CN103788875A - 一种金属防锈保护剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属防锈保护剂及其制备方法。该防锈保护剂是由蜡类物质、合成树脂、脂肪酸、脂肪胺、金属缓蚀剂、表面活性剂、防腐剂和水按特定配比乳化制成。其制备方法为分别制备水相物质和油相物质，然后混合分散乳化得到最终的金属防锈保护剂。该防锈保护剂具有涂覆方便、附着力强的特点、易于金属板材后期使用清洗处理，是绿色环保型防锈保护剂。该防锈保护剂在高温下仍具有较好粘附性，可在金属、箔材和其它金属机械设备部件涂附时反复升温使用，克服了一般乳液产品或常用的防锈油产品在温度较高时不能涂附或不易涂附的缺陷。

Description

一种金属防锈保护剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属防锈保护剂及其制备方法，适用于各种钢铁板、箔材、金属器件、机械设备物件的短期防锈保护。

背景技术

各种冷轧、热轧钢铁板材、一些金属箔材及一些机械设备制作完成后为防止较快产生锈蚀，一般都要在其表面涂一层防锈物质，以保护金属在使用前不发生锈蚀，影响其质量和价值，另一方面该保护层还可对金属表面起到一定的防护作用，防止轻微的划伤。目前金属板、箔材及钢铁机械设备部件的短期防锈都是涂一层防锈油或防锈蜡物质。防锈油虽有良好的短期防锈效果。但为油性物质，在后期使用前的清洗处理时会产生环境污染，为此人们开展了水基防锈剂的研究开发，水基防锈剂一般不含或少含油性物质，清洗处理容易方便，产生的废水少，且易处理。因而水基金属防锈剂近期年来是该领域广泛研究的课题，发明的新产品和新技术也比较多。CN1386812A公开了一种汽车用液体防锈蜡，该专利使用传统方法，用溶剂油溶解各种所需成分，产品虽然有一定的防锈性能，但由于含有溶剂油，使用时有溶剂气味发生，存在对环境不友好的缺陷。CN1488699A公开了一种水基金属防锈保护剂，由于产品中使用了石油磺酸钡成分，使产品有一定的毒性。CN101104774A公开了一种金属防锈蜡，以蜡类物质为主要基础物质，产品的防护膜没有韧性。CN1386812A公开了一种防锈剂，主要成分是石油蜡类物质及石油溶剂，防锈性能及其它性能存在缺陷，并对环境不友好。

发明内容

    针对现有技术的不足，本发明提供了一种防锈效果良好、在金属表面涂抹粘附容易，且易于金属清洗处理的绿色环保型金属防锈保护剂及其制备方法。

本发明的金属防锈保护剂，由下列成分组成，以质量计：

蜡类物质                  8%～16%

树脂                      2%～4%

脂肪酸                    6%～10%

脂肪胺                    3%～5%

金属缓蚀剂                4%～8%

表面活性剂          　    4%～8% 

蒸馏水                    余量。

本发明所述的金属防锈保护剂，其中所述的蜡类物质是分子量为1000～2000的氧化聚乙烯蜡、80～85号氧化微晶蜡、60～70号氧化石蜡中的一种或几种。

本发明所述的金属防锈保护剂，其中所述的树脂是软化点为70～100℃的石油树脂，松香树脂、改性松香甘油酯中的一种或几种。 

本发明所述的金属防锈保护剂，其中所述的脂肪酸为长链饱和脂肪酸，可以是硬脂酸和/或软脂酸。

    本发明所述的金属防锈保护剂，其中所述的脂肪胺是丁二胺、己二胺、己胺、正辛胺，异辛胺、葵胺中的一种或几种。

本发明所述的金属防锈保护剂，其中所述的金属缓蚀剂是双咪唑啉季铵盐、十七烯基双咪唑啉季铵盐、油酸基咪唑啉中的一种或几种。

本发明所述的金属防锈保护剂，其中所述的表面活性剂可以是十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、聚氧乙烯（20）失水山梨醇单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚（平平加）和吗啉中的一种或多种。

本发明金属防锈保护剂的制备方法包括如下步骤：

（1）按照配比称取脂肪酸加入到容器中，加热至80℃～120℃；

（2）按照配比称取脂肪胺和蒸馏水，将脂肪胺加入到蒸馏水中并加热至80℃～96℃；

（3）将步骤（2）所得溶液在搅拌下缓慢加入到步骤（1）中的脂肪酸中反应30～60分钟，再加入表面活性剂并加热至80～95℃制得水相物料；

（4）按照配比将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂加入到容器中，缓慢加热至110～140℃并反应20～50分钟制成油相物料；

（5）将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定20～40分钟，再均化冷却，即为最终金属防锈保护剂制品。

本发明所述金属防锈保护剂可用作钢铁板、箔材及金属机械设备部件的短期防锈保护剂。

本发明选用蜡类物质和树脂做防锈剂的成膜物质，其特点是蜡类物质本身具有一定的疏水性，树脂有一定的韧性或塑性，可使防锈保护膜具有一定的疏水性和强度，并使防锈物质与目标物件表面形成良好的吸附保护层，阻止或减缓酸、碱、盐物质对物件的浸蚀。选用咪唑啉铵盐类物质作防锈物质，因该类物质无毒或毒性小，对环境友好，使产品无毒无味。该防锈保护剂涂附钢铁金属表面上，可在目标物件上形成有一定韧性和强度的吸附防锈保护膜，克服了一般水基防锈剂对金属涂抹粘附困难的缺陷，又具有金属后处理时清洗方便的特点。选用脂肪酸与脂肪胺水溶液反应制成具有凝胶体性能的物质，再与其它油相物质乳化获得最终产品，可以保证该产品在高温下仍具有较好粘附性，可在金属、箔材和其它金属机械设备部件涂附时反复升温使用，克服了一般乳液产品或常用的防锈油产品在温度较高时不能涂附或不易涂附的缺陷。

具体实施方式

下面以具体的实施例说明本发明的金属防锈保护剂，其中的百分比为质量分数。

实施例1

4%氧化聚乙烯蜡A28（南非SASOL公司生产）；

4%氧化微晶蜡80号(抚顺石油化工研究院生产)；

2.5%氢化松香（湖南林本化工公司）：

8%硬脂酸1801（江苏如皋油脂公司）；

4.5%己二胺 (淄博大润化工有限公司)；

6%双咪唑啉季铵盐（秦皇岛胜利化工有限公司）;

2%十七烯基双咪唑啉季铵盐(秦皇岛胜利化工有限公司);

4%平平加A-20（抚顺康佳化工有限公司生产）；

蒸馏水     余量。

先将脂肪酸加热至80℃，再取脂肪胺加入到蒸馏水中加热至90℃，将脂肪胺在搅拌下缓慢加入到热的脂肪酸中反应50分钟，再加入表面活性剂并加热至80℃制得水相物料。将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂按配比加入到容器中缓慢加热至120℃反应30分钟制成油相物料。将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定20分钟，再均化冷却，即为本发明一种金属防锈保护剂制品。 

实施例2：    

10%氧化微晶蜡 85号(抚顺石油化工研究院生产)；

3%石油树脂P80(上海金森是由化工公司)；

6%硬脂酸1801（江苏如皋油脂公司）；

3%软脂酸（江苏无锡市多利佳贸易有限公司化工部专业生产）；

2%己二胺 (淄博大润化工有限公司)；

3%正辛胺（上海陵尔化工有限公司）;

4%双咪唑啉季铵盐（秦皇岛胜利化工有限公司）； 

5%平平加A-20（抚顺康佳化工有限公司生产）；

蒸馏水     余量。

先将脂肪酸加热至86℃，取脂肪胺加入到蒸馏水中加热至88℃，将脂肪胺在搅拌下缓慢加入到热的脂肪酸中反应40分钟，再加入表面活性剂并加热至90℃制得水相物料。将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂按配比加入到容器中缓慢加热至132℃反应28分钟制成油相物料。将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定26分钟，再均化冷却，即为本发明一种金属防锈保护剂制品。

实施例3

8%氧化聚乙烯蜡A28（南非SASOL公司生产）；

4%氧化石油微晶蜡80号（抚顺石油化工研究院生产)；

3.5%氢化松香（湖南林本化工公司）：

8%硬脂酸1801（江苏如皋油脂公司）；

2%软脂酸（江苏无锡市多利佳贸易有限公司化工部专业生产）

3%己二胺（淄博大润化工有限公司)；

5%双咪唑啉季铵盐（秦皇岛胜利化工有限公司）；

6%吗啉（武汉市凯通精细化工有限公司生产）；

蒸馏水     余量。

先将脂肪酸加热至84℃，取脂肪胺加入到蒸馏水中加热至92℃，将脂肪胺在搅拌下缓慢加入到热的脂肪酸中反应54分钟，再加入表面活性剂并加热至86℃制得水相物料。将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂按配比加入到容器中缓慢加热至126℃反应35分钟制成油相物料。将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定25分钟，再均化冷却，即为本发明一种金属防锈保护剂制品。

实施例4

7%氧化聚乙烯蜡A28（南非SASOL公司生产）；

7%氧化石蜡70号（抚顺石油化工研究院生产）；

4%石油树脂P80(上海金森是由化工公司)；

6%硬脂酸1801（江苏如皋油脂公司）；

2.5%丁二胺（郑州万四海化工）；

1%葵胺（上海陵尔化工有限公司）；

5%十七烯基双咪唑啉季铵盐(秦皇岛胜利化工有限公司);

1%双咪唑啉季铵盐（秦皇岛胜利化工有限公司）；

7%吗啉（武汉市凯通精细化工有限公司生产）；

蒸馏水     余量。

先将脂肪酸加热至88℃，取脂肪胺加入到蒸馏水中加热至98℃，将脂肪胺在搅拌下缓慢加入到热的脂肪酸中反应58分钟，再加入表面活性剂并加热至88℃制得水相物料。将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂按配比加入到容器中缓慢加热至127℃反应27分钟制成油相物料。将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定28分钟，再均化冷却，即为本发明一种金属防锈保护剂产品。 

实施例5

8%氧化聚乙烯蜡A28（南非SASOL公司生产）；

8%氧化微晶蜡85号（抚顺石油化工研究院生产）；

2%氢化松香 （湖南林本化工公司）；

7%硬脂酸1801（江苏如皋油脂公司）；

4%己二胺（淄博大润化工有限公司)；

4%十七烯基双咪唑啉季铵盐(秦皇岛胜利化工有限公司);

3%双咪唑啉季铵盐（秦皇岛胜利化工有限公司）；

1%十八烷基胺（中国日化所太原发凯化工公司生产）；

7%平平加A-20（抚顺康佳化工有限公司生产）； 

蒸馏水                    余量。

先将脂肪酸加热至89℃，取脂肪胺加入到蒸馏水中加热至89℃，将脂肪胺在搅拌下缓慢加入到热的脂肪酸中反应57分钟，再加入表面活性剂并加热至87℃制得水相物料。将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂按配比加入到容器中缓慢加热至138℃反应40分钟制成油相物料。将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定39分钟，再均化冷却，即为本发明一种金属防锈保护剂制品。

以下试验结果说明实施例的应用情况：

表１ 钢铁冷轧板材防锈保护试验结果

样品	耐湿热性（天）	耐锈性（分）	耐冲洗性
				实施例1	150	31	良好
实施例2	160	26	良好
				实施例3	155	27	良好
实施例4	153	28	良好
				实施例5	156	26	良好
空白	100	0	—

试验结果说明，本发明产品具有良好的防锈性和清洗方便性。

Claims (8)

1.一种金属防锈保护剂，其特征在于：以质量计包括：

蜡类物质                  8%～16%

树脂                      2%～4%

脂肪酸                    6%～10%

脂肪胺                    3%～5%

金属缓蚀剂                4%～8%

表面活性剂          　    4%～8% 

蒸馏水                    余量。

2.按照权利要求1所述的金属防锈保护剂，其特征在于：所述的蜡类物质是分子量为1000～2000的氧化聚乙烯蜡、80～85号氧化微晶蜡、60～70号氧化石蜡中的一种或几种。

3.按照权利要求1所述的金属防锈保护剂，其特征在于：所述的树脂是软化点为70～100℃的石油树脂、松香树脂、改性松香甘油酯中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的金属防锈保护剂，其特征在于：所述脂肪酸为长链饱和脂肪酸，具体是硬脂酸和/或软脂酸。

5.按照权利要求1所述的金属防锈保护剂，其特征在于：所述脂肪胺是丁二胺、己二胺、己胺、正辛胺、异辛胺、葵胺中的一种或几种。

6.按照权利要求1所述的金属防锈保护剂，其特征在于：所述金属缓蚀剂是双咪唑啉季铵盐、十七烯基双咪唑啉季铵盐、油酸基咪唑啉中的一种或几种。

7.按照权利要求1所述的金属防锈保护剂，其特征在于：所述表面活性剂是十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、聚氧乙烯（20）失水山梨醇单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、吗啉中的一种或多种。

8.权利要求1～7中任一所述金属防锈保护剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照配比称取脂肪酸加入到容器中，加热至80℃～120℃；

（2）按照配比称取脂肪胺和蒸馏水，将脂肪胺加入到蒸馏水中并加热至80℃～96℃；

（3）将步骤（2）所得脂肪胺在搅拌下缓慢加入到步骤（1）中的脂肪酸中反应30～60分钟，再加入表面活性剂并加热至80～95℃制得水相物料；

（4）按照配比将蜡类物质、树脂、金属缓蚀剂加入到容器中，缓慢加热至110～140℃并反应20～50分钟制成油相物料；

（5）将油相物料在高速搅拌下加入到水相物料中混合乳化，混合乳化完成后再搅拌稳定20～40分钟，再均化冷却，即为最终金属防锈保护剂制品。