CN115093892B - 水基汽车空腔防锈剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水基汽车空腔防锈剂，包括下述重量份数的组分：基础油：25～50份；稠化剂：30～50份；复合转化剂：8～15份；成膜剂：5～15份；防锈增效剂：2～6份；助乳化剂：0.5～2份；转化促进剂：3～10份；所述的稠化剂是高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中的一种。所述的复合转化剂是氧化石油脂与烷基苯磺酸的混合物，或氧化蜡和烷基苯磺酸的混合物。水基汽车空腔防锈剂呈均匀细腻半透明油膏，具有触变性。防锈性极佳，固含量高、有效防锈组分高，能够实现汽车空腔长久保护。具有自乳化性。

Description

水基汽车空腔防锈剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及防锈剂技术领域，尤其涉及一种新型水基汽车空腔防锈剂及其制备方法。
背景技术
汽车车身中有许多空腔，这些空腔对于增加车身强度和减小车身重量非常重要。为防止电化学腐蚀从空腔内部发生，要使用渗透性、浸润性好的空腔防锈蜡，喷涂在空腔以及渗入到空腔缝隙中以延长汽车使用寿命。汽车空腔防锈蜡主要有两种类型：一种是溶剂型防锈蜡，另一种是水基防锈蜡。最早普遍使用的是溶剂型防锈蜡，该类产品含有大量有机溶剂，易发生火灾、污染环境且影响人体健康。随着国内外环保要求的不断提高，水基防锈蜡是发展的必然趋势。
水基防锈蜡一般由石蜡、防锈剂、添加剂、乳化剂及水组成。水基蜡涂敷在防护表面，水分挥发后，形成防护蜡膜起防护作用。蜡膜要求具有一定硬度，连续、均匀、致密。防锈剂作为防锈蜡的重要组成部分，它与其他组分互溶性的好坏，直接影响到蜡膜质量、乳液稳定性及分散粒径的大小。由于水基防锈蜡是一种蜡乳化液，乳化体系性能也对防锈蜡性能有重要影响。
磺酸盐防锈剂具有优良的抗潮湿、抗盐雾、抗盐水、防腐性能。应用最多的磺酸盐是钡盐，其次是钠盐、钙盐。传统磺酸钙防锈剂室温下通常为粘稠液体(牛顿体)具有油溶性、疏水性，主要用于内燃机油中起清净、分散、防锈和中和作用。(非牛顿体)触变型碳酸钙磺酸盐中的碳酸钙具有核/壳结构，周围被磺酸钙包围，分散于油、溶剂和水基载体中是极好的防锈剂，是汽车空腔长期保护的理想选择。目前，对于触变型碳酸钙磺酸盐用于水基汽车防锈蜡中的防锈剂鲜有研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水基汽车空腔防锈剂，为触变型碳酸钙磺酸盐防锈剂，均匀细腻半透明油膏；具有突出的“三重”环保特性；防锈性极佳，高固含量、有效防锈组分高，能够实现汽车空腔长久防护；具有自乳化性，易与水基防护蜡其他组分能够形成稳定乳化体系；抗水性佳，由其组成的防护蜡膜稳定持久耐水冲刷；制备方法绿色安全环保，操作工艺稳定重复性好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
水基汽车空腔防锈剂，包括下述重量份数的组分：
基础油：25～50份；
稠化剂：30～50份；
复合转化剂：8～15份；
成膜剂：5～15份；
防锈增效剂：2～6份；
助乳化剂：0.5～2份；
转化促进剂：3～10份；
所述的基础油是精炼矿物油。
所述的稠化剂是高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中的一种。
所述的复合转化剂是氧化石油脂与烷基苯磺酸的混合物，或氧化蜡和烷基苯磺酸的混合物。
所述的成膜剂是聚乙烯蜡或微晶蜡中的一种。
所述的防锈增效剂是山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯中至少一种与苯骈三氮唑的混合物。
所述的助乳化剂是油酸、二聚酸中的至少一种。
所述的转化促进剂是水。
所诉的水基汽车空腔防锈剂制备方法如下：
1.全部的基础油与稠化剂先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀；
2.缓慢加入复合转化剂搅拌10-15min，加转化促进剂，开始升温；
3.升温至55-65℃，保温3-5h，高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中的碳酸钙晶形完全转化成方解石晶形；
4.升温至90-100℃后，加入成膜剂，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀；
5.打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％；
6.然后向体系中加入助乳化剂、预溶解处理的防锈增效剂，搅拌调和30-60min；
7.降温至60-70℃，得成品。
所述的防锈增效剂的预溶解工艺：将苯骈三氮唑与山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯中的一种混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用。
水基汽车空腔防锈剂用于制备水基防锈蜡。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.水基汽车空腔防锈剂呈均匀细腻半透明油膏，具有触变性。防锈性极佳，固含量高、有效防锈组分高，能够实现汽车空腔长久保护。具有自乳化性。
2.水基汽车空腔防锈剂具有突出的“三重”环保特性，满足汽车行业相关法律法规要求并充分考虑顾客感受。1)本身为非钡盐防锈剂，环境友好；2)具有低气味特性，气味友好不扰人。3)制备方法绿色安全环保。
3.采用高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙稠化精炼矿物油，在复合转化剂和转化促进剂的作用下，碳酸钙晶形由无定形转化成方解石晶形，由牛顿体磺酸钙转化为脂状非牛顿体磺酸钙。红外光谱表征其特征峰为881～884cm-1。非牛顿体磺酸钙作为有效防锈组分，固含量高、防锈性佳。
4.成膜剂为聚乙烯蜡或微晶蜡，具有良好的乳化性、良好的黏附性和延展性。
5.防锈增效剂与非牛顿体磺酸钙起协同增效作用，提高完善防锈性能。满足汽车空腔长久防护的要求。
6.制备方法绿色安全环保，无小分子易挥发溶剂，无需回收处理、操作简单。脱水工艺步骤要严格控制水分含量在1-5％范围，水分含量对于水基防锈剂的乳化性能具有重要意义。
7.水基汽车空腔防锈剂用于制备水基防锈蜡，由于水基汽车空腔防锈剂具有自乳化性，易与水基防护蜡其他组分形成稳定乳化体系。水基防锈蜡抗水性佳，防护蜡膜稳定持久、耐水冲刷。低气味，汽车室内构件气味评级不大于3级。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所得到的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
水基汽车空腔防锈剂，包括下述重量份数的组分：
基础油：25～50份；
稠化剂：30～50份；
复合转化剂：8～15份；
成膜剂：5～15份；
防锈增效剂：2～6份；
助乳化剂：0.5～2份。
转化促进剂：3～10份。
所述的基础油是精炼矿物油。
所述的稠化剂是高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中的一种。
所述的复合转化剂是氧化石油脂与烷基苯磺酸的混合物，或氧化蜡和烷基苯磺酸的混合物。
所述的成膜剂是聚乙烯蜡或微晶蜡中的一种。
所述的防锈增效剂是山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯中至少一种与苯骈三氮唑的混合物。
所述的助乳化剂是油酸、二聚酸中的至少一种。
所述的转化促进剂是水。
所诉的新型水基汽车空腔防锈剂制备方法如下：
1.全部的基础油与稠化剂先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀；
2.缓慢加入复合转化剂搅拌10-15min，加转化促进剂，开始升温；
3.升温至55-65℃，保温3-5h，高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中碳酸钙晶形完全转化成方解石晶形；
4.升温至90-100℃后，加入成膜剂，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀；
5.打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％；
6.然后向体系中加入助乳化剂、预溶解处理的防锈增效剂，搅拌调和30-60min；防锈增效剂的预溶解工艺：将苯骈三氮唑与山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯中的一种混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用。
7.降温至60-70℃，得成品。
水基汽车空腔防锈剂的技术指标见表1；
表1：
项目 技术指标 试验方法
外观 均匀细腻油膏 目测
红外特征峰(CaCO3)，cm-1 881-884 FTIR
总碱值,mgKOH/g 不小于130 SH/T 0251
固含量，％ 不小于95 EN/ISO 3251
快速水分,％ 1-5 快速水分测定法
锥入度,0.1mm 报告 GB/T 269
气味,级 不大于3 PV3900
防锈性 通过 台架试验
乳化性 通过 台架试验
抗水性 通过 台架试验
注：台架试验为防锈剂加入到防锈蜡中后，对防锈蜡体系的整体考察。
实施例1
水基汽车空腔防锈剂由以下组分按重量份配比调制而成：
精制矿物油：40份；高碱值合成磺酸钙(总碱值323)：38份；氧化石油脂：6份；烷基苯磺酸4份；聚乙烯蜡：9份；苯骈三氮唑0.3；山梨糖醇单油酸酯：2.7份；油酸：2份；水：3份。
水基汽车空腔防锈剂，具体制备方法如下：
全部的精制矿物油与高碱值合成磺酸钙先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀，缓慢加入氧化石油脂和烷基苯磺酸，搅拌10min后加水，开始升温至55-65℃，保温3-5h，直至碳酸钙晶形完全转变。升温至90-100℃后，加入聚乙烯蜡，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀。打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％。然后向体系中加入油酸、预溶解处理的苯骈三氮唑和山梨糖醇单油酸酯混合物(防锈增效剂的预溶解工艺如下：将苯骈三氮唑与山梨糖醇单油酸酯混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用)，搅拌调和30-60min。降温至60-70℃，成品放罐。
实施例2
水基汽车空腔防锈剂由以下组分按重量份配比调制而成：
精制矿物油：35份；高碱值合成磺酸钙(总碱值309)：40份；氧化蜡：7份；烷基苯磺酸：7份；聚乙烯蜡：7份；苯骈三氮唑0.3；山梨糖醇单油酸酯：2.7份；油酸：1份；水：5份。
水基汽车空腔防锈剂，具体制备方法如下：
全部的精制矿物油与高碱值合成磺酸钙先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀，缓慢加入氧化蜡和烷基苯磺酸，搅拌10min后加水，开始升温至55-65℃，保温3-5h，直至碳酸钙晶形完全转变。升温至90-100℃后，加入聚乙烯蜡，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀。打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％。然后向体系中加入油酸、预溶解处理的苯骈三氮唑和山梨糖醇单油酸酯混合物(防锈增效剂的预溶解工艺如下：将苯骈三氮唑与山梨糖醇单油酸酯混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用)，搅拌调和30-60min。降温至60-70℃，成品放罐。
实施例3
水基汽车空腔防锈剂由以下组分按重量份配比调制而成：
精制矿物油：45份；高碱值合成磺酸钙(总碱值394)：35份；氧化石油脂5；烷基苯磺酸：5份；微晶腊：6份；苯骈三氮唑0.5；季戊四醇单油酸酯：2.5份；油酸：1份；二聚酸：0.5份；水：5份。
水基汽车空腔防锈剂，具体制备方法如下：
全部的精制矿物油与高碱值合成磺酸钙先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀，缓慢加入氧化石油脂和烷基苯磺酸，搅拌10min后加水，开始升温至55-65℃，保温3-5h，直至碳酸钙晶形完全转变。升温至90-100℃后，加入微晶腊，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀。打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％。然后向体系中加入油酸和二聚酸、预溶解处理的苯骈三氮唑和季戊四醇单油酸酯混合物(防锈增效剂的预溶解工艺如下：将苯骈三氮唑与山季戊四醇单油酸酯混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用)，搅拌调和30-60min。降温至60-70℃，成品放罐。
实施例4
水基汽车空腔防锈剂由以下组分按重量份配比调制而成：
精制矿物油：38份；超高碱值合成磺酸钙(总碱值415)：35份；氧化石油脂6份；烷基苯磺酸：6份；微晶腊：10份；苯骈三氮唑0.5份；季戊四醇单油酸酯：2.5份；油酸：1份；二聚酸：1份；水：5份。
水基汽车空腔防锈剂，具体制备方法如下：
全部的精制矿物油与超高碱值合成磺酸钙先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀，缓慢加入氧化石油脂和烷基苯磺酸，搅拌10min后加水，开始升温至55-65℃，保温3-5h，直至碳酸钙晶形完全转变。升温至90-100℃后，加入微晶腊，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀。打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％。然后向体系中加入油酸和二聚酸、预溶解处理的苯骈三氮唑和季戊四醇单油酸酯混合物(防锈增效剂的预溶解工艺如下：将苯骈三氮唑与山季戊四醇单油酸酯混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用)，搅拌调和30-60min。降温至60-70℃，成品放罐。
实施例5
水基汽车空腔防锈剂由以下组分按重量份配比调制而成：
精制矿物油：43份；超高碱值合成磺酸钙(总碱值426)：30份；氧化蜡4份；烷基苯磺酸：6份；微晶腊：12份；苯骈三氮唑0.5份；十二烯基丁二酸半酯：2.5份；油酸：1份；二聚酸：1份；水：5份。
水基汽车空腔防锈剂，具体制备方法如下：
全部的精制矿物油与超高碱值合成磺酸钙先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀，缓慢加入氧化蜡和烷基苯磺酸，搅拌10min后加水，开始升温至55-65℃，保温3-5h，直至碳酸钙晶形完全转变。升温至90-100℃后，加入微晶腊，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀。打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5％。然后向体系中加入油酸和二聚酸、预溶解处理的苯骈三氮唑和季戊四醇单油酸酯混合物(防锈增效剂的预溶解工艺如下：将苯骈三氮唑与山季戊四醇单油酸酯混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用)，搅拌调和30-60min。降温至60-70℃，成品放罐。
产品性能测试：
实施例1-5所制备的水基汽车空腔防锈剂测试结果，详见表2。
表2：
尽管已经示出和描述了本发明的实施例子，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基本精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种水基汽车空腔防锈剂，其特征在于，用于制备水基防锈蜡，外观为油膏，防锈剂包括下述重量份数的组分：
基础油：25～50份；基础油是精炼矿物油；
稠化剂：30～50份；稠化剂是高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中的一种；
复合转化剂：8～15份；复合转化剂是氧化石油脂与烷基苯磺酸的混合物，或氧化蜡和烷基苯磺酸的混合物；
成膜剂：5～15份；
防锈增效剂：2～6份；防锈增效剂是山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯中至少一种与苯骈三氮唑的混合物；
助乳化剂：0.5～2份；
转化促进剂：3～10份；转化促进剂是水；
水基汽车空腔防锈剂的制备方法：
1）全部的基础油与稠化剂先后投入反应釜中，升温40-50℃搅拌30-60min使物料混合均匀；
2）缓慢加入复合转化剂搅拌10-15min，加转化促进剂，开始升温；
3）升温至55-65℃，保温3-5h，高碱值合成磺酸钙或超高碱值合成磺酸钙中的碳酸钙晶形完全转化成方解石晶形；
4）升温至90-100℃后，加入成膜剂，充分搅拌1-1.5h至完全溶解均匀；
5）打开釜盖，调节引风脱水，直至水分含量降至1-5%；
6）然后向体系中加入助乳化剂、预溶解处理的防锈增效剂，搅拌调和30-60min；
7）降温至60-70℃，得成品。
2.根据权利要求1所述的水基汽车空腔防锈剂，其特征在于，所述的成膜剂是聚乙烯蜡或微晶蜡中的一种。
3.根据权利要求1所述的水基汽车空腔防锈剂，其特征在于，所述的助乳化剂是油酸、二聚酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的水基汽车空腔防锈剂的制备方法，其特征在于，所述的预溶解处理的防锈增效剂：将苯骈三氮唑与山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯中的一种混合，在70-80℃下，充分搅拌直至完全溶解，备用。
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