CN114907711A - 一种防闪锈剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种防闪锈剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种防闪锈剂及其制备方法和应用。本发明的防闪锈剂包括以下质量份的组分:有机锌螯合物:10份~40份;羧酸盐:10份~40份;有机磷酸:15份~50份;有机醇胺:30份~70份;吗啉离子液体:10份~25份;吡啶离子液体:10份~25份;水:100份。本发明的防闪锈剂的制备方法十分简单,将各组分按配比分批次混合均匀即可。本发明的防闪锈剂具有防闪锈效果优异、绿色环保、价格低廉等优点,特别适用于水性丙烯酸涂料和水性醇酸涂料,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及涂料助剂技术领域,具体涉及一种防闪锈剂及其制备方法和应用。
背景技术
水性涂料具有环境危害小、施工方便、安全性好、易于储存运输等优点,应用越来越广泛,有望在未来完全取代溶剂型涂料。然而,在钢铁表面使用水性涂料时,由于成膜过程中分散介质水的挥发潜热高,蒸发速度较慢,在氧气和水性涂料组分中的水、离子的作用下,金属表面会形成多个小面积的腐蚀原电池,发生电化学腐蚀,从而形成闪锈,最终会导致漆膜的附着力大幅下降,严重影响漆膜的防腐性能和美观度。因此,用在金属基材表面的水性涂料中通常都需要添加防闪锈剂。
早期的防闪锈剂主要含有铬酸盐、重铬酸盐、四硼酸盐、砷酸盐、亚硝酸盐等组分,这些无机化合物普遍存在生物毒性较大、会污染环境、价格昂贵、受pH影响较大等问题,应用受到很大限制。目前,市售的防闪锈剂大多是水溶性较大的亚硝酸盐,但其只对铁质基材具有防锈效果,不仅用量较大,容易渗出,会造成漆膜起泡,严重影响漆膜的防腐性能,而且亚硝酸盐有毒,属于间接致癌物,不符合绿色环保理念。
因此,开发一种防闪锈效果优异、绿色环保、价格低廉的防闪锈剂具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防闪锈剂及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是:
一种防闪锈剂,其包括以下质量份的组分:
有机锌螯合物:10份~40份;
羧酸盐:10份~40份;
有机磷酸:15份~50份;
有机醇胺:30份~70份;
吗啉离子液体:10份~25份;
吡啶离子液体:10份~25份;
水:100份。
优选的,一种防闪锈剂,其包括以下质量份的组分:
有机锌螯合物:10份~20份;
羧酸盐:10份~15份;
有机磷酸:25份~45份;
有机醇胺:35份~65份;
吗啉离子液体:15份~20份;
吡啶离子液体:15份~20份;
水:100份。
优选的,所述有机锌螯合物、有机磷酸的质量比为1:1.7~3.6。
优选的,所述有机锌螯合物、有机醇胺的质量比为1:2.8~4.0。
优选的,所述吗啉离子液体、吡啶离子液体的质量比为1:1。
优选的,所述有机锌螯合物为苯甲酸锌、异辛酸锌中的至少一种。
优选的,所述羧酸盐为苯甲酸钠、苯甲酸铵中的至少一种。
优选的,所述有机磷酸为羟基乙叉二膦酸、肌醇六磷酸、氨基三亚甲基膦酸中的至少一种。
优选的,所述有机醇胺为异丙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:将有机锌螯合物、有机磷酸和羧酸盐加入水中,0℃~100℃下搅拌0.5h~2h,再滴加有机醇胺直至体系变澄清,再加入吗啉离子液体和吡啶离子液体,0℃~100℃下搅拌0.5h~2h,即得防闪锈剂。
本发明的有益效果是:本发明的防闪锈剂具有防闪锈效果优异、绿色环保、价格低廉等优点,特别适用于水性丙烯酸涂料和水性醇酸涂料,应用前景广阔。
具体来说:
1)本发明将对金属具有强吸附性的离子液体与其它金属防腐类化合物进行复配,得到的防闪锈剂容易在金属表面形成致密的保护膜,有效提升了对金属的防护效果;
2)本发明的防闪锈剂所用的原料均无毒、无刺激性气味,克服了传统防闪锈剂毒性大、对人体和环境有害的缺点,符合绿色环保的要求;
3)本发明的防闪锈剂适合用于水性涂料,防锈性能好,且添加量少,持续时间长,不易出现返锈现象;
4)本发明的防闪锈剂的制备方法简单,原料易得,且成本低廉,有利于进行大规模工业化生产。
附图说明
图1为漆膜在25℃、相对湿度95%的环境下固化72h后的防闪锈效果测试结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表1一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
苯甲酸锌 | 10 |
苯甲酸铵 | 15 |
羟基乙叉二膦酸 | 25 |
三乙醇胺 | 37.5 |
[MPO][Cl] | 15 |
[MPPO][Cl] | 15 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将苯甲酸锌、苯甲酸铵和羟基乙叉二膦酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加三乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
实施例2:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表2一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
苯甲酸锌 | 12.5 |
苯甲酸铵 | 10 |
肌醇六磷酸 | 45 |
二甲基乙醇胺 | 50 |
[MPO][Cl] | 15 |
[MPPO][Cl] | 15 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将苯甲酸锌、苯甲酸铵和肌醇六磷酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加二甲基乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
实施例3:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表3一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
异辛酸锌 | 15 |
苯甲酸铵 | 12.5 |
羟基乙叉二膦酸 | 40 |
三乙醇胺 | 42.5 |
[MPO][Cl] | 15 |
[MPPO][Cl] | 15 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将异辛酸锌、苯甲酸铵和羟基乙叉二膦酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加三乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
实施例4:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表4一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
异辛酸锌 | 17.5 |
苯甲酸铵 | 12.5 |
肌醇六磷酸 | 30 |
二甲基乙醇胺 | 65 |
[MPO][Cl] | 15 |
[MPPO][Cl] | 15 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将异辛酸锌、苯甲酸铵和肌醇六磷酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加二甲基乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
对比例1:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表5一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
苯甲酸锌 | 10 |
苯甲酸铵 | 15 |
羟基乙叉二膦酸 | 25 |
三乙醇胺 | 37.5 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将苯甲酸锌、苯甲酸铵和羟基乙叉二膦酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加三乙醇胺直至体系变澄清,室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
对比例2:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表6一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
苯甲酸锌 | 12.5 |
苯甲酸铵 | 10 |
肌醇六磷酸 | 45 |
二甲基乙醇胺 | 50 |
[MPO][Cl] | 5 |
[MPPO][Cl] | 5 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将苯甲酸锌、苯甲酸铵和肌醇六磷酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加二甲基乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
对比例3:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表7一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
异辛酸锌 | 15 |
苯甲酸铵 | 12.5 |
羟基乙叉二膦酸 | 60 |
三乙醇胺 | 42.5 |
[MPO][Cl] | 15 |
[MPPO][Cl] | 15 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将异辛酸锌、苯甲酸铵和羟基乙叉二膦酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加三乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
对比例4:
一种防闪锈剂,其原料组成如下表所示:
表8一种防闪锈剂的原料组成表
原料 | 质量份 |
异辛酸锌 | 17.5 |
苯甲酸铵 | 12.5 |
肌醇六磷酸 | 30 |
二甲基乙醇胺 | 25 |
[MPO][Cl] | 15 |
[MPPO][Cl] | 15 |
去离子水 | 100 |
上述防闪锈剂的制备方法包括以下步骤:
将异辛酸锌、苯甲酸铵和肌醇六磷酸加入去离子水中,室温下搅拌0.5h,搅拌速度为800r/min,再滴加二甲基乙醇胺直至体系变澄清,再加入[MPO][Cl]和[MPPO][Cl],室温下继续搅拌1h,即得防闪锈剂。
性能测试:
将水性丙烯酸乳液(佛山市顺德区巴德富实业有限公司的1214型乳液)、防闪锈剂(实施例1~4和对比例1~4)和醇酯十二按照质量比100:1:3混合后搅拌0.5h,并设置不添加防闪锈剂的空白对照组,再在25℃、相对湿度95%的环境中喷涂在冷轧钢板(冷轧钢板在使用前先用丙酮清洗,再用去离子水冲洗,再用200目的砂纸打磨)表面,观察漆膜的外观变化,漆膜的外观变化测试结果如表9所示,漆膜在25℃、相对湿度95%的环境下固化72h后的防闪锈效果测试结果如图1(图中的a~i分别代表含实施例1~4的防闪锈剂的漆膜、空白对照组和含对比例1~4的防闪锈剂的漆膜)所示:
表9漆膜外观测试结果
由表9可知:
a)未添加抗闪锈剂的空白对照组在漆膜固化1h便出现大量锈迹,漆膜固化72h变黑;
b)添加有对比例1~4的防闪锈剂的漆膜固化1h仅出现少量锈点,但固化72h出现大量锈点;
c)添加有实施例1~4的防闪锈剂的漆膜固化72h仍未出现闪锈,且未出现返锈现象;
d)添加有对比例1和2的防闪锈剂的漆膜固化1h仅出现少量锈点,但固化72h出现大量锈点,防闪锈性能要明显低于添加有实施例1和2的防闪锈剂的漆膜,防闪锈剂中两种离子液体的含量减少导致防闪锈剂的防锈性能显著下降,说明两种离子液体在体系中起到了良好的防闪锈作用,其可以在金属表面形成保护膜,隔绝腐蚀介质;
e)添加有实施例3和4的防闪锈剂的漆膜与添加有对比例3和4的防闪锈剂的漆膜相比,防闪锈性能显著提高,且长时间防锈能力也显著提高,说明有机锌螯合物与有机磷酸、有机醇胺的质量比分别为1:1.7~3.6和1:2.8~4.0时,防闪锈剂的防闪锈性能最好;
由图1可知:添加有实施例1~4的防闪锈剂的漆膜在25℃、相对湿度95%的环境下固化72h,表面均未出现锈点,且表面仍然无腐蚀现象,而空白对照组和添加有对比例1~4的防闪锈剂的漆膜均出现了明显的生锈腐蚀现象,说明本发明的防闪锈剂在水性涂料体系中具有良好防锈能力,且能够满足长期防腐的效果;
综上可知,本发明的防闪锈剂在水性涂料中可以起到良好的抑制闪锈作用,防闪锈剂在钢板表面可以形成一层致密的吸附膜,使钢铁表面与腐蚀介质隔离开,达到持续的防锈效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防闪锈剂,其特征在于,包括以下质量份的组分:
有机锌螯合物:10份~40份;
羧酸盐:10份~40份;
有机磷酸:15份~50份;
有机醇胺:30份~70份;
吗啉离子液体:10份~25份;
吡啶离子液体:10份~25份;
水:100份。
2.根据权利要求1所述的防闪锈剂,其特征在于,包括以下质量份的组分:
有机锌螯合物:10份~20份;
羧酸盐:10份~15份;
有机磷酸:25份~45份;
有机醇胺:35份~65份;
吗啉离子液体:15份~20份;
吡啶离子液体:15份~20份;
水:100份。
3.根据权利要求1或2所述的防闪锈剂,其特征在于:所述有机锌螯合物为苯甲酸锌、异辛酸锌中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的防闪锈剂,其特征在于:所述羧酸盐为苯甲酸钠、苯甲酸铵中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的防闪锈剂,其特征在于:所述有机磷酸为羟基乙叉二膦酸、肌醇六磷酸、氨基三亚甲基膦酸中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的防闪锈剂,其特征在于:所述有机醇胺为异丙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。
9.权利要求1~8中任意一项所述的防闪锈剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将有机锌螯合物、羧酸盐和有机磷酸加入水中,0℃~100℃下搅拌0.5h~2h,再滴加有机醇胺直至体系变澄清,再加入吗啉离子液体和吡啶离子液体,0℃~100℃下搅拌0.5h~2h,即得防闪锈剂。
10.权利要求1~8中任意一项所述的防闪锈剂在制备水性丙烯酸涂料或水性醇酸涂料中的应用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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