水溶性防鏽劑的製作方法

2023-12-03 10:58:51 1

專利名稱：：水溶性防鏽劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種黑色金屬表面防鏽液，尤其是一種環保無汙染，防鏽效果好的水溶性防鏽劑。
背景技術：
：黑色金屬在生產工序間及成品封存，為防止表面鏽蝕，必須進行無塗裝防鏽處理，例如在表面施加防鏽劑。現有技術金屬表面防鏽，較早使用有防鏽效果較好的防鏽油，通過防鏽油在金屬表面形成一層保護性油膜，隔絕空氣中水汽對金屬的腐蝕，從而達到較長時間防鏽。然而使用防鏽油，不僅需要消耗大量的油料原料，加劇了能源消耗，而且在後續加工(例如焊接、油漆、電鍍、裝配)及啟封，均需要清洗除油，不僅產生大量清洗含油廢液排放，造成對環境的汙染，而且清洗除油費工費時，還會增加成本。防鏽油弊端逐漸顯現，人們越來越追求環保性好的水性防鏽劑。現有水性防鏽劑，一類為磷化液防鏽劑，例如中國專利CN87104237、CN1664033、CN1778988所述，雖然克服了防鏽油的某些不足，但它會使加工金屬件光亮面變色，並且防鏽時間相對較短，一般只有1-1.5個月，通常只能作為油漆前防鏽處理用；其次磷化處理工藝比較複雜，需要加熱，廢液排放也較多，仍然存在環保問題。其他水性防鏽劑，如中國專利CN1200386所述水溶性防鏽劑，其含有致癌的亞硝酸鹽類物質，並且COD特高，國內外紛紛禁止使用。中國專利CN1042375公開的水基冷軋潤滑防鏽劑，採用基本都為強鹼性物質，不僅對人體具有極強的腐蝕性，而且不能像防鏽油那樣，在金屬表面形成隔絕溼氣的防鏽保護膜，空氣中水分仍易滲至金屬表面造成鏽蝕，因此防鏽時間不長。中國專利CN1084534公開的水溶性防鏽劑，同樣因不會在金屬表面形成封閉性保護膜，防鏽效果仍然有限，濃度>10%，防鏽也只有1-2個月。《河北化工》2006，29(7).-13-15公開的"環保型水基防鏽劑的研製"，中性鹽霧試驗時間只有50min，實際防鏽時間仍然難以超過1個月。成膜防鏽，雖然具有相對較長的防鏽效果，如中國專利CN101050329公開的強力防鏽包裝塗料，中國專利CN1069500公開的熱熔型可剝包裝塑料，通過在金屬表面形成一層樹脂膜隔絕空氣達到防鏽，但由於成膜厚，再加工時需去除此防鏽樹脂膜，防鏽樹脂膜去除，相對較為困難，需通過人工剝離，工作量和勞動強度均高，防鏽成本較高，一般企業不願採用。中國專利CN1035522公開的防鏽乳化液，由10%以下聚乙烯醇，1-20%油酸，2-18%的石油磺酸鋇，1-35%的三乙醇胺，10%以下石蠟，其餘為蒸餾水組成。雖具有較好的防鏽效果，但石蠟為最原始的成膜劑，但因成膜較厚，一是進入下一道工藝前必須除膜，二是石蠟膜除膜困難、費工費時。因此仍有值得改進的地方。
發明內容本發明目的在於克服上述已有技術的不足，提供一種不僅能在金屬表面形成防鏽性能好的防鏽膜，防鏽有效期長，能達到3-6個月，而且防鏽膜層薄，僅幾十微米，不去除也不會影響後續工藝，並且去膜性好，溫水即可退膜的水溶性防鏽劑。3本發明目的實現，主要改進是選擇採用能在金屬表面形成防鏽期長的封閉性防鏽薄膜，而且成膜厚度薄，僅幾十微米，退膜也十分方便，只需5(TC及以上熱水即可退膜，從而克服現有技術的不足，實現本發明目的。具體說，本發明水溶性防鏽劑，其特徵在於組成為2-10wt^石油磺酸鋇和/或二壬葵基磺酸鋇，l-6wt^鉬酸鈉和/或鉬酸胺，0-10wt^葵二酸，2-10wt%聚丙烯酸酯，3-20wt%油酸三乙醇胺皂和/或2-6wt%山梨醇酐單油酸酯，0-15wt%石油磺酸鈉，0-8wt%甘油，餘量為水或機械油。本發明中石油磺酸鋇、二壬葵基磺酸鋇，為高分子有機防鏽劑，試驗表明其不僅具有優良的防鏽性能，而且具有較好抗水性能，和乳化性能，很容易與高分子成膜物質結合，結合成防鏽保護膜，並且成膜快。其中二壬葵基磺酸鋇的防鏽性能和抗水性能，優於石油磺酸鋇，只是價格相對高一點。鉬酸鈉、鉬酸胺、葵二酸，為無機防鏽劑，試驗表明與前述有機防鏽劑復配使用，具有疊加防鏽效果，表現出較長防鏽期，可以達到3-6個月防鏽。葵二酸價格相對較鉬酸鈉、鉬酸胺價格便宜一些，可以加入部分替代，減少鉬酸鈉、鉬酸胺用量，具有大至相仿效果，但可以降低產品成本。聚丙烯酸酯，在本發明中作成膜劑使用，與上述有機、無機防鏽劑結合，可在黑色金屬表面形成常溫不溶於水、溫水中即溶的防鏽保護薄膜，附著於黑色金屬表面，在常溫下隔絕空氣、水分與金屬表面的接觸，從而達到較長時間防鏽，在熱水中即溶解去膜簡便，此為本發明水性防鏽劑關鍵點之一。油酸三乙醇胺皂、山梨醇酐單油酸酯(S-80，C24H4406)，在本發明中作乳化劑使用，起到連接成膜劑與防鏽劑架橋作用，三者混合能很好結合形成薄的防鏽保護膜，附著在黑色金屬表面，同時其還具備優良的防鏽性能，有利於延長防鏽期。試驗表明，加入乳化劑可以加快防鏽劑的成膜速度，達到在金屬工件表面快速成膜。石油磺酸鈉，在本發明中具有促進乳化劑與防鏽劑結合功效，提高乳化效果，有利於防鏽劑的均勻分布。甘油，在本發明中主要起溼潤作用，保護使用者人體皮膚，避免接觸造成對皮膚的損傷，併兼有一定防鏽作用。機械油(machineryoil)，又稱全損耗系統用油，常用牌號有5、7、10、15、32、46、100等，在本發明中均可適用，代替水溶劑可以製成濃縮液，使用時再加2-2.5倍左右的水稀釋使用，這樣可減少運輸量，節約成本，特別適合於遠距離使用。本發明經試驗比較，較好採用15-46號中等粘度牌號，中等粘度既易充分混合，又具有相對較好的效果。上述組成物質，在常溫均能溶於水中，與黑色金屬接觸，能迅速在其表面形成吸附牢固的薄層防鏽膜，各種添加物質的防鏽疊加效果，使本發明防鏽劑具有優良的防鏽效果；而且防鏽膜遇高於常溫的溫水(例如^50°C)膜自動溶解，達到方便、快速去膜，從而大大減輕了清洗除膜工作量，並且由於清洗除膜用水量少，相對環保性較好。本發明更優組成為4-6wt^石油磺酸鋇和/或二壬葵基磺酸鋇，2-4wt^鉬酸鈉和/或鉬酸胺，2-6wt^葵二酸，3-8wt^聚丙酸烯酯，6-12wt^油酸三乙醇胺皂和/或3-5wt%山梨醇酐單油酸酯，3-10wt%石油磺酸鈉，3-6wt%甘油，餘量為水或機械油。製備只需將各原料按特性製成溶液(溶解)，混合即可。本發明水溶性防鏽劑，由於選擇在常溫能溶於水，遇黑色金屬能成膜物質，以及選擇防鏽性能好、且能與成膜劑結合的有機、無機防鏽成份，通過乳化劑的架橋作用結合組成不溶於冷水的防鏽保護膜，各助劑均有一定的防鏽功能的協同疊加作用。較現有水溶性防鏽劑，具有成膜時間短，快乾性好，l-2分鐘即成膜，成膜吸附牢固，在黑色金屬表面具有極強的吸附能力，常溫環境水汽不會滲至金屬表面，因而具有很好的防鏽效果，中性鹽霧試驗時間長達6小時，實際防鏽使用可以達到3-6個月不生鏽；而且成膜薄而緻密，僅3-5微米，不改變加工件表觀，一般工件不需除膜可以直接裝配、塗裝；除膜方便，退膜只需在5(TC以上溫水中浸泡、漂洗即可快速除膜，清洗水量少，用水量只有正常清洗的1/3，可節約大量清洗材料和人工費用，成膜、去膜均較方便。防鏽劑組分中不含有毒有害物質，也不含磷，環保性好，不會造成對環境的汙染，為環境友好型水溶性防鏽劑。以下結合六個具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發明，但實施例具體細節僅是為了說明本發明，並不代表本發明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離本發明構思的非實質性改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特徵簡單改變或替換，均屬本發明護範圍。具體實施例方式實施例1:按實施例配比，將石油磺酸鋇、油酸三乙醇胺皂於105-ll(TC加熱溶解，得中間體1;將鉬酸鈉、聚丙烯酸酯，以60-7(TC溫水溶解，得中間體2。將上述兩溶液混合，補足餘量水，製得直接使用的工作液。實施例2:按實施例配比，將二壬葵基磺酸鋇，石油磺酸鈉，S-80混合加溫至105-ll(TC溶解，得中間體1;將鉬酸鈉於溫水中溶解得中間體2;將葵二酸加8(TC熱水溶解，加入聚丙烯酸酯，得中間體3;將上述三溶液混合，補足餘量水。實施例3:按實施例配比，將石油磺酸鋇，二壬葵基磺酸鋇，石油磺酸鈉，S-80，加熱105-ll(TC溶解，得中間體1;將鉬酸銨，鉬酸鈉在60-7(TC熱水中溶解，得中間體2，在中間體2中加入甘油；將葵二酸，油酸三乙醇胺皂加溫8(TC溶解，得中間體3;將上述三溶液混合，補足餘量水。實施例4:按實施例配比，同例3。實施例5:按實施例配比，將石油磺酸鋇，二壬葵基磺酸鋇，乳化劑S-80，石油磺酸鈉混合於25wt^的32號機械油中，加熱105-ll(TC，使其完全溶解得中間體1;將鉬酸鈉，鉬酸銨加溫60-7(TC溶化，得中間體2;在中間體2中加入甘油，葵二酸、油酸三乙醇胺皂，聚丙烯酸酯，加溫80-9(TC得中間體3。將中間體3與中間體l，加上餘量的32號機械油，三者混合攪拌，得水溶性防鏽劑濃縮液。使用時加入70%水稀釋成工作液，浸或塗或噴於工作表面。實施例6:按實施例配比，將石油磺酸鋇，二壬葵基磺酸鋇，乳化劑S-80，石油磺酸鈉混合於25wt^的15或46號機械油中，加熱105-ll(TC，使其完全溶解得中間體1;將鉬酸鈉，鉬酸銨加溫60-7(TC溶化，得中間體2;在中間體2中加入甘油，葵二酸、油酸三乙醇胺皂，聚丙烯酸酯，加溫80-9(TC得中間體3。將中間體3與中間體l，加上餘量的15或46號機械油，三者混合攪拌，得水溶性防鏽劑濃縮液。使用時加入70%水稀釋成工作液，浸或塗或噴於工作表面。對於本領域技術人員來說，在本發明構思啟示下，能夠從本專利公開內容直接導出或聯想到的一些變形，或現有技術中常用公知技術的替代，以及特徵間的相互不同組合，都能實現與上述實施例基本相同功能和效果，不再一一舉例細說，均屬於本專利保護範圍。實施例配方表(100wt%)tableseeoriginaldocumentpage6注防鏽天數，以3%氯化鈉浸泡，觀察出現鏽斑天數。權利要求水溶性防鏽劑，其特徵在於組成為2-10wt％石油磺酸鋇和/或二壬葵基磺酸鋇，1-6wt％鉬酸鈉和/或鉬酸胺，0-10wt％葵二酸，2-10wt％聚丙烯酸酯，3-20wt％油酸三乙醇胺皂和/或2-6wt％山梨醇酐單油酸酯，0-15wt％石油磺酸鈉，0-8wt％甘油，餘量為水或機械油。2.根據權利要求l所述水溶性防鏽劑，其特徵在於組成為4-6wt^石油磺酸鋇和/或二壬葵基磺酸鋇，2-4wt^鉬酸鈉和/或鉬酸胺，2-6wt^葵二酸，3-8wt^聚丙酸烯酯，6-12wt^油酸三乙醇胺皂和/或3-5wt^山梨醇酐單油酸酯，3-10wt^石油磺酸鈉，3-6wt%甘油，餘量為水或機械油。全文摘要本發明涉及一種黑色金屬表面水溶性防鏽液，其組成為2-10wt％石油磺酸鋇和/或二壬葵基磺酸鋇，1-6wt％鉬酸鈉和/或鉬酸胺，0-10wt％葵二酸，2-10wt％聚丙烯酸酯，3-20wt％油酸三乙醇胺皂和/或2-6wt％山梨醇酐單油酸酯，0-15wt％石油磺酸鈉，0-8wt％甘油，餘量為水或機械油。較現有水溶性防鏽劑，具有成膜時間短，成膜吸附牢固，防鏽效果好，實際防鏽可達到3-6個月不生鏽；而且成膜薄，僅3-5微米，一般工件不需除膜可以直接裝配、塗裝；除膜方便，退膜只需在50℃以上溫水中浸泡、漂洗即可快速除膜。防鏽劑組分中不含有毒有害物質，也不含磷，環保性好，不會造成對環境的汙染，為環境友好型水溶性防鏽劑。文檔編號C09D133/08GK101712817SQ20091000811公開日2010年5月26日申請日期2009年2月27日優先權日2008年9月30日發明者張雲,張永寬申請人:無錫市弘育化工有限公司