一种水性防锈剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属防锈领域，特别涉及一种水性防锈剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 锈是氧和水与表层金属发生缓慢氧化，存在于金属表面的金属氧化物和氢氧化物 的混合物，属于金属的一种表面腐蚀，而锈的结构松散，具有多孔结构，可以储存更多的氧 气和水蒸气，从而导致金属表面的腐蚀加速，这不仅降低了金属表面的形貌，更会降低其机 械性能，导致机件运转不灵，甚至无法正常运转而报废。
[0003] 而金属机械在运行和贮存中不可避免地会与空气中的氧、湿气甚至腐蚀性介质接 触，这些物质在金属表面将发生电化学腐蚀，而使生锈的速度更快。
[0004] 因此，避免生锈的最好方法即是阻止氧、湿气或腐蚀性介质等与金属接触，最为常 用的手段即是在金属表面涂覆一层防锈剂。
[0005] 防锈剂是一种液态或乳状的物质，其在涂覆于金属表面后，可以形成一层粘附于 金属表面的固态膜，从而使金属与其它物质隔离，起到防锈的作用。
[0006] 目前，由于对环保问题的日益重视，传统的有机防锈剂正逐渐被淘汰，现有技术中 存在以水作为基质的水性防锈剂，但水性防锈剂大都存在防锈效果差，防锈期短等问题，只 能用于工序间的短期防锈；而且，水性防锈剂通常都含有属于污染物的亚硝酸钠。
[0007] 如中国专利CN103409743A，公开了一种水性金属防锈剂及其制备方法，该防锈剂 以十二烷基苯磺酸10-20份、季戊四醇四油酸酯20-30份、油酸丁酯40-45份、邻甲苯胺 10-15份、硫酸钠7-15份、氢氧化钠10-20份、硅酸钠10-15份、水40-50份制备而成，由其 原料可知，其中仍含有大量有机组分，挥发到空气中后会造成环境污染。
[0008] 因此，亟需开发一种防锈效果好、制备方便、环保、价格低廉的水性防锈剂。
【发明内容】
[0009] 为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：由硅酸钠、有机碱、硼 酸、乙二胺四乙酸、钨酸钠、正硅酸四乙酯和表面活性剂制备混合液涂覆于金属表面后可以 在金属表面快速形成一层防锈膜，将金属与外界隔离，该防锈膜防锈效果好，防锈时间长， 耐盐水及盐雾腐蚀能力强，从而完成了本发明。
[0010] 本发明的目的在于提供以下方面：
[0011] 第一方面，本发明提供一种水性防锈剂，其特征在于，该防锈剂由包含以下重量份 的成分制备而成：
[0012] 硅酸盐 20~50份 有机碱 0,05~2份 硼酸和/或硼酸酯 0.0卜1份 络合剂 0,05~2份 鹤酸盐 0.1~5份 正硅酸酯 1~5份 表面活性剂 0.0 5~5份 水 50~100份。
[0013] 第二方面，本发明还提供一种制备上述水性防锈剂的方法，该方法包括以下步 骤：
[0014] (1)在水中加入硅酸盐或其水溶液、有机碱、硼酸和/或硼酸酯类、络合剂和钨酸 盐，升温下搅拌，制得混合液；
[0015] (2)向步骤1中制得的混合液中加入正硅酸酯和表面活性剂，搅拌，冷却。
【附图说明】
[0016] 图1示出实施例1~实施例5及对比例3制得样品的耐水滴实验结果图；
[0017] 图2示出实施例1~实施例5及对比例3制得样品的硫酸铜滴定实验结果图；
[0018] 图3示出实施例1、实施例6~实施例10及对比例1制得样品的耐水滴实验结果 图；
[0019] 图4示出实施例1、实施例6~实施例10及对比例1制得样品的硫酸铜滴定实验 结果图。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。
[0021] 本发明提供了一种水性防锈剂，其原料来源广泛，制备方法简单，仅需要将原料混 合液在高温下搅拌即可制得，该水性防锈剂的防锈效果好，防锈时间长，相比于现有技术中 存在的水性防锈剂价格低廉、防锈性能优。
[0022] 根据本明的第一方面，提供一种水性防锈剂，该水性防锈剂由包括以下重量份的 成分制备而成：
[0023] 硅酸盐 20~50份
[0024] 有机碱 0.05~2份 硼酸和/或硼酸酯 0.01~1份 络合剂 0.05~2份 鹤酸盐 0.1~5份 正娃酸酯 1~5份 表面活性剂 0.05~5份 水 50~100份，
[0025] 优选为，
[0026] 硅酸盐 25~40份 有机碱 0.1~1,5份 硼酸和/或硼酸酯 0.03~0.8份 络合剂 0.06~1.5份 鹤酸盐 0.2~4份 廉硅酸酯 1.5~4.5份 表面活性剂 0.08~4份 水 60~90翁，
[0027] 更优选为，
[0028] 硅酸盐 30~35份 有机碱 0.3~1.0翁 硼酸和/或硼酸酯 0.0 5~0.5份 絡合爾 0,8~1,2份 钨酸盐 （h3~3份 i硅酸瞻 2~3.5份 表面活性剂 0 1~3份 水 60~90份a
[0029] 本发明中，所用硅酸盐为可溶性硅酸盐，如硅酸钠，硅酸钾和硅酸铵等，优选使用 硅酸钠和硅酸钾，更优选为硅酸钠。
[0030] 本发明提供的水性防锈剂，以水作为载体，以硅酸盐作为基体，因此，本发明选择 石圭酸盐的用量为20~50份。
[0031] 本发明人发现，在防锈剂中加入正硅酸酯后，后，防锈剂在金属表面形成的防锈膜 的防水滴、防盐水和防盐雾能力均增强，防锈剂的防锈时间延长，不受任何理论束缚，本发 明人认为是因为正硅酸酯在水溶液中缓慢水解，生成二氧化硅小颗粒，这些二氧化硅小颗 粒化学性质稳定，且不易溶于水。
[0032] 本发明人经研究发现，当防锈剂体系中加入1~5份的正硅酸酯时，即可有效地增 加防锈剂的防锈效果，再继续增加正硅酸酯的用量，其防锈效果不再继续增加，而成本则会 显著提高，因此，本发明选择正硅酸酯的用量为1~5份，优选为1. 5~4. 5份，更优选为 2~3. 5份，如3份。
[0033] 本发明所用正硅酸酯优选为正硅酸与一元醇所成的酯，其中，一元醇选择碳原子 数为1~10的链式一元醇，优选为碳原子数为1~6的链式一元醇，更优选为碳原子数为 2~4的链式一元醇，最优选地，本发明选择正硅酸酯为正硅酸四乙酯。
[0034] 本发明人发现，在防锈剂中加入表面活性剂后，防锈剂体系中的成分分散均匀， 不发生团聚，即防锈剂体系均一稳定，因此，本发明选择在防锈剂中加入表面活性剂，所述 表面活性剂优选为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，如聚乙烯 醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、0P-10、吐温-20、吐 温-40、吐温-60和吐温-80等。
[0035] 而且，本发明人还发现，阴离子表面活性剂，如十二烷基硅酸钠、十二烷基磺酸钠 的粘度适中，以其作为分散剂制得的水性防锈剂流动性好，且干燥速度快，使金属工件或金 属机械在涂覆防锈剂后可以快速的投入使用，节约时间。
[0036] 本发明中所述的有机碱为有机胺类化合物，优选为三乙醇胺、二乙醇胺和三乙胺。
[0037] 本发明人发现，在防锈剂中加入硼酸和/或硼酸酯后防锈时间延长。
[0038] 本发明选择在防锈剂中加入硼酸和/或硼酸酯，三乙醇胺硼酸酯、二乙醇胺硼酸 酯、三异丙基硼酸酯、异丙醇频哪醇硼酸酯、硼酸三丁酯，优选硼酸。
[0039] 本发明中所用络合剂选自磷酸盐、氨基羧酸、羟基羧酸盐、有机膦酸盐，优选选自 三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五羧酸、酒石酸、 庚糖酸盐、葡萄糖酸钠、海藻酸钠和乙二胺四甲叉磷酸钠，优选乙二胺四乙酸。
[0040] 本发明中所用钨酸盐是钨酸碱金属盐，优选为钨酸钠和钨酸钾，更优选为钨酸钠。
[0041] 本发明人发现，在防锈剂中同时加入络合剂与钨酸盐，防锈剂的防锈效果增强。
[0042] 根据本发明的第二方面，提供一种制备上述防锈剂的方法，该方法包括以下步 骤：
[0043] 步骤1，在水中加入硅酸盐或其水溶液、有机碱、硼酸和/或硼酸酯、络合剂和钨酸 盐，升温搅拌，制得混合液。
[0044] 本发明选择首先将硅酸盐或其水溶液、有机碱、硼酸和/或硼酸酯、络合剂和钨酸 盐溶于水中，制成混合液，升温下搅拌其上述组分形成均一的混合液。
[0045] 本发明优选将温度升高至40°C~KKTC下进行搅拌，更优选为50°C