一種金屬水基防鏽劑及其製備方法
2023-12-03 10:58:16
一種金屬水基防鏽劑及其製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種金屬水基防鏽劑及其製備方法，防鏽劑包括：失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅、丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺、N-油醯肌氨酸十八胺鹽、氧化石油脂鋇皂、乙二胺四亞甲基磷酸鈉、1-羥基亞乙基二膦酸、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺、成膜劑和，去離子水。製備方法為先將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和水混合，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽；再將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加至去離子水中，加入1-羥基亞乙基二膦酸；將混合物Ⅰ和混合物Ⅱ混合，加入剩餘組分，即得。該防鏽劑可附著在金屬表面，使金屬具有更好的抗磨性和防鏽蝕性能。
【專利說明】一種金屬水基防鏽劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於金屬表面處理【技術領域】，具體涉及一種金屬水基防鏽劑及其製備方 法。
【背景技術】
[0002] 金屬與周圍的介質相接觸，互相間發生了某種反應而逐漸遭到破壞的過程，稱為 "金屬腐蝕"。金屬腐蝕是普遍存在的自然現象，它不僅使金屬材料本身在外形、色澤以及機 械性能等方面受到破壞，而且其製品的質量等級下降，精度、靈敏度受損，影響其使用甚至 報廢。因金屬腐蝕造成的損失非常驚人，據報導，世界上有百分之十的鋼鐵被腐蝕掉，因此， 防止金屬腐蝕是一個十分重要的課題。
[0003] 金屬腐蝕的種類很多，按其周圍的介質和環境條件來分，可分為大氣腐蝕、高溫氣 體、化工腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕、細菌腐蝕、應力腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、雜散電流腐 蝕、放射腐蝕以及其他各種特殊環境下的腐蝕；按其作用機理來分；可分為化學腐蝕和物 理腐蝕。
[0004] 其中，金屬在大氣中有氧、水分作用下產生的腐蝕，俗稱"生鏽"，其腐蝕的產物稱 為"鏽"。解決大氣金屬鏽蝕問題的途徑有很多，如金屬中熔入合金元素提高自身的抗腐蝕 性；化學處理；控制環境；塗覆蓋層等。金屬的鏽蝕是生產中經常遇到的問題，金屬生鏽不 僅使金屬工件本身在外形、色澤以及機械性能等方面受到破壞，更主要的是使其製品質量 下降，特別嚴重的還會使產品報廢，全世界每年因生鏽而報廢的鋼鐵達幾千萬噸，我國2000 年因腐蝕造成的經濟損失達5000億元人民幣。目前，鋼鐵製品的工序間和長時間的封存防 鏽多採用防鏽油，但後續工序需進行除油處理，且防鏽油的去除難度相當大，隨著石油資源 的日益緊張和環保意識的不斷增強，再加上油質不易分解等問題的存在，使得開發水基防 鏽劑的研究具有非常重要的意義。目前的水基防鏽劑多採用亞硝酸鹽和路酸鹽的鈍化技 術，但所用的主體原料具有較大的毒性，且防鏽效果不如防鏽油。我國在降低亞硝酸鹽的用 量方面雖取得了一些進展，但防鏽效果還不理想，且未消除公害問題。環保型水基防鏽劑的 研製已受到國內外廣泛關注。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種金屬水基防鏽劑及其製備方法， 該防鏽劑不僅可附著在金屬表面，使金屬具有更好的抗磨性和防鏽蝕性能，而且製備工藝 簡單，對人體無傷害，
[0006] -種金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯2?9份，肌醇 六磷酸酯1?7份，磷酸二氫鋅3?10份，丙烯醯胺2?10份，穀氨酸1?8份，二壬基萘 磺酸鹽2?9份，二環己胺3?12份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽4?9份，氧化石油脂鋇皂 2?10份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉3?9份，1-羥基亞乙基二膦酸2?10份，丙烯酸二甲胺 基乙酯1?7份，磺甲基化聚丙烯醯胺2?9份，成膜劑4?10份，去離子水10?25份。
[0007] 作為上述發明的進一步改進，所述金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山 梨醇單油酸酯4?8份，肌醇六磷酸酯2?6份，磷酸二氫鋅5?9份，丙烯醯胺4?8份， 穀氨酸3?7份，二壬基萘磺酸鹽4?7份，二環己胺5?9份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽 5?8份，氧化石油脂鋇皂4?9份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉5?8份，1-羥基亞乙基二膦 酸4?9份，丙烯酸二甲胺基乙酯2?6份，磺甲基化聚丙烯醯胺4?8份，成膜劑5?9 份，去離子水13?21份。
[0008] 作為上述發明的進一步改進，所述二壬基萘磺酸鹽為二壬基萘磺酸鋇、二壬基萘 磺酸鈣、二壬基萘磺酸鋅或二壬基萘磺酸銨。
[0009] 作為上述發明的進一步改進，所述成膜劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基澱粉、羧 甲基纖維素、明膠或阿拉伯樹膠中的一種。
[0010] 上述金屬水基防鏽劑的製備方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子 水混合，加熱至50?70°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物 I ；
[0012] 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩 餘重量份的去離子水中，加熱至60?90°C，再加入1-羥基亞乙基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至 室溫，得混合物II ;
[0013] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲 基磷酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至40?60°C，攪拌均 勻，冷卻至室溫，即得。
[0014] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中加熱過程在真空度0. 08?0. IMPa條件下 進行。
[0015] 作為上述發明的進一步改進，步驟2中加熱過程為程序升溫，每半小時升溫10°C。
[0016] 作為上述發明的進一步改進，步驟3中攪拌過程的轉速為300?500rpm。
[0017] 本發明中，磷酸二氫鋅發揮其絡合作用，能增加原料在除油除鏽中的滲透性； N-油醯肌氨酸十八胺鹽有很強的除鏽、除垢和祛除油的輔助功能及良好的復配能力，可與 1-羥基亞乙基二膦酸發生協同作用，大大提高金屬表面的防鏽處理效果；乙二胺四亞甲基 磷酸鈉和丙烯酸二甲胺基乙酯復配，可用於去除重金屬離子對酶的抑制作用、消除促進過 氧化物分解的影響，實現對金屬表面的保護和防氧化功能；肌醇六磷酸酯具有螯合致硬金 屬離子的優異性能，同時還具有較大的鹼性緩衝作用，利於酸性汙垢的去除；二壬基萘磺酸 鹽具有催化和促進的作用，可以減緩金屬腐蝕的；二環己胺和氧化石油脂鋇皂復配使用後， 可從空氣中吸收水分，起到乾燥和潤滑的作用，改善潤滑性及增強防鏽性能。
[0018] 本發明的金屬水基防鏽劑不僅可附著在金屬表面，使金屬具有更好的抗磨性和防 鏽蝕性能，而且製備工藝簡單，對人體無傷害，既節約了能源，又達到了環保的要求。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1
[0020] -種金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯2份，肌醇六磷 酸酯1份，磷酸二氫鋅3份，丙烯醯胺2份，穀氨酸1份，二壬基萘磺酸鹽2份，二環己胺3 份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽4份，氧化石油脂鋇皂2份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉3份，1-羥 基亞乙基二膦酸2份，丙烯酸二甲胺基乙酯1份，磺甲基化聚丙烯醯胺2份，成膜劑4份，去 離子水10份。
[0021] 上述金屬水基防鏽劑的製備方法，包括以下步驟：
[0022] 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子 水混合，在真空度為0. OSMPa的條件下加熱至50°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均 勻，冷卻至室溫，得混合物I ;
[0023] 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩 餘重量份的去離子水中，程序升溫加熱至60°C (每半小時升溫KTC )，再加入1-羥基亞乙 基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物Π ;
[0024] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲 基磷酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至40°C，攪拌均勻，攪 拌過程的轉速為300rpm，冷卻至室溫，即得。
[0025] 實施例2
[0026] -種金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯4份，肌醇六磷 酸酯2份，磷酸二氫鋅5份，丙烯醯胺4份，穀氨酸3份，二壬基萘磺酸鹽4份，二環己胺5 份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽5份，氧化石油脂鋇皂4份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉5份，1-羥 基亞乙基二膦酸4份，丙烯酸二甲胺基乙酯2份，磺甲基化聚丙烯醯胺4份，成膜劑5份，去 離子水13份。
[0027] 上述金屬水基防鏽劑的製備方法，包括以下步驟：
[0028] 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子 水混合，在真空度為0. 〇9MPa的條件下加熱至55°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均 勻，冷卻至室溫，得混合物I ;
[0029] 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩 餘重量份的去離子水中，程序升溫加熱至70°C (每半小時升溫KTC )，再加入1-羥基亞乙 基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物Π ;
[0030] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲 基磷酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至45°C，攪拌均勻，攪 拌過程的轉速為350rpm，冷卻至室溫，即得。
[0031] 實施例3
[0032] -種金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯7份，肌醇六磷 酸酯5份，磷酸二氫鋅8份，丙烯醯胺5份，穀氨酸4份，二壬基萘磺酸鹽5份，二環己胺8 份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽7份，氧化石油脂鋇皂5份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉7份，1-羥 基亞乙基二膦酸6份，丙烯酸二甲胺基乙酯5份，磺甲基化聚丙烯醯胺7份，成膜劑6份，去 離子水18份。
[0033] 上述金屬水基防鏽劑的製備方法，包括以下步驟：
[0034] 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子 水混合，在真空度為0. OSMPa的條件下加熱至70°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均 勻，冷卻至室溫，得混合物I ;
[0035] 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩 餘重量份的去離子水中，程序升溫加熱至80°C (每半小時升溫KTC )，再加入1-羥基亞乙 基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物Π ;
[0036] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲 基磷酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至50°C，攪拌均勻，攪 拌過程的轉速為400rpm，冷卻至室溫，即得。
[0037] 實施例4
[0038] -種金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯8份，肌醇六磷 酸酯6份，磷酸二氫鋅9份，丙烯醯胺8份，穀氨酸7份，二壬基萘磺酸鹽7份，二環己胺9 份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽8份，氧化石油脂鋇皂9份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉8份，1-羥 基亞乙基二膦酸9份，丙烯酸二甲胺基乙酯6份，磺甲基化聚丙烯醯胺8份，成膜劑9份，去 離子水21份。
[0039] 上述金屬水基防鏽劑的製備方法，包括以下步驟：
[0040] 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子 水混合，在真空度為0. IMPa的條件下加熱至50°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均勻， 冷卻至室溫，得混合物I ;
[0041] 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩 餘重量份的去離子水中，程序升溫加熱至90°C (每半小時升溫KTC )，再加入1-羥基亞乙 基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物Π ;
[0042] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲 基磷酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至60°C，攪拌均勻，攪 拌過程的轉速為300rpm，冷卻至室溫，即得。
[0043] 實施例5
[0044] 一種金屬水基防鏽劑，原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯9份，肌醇六磷 酸酯7份，磷酸二氫鋅10份，丙烯醯胺10份，穀氨酸8份，二壬基萘磺酸鹽9份，二環己胺 12份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽9份，氧化石油脂鋇皂10份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉9份， 1-羥基亞乙基二膦酸10份，丙烯酸二甲胺基乙酯7份，磺甲基化聚丙烯醯胺9份，成膜劑 10份，去尚子水25份。
[0045] 上述金屬水基防鏽劑的製備方法，包括以下步驟：
[0046] 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子 水混合，在真空度為0. IMPa的條件下加熱至70°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均勻， 冷卻至室溫，得混合物I ;
[0047] 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩 餘重量份的去離子水中，程序升溫加熱至90°C (每半小時升溫KTC )，再加入1-羥基亞乙 基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物Π ;
[0048] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲 基磷酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至60°C，攪拌均勻，攪 拌過程的轉速為500rpm，冷卻至室溫，即得。
[0049] 將實施例1至5所得防鏽劑及市售產品進行性能測試。將鐵片除油除鏽、水洗、防 鏽液浸泡、晾乾成膜，再進行性能測試。
[0050] (1)溼熱試驗
[0051] 將成膜後的試片置於底部盛有自來水的乾燥器的隔板上（不要堵孔），合上乾燥 器蓋，置於已恆溫到55 土 2°C恆溫箱中，測試出現鏽跡時所需時間；
[0052] (2)鹽水浸泡試驗
[0053] 將成膜後的試片浸泡於3%的鹽水中，置於溫度為20°C的室內，連續試驗到出現 鏽跡，記錄所需時間。
[0054] (3)中性鹽霧試驗
[0055] 將3 %的食鹽水以細霧狀噴射，使其均勻落在試片表面，並不斷維持液膜更新，直 到出現鏽跡為止，記錄所用時間。
[0056] 結果如下：
【權利要求】
1. 一種金屬水基防鏽劑，其特徵在於：原料以重量份計包括：失水山梨醇單油酸酯2? 9份，肌醇六磷酸酯1?7份，磷酸二氫鋅3?10份，丙烯醯胺2?10份，穀氨酸1?8份， 二壬基萘磺酸鹽2?9份，二環己胺3?12份，N-油醯肌氨酸十八胺鹽4?9份，氧化石油 脂鋇皂2?10份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉3?9份，1-羥基亞乙基二膦酸2?10份，丙烯 酸二甲胺基乙酯1?7份，磺甲基化聚丙烯醯胺2?9份，成膜劑4?10份，去離子水10? 25份。
2. 根據權利要求1所述的金屬水基防鏽劑，其特徵在於：原料以重量份計包括：失水 山梨醇單油酸酯4?8份，肌醇六磷酸酯2?6份，磷酸二氫鋅5?9份，丙烯醯胺4?8 份，穀氨酸3?7份，二壬基萘磺酸鹽4?7份，二環己胺5?9份，N-油醯肌氨酸十八胺 鹽5?8份，氧化石油脂鋇皂4?9份，乙二胺四亞甲基磷酸鈉5?8份，1-羥基亞乙基二 膦酸4?9份，丙烯酸二甲胺基乙酯2?6份，磺甲基化聚丙烯醯胺4?8份，成膜劑5? 9份，去尚子水13?21份。
3. 根據權利要求1或2所述的金屬水基防鏽劑，其特徵在於：所述二壬基萘磺酸鹽為 二壬基萘磺酸鋇、二壬基萘磺酸鈣、二壬基萘磺酸鋅或二壬基萘磺酸銨。
4. 根據權利要求1或2所述的金屬水基防鏽劑，其特徵在於：所述成膜劑為聚乙二醇、 聚乙烯醇、羧甲基澱粉、羧甲基纖維素、明膠或阿拉伯樹膠中的一種。
5. 權利要求1或2所述的金屬水基防鏽劑的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟： 步驟1，將失水山梨醇單油酸酯、肌醇六磷酸酯、磷酸二氫鋅和1/3重量份去離子水混 合，加熱至50?70°C，加入N-油醯肌氨酸十八胺鹽，攪拌均勻，冷卻至室溫，得混合物I ; 步驟2,將丙烯醯胺、穀氨酸、二壬基萘磺酸鹽、二環己胺和氧化石油脂鋇皂加入剩餘重 量份的去離子水中，加熱至60?90°C，再加入1-羥基亞乙基二膦酸，攪拌均勻，冷卻至室 溫，得混合物II ; 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入乙二胺四亞甲基磷 酸鈉、丙烯酸二甲胺基乙酯、磺甲基化聚丙烯醯胺和成膜劑，加熱至40?60°C，攪拌均勻， 冷卻至室溫，即得。
6. 根據權利要求5所述的金屬水基防鏽劑的製備方法，其特徵在於：步驟1中加熱過 程在真空度0. 08?0. IMPa條件下進行。
7. 根據權利要求5所述的金屬水基防鏽劑的製備方法，其特徵在於：步驟2中加熱過 程為程序升溫，每小時升溫l〇°C。
8. 根據權利要求5所述的金屬水基防鏽劑的製備方法，其特徵在於：步驟3中攪拌過 程的轉速為300?500rpm。
【文檔編號】C23F11/02GK104388943SQ201410642430
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司