本发明属于水性防锈剂技术领域，具体涉及一种环保快干型水性防锈剂及其制备方法。
背景技术：
金属防腐是采取各种手段，保护容易锈蚀的金属物品，以达到延长其存放或使用寿命的目的。金属腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的，许多工业发达国家进行了相关统计，结果显示金属腐蚀的损失占全国gnp的1％到5％；我国在2014年的数据显示，腐蚀造成的年损失约为两万亿人民币，占当年gdp的3％。故金属腐蚀应引起高度重视。
目前市场上常用的金属防腐的措施是防锈剂，防锈剂则分为防锈油、防锈乳液和水性防锈剂等。由于应用防锈油或防锈乳液后，金属工具和器械等的表面会覆盖一层厚厚的油膜，无法立即使用，需要先行除油才能继续操作，增加了处理工序；而水性防锈剂则几乎不影响金属表面外观和触感，加之人们环保意识的提高和经济利益的考虑，所以更倾向于使用环境友好且处理方便的水性防锈剂。常见的环保型水性防锈剂有采用乙醇胺与酸复配或多元醇酯等物质制备，有一定的防锈效果，但多为短期防锈(约20天)，或成本较高；在使用过程中，也存在不易挥发干燥的现象，不利于后续处理及成膜均匀。
因此，如何制备一种具有中长期防锈效果且成本较低的快干型水性防锈剂，且配制工艺简单、绿色环保的防锈剂是本领域有待解决的技术问题。
技术实现要素：
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种水性防锈剂。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种水性防锈剂，其包括，主缓蚀剂、辅缓蚀剂、成膜剂、增稠剂、渗透剂、消泡剂，其中，以质量份数计，所述成膜剂含量为3～10份、所述渗透剂含量为10～30份、所述增稠剂含量为2～5份、所述辅缓蚀剂含量为30～45份、所述主缓蚀剂含量为30～50份、所述消泡剂含量为1～3份。
作为本发明所述的水性防锈剂的一种优选方案：还包括溶剂，所述溶剂包括水、乙醇、丙酮、乙醚，其中，乙醇含量为130～210份、丙酮含量为15～25份、乙醚含量为5～15份、水含量为600～700份。
作为本发明所述的水性防锈剂的一种优选方案：所述主缓蚀剂包括石油磺酸钠、三乙醇胺硼酸酯，所述辅缓蚀剂包括二邻甲苯硫脲、苯甲酸钠、edta-2na、柠檬酸钠、植酸、三乙醇胺，所述成膜剂包括聚乙烯醇、松香、水性羊毛脂、水性聚氨酯，所述增稠剂包括明胶、瓜尔胶，所述渗透剂包括油酸、油酸钠、耐碱渗透剂aep98、快速渗透剂t，所述消泡剂包括byfuell85。
作为本发明所述的水性防锈剂的一种优选方案：以质量份数计，所述石油磺酸钠含量为20～30份、所述三乙醇胺硼酸酯含量为20～30份、所述二邻甲苯硫脲含量为4～5份、所述苯甲酸钠含量为4～6份、所述edta-2na含量为4～6份、所述柠檬酸钠含量为8～10份、所述植酸含量为4～5份、所述三乙醇胺含量为14～15份、所述聚乙烯醇含量为2～3份、所述松香含量为2～3份、所述水性羊毛脂含量为1.5～2份、所述水性聚氨酯含量为1～3份、所述明胶含量为2～4份、所述瓜尔胶含量为1～3份、所述油酸含量为6～8份、所述油酸钠含量为7～10份、所述耐碱渗透剂aep98含量为6～8份、所述快速渗透剂t含量为4～6份、所述byfuell85含量为1～3、所述乙醇含量为130～210份、丙酮含量为15～25份、乙醚含量为5～15份、水含量为600～700份。
作为本发明的另一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供权利要求1～4任一所述的水性防锈剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：权利要求1～4任一所述的水性防锈剂的制备方法，其包括，
配制成膜剂：以质量份数计，将3～10份的成膜剂与90～97份水混合，配制成膜剂水溶液；
配制增稠剂：以质量份数计，将2～5份的增稠剂与95～98份水混合，配制增稠剂水溶液；
第一步反应：将10～30份渗透剂与170～190份水混合后，加入30～45份辅缓蚀剂，再加入所述成膜剂水溶液；
第二步反应：第一步反应后，加入30～50份主缓蚀剂，之后加入所述增稠剂水溶液以及溶剂130～210份乙醇、15～25份丙酮、5～15份乙醚、180～270份水混合。
作为本发明所述水性防锈剂的制备方法的一种优选方案：以质量份数计，所述成膜剂的组分包括3份聚乙烯醇、3份松香、2份水性羊毛脂、2份水性聚氨酯，所述增稠剂的组分包括3份明胶、2份瓜尔胶。
作为本发明所述水性防锈剂的制备方法的一种优选方案：所述第一步反应，以质量份数计，所述渗透剂包括8份油酸、10份油酸钠、7份耐碱渗透剂aep98、5份快速渗透剂t，所述辅缓蚀剂包括5份二邻甲苯硫脲、5苯甲酸钠、5份edta-2na、10份柠檬酸钠、5份植酸、15份三乙醇胺。
作为本发明所述水性防锈剂的制备方法的一种优选方案：所述第二步反应，以质量份数计，所述主缓蚀剂包括30份石油磺酸钠、20份三乙醇胺硼酸酯，所述溶剂包括210份乙醇、25份丙酮、15份乙醚和180份去离子水。
作为本发明所述水性防锈剂的制备方法的一种优选方案：还包括，
均质：进行所述第二步反应后，进行均质并加入消泡剂。
作为本发明所述水性防锈剂的制备方法的一种优选方案：包括，进行所述第二步反应后在7200rpm下均质12min，加入72份去离子水，继续均质2min，加入3份byfuell85消泡剂，均质1min。
本发明的有益效果：本发明的水性防锈剂在金属表面分布后，挥发很快，常温下约20min即可晾干，远快于市场上水性防锈剂的干燥时间(约3～8h)；干燥后呈无色透明薄膜状，故适用于各种颜色的金属；由于挥发较快，故在金属表面分布均匀，无流挂现象，不易在金属存放或运输过程中因还未干燥完全就受到刮蹭等造成有效成分分布不均匀的状况。
本发明中加入了适量的渗透剂、成膜剂与增稠剂，由于特定渗透剂的作用，本发明水性防锈剂的分散性好、稳定性久、流动性佳，故能更好地渗入到金属表面的深层微孔缺陷中，并赶走微孔和细纹中的空气、水分等腐蚀源。对比其他产品，该方式从原理上显著提高了其防锈效果。在此基础上，成膜剂与增稠剂为水性防锈剂又进一步提供了附着力，薄膜可完整地覆盖在金属表面的各个角落，将其进行完全致密包裹，可使有效成分维持在金属表面更长时间，从而大幅延长了防锈时间。
本发明的水性防锈剂防锈时间长，其建议使用最低浓度即5％的稀释液的耐中性盐雾可达36小时，远高于市场上纯水性防锈剂的防锈时间，实际应用中可防锈18个月以上。
本发明的水性防锈剂含有主缓蚀剂和辅缓蚀剂，若单独用主缓蚀剂，耐中性盐雾时间仅为9～12小时；若单独用辅缓蚀剂，耐中性盐雾时间仅为5～8小时；但两类缓蚀剂配合使用，耐中性盐雾时间并非简单的加和，而是出乎意料地显著提升到了60小时，这体现了主辅缓蚀剂之间具备极好的配伍协同效应。
本发明的水性防锈剂为ph可控型。其ph值可通过柠檬酸等有机酸与碳酸氢钠等不含氯离子的强碱弱酸盐这类安全绿色的缓冲剂来调控，并满足不同的防锈效果：本产品在未稀释时ph值在8.6～8.8之间，耐中性盐雾时间达到60小时；若调节ph值在8.1～8.6之间，耐中性盐雾时间则在48～60小时；若调节ph值在7.5～8.1之间，耐中性盐雾时间则在36～48小时；若调节ph值在7.0～7.5之间，耐中性盐雾时间则在26～36小时；若调节ph值在6.5～7.0之间，耐中性盐雾时间则在16～26小时。综上，本发明可以通过控制ph值的高低来满足不同的防锈要求，针对现有技术加水稀释过量(超过20倍)会造成膜太薄而防锈效果不稳定的状况，本发明就可以直接通过调整ph值来解决，满足了用户的定制化需求。
本发明的水性防锈剂在制备过程中区别于其他的配制方式在于需要分多次定量添加溶剂，经大量试验证明本发明方法能使得水性防锈剂分散更稳定、外观更通透，长期保存无沉淀析出。所用原料均绿色安全，无毒无害，制备过程操作简单，溶液性质稳定。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1：
1、先加3份聚乙烯醇、3份松香、2份水性羊毛脂、2份水性聚氨酯，再向其中加90份去离子水，配制为成膜剂稀水溶液；另加3份明胶、2份瓜尔胶，再向其中加95份去离子水，配制为增稠剂稀水溶液，保鲜膜密封待用；
2、在反应釜中加8份油酸、10份油酸钠、7份耐碱渗透剂aep98、5份快速渗透剂t，再加170份的去离子水，不断搅拌直至其大体溶解；
3、继续加入5份二邻甲苯硫脲、5苯甲酸钠、5份edta-2na、10份柠檬酸钠、5份植酸、15份三乙醇胺，再加入步骤1所得成膜剂稀水溶液，并不断搅拌直至其大体溶解；
4、继续加入30份石油磺酸钠、20份三乙醇胺硼酸酯，加入步骤1所得增稠剂稀水溶液，再加入210份乙醇、25份丙酮、15份乙醚和180份去离子水，不断搅拌直至其近乎溶解；
5、将溶液在7200rpm下均质12min后，加入72份去离子水；继续均质2min，加入3份byfuell85消泡剂；最后均质1min后即可得水性防锈剂溶液。测试(实验结果见表1)：
水性防锈剂原液处理经砂纸打磨过的光亮无锈痕刀片5min，测试得耐中性盐雾时间为60h，自然干燥时间10min，ph＝8.8；
按照1:5稀释，测试得耐中性盐雾时间为48h，自然干燥时间15min，ph＝8.1；
按照1:20稀释，测试得中性盐雾时间为36h，自然干燥时间20min，ph＝7.5。
实施例2：
1、先加2份聚乙烯醇、2.5份松香、1.5份水性羊毛脂、2份水性聚氨酯，再向其中加92份去离子水，配制成膜剂稀水溶液；另加2份明胶、2份瓜尔胶，再向其中加96份去离子水，配制成增稠剂稀水溶液，保鲜膜密封待用；
2、在反应釜中加6份油酸、7.5份油酸钠、7份耐碱渗透剂aep98、5份快速渗透剂t，再加174.5份的去离子水，不断搅拌直至其大体溶解；
3、继续加入4份二邻甲苯硫脲、5苯甲酸钠、5份edta-2na、8份柠檬酸钠、4份植酸、14份三乙醇胺，再加入1所得成膜剂稀水溶液，并不断搅拌直至其大体溶解；
4、继续加入30份石油磺酸钠、20份三乙醇胺硼酸酯，加入1所得增稠剂稀水溶液，再加入210份乙醇、20份丙酮、10份乙醚和180份去离子水，不断搅拌直至其近乎溶解；
5、将溶液在7200rpm下均质12min后，加入87份去离子水；继续均质2min，加入3份byfuell85消泡剂；最后均质1min后即可得水性防锈剂溶液。测试(实验结果见表1)：
水性防锈剂原液处理经砂纸打磨过的光亮无锈痕刀片5min，测试得耐中性盐雾时间为56h，自然干燥时间15min，ph＝8.6；
按照1:5稀释，测试得耐中性盐雾时间为44h，自然干燥时间22min，ph＝7.9；
按照1:20稀释，测试得中性盐雾时间为32h，自然干燥时间30min，ph＝7.3。
对照例1：
1、在反应釜中先加入2份聚乙烯醇、2.5份松香、1.5份水性羊毛脂、2份水性聚氨酯、2份明胶、2份瓜尔胶、6份油酸、7.5份油酸钠、7份耐碱渗透剂aep98、5份快速渗透剂t、4份二邻甲苯硫脲、5苯甲酸钠、5份edta-2na、8份柠檬酸钠、4份植酸、14份三乙醇胺、30份石油磺酸钠、20份三乙醇胺硼酸酯，再加入210份乙醇、20份丙酮、10份乙醚和629.5份去离子水，不断搅拌直至其近乎溶解；
2、将溶液在8000rpm下均质15min后，加入3份byfuell85消泡剂；最后均质2min后即可得水性防锈剂溶液。
(所用原料及其用量与实施例2相同，但制备方法不同，即溶剂为一次性完全添加)
测试(实验结果见表1)：
水性防锈剂原液处理经砂纸打磨过的光亮无锈痕刀片5min，测试得耐中性盐雾时间为40h，自然干燥时间18min，ph＝8.6；
按照1:5稀释，测试得耐中性盐雾时间为28h，自然干燥时间25min，ph＝7.9；
按照1:20稀释，测试得中性盐雾时间为16h，自然干燥时间45min，ph＝7.3。
对照例2：
1、先加2份聚乙烯醇、2.5份松香、1.5份水性羊毛脂、2份水性聚氨酯，再向其中加192份去离子水，配制成膜剂稀水溶液，保鲜膜密封待用；
2、在反应釜中加6份油酸、7.5份油酸钠、7份耐碱渗透剂aep98、5份快速渗透剂t，再加174.5份的去离子水，不断搅拌直至其大体溶解；
3、继续加入4份二邻甲苯硫脲、5苯甲酸钠、5份edta-2na、8份柠檬酸钠、4份植酸、14份三乙醇胺，再加入1所得成膜剂稀水溶液，并不断搅拌直至其大体溶解；
4、继续加入30份石油磺酸钠、20份三乙醇胺硼酸酯，加入1所得增稠剂稀水溶液，再加入210份乙醇、20份丙酮、10份乙醚和180份去离子水，不断搅拌直至其近乎溶解；
5、将溶液在7200rpm下均质12min后，加入87份去离子水；继续均质2min，加入3份byfuell85消泡剂；最后均质1min后即可得水性防锈剂溶液。测试(实验结果见表1)：
水性防锈剂原液处理经砂纸打磨过的光亮无锈痕刀片5min，测试得耐中性盐雾时间为36h，自然干燥时间15min，ph＝8.6；
按照1:5稀释，测试得耐中性盐雾时间为24h，自然干燥时间30min，ph＝7.9；
按照1:20稀释，测试得中性盐雾时间为12h，自然干燥时间1h，ph＝7.3。
对照例3～10的制备方法均与实施例1、2相同，具体实验结果数据如表1～表3：
表1实施例1～2及对照例1～2防锈剂配比及测试结果
表2对照例3～6防锈剂配比及测试结果
表3对照例7～14防锈剂配比及测试结果
盐雾测试标准：国家标准gb6458-86中性盐雾试验中性：5％氯化钠溶液自然干燥条件：将光亮无锈痕刀片浸泡在水性防锈剂中5min后取出，温度25℃±2℃，湿度40％～50％。
综上，本发明的水性防锈剂在金属表面分布后，挥发很快，常温下约20min即可晾干，远快于市场上水性防锈剂的干燥时间(约3～8h)；干燥后呈无色透明薄膜状，故适用于各种颜色的金属；由于挥发较快，故在金属表面分布均匀，无流挂现象，不易在金属存放或运输过程中因还未干燥完全就受到刮蹭等造成有效成分分布不均匀的状况。
本发明中加入了适量的渗透剂、成膜剂与增稠剂，由于特定渗透剂的作用，本发明水性防锈剂的分散性好、稳定性久、流动性佳，故能更好地渗入到金属表面的深层微孔缺陷中，并赶走微孔和细纹中的空气、水分等腐蚀源。对比其他产品，该方式从原理上显著提高了其防锈效果。在此基础上，成膜剂与增稠剂为水性防锈剂又进一步提供了附着力，薄膜可完整地覆盖在金属表面的各个角落，将其进行完全致密包裹，可使有效成分维持在金属表面更长时间，从而大幅延长了防锈时间。
本发明的水性防锈剂防锈时间长，其建议使用最低浓度即5％的稀释液的耐中性盐雾可达36小时，远高于市场上纯水性防锈剂的防锈时间，实际应用中可防锈18个月以上。
本发明的水性防锈剂含有主缓蚀剂和辅缓蚀剂，若单独用主缓蚀剂，耐中性盐雾时间仅为9～12小时；若单独用辅缓蚀剂，耐中性盐雾时间仅为5～8小时；但两类缓蚀剂配合使用，耐中性盐雾时间并非简单的加和，而是出乎意料地显著提升到了60小时，这体现了主辅缓蚀剂之间具备极好的配伍协同效应。
本发明的水性防锈剂为ph可控型。其ph值可通过柠檬酸等有机酸与碳酸氢钠等不含氯离子的强碱弱酸盐这类安全绿色的缓冲剂来调控，并满足不同的防锈效果：本产品在未稀释时ph值在8.6～8.8之间，耐中性盐雾时间达到60小时；若调节ph值在8.1～8.6之间，耐中性盐雾时间则在48～60小时；若调节ph值在7.5～8.1之间，耐中性盐雾时间则在36～48小时；若调节ph值在7.0～7.5之间，耐中性盐雾时间则在26～36小时；若调节ph值在6.5～7.0之间，耐中性盐雾时间则在16～26小时。综上，本发明可以通过控制ph值的高低来满足不同的防锈要求，针对现有技术加水稀释过量(超过20倍)会造成膜太薄而防锈效果不稳定的状况，本发明就可以直接通过调整ph值来解决，满足了用户的定制化需求。
本发明的水性防锈剂在制备过程中区别于其他的配制方式在于需要分多次定量添加溶剂，经大量试验证明本发明方法能使得水性防锈剂分散更稳定、外观更通透，长期保存无沉淀析出。所用原料均绿色安全，无毒无害，制备过程操作简单，溶液性质稳定。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。