TWI698506B - 防鏽油組成物及鋼材的防鏽方法 - Google Patents
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Abstract
一種防鏽油組成物，包含：基礎油，選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於10單位的合成酯；第一防鏽劑，選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的肌氨酸；以及第二防鏽劑，選自於親水親油平衡值範圍為4至8且色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的雙子星型界面活性劑。該防鏽油組成物的色度值低並具有長期防鏽性。將該防鏽油組成物塗覆於鋼材的表面，能使鋼材長期不生鏽，且該防鏽油組成物不會使鋼材染色。
Description
本發明是有關於鋼材的防鏽方法及防鏽用組成物的領域，特別是指一種防鏽油組成物，以及使用該防鏽油組成物的鋼材的防鏽方法。
一般冷軋鋼板的表面需塗覆一層防鏽油做為鋼捲在加工成型前儲放時防鏽用。防鏽油的成分包括基礎油(如礦物油、合成油)以及防鏽劑。油溶性防鏽劑大部分是具有極性官能基的長碳鏈有機化合物，其分子中的極性官能基藉由電荷極性作用緊密地吸附在冷軋鋼板的金屬表面上，非極性官能基長碳鏈烴則向著金屬表面的外側並與基礎油互溶，使得防鏽劑定向排列在冷軋鋼板的金屬表面，形成吸附性絕緣保護膜，使得冷軋鋼板不受致鏽因子的侵蝕。然而，防鏽劑大多具有含氮、硫、氧的官能基，常為發色官能基，會導致防鏽油呈現高色度且易汙染所接觸的物件。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種防鏽油組成物。
於是，本發明防鏽油組成物， 包含： 基礎油，是選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於10單位的合成酯； 第一防鏽劑，是選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的肌氨酸；及 第二防鏽劑，是選自於親水親油平衡值範圍為4至8且色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的雙子星型界面活性劑； 其中，該色度值是使用ASTM D 1209所測得。
因此，本發明之第二目的，即在提供一種鋼材的防鏽方法。
於是，本發明鋼材的防鏽方法，包含以下步驟： 將如上所述的防鏽油組成物塗覆於一個鋼材的表面。
本發明之功效在於：該防鏽油組成物因含有該基礎油、第一防鏽劑及第二防鏽劑，所以具有較低的色度值及較佳的長期防鏽性。將該防鏽油組成物塗覆於鋼材的表面，能使鋼材長期不生鏽，且該防鏽油組成物不會使鋼材染色。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
本文所述的「色度值(color values)」，是使用鉑鈷比色計並根據標準方法ASTM D 1209所測得，並使用鉑-鈷標度[platinum-cobalt scale (PCS)]做為單位。
該基礎油是選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於10單位的合成酯，因此該基礎油具有色度低的特性。該基礎油較佳是同時具有適當的極性以及具有低危害性的特性，較佳地，該基礎油是選自於癸二酸二辛酯、六丙烯酸酯或上述的任意組合。
該第一防鏽劑是選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的肌氨酸。基於使該防鏽油組成物具有更低的色度及更佳的長期防鏽性的考量，較佳地，以該基礎油的用量為100重量份，該第一防鏽劑的用量範圍為2.5至20重量份；更佳地，該第一防鏽劑的用量範圍為2.5至10重量份。
該第二防鏽劑是選自於親水親油平衡值(Hydrophilic - Lipophilic Balance value，HLB)範圍為4至8且色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的雙子星型界面活性劑。較佳地，該雙子星型界面活性劑是選自於炔二醇(acetylene diol)系的雙子星型界面活性劑。該炔二醇系的雙子星型界面活性劑例如但不限於：美國Air Products的Surfynol D604、美國Air Products的Surfynol 2502等，上述炔二醇系的雙子星型界面活性劑能單獨一種或混合多種使用。以使該防鏽油組成物具有更低的色度及更佳的長期防鏽性，較佳地，以該基礎油的用量為100重量份計，該第二防鏽劑的使用量範圍為0.5至1.0重量份。
該防鏽油組成物的色度值範圍為鉑-鈷標度200至400單位。較佳地，該防鏽油組成物的色度值範圍為鉑-鈷標度200至360單位。
基於長期包裝儲運期間的鋼材防鏽性的考量，較佳地，該防鏽油組成物的含水量範圍為小於1000 ppm。
該鋼材板的防鏽方法包含以下步驟：將如上所述的防鏽油組成物塗覆於一個鋼材的表面。 較佳地，以進一步提高鋼材的防鏽性及上漆性為考量，該防鏽油組成物的使用量的範圍為100至600 mg/m2
；更佳地，該防鏽油組成物的使用量的範圍為100至300 mg/m2
。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
在實施例及比較例中使用的各成分的基本性質說明如下： 1. 癸二酸二辛酯：色度值為鉑-鈷標度為小於10單位，簡稱DOS。 2. 六丙烯酸酯：色度值為鉑-鈷標度為小於10單位，簡稱為DPHA。 3. 肌氨酸：色度值為鉑-鈷標度200至300單位。 4. Surfynol D604：為雙子星型界面活性劑，廠商為美國Air Products，色度值為鉑-鈷標度50至100單位，HLB值為4.0。 5. Surfynol 2502：為雙子星型界面活性劑，廠商為美國Air Products，色度值為鉑-鈷標度50至100單位，HLB值為7.8。 6. 礦物油：廠商為台塑化工，型號為150N，色度值為鉑-鈷標度小於10單位。 7. 苯磺酸鈣：色度值為鉑-鈷標度大於500單位。
[實施例1]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯、5.0重量份的肌氨酸及0.5重量份的雙子星型界面活性劑(美國Air Products的Surfynol D604)，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到實施例1的防鏽油組成物。
[實施例2]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯、7.5重量份的肌氨酸及1.0重量份的雙子星型界面活性劑(美國Air Products的Surfynol D604)，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到實施例2的防鏽油組成物。
[實施例3]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯、7.5重量份的肌氨酸及0.5重量份的雙子星型界面活性劑(美國Air Products的Surfynol 2502)，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到實施例3的防鏽油組成物。
[實施例4]
在一個燒杯中混合100重量份的六丙烯酸酯、7.5重量份的肌氨酸及1.0重量份的雙子星型界面活性劑(美國Air Products的Surfynol 2502)，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到實施例4的防鏽油組成物。
[比較例1]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯及2.5重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例1的防鏽油組成物。
[比較例2]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯及5.0重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例2的防鏽油組成物。
[比較例3]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯及7.5重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例3的防鏽油組成物。
[比較例4]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯及10重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例4的防鏽油組成物。
[比較例5]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯及20重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例5的防鏽油組成物。
[比較例6]
在一個燒杯中混合100重量份的六丙烯酸酯及5.0重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例6的防鏽油組成物。
[比較例7]
在一個燒杯中混合100重量份的六丙烯酸酯及7.5重量份的肌氨酸，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例7的防鏽油組成物。
[比較例8]
在一個燒杯中混合100重量份的礦物油及10重量份的苯磺酸鈣，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例8的防鏽油組成物。
[比較例9]
在一個燒杯中混合100重量份的癸二酸二辛酯及10重量份的苯磺酸鈣，得到一個混合物。將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該混合物的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例9的防鏽油組成物。
[比較例10]
在一個燒杯中裝入100重量份的癸二酸二辛酯，將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該癸二酸二辛酯的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例10的防鏽油組成物。
[比較例11]
在一個燒杯中裝入100重量份的六丙烯酸酯，將該燒杯置於真空度為小於0.1大氣壓的環境中抽氣5至8小時，以使該六丙烯酸酯的含水量降至小於1000 ppm，得到比較例11的防鏽油組成物。
[性質評價]
1. 長期防鏽性
將待測的防鏽油組成物塗覆於冷軋鋼片的表面，防鏽油組成物的塗覆量為150至600 mg/m2
。將已塗覆防鏽油組成物的冷軋鋼片於室內放置14天觀察已塗覆防鏽油組成物的冷軋鋼片的生鏽面積比例。其中，冷軋鋼片的生鏽面積比例的評價標準是如圖1所示。已塗覆防鏽油組成物的冷軋鋼片的生鏽面積比例越低，代表防鏽組成物的長期防鏽性越好。
2. 色度
使用鉑鈷比色計(英國Tintometer Limited的Lovibond®
PFX195/1)並根據標準方法ASTM D 1209分別量測待測的防鏽油組成物中各成分以及防鏽油組成物本身的色度。
3. 上漆性
將實施例1防鏽油組成物以不同的塗覆量塗覆於冷軋鋼板上，接著使用一般油性漆塗覆在已塗覆實施例1防鏽油組成物的冷軋鋼板，以在已塗覆實施例1防鏽油組成物的冷軋鋼板上形成膜厚為15 μm的烤漆。接著，根據標準方法ASTM D 3359，在烤漆上切割出10×10個(100個)的方格，每個方格的面積為1 mm × 1 mm。使用3M的SCOTCH 600膠帶進行10×10百格附著性測試，並搭配杯凸儀(廠商型號為Erichsen Gmbh & Co. KG , Hemer, Germany)進行10×10百格附著性測試加杯凸試驗(Erichsen test，杯凸深度為5mm)。
上述性質評價的結果是如表1至表3所示。
表1 
表2 
表3 
由表1及表2可知，實施例1至4透過使用該基礎油以及搭配該第一防鏽劑及第二防鏽劑，使得防鏽油組成物具有較低的色度以及較佳的長期防鏽性。使用該防鏽油組成物塗覆鋼板能使鋼板長期不生鏽，且該防鏽油組成物不會使鋼板染色。
比較例1至4、6至7因沒有使用該第二防鏽劑，導致防鏽油組成物的長期防鏽性較差，其中，比較例3及4的防鏽油組成物的色度值也較高。
比較例5因第一防鏽劑的用量為20重量份以及沒有使用該第二防鏽劑，雖然防鏽油組成物具有好的長期防鏽性，但卻具有較高的色度。
另將實施例1至4的防鏽油組成物與使用現有防鏽劑(苯磺酸鈣)的比較例8及9防鏽油組成物相比，實施例1至4的防鏽油組成物在長期防鏽性的效果上與比較例8及9相當，但實施例1至4的防鏽油組成物的色度遠約低於比較例8及9。
由表3可知，使用實施例1防鏽油組成物塗覆在鋼板上，還能使得後續在鋼板上形成的烤漆對鋼板有很好的附著性。代表含有該基礎油、該第一防鏽劑及第二防鏽劑的防鏽油組成物，還能使得塗覆有該防鏽油組成物的鋼板具有良好的上漆性。
綜上所述，本發明防鏽油組成物因含有該基礎油、第一防鏽劑及第二防鏽劑，所以具有較低的色度值及較佳的長期防鏽性。將該防鏽油組成物塗覆於鋼材的表面，能使鋼材長期不生鏽，且該防鏽油組成物不會使鋼材染色，並還能進一步使該鋼材具有良好的上漆性。以及，因該防鏽油組成物的色度值低，經該防鏽油組成物塗覆的鋼材於加工成型後不需清洗及皮膜處理即可直接塗漆， 進而有縮短製程、無廢水排放的優點。並因該防鏽油組成物的色度值低，經該防鏽油組成物塗覆的鋼材與加工模具接觸時，不會汙染加工模具；經該防鏽油組成物塗覆的鋼材製成容器時也能夠直接裝填液體，不會對裝填物染色。故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式清楚地呈現，其中： 圖1是本發明防鏽油組成物的長期防鏽性測試的鋼板生鏽面積比例的評價標準的照片。
Claims (8)
- 一種防鏽油組成物，包含： 基礎油，是選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於10單位的合成酯； 第一防鏽劑，是選自於色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的肌氨酸；及 第二防鏽劑，是選自於親水親油平衡值範圍為4至8且色度值範圍為鉑-鈷標度小於500單位的雙子星型界面活性劑； 其中，該色度值是使用ASTM D 1209所測得。
- 如請求項1所述的防鏽油組成物，其中，該雙子星型界面活性劑是選自於炔二醇系的雙子星型界面活性劑。
- 如請求項1所述的防鏽油組成物，其中，以該基礎油的用量為100重量份計，該第二防鏽劑的使用量範圍為0.5至1.0重量份。
- 如請求項1所述的防鏽油組成物，其中，以該基礎油的用量為100重量份，該第一防鏽劑的用量範圍為2.5至20重量份。
- 如請求項1所述的防鏽油組成物，其中，該基礎油是選自於癸二酸二辛酯、六丙烯酸酯或上述的任意組合。
- 如請求項1所述的防鏽油組成物，其中，該防鏽油組成物的含水量範圍為小於1000 ppm。
- 一種鋼材的防鏽方法，包含以下步驟： 將如請求項1至6中任一項所述的防鏽油組成物塗覆於一個鋼材的表面。
- 如請求項7所述的鋼材的防鏽方法，其中，該防鏽油組成物的使用量的範圍為150至600 mg/m2 。
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