本发明涉及水基型金属防锈剂领域，尤其涉及一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂及其制备方法。
背景技术：
金属在大气中一定条件下会与氧、水及其他物质发生化学或电化学作用而产生锈蚀。其中，冷热轧钢板由于涂装性能好、冲压性能优良等优点，在很多汽车生产厂家得到大量应用。冷热轧钢板的表面锈蚀是钢企最关心的一个产品质量问题，钢铁锈蚀会严重影响汽车用板的磷化和涂装处理。因此，迫切需要研制一种高效、环保适合钢铁表面防腐的水基防锈剂。目前，冷热轧钢板的防腐蚀多使用防锈油，需先进行除油处理，不仅过程麻烦，且后期处理困难。现有的钢铁用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。环保型水基防锈剂的研究受到国内外的广泛关注，特别是高效水基防锈剂的研制已成为趋势。水溶性有机水基防锈剂的研究已有报道，但这些产品在防锈性能和环保等方面存在不足。
公开号为cn102181854b的专利文件提出了代替亚硝酸钠的新配方，但制作复杂，应用不便。公开号为cn104109862b的专利文件提出了相对简单的配方来替代亚硝酸钠，但只能在热轧带肋钢筋有防锈效果，应用范围较窄。申请号为201210353268.4的专利文件公开了一种“环保型工序间防锈剂”，该防锈剂可同时适用于铝合金、铜合金和钢铁零件表面工序间水基防锈液，但对钢板的防锈效果一般。申请号为201210257224.1的专利文件公开了一种“环保型水基防锈剂”，该防锈剂对铸铁、钢件有较好的防锈性，适用于金属零件工序间防锈，但对大型热轧钢板的防锈期较短。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的缺点提供一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂及其制备方法，该防锈剂在钢板表面生成均匀、完整及强度高的保护膜，作为独立相存在，把金属与溶液完全隔离，降低金属的溶解速度，从而实现对金属材料的保护。防锈效果好，并且采用复配的生产工艺、常温使用、节能环保。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂，所述的防锈剂是由如下质量份数的原料制成：2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑8-18份、癸二酸5-10份、三乙醇胺8-10份、多元醇3-6份、磷酸盐4-8份、余量为去离子水。
所述的多元醇为聚乙二醇或者丙三醇。
所述的磷酸盐为磷酸钾或者磷酸钠。
一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述质量份数将原料称重备用；
2)在反应釜中加入2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑，并加入质量浓度为70-75％的硫酸，使2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑完全溶解于硫酸中，在(45±2)℃加入癸二酸，然后加热至(50±2)℃反应2-2.5小时，冷却至室温，加入25-30份去离子水稀释反应物料，抽滤，滤饼用质量浓度为50-55％的naoh水溶液溶解，再次过滤除去不溶物，溶液用盐酸酸化至ph＝1，目的物再次析出，抽滤，水洗，干燥，用乙醇重结晶，得到淡黄色晶体；
3)在装有电动搅拌器、回流冷凝管、测温仪的反应釜中加入上述步骤2)中得到反应生成物，再加入二甲苯；充分溶解并加热，开动搅拌器，缓慢加入三乙醇胺，控制温度在115-120℃反应2-3小时；将反应混合物降温，蒸馏除去二甲苯，得到无色粘稠状的液体；
4)将称量好的磷酸盐溶解于石油醚中，随后在反应釜中加入上述步骤3)中得到的反应生成物醇酰胺，充分搅拌，分批加入石油醚和磷酸盐的混合溶液，每次加入量为混合溶液总质量的1/10，充以n2作保护气体，保持温度(75±2)℃，反应3-3.5小时；
5)磷酸酯化反应后，在相同的温度下加入40-50份去离子水，再将计量的多元醇投入到容器，充分搅拌，水解时间为2小时后，包装入桶即可。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明的防锈剂在钢板表面生成均匀、完整及强度高的保护膜，作为独立相存在，把金属与溶液完全隔离，降低金属的溶解速度，从而实现对金属材料的保护。防锈效果好，并且采用复配的生产工艺、常温使用、节能环保。
2)本发明解决了热轧钢板在工序间存放期间，出现大量锈蚀，而造成影响汽车板产品磷化、涂装质量的现有技术问题，其防锈效果好周期长，能够与防锈油配合使用。
3)所提出的防锈剂应用噻二唑代替传统的硝酸盐充当防锈剂单体，安全环保，降低成本。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂，所述的防锈剂是由如下质量份数的原料制成：2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑8-18份、癸二酸5-10份、三乙醇胺8-10份、多元醇3-6份、磷酸盐4-8份、余量为去离子水。
所述的多元醇为聚乙二醇或者丙三醇。
所述的磷酸盐为磷酸钾或者磷酸钠。
一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述质量份数将原料称重备用；
2)在反应釜中加入2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑，并加入质量浓度为70-75％的硫酸，使2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑完全溶解于硫酸中，在(45±2)℃加入癸二酸，然后加热至(50±2)℃反应2-2.5小时，冷却至室温，加入25-30份去离子水稀释反应物料，抽滤，滤饼用质量浓度为50-55％的naoh水溶液溶解，再次过滤除去不溶物，溶液用盐酸酸化至ph＝1，目的物再次析出，抽滤，水洗，干燥，用乙醇重结晶，得到淡黄色晶体；
3)在装有电动搅拌器、回流冷凝管、测温仪的反应釜中加入上述步骤2)中得到反应生成物，再加入二甲苯；充分溶解并加热，开动搅拌器，缓慢加入三乙醇胺，控制温度在115-120℃反应2-3小时；将反应混合物降温，蒸馏除去二甲苯，得到无色粘稠状的液体；
4)将称量好的磷酸盐溶解于石油醚中，随后在反应釜中加入上述步骤3)中得到的反应生成物醇酰胺，充分搅拌，分批加入石油醚和磷酸盐的混合溶液，每次加入量为混合溶液总质量的1/10，充以n2作保护气体，保持温度(75±2)℃，反应3-3.5小时；
5)磷酸酯化反应后，在相同的温度下加入40-50份去离子水，再将计量的多元醇投入到容器，充分搅拌，水解时间为2小时后，包装入桶即可。
实施例1-4配方见表1。
表1：实施例1-4配方组成
一种热轧和冷轧钢板水基防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入反应量的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑，质量浓度为70％的硫酸，使2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑完全溶解，在45℃加入癸二酸，然后在50℃反应2小时，冷却至室温，加入25-30份去离子水稀释反应物料，抽滤，滤饼用质量浓度为50％naoh水溶液溶解，再次过滤除去不容物，溶液用盐酸酸化至ph＝1，目的物再次析出，抽滤，水洗，干燥，用乙醇重结晶，得到淡黄色晶体。
2)在装有电动搅拌器、回流冷凝管、测温仪的反应釜中加入步骤1)反应生成物，再加入二甲苯；充分溶解并加热，开动搅拌器，缓慢加入反应量的三乙醇胺，控制温度在115-120℃反应3小时。将反应混合物降温，蒸馏除去二甲苯，得到无色粘稠状的液体。
3)将称量好的磷酸钠溶解于石油醚中，随后在反应釜中加入步骤2)中得到的反应生成物，充分搅拌，分批加入石油醚和磷酸盐的混合溶液，充以n2作保护气体，保持温度75℃，反应3小时。
4)磷酸酯化反应后，在相同的温度下加20-25份去离子水，再将计量的聚乙二醇投入到容器中，充分搅拌，水解时间为2小时后，包装入桶即可。
以上实施例结果验证，此方法投入能够实现对于热轧钢板的防锈效果，减少由于带钢表面锈蚀对后续汽车板处理工艺(如磷化、涂镀等)的影响，提高了汽车板产品质量，同时此方法可以利用原有控制设备易于维护，同时节省技术引进资金投入，满足冷轧日益严格的产品质量和增强市场竞争力需要。