CN111621209B - 一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液 - Google Patents

一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液 Download PDF

Info

Publication number
CN111621209B
CN111621209B CN202010498656.6A CN202010498656A CN111621209B CN 111621209 B CN111621209 B CN 111621209B CN 202010498656 A CN202010498656 A CN 202010498656A CN 111621209 B CN111621209 B CN 111621209B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
antirust liquid
film
organic composite
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202010498656.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111621209A (zh
Inventor
刘宁华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Hoso Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Guangzhou Hoso Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Hoso Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Guangzhou Hoso Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202010498656.6A priority Critical patent/CN111621209B/zh
Publication of CN111621209A publication Critical patent/CN111621209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111621209B publication Critical patent/CN111621209B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，可在钢铁表面形成一层有机复合保护膜，防止再次生锈。所述水性防锈液包含以下浓度的组分：1000～5000ppm的含硼共聚物，600～3000ppm的含有环形结构的有机酸，500～1000ppm的含有多羧基的化合物，50～300ppm的成膜助剂，50～100ppm的催化剂，纯水余量；所述成膜助剂为含氧酸碱金属盐化合物；所述的水性防锈液pH值为8.5～9.5。该防锈液不含强碱、磷及任何有毒重金属，可适应浸渍或喷淋，处理温度为常温，处理时间为浸泡60～180s、喷淋10～30s，同时与基体及后续有机聚合物涂层(如油漆、粉末等)结合强度高、耐腐蚀性能也得到明显提高。

Description

一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液
技术领域
本发明涉及环保型金属表面处理技术钢铁表面防锈技术领域，尤其涉及一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液。
背景技术
钢铁即铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。其加工件广泛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。但钢铁在生产加工及运输的过程中，都不可避免的会与环境介质(如空气中的水、氧气、酸碱介质、有机介质等)接触发生电化学腐蚀反应而生成锈，自2008年以来，全世界每年钢铁产量已超过十亿吨，且平均每年保持3％以上的增长，我国钢铁产量约占全世界总产量的50％，其中因锈蚀而损失掉的约25％，因此钢铁加工件表面防锈是必不可少的重要环节。金属的暂时性防锈方法包括涂覆防锈油、防锈水和包裹气相防锈包装材料传统的防锈液中含有大量的亚硝酸钠，易致癌，对人体和环境有较大的毒害性，且防锈时间较短。对于需要长期防锈的工件，一般采用防锈油，但防锈油会影响下一道工序加工，且带来易燃易爆的危险也不利于环保和健康。
随着国家环保政策的推行和人类对环保的日益重视，开发一种环保型的水性防锈液已变为一个热点研究问题。国内外很多专家学者都对此作出了大量的研究，如专利CN108165966 A公开了一种金属喷涂除锈防锈液，由磷酸、硫脲、三聚磷酸钠、苯钾酸钠、乙二胺四乙酸、三乙醇胺、氯化钠和次亚磷酸钠组合而成，兼具除锈和防锈的复合防锈液，保护铁及非铁金属制品及设备。但该防锈液配方中含有大量含磷组分，容易造成水体富氧化，而且磷酸盐类防锈液还普遍存在防锈时间较短的缺点。专利CN 108165964 A公开了一种聚苯胺溶胶金属表面处理剂，它是由下述重量份的原料组成的：酒石酸钾钠1～2、聚苯胺溶胶110～120、聚二甲基硅氧烷1～2、硅烷偶联剂kh550 0.7～1、氟硅酸钠2～4、磷酸三乙酯3～5、2-硫醇基苯骈咪唑0.1～0.2、氨基磺酸镍0.5～1，加入的溶胶能够有效的提高涂膜与金属的附着力强度，从而提高对金属的保护性。但该防锈剂因为采用了硅烷偶联剂进行改性，导致其性质存在较大的不稳定因素。现有防锈剂普遍存在不环保、作用时间短、性质不稳定等问题。
因此，研究开发出一种适用于钢铁表面的绿色、环保、高性能的水性防锈液十分有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有除锈手段成本高、效率低、不环保，形成的防锈膜不牢固、不耐划等诸多问题，提供一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
1000～5000ppm的含硼共聚物，
600～3000ppm的含有环形结构的有机酸，
500～1000ppm的含有多羧基的化合物，
50～300ppm的成膜助剂，
50～100ppm的催化剂，
纯水余量；
所述成膜助剂为含氧酸碱金属盐化合物；所述的水性防锈液pH值为8.5～9.5。
本发明的钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液利用含硼共聚物的反应活性及协同作用，在钢铁表面形成一层致密的多重有机复合保护膜，防止再次生锈。该防锈液不含强碱、磷及任何有毒重金属，可适应浸渍或喷淋，处理温度为常温，处理时间为浸渍60～180s、喷淋10～30s，同时与基体及后续有机聚合物涂层(如油漆、粉末等)结合强度高、防护性能优异，耐腐蚀性能也得到明显提高，符合当前环保和使用要求，具有良好的市场前景。
本发明水性防锈液呈碱性，喷涂到钢铁上以后，钢铁在碱性条件下发生轻微的吸氧腐蚀，产生部分游离的亚铁离子，同时产生电子，做为成膜引发剂。在催化剂的助推下，亚铁离子最先与含多羧基的化合物发生络合，开始形成底层膜，游离的电子激活整个体系开始发生反应。含硼共聚物具有立体属性，利用硼元素的缺电子特性，含氧碱金属盐化合物的帮助下，吸引含有环形结构的有机酸、含多羧基的化合物以及含氧酸碱金属盐化合物在不同方向上形成配合物或螯合物，层膜与层膜之间以硼元素为中心形成完美的连接，使各层膜不是独立地存在，而是有机地联系在一起，无法被轻易剥落或穿透，将钢铁密实地保护了起来。含有环形结构的有机酸能形成平面延伸，即利用苯环等环形化合物所有原子处于同一个平面的特性，使其在层间迅速地铺展开来，形成防锈膜。
优选的，所述含硼共聚物包括硼酸乙酯、硼酸三苯酯、三异丙醇胺环硼酸酯中的一种或多种，但不限于此。
优选的，所述含有环形结构的有机酸包括苯甲酸、三元聚羧酸中的一种或多种，但不限于此。
钢铁加工件防锈时间的长短，与其防锈膜的致密性和耐腐蚀性能息息相关，要想有效地延长钢铁加工件的返锈时间，重要的是在去除表面油漆、油污及锈蚀的前提下，如何帮助金属抵抗锈蚀的再次产生。本发明利用含硼共聚物中硼的缺电子、酯的载体作用及有机酸多官能团如长碳链羟基、碳环上的双键的反应活性及三者的协同作用在钢铁表面形成一层高强度的化学反应膜，具有良好的防锈性能。同时硼原子具有杀菌作用，可有效降低防锈液中微生物的繁殖能力，更好的保证防锈性能的稳定。
优选的，所述含有多羧基的化合物的化合物包括癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯中的一种或多种，但不限于此。
作为优选的含有羧基的化合物癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯或癸二酸二异辛酯，其本身的多邻位羧基都能其它官能团发生反应，但每个羧基的反应能力是不同的。与防锈液中的成膜助剂含氧酸碱金属盐化合物形成不同的螯合物层层吸附在钢铁表面，形成多重的防锈膜，进而保证膜层的致密性，有效阻止钢铁表面再次发生氧化反应生成锈蚀。由于每个羧基的反应能力是不同的，故形成的防锈膜表层会凹凸不平，从而保证基材与后续有机聚合物涂层(如油漆、粉末等)具有良好的结合强度。
优选的，所述含氧酸碱金属盐化合物包括柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种，但不限于此。
优选的，所述催化剂为铷盐。
优选的，所述催化剂包括碳酸铷、硫酸铷、硝酸铷中的一种或多种，但不限于此。
由于铷盐中有活动性很强的自由电子，在钢铁吸氧腐蚀产生微量电子的作用下，能瞬间产生极强的电子流，促使亚铁离子与含多羧基的化合物发生络合，启动整个反应进程，极大地缩短了成膜时间。
优选的，所述的水性防锈液还包括以下浓度的组分：1000～2000ppm的pH稳定剂，但不限于此。
由于组分中使用了含有环形结构的有机酸辅助平面膜的快速形成，不可避免地造成了体系pH的下降，而酸化的防锈剂难以达到理想的防锈效果，这是因为钢铁在酸性条件下，会使原本的吸氧腐蚀转变为析氢腐蚀，形成无数的气泡不断地冲击防锈膜，导致防锈膜无法形成，无法达到防锈的效果。因此需要加入pH稳定剂温度体系的pH值。
优选的，所述pH稳定剂包括三乙醇胺，但不限于此。
pH稳定剂优选三乙醇胺，三乙醇胺有着较弱的碱性，能与酸反应生成盐或酯，使得体系pH值能较低容易稳定在合适的范围内。另一方面，三乙醇胺由于氮原子上存在孤对电子，会形成配体，与含硼共聚物形成螯合物，辅助防锈膜的形成。
优选的，所述适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液包括以下浓度的组分：
2500ppm的三异丙醇胺环硼酸酯，
1700ppm的三元聚羧酸，
1000ppm的癸二酸二丁酯，
150ppm的葡萄糖酸钠，
50ppm的碳酸铷，
纯水余量；
所述成膜助剂为含氧酸碱金属盐化合物；所述的水性防锈液pH值为9.5。
实验中发现，以三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸铷50ppm的催化剂并调节溶液pH值为9.5形成的水性防锈液性能最为突出，是最优的选择。
一种上述适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液的应用，应用于钢铁表面防锈，形成有机复合膜。
一般的方法是：将钢铁置于水性防锈液中进行处理，在钢铁表面形成多重有机复合保护膜，经干燥后，在钢铁表面得到多重有机复合防锈膜。处理方式为浸渍或喷淋，处理温度为常温，处理时间为浸渍60～180s、喷淋10～30s。钢铁使用水性防锈液处理前将钢铁表面进行脱漆、除油、除锈等前处理，露出基材，并用水冲洗干净。
实施本发明，具有如下有益效果：
(1)应用本发明所述成膜溶液在钢铁表面制备得到多重有机复合防锈膜，优良的致密性，可有效阻止钢铁表面再次发生氧化反应生成锈蚀，封闭环境下防锈时间可达3～6个月；多重防锈膜层间结合力强，不会轻易破损；同时保证基材与有机聚合物涂层(如油漆、粉末等)结合强度高、防护性能优异，沸水附着力0级、900h NASS试验后单边腐蚀小于2mm。
(2)所述成膜溶液的处理工艺简单、易操作，在常温下进行，不需加热；处理时间短，浸渍处理90～120s或喷淋15～20s均可有效成膜。
(3)形成的防锈膜膜层以硼、多种羧基化合物及碱金属螯合物为主要成分，不含亚硝酸钠、不含强碱、磷及任何有毒重金属，同时含有的硼原子具有杀菌作用，可有效降低防锈液中微生物的繁殖能力，更好的保证防锈性能的稳定。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸铷50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到多重的有机复合膜，获得涂覆有多重有机复合膜的钢铁工件。
实施例2
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯1500ppm，硼酸乙酯1000ppm，苯甲酸1000ppm，癸二酸二辛酯1000ppm，乙二胺四乙酸二钠100ppm的成膜助剂，硫酸铷100ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.0，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(10℃)，浸渍120s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到多重的有机复合膜，获得涂覆有多重有机复合膜的钢铁工件。
实施例3
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
硼酸三苯酯1000ppm，硼酸乙酯2000ppm，苯甲酸500ppm，三元聚羧酸1500ppm，癸二酸二异辛酯1000ppm，柠檬酸钠200ppm的成膜助剂，硝酸铷75ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.3，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(15℃)，喷淋18s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到多重的有机复合膜，获得涂覆有多重有机复合膜的钢铁工件。
对比例1
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸铷50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
对比例2
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸铷50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
对比例3
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸铷50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
对比例4
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，碳酸铷50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
对比例5
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
对比例6
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸钾50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，调节溶液pH值为9.5，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
对比例7
一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，包括以下浓度的组分：
三异丙醇胺环硼酸酯2500ppm，三元聚羧酸1700ppm，癸二酸二丁酯1000ppm，葡萄糖酸钠150ppm的成膜助剂，碳酸铷50ppm的催化剂。
将各组分搅拌溶于水，不进行pH调节，此时溶液pH值为6.3，加纯水至成膜溶液体积为1000mL，得到本实施例所述成膜溶液。
应用本实施例所述成膜溶液制备钢铁表面多重的有机复合膜的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：①截取50mm×100mm的钢铁试样并打孔，在打孔处连接铁丝；②将试样用砂纸打磨或用化学的方法处理，直至露出基材本色，平整光亮，油漆、油污和锈蚀全部除净，并擦干净备用；
(2)将经步骤(1)预处理过的钢铁试样置于本实施例所制备成膜溶液中，成膜溶液温度为常温(17℃)，浸渍60s，完成成膜，取出试样，烘干或自然晾干后，即在钢铁表面得到涂覆膜，获得有涂覆膜的钢铁工件。
实施例4
将通过实施例1～3、对比例1～7获得的钢铁工件，通过下列的实验方法进行检测对比，得到如下数据：
Figure BDA0002523921290000121
Figure BDA0002523921290000131
从实施例与对比例的测试结果可以看出，本发明各组分具有协同增强的效果。其中，对比例1～7为缺少某一组分或条件控制不达标的防锈液，其防锈性能差强人意。而实施例1～3是本发明的水性防锈液，其防锈性能得到显著提高，能达到长期防锈的目的。
实施例5
将通过实施例1～3、对比例1～7获得的钢铁工件，进行划损测试，模拟工件在搬运储藏过程不可避免的划碰。
设计实验如下：
依据GB/T 9286-1998所示器具，选用六刃切割刀具，刀刃间隔为1mm，每个工件上匀速划动3cm。
之后通过下列的实验方法进行检测对比，得到如下数据：
Figure BDA0002523921290000141
Figure BDA0002523921290000151
从实施例与对比例的测试结果可以看出，本发明形成多重有机复合膜在划损条件下依然能保持良好的防锈功能，这是由于本发明层膜与层膜之间以硼元素为中心形成完美的连接，使各层膜不是独立地存在，而是有机地联系在一起，无法被轻易剥落或穿透，将钢铁密实地保护了起来，可以有效地防范工件在搬运储藏过程不可避免的划碰。而对比例1～7为缺少某一组分或条件控制不达标的防锈液，划损条件下涂覆膜破损严重，无法在提供有效的防护，这也是常规防锈剂经常出现的问题。
实施例6
将通过实施例1～3、对比例1～6制得的适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，完成成膜，取出试样并烘干或自然晾干后，喷涂有机聚合物涂层国际环氧底漆Intergard7500，通过下列的实验方法进行检测对比，得到如下数据：
序号 实验方法 技术指标 结果
实施例1 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 11
实施例2 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 10
实施例3 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 9
对比施1 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 2
对比施2 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 2
对比施3 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 4
对比施4 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 3
对比施5 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 3
对比施6 ISO 4624:2016 附着力≥2.5MPa 4
从实施例与对比例的测试结果可以看出，本发明各组分具有协同增强的效果。其中，对比例1～6为缺少某一组分或条件控制不达标的防锈液，其与后续涂层的结合强度低，涂层易脱落，因此涂层起不到有效的防护，耐腐蚀性能差。而实施例1～3是本发明的水性防锈液，其与后续涂层的结合强度高，涂层不易脱落，因此涂层能起到有效的防护，耐腐蚀性能也得到明显提升。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，其特征在于，包括以下浓度的组分：
1000～5000ppm的含硼共聚物，
600～3000ppm的含有环形结构的有机酸，
500～1000ppm的含有多羧基的化合物，
50～300ppm的成膜助剂，
50～100ppm的催化剂，
纯水余量；
所述成膜助剂为含氧酸碱金属盐化合物；所述的水性防锈液pH值为8.5～9.5；所述含硼共聚物包括硼酸乙酯、硼酸三苯酯、三异丙醇胺环硼酸酯中的一种或多种；所述含有环形结构的有机酸包括苯甲酸、三元聚羧酸中的一种或多种；所述含有多羧基的化合物的化合物包括癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯中的一种或多种；所述含氧酸碱金属盐化合物包括柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种；所述催化剂包括碳酸铷、硫酸铷、硝酸铷中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，其特征在于，所述的水性防锈液还包括以下浓度的组分：1000～2000ppm的pH稳定剂。
3.根据权利要求2所述适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，其特征在于，所述pH稳定剂包括三乙醇胺。
4.根据权利要求1所述适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液，其特征在于，包括以下浓度的组分：
2500ppm的三异丙醇胺环硼酸酯，
1700ppm的三元聚羧酸，
1000ppm的癸二酸二丁酯，
150ppm的葡萄糖酸钠，
50ppm的碳酸铷，
纯水余量；
所述成膜助剂为含氧酸碱金属盐化合物；所述的水性防锈液pH值为9.5。
5.一种根据权利要求1～4任一项所述适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液的应用，其特征在于，应用于钢铁表面防锈，形成有机复合膜。
CN202010498656.6A 2020-06-04 2020-06-04 一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液 Expired - Fee Related CN111621209B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010498656.6A CN111621209B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010498656.6A CN111621209B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111621209A CN111621209A (zh) 2020-09-04
CN111621209B true CN111621209B (zh) 2021-06-29

Family

ID=72269203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010498656.6A Expired - Fee Related CN111621209B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111621209B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1569374A1 (de) * 1962-08-16 1970-04-09 Argus Chem Polyvinylharz-Stabilisatorsysteme und mit diesen stabilisierte Harzmassen
CN105602533A (zh) * 2015-12-17 2016-05-25 长春德联化工有限公司 一种缓蚀性能好的发动机冷却液及其制备方法
CN108034954A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 珠海横琴思国科技发展有限公司 一种铝及铝合金的防锈清洗剂及其制备方法
CN108277077A (zh) * 2017-12-06 2018-07-13 清华大学天津高端装备研究院 一种高硬水防锈型水基全合成黑色金属加工液
CN109762646A (zh) * 2019-01-26 2019-05-17 嘉兴市国龙石油化工股份有限公司 一种水性铝材防锈剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1569374A1 (de) * 1962-08-16 1970-04-09 Argus Chem Polyvinylharz-Stabilisatorsysteme und mit diesen stabilisierte Harzmassen
CN105602533A (zh) * 2015-12-17 2016-05-25 长春德联化工有限公司 一种缓蚀性能好的发动机冷却液及其制备方法
CN108034954A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 珠海横琴思国科技发展有限公司 一种铝及铝合金的防锈清洗剂及其制备方法
CN108277077A (zh) * 2017-12-06 2018-07-13 清华大学天津高端装备研究院 一种高硬水防锈型水基全合成黑色金属加工液
CN109762646A (zh) * 2019-01-26 2019-05-17 嘉兴市国龙石油化工股份有限公司 一种水性铝材防锈剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111621209A (zh) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2632720C (en) Wet on wet method and chrome-free acidic solution for the corrosion control treatment of steel surfaces
US7811391B2 (en) Composition and process for preparing protective coatings on metal substrates
EP1863952B1 (en) Composition and process for preparing protective coatings on metal substrates
US6521029B1 (en) Pretreatment for aluminum and aluminum alloys
CN109023335B (zh) 一种金属材料表面转化膜的成膜液及其用途
FI70599C (fi) Vattenhaltiga sura zink-fosfat belaeggningsloesningar och foerfaranden som fungerar vid en laog temperatur och anvaender dessa vid bildande av en kemisk konversionsbelaeggning pao jarn och/eller zinkytor
CN104962899A (zh) 一种无磷含氧化石墨烯金属表面前处理液及使用方法
CN111206250A (zh) 一种混合酰胺型水基气相防锈浓缩液及其制备和使用方法
US20040216637A1 (en) Corrosion resistant coating with self-healing characteristics
US20220267910A1 (en) Method for constructing micro-nano porous organic acid pretreatment layer on metal surface and its application
US20110151126A1 (en) Trivalent chromium conversion coating
CN111621209B (zh) 一种适用于钢铁表面有机复合成膜的水性防锈液
CN115087761A (zh) 用于金属预处理应用的铋组合物
CN111206251A (zh) 棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液及其制备和使用方法
CN110747456A (zh) 一种碱性免水洗复合硅烷及其应用
US3729346A (en) High-pressure spray process for phosphating iron or steel surfaces
EP4077763A1 (en) Passivation composition and method for depositing a chromium-comprising passivation layer on a zinc or zinc-nickel coated substrate
CN111321413A (zh) 一种水基气相防锈浓缩液及其制备和使用方法
JP6936742B2 (ja) クロムフリー化成被覆
CN112011791A (zh) 一种基于磷酸无需表调工序及无需亚钠类促进剂的化成剂及制备方法
CN111690936A (zh) 一种适用于az91d镁合金在中性盐水介质的复配缓蚀剂及其制备方法
CN111172544A (zh) 混合酸酰胺型水基气相防锈浓缩液及其制备和使用方法
CN117106513B (zh) 一种水基防锈剂及其制备方法和应用
WO2006088518A2 (en) Process for preparing chromium conversion coatings for iron and iron alloys
CN115516134B (zh) 在锌铁合金上形成黑色钝化层的方法和黑色钝化组合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210629