阅读说明：本技术 一种耐腐蚀水基金属防锈剂 (A kind of corrosion-resistant water-base metal antirust agent ) 是由 任树宁 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐腐蚀水基金属防锈剂,包括以下重量份的原料：40-50份缓蚀剂组合物、2-3.5份改性缓蚀助剂、0.5-1份松香、2-4份硼酸、0.5-1份抗氧化剂,0.2-0.5份消泡剂、1-3份渗透剂、80-120份蒸馏水；该防锈剂的制备方法为：首先将缓蚀剂组合物和改性缓蚀助剂溶于蒸馏水中,接着加入松香、抗氧化剂、消泡剂和渗透剂,在转速为500-800rpm/min下搅拌1h后,最后加入硼酸,在转速为60-100rpm/min下缓慢搅拌20-30min,即得到防锈剂；以水玻璃为主缓蚀剂,添加硼酸和改性缓蚀助剂对水玻璃进行改性,弥补了水玻璃防锈的缺点,制备的金属防锈剂其防锈效果良好且持久。(The invention discloses a kind of corrosion-resistant water-base metal antirust agents, raw material including following parts by weight: 40-50 parts of composite corrosion inhibitors, 2-3.5 parts of modified inhibition auxiliary agents, 0.5-1 parts of rosin, 2-4 parts of boric acid, 0.5-1 parts of antioxidants, 0.2-0.5 parts of defoaming agents, 1-3 parts of bleeding agents, 80-120 parts of distilled water；The antirust agent the preparation method comprises the following steps: composite corrosion inhibitor and modified inhibition auxiliary agent are dissolved in distilled water first, it is subsequently added into rosin, antioxidant, defoaming agent and bleeding agent, after stirring 1h under revolving speed is 500-800rpm/min, it is eventually adding boric acid, 20-30min is slowly stirred in the case where revolving speed is 60-100rpm/min to get antirust agent is arrived；With waterglass for main corrosion inhibiter, adds boric acid and be modified the shortcomings that inhibition auxiliary agent is modified waterglass, compensates for waterglass antirust, its rust-proof effect of the metal antirusting agent of preparation is good and lasting.)

一种耐腐蚀水基金属防锈剂

技术领域

本发明属于防锈技术领域，具体涉及一种耐腐蚀水基金属防锈剂。

背景技术

金属腐蚀不仅会造成巨大的经济损失，有时甚至会危及人身安全。因此，对金属的耐蚀性要求越来越高。目前使用防锈剂仍是防止金属腐蚀一个最普遍和最有效的方法之一。随着人们环保意识和节能意识增强，安全、环保型的水性防锈剂的研究己成为该领域的研究热点。

硅酸盐是一种环境友好型缓蚀剂，具有资源丰富、无毒、价格价廉、使用简单等优点。近年来采用硅酸钠水溶液对镀锌钢、铝以及铝合金和镁合金进行表面处理的研究较多。硅酸钠是硅酸盐缓蚀剂中最主要的一种，但是硅酸钠水溶液在常温下形成的防锈膜遇水即溶，耐水性差，在室外容易遭到破坏，一定程度上缩短了防锈期，所以硅酸钠作为单独缓蚀剂应用于金属的防锈效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀水基金属防锈剂，以水玻璃为主缓蚀剂，添加硼酸和改性缓蚀助剂对水玻璃进行改性，弥补了水玻璃防锈的缺点，制备的金属防锈剂其防锈效果良好且持久。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐腐蚀水基金属防锈剂，包括以下重量份的原料：40-50份缓蚀剂组合物、2-3.5份改性缓蚀助剂、0.5-1份松香、2-4份硼酸、0.5-1份抗氧化剂，0.2-0.5份消泡剂、1-3份渗透剂、80-120份蒸馏水。

进一步，所述的缓蚀剂组合物为SiO₂:Na₂O:水＝50-54:16-20:30-34。

进一步，所述的改性缓蚀助剂的制备方法为：

第一步、油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷的制备

将1-1.1mol油酸甲酯加入到反应釜中，通入氮气替换掉反应釜中的空气，加热至90-100℃，接着催化剂，逐滴滴加1mol氨乙基氨丙基二甲氧基硅烷，保持氮气通入以排除生成的甲醇，滴加完毕后，继续搅拌反应4-5h，反应结束后，经减压蒸馏，真空干燥即得到油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A；

第二步、改性剂的制备

S1、将1-1.1mol烯丙基聚氧乙烯醚、2-3mmol金属铂催化剂和500ml甲苯加入反应釜中，通入氮气替换掉反应釜中的空气，加热至70-80℃，搅拌15-20min，加入1mol七甲基硅氧烷，升温至105-110℃，保温反应4-5h，反应结束后，即得到含有化合物B的粗反应液；

S2、将步骤S1中的粗反应液温度降至65-70℃，加入1-3gSnCl₄,混合均匀后，逐滴滴加1.1-1.3mol环氧氯丙烷，滴加完毕后，保温反应2-3h，反应结束后，趁热过滤，减压蒸馏除去溶剂甲苯和未反应的环氧氯丙烷，即得到改性剂C；

第三步、改性缓蚀助剂的制备

将第一步制备的油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A和改性剂C加入到反应釜中，加入催化剂通入氮气替换掉反应釜中的空气，升温至75-85℃，搅拌混合反应4-6h，反应结束后，趁热过滤，减压蒸馏除去氯化氢，即得到改性缓蚀助剂D。

进一步，第一步所述的催化剂为氢氧化钠，催化剂的加入量为5-8g。

进一步，步骤S2中,环氧氯丙烷的滴加时间控制在45-60min。

进一步，第三步中，所述的催化剂为SnCl₄,催化剂的加入量为1-3g。

进一步，所述的抗氧化剂为叔丁基对苯二酚；所述的消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；所述的渗透剂为油酸。

进一步，该防锈剂的制备方法为：首先将缓蚀剂组合物和改性缓蚀助剂溶于蒸馏水中，接着加入松香、抗氧化剂、消泡剂和渗透剂，在转速为500-800rpm/min下搅拌1h后，最后加入硼酸，在转速为60-100rpm/min下缓慢搅拌20-30min，即得到防锈剂。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种耐腐蚀水基金属防锈剂，以水玻璃为主缓蚀剂，添加硼酸和改性缓蚀助剂对水玻璃进行改性，硼酸的加入降低了水玻璃的碱性程度，提高了水玻璃的模数，中和掉小部分Na₂O，使防锈保护膜上游离Na离子减少，增加了防锈薄膜的疏水性，当然也隔绝了空气中的腐蚀气体(二氧化碳或者二氧化硫)与Na₂O反应，减少白色沉淀附着在金属表面，由于水玻璃中的SiO₂相对含量增加，容易形成Si-O-Si网络结构,从而对金属表面进行保护，有效防止了金属的腐蚀；

本发明制备的改性缓蚀助剂，是基于油酸酰胺具有良好的缓蚀作用，采用氨乙基氨丙基二甲氧基硅烷与油酸甲酯在碱性条件下发生酰化反应，油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A，但是油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A水溶性较差，与缓蚀剂水玻璃的配伍性较差，因此制备了改性剂C，改性剂C的制备分为2步：第一步是烯丙基聚氧乙烯醚与七甲基硅氧烷发生硅氢加成反应生成了化合物B，第二步为化合物B与环氧氯丙烷发生开环反应，得到了改性剂C；最后改性剂C在催化剂四氯化锡的作用下与油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A发生取代反应，得到了改性缓蚀助剂；改性缓蚀助剂引入了亲水性基团，改善了油酸酰胺的水溶性，在改性缓蚀助剂与水玻璃复配过程中起到了增稠的作用，有效的减小了防锈剂在金属表面的流动性；引入了2个N原子，N原子的孤对电子，可以通过化学吸附作用，吸附在金属材料的表面，协同Si-O-Si网络结构起到防锈作用；另外，改性缓蚀助剂中含有大量的有机硅烷，在防锈过程中，硅烷首先进行水解,生成的硅醇与金属表面的氧化物或氢氧化物发生缩合反应产生Si-O-M共价键,M代表被保护的金属,而吸附在金属表面的剩余的硅羟基彼此间进行缩合反应而形成致密的硅烷膜，用于防锈剂中大大的提高了防锈效果，延长了防锈时间，具有良好的耐腐蚀性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

改性缓蚀助剂的制备方法为：

第一步、油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷的制备

将1.1mol油酸甲酯加入到反应釜中，通入氮气替换掉反应釜中的空气，加热至95℃，接着加入5g催化剂氢氧化钠，逐滴滴加1mol氨乙基氨丙基二甲氧基硅烷，保持氮气通入以排除生成的甲醇，滴加完毕后，继续搅拌反应4h，反应结束后，经减压蒸馏，真空干燥即得到油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A，反应式如下：

第二步、改性剂的制备

S1、将1.1mol烯丙基聚氧乙烯醚、3mmol金属铂催化剂和500ml甲苯加入反应釜中，通入氮气替换掉反应釜中的空气，加热至75℃，搅拌20min，加入1mol七甲基硅氧烷，升温至105℃，保温反应4h，反应结束后，即得到含有化合物B的粗反应液；反应式如下：

S2、将步骤S1中的粗反应液温度降至65℃，加入2gSnCl₄,混合均匀后，逐滴滴加1.2mol环氧氯丙烷，在60min滴加完毕，保温反应3h，反应结束后，趁热过滤，减压蒸馏除去溶剂甲苯和未反应的环氧氯丙烷，即得到改性剂C；反应式如下：

第三步、改性缓蚀助剂的制备

将第一步制备的油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A和改性剂C加入到反应釜中，加入3gSnCl₄,通入氮气替换掉反应釜中的空气，升温至80℃，搅拌混合反应6h，反应结束后，趁热过滤，减压蒸馏除去氯化氢，即得到改性缓蚀助剂D；反应式如下

改性缓蚀助剂D红外表征如下所示：IR(KBr):(-OH，醇羟基),3270(-NH-)，2989/2832(-CH₂-),1680(-CO-NH-),1122(-CH₂-O-CH₂-)、1005/843(-O-Si-C)cm^-1。

溶解性测试

在室温下(25-30℃环境下)，分别将10mg油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A和改性缓蚀助剂D分别放入不同体积的水中，结果如表1所示：

表1、溶解性测试结果

由表1可知，改性缓蚀助剂具有良好的水溶性。

实施例2

一种耐腐蚀水基金属防锈剂，包括以下重量份的原料：40份缓蚀剂组合物、2份改性缓蚀助剂(实施例1中制备)、1份松香、2份硼酸、1份抗氧化剂，0.2份消泡剂、1份渗透剂、70份蒸馏水；

所述的缓蚀剂组合物为SiO₂:Na₂O:水＝52:16:32；

所述的抗氧化剂为叔丁基对苯二酚；

所述的消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；

所述的渗透剂为油酸；

防锈剂的制备方法为：首先将缓蚀剂组合物和改性缓蚀助剂溶于蒸馏水中，接着加入松香、抗氧化剂、消泡剂和渗透剂，在转速为600rpm/min下搅拌1h后，最后加入硼酸，在转速为60rpm/min下缓慢搅拌30min，即得到防锈剂。

对几种金属材料按照GB/T2631湿热试验箱评定防锈剂在高温高湿下对金属的防锈性能的方法，实验结果见表二所示：

表二

	15天	一个月	2个月	100天	5个月
						10号钢	无锈	无锈	无锈	A级	B级
Z30一级铸铁	无锈	无锈	无锈	A级	B级
						铜T3	无锈	无锈	A级	B级	有锈迹
铝LY12	无锈	无锈	无锈	A级	B级

实施例3

一种耐腐蚀水基金属防锈剂，包括以下重量份的原料：50份缓蚀剂组合物、3份改性缓蚀助剂(实施例1中制备)、1份松香、4份硼酸、0.6份抗氧化剂，0.4份消泡剂、2份渗透剂、120份蒸馏水；

所述的缓蚀剂组合物为SiO₂:Na₂O:水＝50:20:34；

所述的抗氧化剂为叔丁基对苯二酚；

所述的消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；

所述的渗透剂为油酸；

防锈剂的制备方法为：首先将缓蚀剂组合物和改性缓蚀助剂溶于蒸馏水中，接着加入松香、抗氧化剂、消泡剂和渗透剂，在转速为800rpm/min下搅拌1h后，最后加入硼酸，在转速为100rpm/min下缓慢搅拌20min，即得到防锈剂。

对几种金属材料按照GB/T2631湿热试验箱评定防锈剂在高温高湿下对金属的防锈性能的方法，实验结果见表三所示：

表三

	15天	一个月	2个月	100天	5个月
						10号钢	无锈	无锈	无锈	A级	B级
Z30一级铸铁	无锈	无锈	无锈	A级	B级
						铜T3	无锈	无锈	A级	B级	有锈迹
铝LY12	无锈	无锈	无锈	A级	B级

实施例4

一种耐腐蚀水基金属防锈剂，包括以下重量份的原料：47份缓蚀剂组合物、3.5份改性缓蚀助剂(实施例1中制备)、1份松香、4份硼酸、1份抗氧化剂，0.5份消泡剂、3份渗透剂、100份蒸馏水；

所述的缓蚀剂组合物为SiO₂:Na₂O:水＝51:17:30；

所述的抗氧化剂为叔丁基对苯二酚；

所述的消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；

所述的渗透剂为油酸；

防锈剂的制备方法为：首先将缓蚀剂组合物和改性缓蚀助剂溶于蒸馏水中，接着加入松香、抗氧化剂、消泡剂和渗透剂，在转速为700rpm/min下搅拌1h后，最后加入硼酸，在转速为70rpm/min下缓慢搅拌29min，即得到防锈剂。

对几种金属材料按照GB/T2631湿热试验箱评定防锈剂在高温高湿下对金属的防锈性能的方法，实验结果见表四所示：

表四

	15天	一个月	2个月	100天	5个月
						10号钢	无锈	无锈	无锈	A级	B级
Z30一级铸铁	无锈	无锈	无锈	A级	B级
						铜T3	无锈	无锈	A级	B级	有锈迹
铝LY12	无锈	无锈	无锈	A级	B级

对比例1

将改性缓蚀助剂替换为油酸酰亚胺乙基氨丙基硅烷A，其余同实施例4。

对几种金属材料按照GB/T2631湿热试验箱评定防锈剂在高温高湿下对金属的防锈性能的方法，实验结果见表五所示：

表五

	15天	一个月	2个月	100天	5个月
						10号钢	A级	B级	有锈迹	有锈斑	生锈严重
Z30一级铸铁	A级	B级	有锈迹	有锈斑	生锈严重
						铜T3	B级	B级	有锈迹	有锈斑	生锈严重
铝LY12	B级	B级	有锈迹	有锈斑	生锈严重

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。