一種耐候耐腐蝕的防鏽油及其製備方法與流程

2023-12-02 06:38:31

本發明涉及特種油加工技術領域，具體涉及一種耐候耐腐蝕的防鏽油及其製備方法。

背景技術：

金屬材料受周圍介質的作用而損壞，稱為金屬腐蝕(Metallic Corrosion)。金屬的鏽蝕是最常見的腐蝕形態。腐蝕時，在金屬的界面上發生了化學或電化學多相反應，使金屬轉入氧化(離子)狀態。這會顯著降低金屬材料的強度、塑性、韌性等力學性能，破壞金屬構件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學和光學等物理性能，縮短設備的使用壽命，甚至造成火災、爆炸等災難性事故。全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失約達7000億美元，我國因金屬腐蝕造成的損失佔國民生產總值的4％。

防鏽油是一款外觀呈紅褐色具有防鏽功能的油溶劑。由油溶性緩蝕劑、基礎油和輔助添加劑等組成。根據性能和用途，除鏽油可分為指紋除去型防鏽油、水稀釋型防鏽油、溶劑稀釋型防鏽油、防鏽潤滑兩用油、封存防鏽油、置換型防鏽油、薄層油、防鏽脂和氣相防鏽油等。防鏽油中常用的緩蝕劑有脂肪酸或環烷酸的鹼土金屬鹽、環烷酸鉛、環烷酸鋅、石油磺酸鈉、石油磺酸鋇、石油磺酸鈣、三油酸牛脂二胺、松香胺等。隨著防鏽技術的不斷發展，防鏽油的發展呈現如下趨勢：(1)多功能性：隨著市場要求的不斷提高，市場上出現了一劑多功用的防鏽油，可以適應多種條件下金屬製品的防護和使用需要。除了具有良好防鏽功能外，還具備其他的功能和作用，比如潤滑、清洗、減振等功效。現已研製出的潤滑防鏽兩用劑被廣泛運用於內燃機和軍工行業，可以不經除膜而直接使用，並且市場對於這類防鏽劑的需求也是越來越大。(2)低粘度性：在滿足使用條件的情況下，應儘量降低防鏽油的粘度。低粘度易塗敷，並且可以有效降低防鏽油厚度，能夠達到節約降損的目的。(3)較高的環保要求：隨著環保法規的要求越來越嚴格以及人們保護環境意識的提高，對防鏽油的組成及使用也提出相應的要求，因而採用符合環保要求的防鏽材料，開發具有可生物降解性的防鏽油品逐漸成為防鏽油發展的主流。

然而，在向上述方向發展的同時，防鏽油還面臨著諸如耐候性不足、耐腐蝕性能欠佳的多種缺陷，容易出現變硬、脫落、開裂的現象。尤其是在極端條件下使用時，上述缺陷會更為突出，嚴重製約了防鏽油的應用。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種耐候耐腐蝕的防鏽油及其製備方法，通過採用特定原料進行組合，配合相應的生產工藝，得到一種防鏽油產品，其具有優異的耐候性和耐腐蝕性及良好的低溫附著性，具有良好的應用前景。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種耐候耐腐蝕的防鏽油，由下列重量份數的原料製成：有機矽油60-70份、46#機械油55-65份、瀝青20-30份、季戊四醇8-10份、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉6-8份、硼酸胺6-8份、環烷酸鋅5-9份、微晶纖維素4-6份、納米陶瓷粉體2-4份、有機膨潤土2-4份、丁二酸二丁酯1-3份、松香酸聚氧乙烯酯1-3份、十二碳醇酯1-2份、山梨醇酐單油酸脂1-2份、二氧化矽微粒3-5份、抗氧劑3-5份。

進一步地，所述二氧化矽微粒的粒徑為1-2μm。

進一步地，所述抗氧劑選自抗氧劑626、抗氧劑1010、抗氧劑702中的任意一種。

所述耐候耐腐蝕的防鏽油的製備方法，包括以下步驟：

(1)按照所述重量份數稱取各原料；

(2)將微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨1-2小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在50-60℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在165-175℃條件下攪拌10-20分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至55-60℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為25-30分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為9-10KW，時間為25-30分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為17-19KW，時間為25-35分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為4-6KW，時間為35-45分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至75-85℃，以250-300轉/分的速度攪拌20-30分鐘，然後降溫至40-50℃，繼續攪拌50-60分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品。

進一步地，所述步驟(2)中的燒結溫度為450-550℃，環境氣壓為1.5MPa。

進一步地，所述步驟(5)中，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

本發明與現有技術相比，其有益效果為：

(1)本發明的耐候耐腐蝕的防鏽油以有機矽油、46#機械油、瀝青、季戊四醇為主要成分，通過加入鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂、二氧化矽微粒、抗氧劑，輔以球磨、燒結、加熱攪拌、超聲震蕩、微波真空乾燥、高速剪切等工藝製備而成。使得該防鏽油具有優異的耐候性和耐腐蝕性，且具有良好的低溫附著性，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。

(2)本發明的耐候耐腐蝕的防鏽油所用原料價格低廉、製備工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。

具體實施方式

下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

(1)按照重量份數稱取有機矽油60份、46#機械油55份、瀝青20份、季戊四醇8份、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉6份、硼酸胺6份、環烷酸鋅5份、微晶纖維素4份、納米陶瓷粉體2份、有機膨潤土2份、丁二酸二丁酯1份、松香酸聚氧乙烯酯1份、十二碳醇酯1份、山梨醇酐單油酸脂1份、二氧化矽微粒3份、抗氧劑626 3份，所述二氧化矽微粒的粒徑為1μm；

(2)將微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨1小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在50℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用，燒結溫度為450℃，環境氣壓為1.5MPa；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在165℃條件下攪拌10分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至55℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為25分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為9KW，時間為25分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為17KW，時間為25分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為4KW，時間為35分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑626及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至75℃，以250轉/分的速度攪拌20-30分鐘，然後降溫至40℃，繼續攪拌50分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

製得的防鏽油產品的性能測試結果如表1所示。

實施例2

(1)按照重量份數稱取有機矽油65份、46#機械油60份、瀝青25份、季戊四醇9份、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉7份、硼酸胺7份、環烷酸鋅7份、微晶纖維素5份、納米陶瓷粉體3份、有機膨潤土3份、丁二酸二丁酯2份、松香酸聚氧乙烯酯2份、十二碳醇酯1份、山梨醇酐單油酸脂2份、二氧化矽微粒4份、抗氧劑1010 4份，所述二氧化矽微粒的粒徑為1.5μm；

(2)將微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨1.5小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在55℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用，燒結溫度為500℃，環境氣壓為1.5MPa；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在170℃條件下攪拌15分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至58℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為27分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為9KW，時間為28分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為19KW，時間為30分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為4KW，時間為40分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑1010及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至80℃，以275轉/分的速度攪拌25分鐘，然後降溫至45℃，繼續攪拌55分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

製得的防鏽油產品的性能測試結果如表1所示。

實施例3

(1)按照重量份數稱取有機矽油70份、46#機械油65份、瀝青30份、季戊四醇10份、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉8份、硼酸胺8份、環烷酸鋅9份、微晶纖維素6份、納米陶瓷粉體4份、有機膨潤土4份、丁二酸二丁酯3份、松香酸聚氧乙烯酯3份、十二碳醇酯2份、山梨醇酐單油酸脂2份、二氧化矽微粒5份、抗氧劑702 5份，所述二氧化矽微粒的粒徑為2μm；

(2)將微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨2小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在60℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用，燒結溫度為550℃，環境氣壓為1.5MPa；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在175℃條件下攪拌20分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至60℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為30分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為10KW，時間為30分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為19KW，時間為35分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為6KW，時間為45分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑702及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至85℃，以300轉/分的速度攪拌30分鐘，然後降溫至50℃，繼續攪拌60分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

製得的防鏽油產品的性能測試結果如表1所示。

實施例4

(1)按照重量份數稱取有機矽油60份、46#機械油65份、瀝青20份、季戊四醇10份、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉6份、硼酸胺8份、環烷酸鋅5份、微晶纖維素6份、納米陶瓷粉體2份、有機膨潤土4份、丁二酸二丁酯1份、松香酸聚氧乙烯酯3份、十二碳醇酯1份、山梨醇酐單油酸脂2份、二氧化矽微粒3份、抗氧劑1010 5份，所述二氧化矽微粒的粒徑為1μm；

(2)將微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨2小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在50℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用，燒結溫度為550℃，環境氣壓為1.5MPa；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在165℃條件下攪拌20分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至55℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為30分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為9KW，時間為0分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為17KW，時間為35分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為4KW，時間為45分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑1010及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至85℃，以300轉/分的速度攪拌20分鐘，然後降溫至50℃，繼續攪拌50分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

製得的防鏽油產品的性能測試結果如表1所示。

對比例1

(1)按照重量份數稱取有機矽油65份、46#機械油60份、瀝青25份、季戊四醇9份、硼酸胺7份、環烷酸鋅7份、微晶纖維素5份、納米陶瓷粉體3份、有機膨潤土3份、丁二酸二丁酯2份、松香酸聚氧乙烯酯2份、山梨醇酐單油酸脂2份、二氧化矽微粒4份、抗氧劑1010 4份，所述二氧化矽微粒的粒徑為1.5μm；

(2)將微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨1.5小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在55℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用，燒結溫度為500℃，環境氣壓為1.5MPa；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在170℃條件下攪拌15分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至58℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為27分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為9KW，時間為28分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為19KW，時間為30分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為4KW，時間為40分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑1010及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至80℃，以275轉/分的速度攪拌25分鐘，然後降溫至45℃，繼續攪拌55分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

製得的防鏽油產品的性能測試結果如表1所示。

對比例2

(1)按照重量份數稱取有機矽油60份、46#機械油65份、瀝青20份、季戊四醇10份、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉6份、硼酸胺8份、環烷酸鋅5份、納米陶瓷粉體2份、有機膨潤土4份、丁二酸二丁酯1份、十二碳醇酯1份、山梨醇酐單油酸脂2份、二氧化矽微粒3份、抗氧劑1010 5份，所述二氧化矽微粒的粒徑為1μm；

(2)將納米陶瓷粉體、有機膨潤土、二氧化矽微粒加入球磨機中，研磨2小時，得到細粉狀混合物，隨後向細粉狀混合物中加入等質量的丙三醇，在50℃條件下，攪拌反應25分鐘得到混合漿料，再燒結成塊待用，燒結溫度為550℃，環境氣壓為1.5MPa；

(3)將46#機械油、瀝青、季戊四醇、鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、丁二酸二丁酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂加入到反應釜中，在165℃條件下攪拌20分鐘，攪拌轉速為300rpm，隨後加入步驟(2)所得的燒結物，降溫至55℃時進行超聲震蕩反應，反應時間為30分鐘；

(4)將步驟(3)超聲震蕩後的混合液進行微波真空乾燥，乾燥過程分為三個階段：第一階段微波真空乾燥的功率為9KW，時間為0分鐘，第二階段微波真空乾燥功率為17KW，時間為35分鐘，第三階段微波真空乾燥功率為4KW，時間為45分鐘；

(5)向有機矽油中加入抗氧劑1010及步驟(4)得到的乾燥產物，加熱至85℃，以300轉/分的速度攪拌20分鐘，然後降溫至50℃，繼續攪拌50分鐘，冷卻至室溫後經高速剪切機進行機械剪切得到終產品，剪切機轉速為6000rpm，剪切時間為25分鐘。

製得的防鏽油產品的性能測試結果如表1所示。

將實施例1-4和對比例1-2的製得的耐候耐腐蝕的防鏽油分別進行大氣試驗場暴露測試、金屬腐蝕率、低溫附著性這幾項性能測試。

表1

本發明的耐候耐腐蝕的防鏽油以有機矽油、46#機械油、瀝青、季戊四醇為主要成分，通過加入鯨蠟硬脂醇硫酸酯鈉、硼酸胺、環烷酸鋅、微晶纖維素、納米陶瓷粉體、有機膨潤土、丁二酸二丁酯、松香酸聚氧乙烯酯、十二碳醇酯、山梨醇酐單油酸脂、二氧化矽微粒、抗氧劑，輔以球磨、燒結、加熱攪拌、超聲震蕩、微波真空乾燥、高速剪切等工藝製備而成。使得該防鏽油具有優異的耐候性和耐腐蝕性，且具有良好的低溫附著性，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。並且其所用原料價格低廉、製備工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。