇胺和5份异壬酸加入到第一混合液中后，将反应釜加热到80℃，搅拌30min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

(3)向第二混合液中加入38.45份去离子水，再将反应釜中液体降温至50℃，再依次加入3份聚酯和2份磷酸酯，在50℃下，搅拌40min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

(4)待第三混合液的温度为40℃时，将0.1份有机硅聚醚加入第三混合液中，搅拌20min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。

各项物理化学指标见表1所示。

实施例3

一种水基铝专用防锈液，由以下重量份数的组分组成：

多元氨基醇醚5份，二甘醇胺10份，新癸酸4份，油酸酯10份，膦酸酯5份，有机硅聚醚0.2份，去离子水75.8份。

本发明提供的一种水基铝专用防锈液的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中依次加入37.9份去离子水、5份多元氨基醇醚，搅拌13min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

(2)将10份二甘醇胺和4份新癸酸加入到第一混合液中后，将反应釜加热到75℃，搅拌25min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

(3)向第二混合液中加入37.9份去离子水，再将反应釜中液体降温至45℃，再依次加入10份油酸酯和5份膦酸酯，在45℃下，搅拌35min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

(4)待第三混合液的温度为40℃时，将0.2份有机硅聚醚加入第三混合液中，搅拌17min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。

各项物理化学指标见表1所示。

对比例1

一种水基铝专用防锈液，由以下重量份数的组分组成：

脂肪醇聚氧乙烯醚1份，三乙醇胺2份，单乙醇胺3份，辛癸酸3份，偏硅酸钠2份，有机硅聚醚0.1份，去离子水86.9份。

一种水基铝专用防锈液的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中依次加入43.45份去离子水、1份脂肪酸聚氧乙烯醚，搅拌10min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

(2)将2份三乙醇胺、3份单乙醇胺和3份辛癸酸加入到第一混合液中后，将反应釜加热到70℃，搅拌20min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

(3)向第二混合液中加入43.45份去离子水，再将反应釜中液体降温至40℃，再依次加入2份偏硅酸钠，在40℃下，搅拌30min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

(4)待第三混合液的温度为35℃时，将0.1份有机硅聚氧乙烯醚加入第三混合液中，搅拌15min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。

各项物理化学指标见表1所示。

下面对通过实施例1至3、及对比例1制备的水基铝专用防锈液的性能进行检测，其《铝白毛腐蚀检腐蚀性》检测方法包括如下步骤：

1、通过去离子水对水基铝专用防锈液进行稀释，获得质量浓度百分数为3％的水基铝专用防锈液稀溶液，获得试液，取500ml试液倒入的烧杯中后，放置在恒温水浴锅中20min，使试液恒温在30±2℃；

2、将50*25mm的试片(参照JB/T 4323.2-2019中5.1.3.2.1)进行打磨处理(经过240#砂纸打磨，并经过3道乙醇清洗并吹干)；

3、用S挂钩挂住试片，放入试液中浸泡30s取出，垂直悬挂于试片架上，将试片连同架子放在35±2℃烘箱中，干燥15min；

4、将试片连同移入已预先放在35±2℃烘箱中保持恒温，相对湿度(95±2)％的干燥器里，放置120h，烘箱温度始终保持35±2℃；

5、试验期满后，立即对试片外观状态进行评判。若试片底部存在白色痕迹或白色斑点，再用脱脂纱布或脱脂棉擦干后检查外观，白色痕迹或斑点无法去除时，记录时间及试片外观状态。若试验期间无白色痕迹或白色斑点，则继续进行试验，直至120h后判定合格。每组试验共2组平行样，两组平行样均符合要求时才可判断合格。

表1实施案例中防锈液各项物理化学指标(表中所使用的工作液均为3％浓度的浓缩液水溶液)

从实验结果来看，对比例1产品属于市面中常见的水基防锈液，对比例1的碱腐蚀抑制能力优秀，但是其铝白毛腐蚀性较差，这是由于对比例1中未添加对应的成膜剂；由于，成膜剂可提高铝表面的疏水性，并防止二氧化碳，水蒸气与铝表面接触，进而生成白毛，因此，通过实施例1、2、3制备的产品，可同时满足碱腐蚀抑制及白毛腐蚀抑制性能。

本发明提供的水基铝专用防锈液，通过使用铝缓蚀剂可起到碱腐蚀抑制性能，防止铝件在高温下长久浸泡防锈液时变色及发黑现象，碱性剂的使用不但能够调节防锈液的PH值，还能够与脂肪酸混合后生成具有一定防锈性的脂肪酸盐类物质，通过铝缓蚀剂和脂肪酸盐类物质的协同作用，可使本发明提供的水基铝专用防锈液的稀释比例提高，进而降低使用成本；同时，脂肪酸盐类物质也可使铝工件表面具有一定的疏水性，进而使本发明提供的水基铝专用防锈液附着在工件表面后用水冲洗即可完全去除表面残留物。总之，本发明提供的水基铝专用防锈液不但对铝材质具备优异的碱腐蚀抑制性能外，还可保证后续存储过程中不产生白毛腐蚀现象，而且不含亚硝酸盐、铬酸盐、重金属等有害物质安全环保，满足RoSH 2.0指令。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种水基铝专用防锈液，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：

分散剂0.01-5份，碱性剂0.01-10份，脂肪酸0.01-5份，成膜剂0.01-10份，铝缓蚀剂0.01-5份，消泡剂0.01-0.2份，去离子水50-90份。

2.根据权利要求1所述的水基铝专用防锈液，其特征在于，所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、醚羧酸、多元氨基醇醚、有机聚氨酯中任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的水基铝专用防锈液，其特征在于，所述碱性剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺、氢氧化钠、偏硅酸钠中任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的水基铝专用防锈液，其特征在于，所述脂肪酸为正辛酸、新癸酸、辛癸酸、异壬酸、癸二酸、油酸、妥尔油中任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的水基铝专用防锈液，其特征在于，所述成膜剂为油酸酯、聚酯、聚醚、聚乙二醇、高级脂肪酸酯中任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的水基铝专用防锈液，其特征在于，所述铝缓蚀剂为偏硅酸钠、硅烷酮、改性苯骈三氮唑、改性氨基酸、磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯中任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的水基铝专用防锈液，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油、聚氧乙烯醚、有机硅聚氧乙烯醚中任意一种或两种以上的组合。

8.一种水基铝专用防锈液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在反应釜中依次加入25-45份去离子水、0.01-5份分散剂，搅拌10-15min，至溶液澄清透明，获得第一混合液；

2)将0.01-10份碱性剂和0.01-5份脂肪酸加入到第一混合液中后，将反应釜加热到70℃-80℃，搅拌20-30min，至溶液澄清透明，停止加热，获得第二混合液；

3)向第二混合液中加入25-45份去离子水，再将反应釜中液体降温至40-50℃，再依次加入0.01-10份成膜剂和0.01-5份铝缓蚀剂，在40-50℃下，搅拌30-40min，至溶液澄清透明，获得第三混合液；

4)待第三混合液的温度为35-40℃时，将0.01-0.2份消泡剂加入第三混合液中，搅拌15-20min，至溶液澄清透明，获得水基铝专用防锈液。