一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及镀锌钢板的气相防锈技术领域，具体涉及一种环保型镀锌钢板用复配 气相缓蚀剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 气相防锈包装技术就是用气相防锈剂（挥发性缓蚀剂，VCI)在密封的包装容器中 对金属制品进行防锈的技术。气相防锈剂具有很高的饱和蒸气压，在常温下能慢慢挥发，挥 发出来的气体对金属表面起保护作用。因此，使用时无需与被保护物直接接触即可起到防 锈效果。气相防锈剂挥发出来的气体对金属表面起保护作用。因此，使用时无需与被保护 物直接接触即可起到防锈效果。气相防锈剂挥发出来的气体无孔不入，可到达一般防锈剂 不易涂到的缝隙、盲孔、死角等处，且同时吸附在金属制品的表面，从而起到了抑制大气对 金属锈蚀作用。
[0003] 传统镀锌钢板常用的缓蚀剂主要为多元氮杂化合物及胺类物质等，有机化合物居 多，价格相对比较高，且对环境保护不利。为了提高镀锌钢板的抗蚀性和产品的美观性，通 常需要使用钝化剂对锌层进行钝化处理。钝化剂种类众多，传统的有机酸或无机酸类物质， 后来又发展了胶体二氧化硅等。现有的镀锌缓蚀剂对不同的钝化剂处理过的镀锌钢板的 缓蚀作用有限，仅能单一的针对某种钝化剂起作用，且用量相对较大，对环境及人体危害较 大。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种环境友 好型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂，防锈效果良好。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
[0006] 提供一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂，其包括多种活性组分和水，所述各 活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17. 5-30. 15%、水溶性苯并三氮唑15. 75-33. 65%、钨 酸钠 15. 84-26. 85%、肉桂酸 15. 5-29. 26%、三乙醇胺 6. 5-9%。
[0007] 本发明还提供了上述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其步骤如 下：
[0008] 1)称取活性组分，各活性组分及其重量配比为：苯甲酸钠17. 5-30. 15%、水溶 性苯并三氮唑15. 75-33. 65%、钨酸钠15. 84-26. 85%、肉桂酸15. 5-29. 26%、三乙醇胺 6. 5-9%，备用；
[0009] 2)将各活性组分分别加水配成溶液，静置澄清后将各活性组分的溶液混合在一 起，得到混合溶液，并用缓冲碱液调节混合溶液的pH值至8. 3-8. 8,即得到环保型镀锌钢板 用复配气相缓蚀剂。
[0010] 按上述方案，步骤2)所述各活性组分的溶液的质量浓度分别为：苯甲酸钠 25. 93-28. 67 %、水溶性苯并三氮唑23. 95-25. 18 %、钨酸钠24. 06-34. 94 %、肉桂酸 22. 64-23. 66%、三乙醇胺 11. 5-26. 47%。
[0011] 按上述方案，步骤2)所述缓冲碱液为氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠中任意一种 的饱和溶液。
[0012] 本发明还进一步提供一种采用上述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂制备的环 保型镀锌钢板用防锈包装纸，它包括包装纸主体，所述包装纸表面浸渍有环保型镀锌钢板 用复配气相缓蚀剂。
[0013] 上述环保型镀锌钢板用防锈包装纸的制备方法为：将中性防锈原纸浸渍在环保 型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中10-30S，再放入设定温度为55-120°C的恒温烘箱中烘 15-40min即得到，所述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂包括多种活性组分和水，所述各 活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17. 5-30. 15%、水溶性苯并三氮唑15. 75-33. 65%、钨 酸钠 15. 84-26. 85%、肉桂酸 15. 5-29. 26%、三乙醇胺 6. 5-9%。
[0014] 优选的是，所述中性防锈原纸为平纹单复布原纸或平纹单复膜原纸，中性防锈原 纸表面环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的浸渍量为15-30g/m2。
[0015] 本发明中采用三唑类腐蚀抑制剂和钝化型腐蚀抑制剂与金属减活剂复配的镀锌 防锈液缓蚀作用比单组份效果大大提高，性价比高，能很好的满足镀锌钢板的防锈要求。其 中，苯甲酸钠和钨酸钠为钝化腐蚀抑制剂，且苯甲酸钠在复配溶液中同时起到稳定剂作用， 钨酸钠与水溶性苯并三氮唑二者混合使用缓蚀效果良好，具有很好的协同作用。肉桂酸为 金属减活剂，配方各组分毒性低，环保安全。
[0016] 以下具体分析各组分的缓蚀机理及协同作用：
[0017]苯甲酸钠属于芳香族羧酸盐，LD50值为1700mg/kg，是一种低度无公害的缓蚀剂。 苯甲酸钠对金属有一定的氧化、钝化作用。它能与金属阳极表面溶解下来的部分金属离子 生成难溶性化合物，沉淀在阳极区表面，可修补氧化膜的破损处，从而阻滞阳极腐蚀过程， 它属于沉淀型缓蚀剂。
[0018]水溶性苯并三氮唑，可以直接在常温下清水溶解，也可溶于甲醇、乙醇、甲苯、氯仿 等有机溶剂，无毒，几乎无气味。其缓蚀机理为吸附模型机理，即苯并三氮唑先气化并溶解 在镀锌层表面的凝结水层中，之后与金属表面反应形成一层络合膜，此膜薄而致密，且不溶 于水，这样就隔绝了外界侵蚀物的接触，同时改变了金属表面的电荷分布状态和界面性质， 从而起到了缓蚀作用。
[0019] 钨酸钠是一种氧化性缓蚀剂，其LD50值为1782mg/kg，可将暴露在空气中的金属 氧化形成金属氧化物膜，同时钨酸根离子可与Fe2+、Fe3+生成FeWO4和Fe2 (W04) 3，填充金属表 面空隙减少腐蚀活性点，最终与氧化膜一起形成三维立体膜。
[0020] 镀锌钢板在储运过程中，空气中的水分环境给微电池反应提供了有利条件，在这 些微电池中，电极电位低的镀锌层成为阳极，钢板中的碳等成为电池的阴极。水溶性苯并三 氮唑和钨酸钠分别作用在镀锌钢板的阴极和阳极，相互配合，减小阳极镀锌层的腐蚀速率， 具有很好的协同缓蚀作用。
[0021] 肉桂酸，LD50 = 3000mg/kg，分子中同时存在具有大JT键的苯环、不饱和双键和 羧基，它们在金属表面具有很强的吸附能力，能有效吸附形成稳定的配合物，覆盖在金属表 面，阻止水分和侵蚀物接近，抑制了金属的腐蚀。肉桂酸的水溶性不好，因此加入少量的三 乙醇胺作为助溶剂。
[0022] 本发明的有益效果在于：1、本发明采用简易方法制备出环境友好型的复配气相 缓蚀剂，各组分均无毒，用量少，采用浸润式涂布方式避免浪费，效率高。2、本发明制备 的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂同时含有无机和有机防锈剂，可适用于多种镀锌钝 化剂的保护，用于中性防锈原纸表面具有良好的防锈效果，根据标准QB/T1319-2010、GB/ T16267-2008要求进行防锈性能试验，测得其各项性能达到了企标Q/WJJ05-2014中优等 品的要求。
【具体实施方式】
[0023] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作 进一步详细描述。
[0024] 本发明按照标准QB/T1319-2010、GB/T16267-2008对所制备的环保型镀锌钢板用 防锈包装纸进行检测，检测标准如表1所示（HR:相对湿度）：
[0025]表1
【主权项】
1. 一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂，其特征在于包括多种活性组分和水，所述 各活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17. 5-30. 15%、水溶性苯并三氮唑15. 75-33. 65%、 钨酸钠 15. 84-26. 85%、肉桂酸 15. 5-29. 26%、三乙醇胺 6. 5-9%。
2. -种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于步骤如下： 1) 称取活性组分，各活性组分及其重量配比为：苯甲酸钠17. 5-30. 15%、水溶性苯并 三氮唑 15. 75-33. 65%、钨酸钠 15. 84-26. 85%、肉桂酸 15. 5-29. 26%、三乙醇胺 6. 5-9%， 备用； 2) 将各活性组分分别加水配成溶液，静置澄清后将各活性组分的溶液混合在一起，得 到混合溶液，并用缓冲碱液调节混合溶液的pH值至8. 3-8. 8,即得到环保型镀锌钢板用复 配气相缓蚀剂。
3. 根据权利要求2所述的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其特征 在于步骤2)所述各活性组分的溶液的质量浓度分别为：苯甲酸钠25. 93-28. 67%、水溶 性苯并三氮唑23. 95-25. 18%、钨酸钠24. 06-34. 94%、肉桂酸22. 64-23. 66%、三乙醇胺 11. 5-26. 47%。
4. 根据权利要求2所述的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于 步骤2)所述缓冲碱液为氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠中任意一种的饱和溶液。
5. -种采用权利要求1所述的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂制备的环保型镀锌 钢板用防锈包装纸，其特征在于：它包括包装纸主体，所述包装纸表面浸渍有环保型镀锌钢 板用复配气相缓蚀剂。
6. -种权利要求5所述环保型镀锌钢板用防锈包装纸的制备方法，其特征在于：将 中性防锈原纸浸渍在环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂中10-30S，再放入设定温度为 55-120°C的恒温烘箱中烘15-40min即得到，所述环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂包 括多种活性组分和水，所述各活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17. 5-30. 15%、水溶 性苯并三氮唑15. 75-33. 65%、钨酸钠15. 84-26. 85%、肉桂酸15. 5-29. 26%、三乙醇胺 6. 5-9 % 〇
7. 根据权利要求6所述的环保型镀锌钢板用防锈包装纸的制备方法，其特征在于：所 述中性防锈原纸为平纹单复布原纸或平纹单复膜原纸，中性防锈原纸表面环保型镀锌钢板 用复配气相缓蚀剂的浸渍量为15_30g/m2。
【专利摘要】本发明涉及一种环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂及其制备方法，其活性组分及其质量配比为：苯甲酸钠17.5-30.15％、水溶性苯并三氮唑15.75-33.65％、钨酸钠15.84-26.85％、肉桂酸15.5-29.26％、三乙醇胺6.5-9％。其制备方法步骤如下：1)称取活性组分；2)将各活性组分分别加水配成溶液，静置澄清后将各活性组分的溶液混合在一起，得到混合溶液，并用缓冲碱液调节混合溶液的pH值至8.3-8.8即得到。本发明采用简易方法制备出环境友好型的复配气相缓蚀剂，并且制备的环保型镀锌钢板用复配气相缓蚀剂用于中性防锈原纸表面具有良好的防锈效果。
【IPC分类】C23F11-02, B65D65-42
【公开号】CN104762623
【申请号】CN201410842792
【发明人】付艳梅, 王菊珍, 潘启顺, 刘雄文
【申请人】武汉江南铁依环保产业发展有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月30日