CN108003717B - 一种纳米级分散长效水基防锈液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米级分散长效水基防锈液及其制备方法。其由如下重量份的组份构成:防锈粉体材料10‑70重量份，聚合物型乳化剂1‑20重量份，去离子水10‑89重量份，采用先干态球磨，后湿态砂磨的工艺，使得聚合物型乳化剂包裹防锈粉体材料达到纳米级水基分散，并起到缓释作用。本发明制备的纳米级分散水基防锈液稳定性和安全性好，不含亚硝酸钠等致癌物质，对人体和环境无毒无害；且通用性好，适用于黑色金属和有色金属材质加工过程工序间防锈。本发明制备的水基纳米防锈液具有优异的防锈、缓蚀性能，防锈期长，最高可达24个月。

Description

一种纳米级分散长效水基防锈液及其制备方法
技术领域
本发明属于化学技术领域，具体涉及一种纳米级分散长效水基防锈液的制备方法及其应用。
背景技术
钢铁应用于工业生产和生活中的各个方面，在人类的生活和工作中有着十分重要的作用，是科技发展的基础，但钢铁在大气中易锈蚀且锈蚀过程相当复杂，对工业生产及人们的生活产生不同程度的不利影响，带来不必要的经济损失。在我国，据中国工业和自然环境腐蚀调查项目组2008年调查结果显示，由腐蚀造成的直接经济损失达2300亿元，间接经损失为5000-6000亿元，相当于当年我国国民生产总值的5％。因此，研究防止钢铁腐蚀的方法就变得很重要。
目前,钢铁制品的工序间和长时间的封存防锈多采用防锈油,后续工序需进行除油处理,但防锈油的去除难度相当大。随着石油资源的日益紧张和环保意识的不断增强,再加上油质不易清洗等问题的存在,使得开发水基防锈剂的研究具有非常重要的意义。现有的金属水基防锈剂大多是亚硝酸钠、苯甲酸钠等碱性水溶液，涂于金属表面易流淌，水分挥发后还会在金属表面形成白霜，失去应有的防锈效果；且亚硝酸盐有剧毒，污染环境。我国在降低亚硝酸盐的用量方面虽取得了一些进展,但防锈效果还不理想,且未消除公害问题。另外，工业上广泛采用的防锈剂中大多含有磷酸锌等含磷物质，排放于环境中会造成水体富营养化。因此，迫切需要研制一种高效、环保、价廉的水基防锈剂，特别是长效水基防锈剂的研制已成为趋势。随着缓释技术的发展和人们环保意识的增强，开发能在水中使用、无毒无臭、环境适应性好、防锈性能持久的防锈剂备受关注。
发明内容
针对上述现有技术防锈油和防锈液存在的技术问题，本发明提供一种纳米级分散长效水基防锈液及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种纳米级分散长效水基防锈液,其由如下重量份的组份构成:防锈粉体材料10-70重量份，聚合物型乳化剂1-20重量份，去离子水10-89重量份。
本发明优选的一技术方案中,纳米级分散长效水基防锈液，其由如下重量份的组份构成：防锈粉体材料50重量份，聚合物型乳化剂5重量份，去离子水35重量份。
本发明优选的一技术方案中,防锈粉体材料由如下重量份的组份组成：吗啉二元胺-吗琳低聚物(Keysun VCI)10-30重量份，柠檬酸1-10重量份，乌洛托品2-10重量份，苯甲酸单乙醇胺1-10重量份，三嗪母环化合物的氨基酸酯(N726)1-15重量份，有机羧酸盐(Y-80S)1-20重量份，次甲基苯***(N714)1-10重量份。
本发明优选的一技术方案中,防锈粉体材料由如下重量份的组份组成：吗啉二元胺和吗琳低聚物(Keysun VCI)20-25重量份，柠檬酸3-7重量份，乌洛托品3-5重量份，苯甲酸单乙醇胺3-6重量份，三嗪母环化合物的氨基酸酯(N726)5-10重量份，有机羧酸盐(Y-80S)10-15重量份，次甲基苯***(N714)3-7重量份。
本发明优选的一技术方案中，所述的吗啉二元胺-吗琳低聚物为吗啉二元胺和吗琳低聚物按照重量比2：1进行混合配制而成。
本发明优选的一技术方案中，所述聚合物型乳化剂采用亲水/亲油两亲性共聚物，可以同时提高防锈液使用过程中的成膜性和防锈性能。具体可选非离子型，阴离子型乳化剂或阳离子型乳化剂,其中，所述非离子型乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物，芳烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物，联苯酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物，聚乙烯醇完全水解的聚乙烯醇98-99％、部分水解的水解度为88-89％，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或两种以上的混合；阴离子型乳化剂选自：聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺，烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐，烷基萘磺酸甲醛缩合物，酚甲醛缩合物磺酸盐，缩甲基纤维素及其衍生物，木质素磺酸盐中的一种或两种以上的混合。阳离子型亲水/亲油两亲性共聚物选自:聚合物型胺盐类、季铵盐类、杂环类和啰盐类中的一种或两种以上的混合。
所述聚合物型乳化剂优选地，为环氧乙烷-环氧丁烷共聚物，其中环氧乙烷：环氧丁烷重量比为1-2：1-3；或者为2份十二烷基苯磺酸钠和3份聚乙烯的混合物，其中，十二烷基苯磺酸钠：聚乙烯重量比为1-2：1-3。
本发明防锈粉体材料制备方法如下：
(1)将防锈粉体材料按照配方计量混合，用球磨机干态碾磨成微米级粉体；
(2)将聚合物型乳化剂添加到去离子水中乳化并备用；
(3)将步骤(1)得到的微米级粉体加入到步骤(2)中的乳化液中；
(4)在砂磨机中进行湿态碾磨，形成稳定的纳米级水基分散防锈液。
本发明制备的水基纳米防锈液优点是：具有优异的防锈、缓蚀性能，防锈期长，最高可达24个月。由于是纳米级分散体系，形成的防锈层致密，覆盖性和渗透性好，且易于用水除去。采用亲水/亲油两亲性嵌段聚合物作为乳化剂，既有乳化效果，又有包覆缓释作用，同时提高防锈液使用过程中的成膜性和防锈性能。本发明防锈液安全性好，不含亚硝酸钠等致癌物质，对人体和环境无毒无害。通用性好，适用于黑色金属和有色金属材质加工过程工序间防锈。产品操作简单，可喷、可刷、可浸，对后续工序不会产生不利影响。
附图说明：
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1纳米级分散长效水基防锈液透射电镜照片，
图2为本发明的纳米级分散长效水基防锈液的制备方法示意图。
具体实施方式：
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
介绍和概述
本发明通过举例而非给出限制的方式来进行说明。应注意的是，在本公开文件中所述的“一”或“一种”实施方式未必是指同一种具体实施方式，而是指至少有一种。
下文将描述本发明的各个方面。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，可根据本发明的仅一些或所有方面来实施本发明。为说明起见，本文给出具体的编号、材料和配置，以使人们能够透彻地理解本发明。然而，对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明无需具体的细节即可实施。在其他例子中，为不使本发明费解而省略或简化了众所周知的特征。
将各种操作作为多个分立的步骤而依次进行描述，且以最有助于理解本发明的方式来说明；然而，不应将按次序的描述理解为暗示这些操作必然依赖于顺序。
将根据典型种类的反应物来说明各种实施方式。对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明可使用任意数量的不同种类的反应物来实施，而不只是那些为说明目的而在这里给出的反应物。此外，也将显而易见的是，本发明并不局限于任何特定的混合示例。
实施例一
Keysun VCI 20份，柠檬酸5份，乌洛托品5份，苯甲酸单乙醇胺5份，N726 5份，Y-80S 10份，N714 5份混合均匀后由球磨机2小时干态磨成5-10微米粉体备用；将5份聚乙烯醇溶解在40份去离子水中，加入以上微米级防锈粉体材料40份，在氧化锆砂磨机中湿态碾磨1小时，形成稳定的100-200纳米分散水基防锈液产品，经透射电镜测得分散的防锈粉体粒径为100纳米左右(图1)。
本发明纳米级分散长效水基防锈液的具体技术指标如表1所示。
表1纳米级分散长效水基防锈液具体技术指标
项目名称 技术指标 检测方法
外观 深棕色透明液体
粘度(40℃，mm<sup>2</sup>/s) 7±2 GB/T265
pH值 碱性，8～10
密度(20℃)g/cm<sup>3</sup> 1.10左右 GB/T1884
是否含亚硝酸盐 否
是否能通过ROSH指令 通过 IEC62321
清除方法 碱性清洗，脱脂。
将本实施例的防锈液，涂覆金属工件后，防锈期检测最高可达24个月。
实施例二
Keysun VCI 20份，柠檬酸5份，乌洛托品5份，苯甲酸单乙醇胺5份，N726 5份，Y-80S 10份，N714 5份混合均匀后由球磨机2小时干态磨成5-10微米粉体备用；将2份聚丙烯酰胺和3份聚乙烯醇溶解在40份去离子水中，加入以上微米级防锈粉体材料50份，在氧化锆砂磨机中湿态碾磨1小时，形成稳定的100-200纳米分散水基防锈液产品。
实施例三
Keysun VCI 25份，柠檬酸5份，乌洛托品5份，苯甲酸单乙醇胺5份，N726 5份，Y-80S 10份，N714 5份混合均匀后由球磨机2小时干态磨成5-10微米粉体备用；将5份环氧乙烷-环氧丁烷共聚物溶解在35份去离子水中，加入以上微米级防锈粉体材料55份，在氧化锆砂磨机中湿态碾磨1小时，形成稳定的100-200纳米分散水基防锈液产品。
实施例四
Keysun VCI 25份，柠檬酸5份，乌洛托品5份，苯甲酸单乙醇胺5份，N726 5份，Y-80S 10份，N714 5份混合均匀后由球磨机2小时干态磨成5-10微米粉体备用；将5份木质素磺酸盐溶解在35份去离子水中，加入以上微米级防锈粉体材料60份，在氧化锆砂磨机中湿态碾磨1小时，形成稳定的100-200纳米分散水基防锈液产品。
实施例和现有未采用砂磨机碾磨微米级分散水基防锈液产品技术对比的实验数据如表2所示。
表2防锈试验
Figure BDA0001504375180000051
以上所述具体实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或替换，这些改进或替换也应当视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种纳米级分散长效水基防锈液，其特征在于，其由如下重量份的组份及方法制备而成：
Keysun VCI 20份，柠檬酸5份，乌洛托品5份，苯甲酸单乙醇胺5份，N726 5份，Y-80S 10份，N714 5份混合均匀后由球磨机2小时干态磨成5-10微米的微米级粉体备用；将5份聚乙烯醇溶解在40份去离子水中，加入以上微米级粉体40份，在氧化锆砂磨机中湿态碾磨1小时，形成稳定的100-200纳米分散水基防锈液产品。
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