一种09CuPTi钢表面水性防锈剂及其加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，由如下质量百分比的组分构成：去离子水20?25%，甲基丙烯酸甲酯8?10%，丙烯酸12?15%，十二硫醇6?9%，盐酸4?6%，葡萄糖精3?5%，氢氧化钾溶液2?4%，过硫酸铵2?5%，苹果汁6?10%，苯并三氮唑2?4%，高铁酸钾2?5%，防锈剂10?15%，润湿剂2?3%，消泡剂1?2%，本发明选料精良，采用科学的加工方法，解决了以往钢铁表面会腐蚀的问题，以去离子水为分散介质，绿色环保，无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯，低VOC、无甲醛，无刺激性气味，可以防止钢铁表面腐蚀、气蚀及结垢，形成保护层，延长钢铁表面产生锈迹的时间，在配方中排除了铬酸、重铬酸盐、亚硝酸钠，成本低，无毒，对皮肤无不良影响，施工性能优良，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
【专利说明】
一种09CuPT i钢表面水性防锈剂及其加工工艺
技术领域
[0001]本发明属于钢铁表面处理剂技术领域，具体涉及一种09CuPTi钢表面水性防锈剂及其加工工艺。
【背景技术】
[0002]09CuPTi钢是我国汽车业使用最广泛的钢之一，其钢板调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性，适于制作汽车面板，为了提高09CuPTi钢表面的耐蚀性，需要在09CuPTi钢表面进行防锈处理，而目前我国的大部分防锈工艺多采用铬酸或重铬酸盐溶液处理，原料里含有六价铬和三价铬，对人体健康及环境造成严重危害，针对上述缺陷研发的各种不含铬的防锈剂，特别是水溶性的防锈剂，以亚硝酸钠水溶液为代表，防锈性能优良，成本低，水溶性好，但是毒性大，遇酸会产生爆炸性气体，而其他无毒的水溶性的防锈剂工艺过程、质量不稳定，成本高，达不到客户需求。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明公开了一种09CuPTi钢表面水性防锈剂及其加工工艺，无毒无污染;能够保护钢表面，大幅延长被侵蚀的时间，延长使用寿命，节约成本。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:去离子水20-25%，甲基丙烯酸甲酯8-10%，丙烯酸12-15%，十二硫醇6-9%，盐酸4-6%，葡萄糖精3-5%，氢氧化钾溶液2-4%，过硫酸铵2-5%，苹果汁6-10%，苯并三氮唑2-4%，高铁酸钾2_5%，防锈剂10_15%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%。
[0005]本发明所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸在温度55-65°C下混合搅拌15-20分钟而成，所述二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸的质量比为6-7:3-4。
[0006]本发明所述的润湿剂为氧化石油脂钡皂、去离子水在温度115-125°C、压力1-
1.6MPa下混合搅拌30-40分钟而成，所述氧化石油脂钡皂、去离子水的质量比为1-2:8-9 0
[0007]本发明所述消泡剂为改性硅油消泡剂。
[0008]—种09CuPTi钢表面水性防锈剂的加工工艺，包括以下步骤:
(I)按质量百分比准备以下组分:去离子水20-25%，甲基丙烯酸甲酯8-10%，丙烯酸12-15%，十二硫醇6-9%，盐酸4-6%，葡萄糖精3-5%，氢氧化钾溶液2-4%，过硫酸铵2-5%，苹果汁6-10%，苯并三氮唑2-4%，高铁酸钾2-5%，防锈剂10-15%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%;
(2 )苹果汁经过澄清、浓缩到1/5质量，糖度63-66%，过滤备用；
(3)将葡萄糖精、盐酸与1/2质量的十二硫醇混合搅拌，保持温度60-70°C反应3-5小时，温度降至25-30°C备用；
(4)往反应釜内加入剩余1/2质量的十二硫醇、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与1/2质量的去离子水，升温至70_80°C搅拌15-20分钟，搅拌速度150-180转/分；
(5)往反应釜内加入过硫酸铵，反应70-80分钟； (6)将步骤(3)后的混合物加入反应釜内，保持温度50-60°C，时间1-2小时；
(7)往反应釜内加入高铁酸钾以及步骤(2)后的混合物，保持温度80-90°C、压力850-900Kpa反应3-5小时得到保护液；
(8)将步骤(7)后的保护液、防锈剂、润湿剂、消泡剂、苯并三氮唑、剩余1/2质量的去离子水放入反应釜，在温度20-25 °C下搅拌10-20分钟，搅拌速度600-800转/分；
(9)加入氢氧化钾溶液调节PH值达0.8-1;
(10)降温至10-15°C，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量8-10升/分钟，反应30-40分钟倒出后过滤，温度升至55-65°C，保温2-3小时后过滤、密封装桶。
[0009]作为本发明的一种改进，步骤(10)所述的过滤是用网眼为50_80μπι的不锈钢过滤网筛过滤。
[0010]本发明的有益效果是:
本发明所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，选料精良，采用科学的加工方法，解决了以往钢铁表面会腐蚀的问题，涂刷在表面能够防锈，本发明以去离子水为分散介质，绿色环保，无污染;不含甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，低V0C、无甲醛，重金属含量低于国家强制标准，无刺激性气味，对人体无毒害，可以防止钢铁表面腐蚀、气蚀及结垢，并形成保护膜层，延长钢铁表面产生锈迹的时间，在产品配方中排除了铬酸、重铬酸盐或亚硝酸钠，绿色环保，成本低，无毒，对皮肤无不良影响，而且施工性能优良，使用时可以刷涂、喷涂、浸凃，常温或低温烘烤，干燥迅速，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
[0011]本发明的加工工艺里的步骤(2)-(7)，采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、十二硫醇、盐酸、葡萄糖精、过硫酸铵、苹果汁、高铁酸钾等原料，采用变化的温度与压力，科学配置成一种保护液，涂刷在表面能够形成保护膜，膜层细密、均匀，能够使蛋白质凝固，阻止细胞生长，杀菌防腐，抑制金属腐蚀，单位质量内保护面积大，具有良好的耐蚀性、耐老化性和耐候性，其中耐蚀性为镀锌板的4-5倍，在实际使用过程中，涂装以后8小时内不能沾水，最好在24h以内涂装面漆，效果更好，保护液与防锈剂(本发明所用的二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸)复合使用，能够从根本上全面抑制09CuPTi钢表面氧化，防止产生锈斑，保护09CuPTi钢表面;而且保护液与润湿剂(本发明所用的氧化石油脂钡皂、去离子水复合溶液)复合使用，能够增加黏温特性和水溶性，涂刷到09CuPTi钢表面可以提高润滑防锈效果，抗静电，乳化力提高，试验证实加入质量百分比为在2-3%的润湿剂可以使润滑与防锈可以达到平衡，提尚防镑剂品质。
[0012]本发明所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，使用后能够在09CuPTi钢表面形成保护膜，结合力高，耐蚀性强，在材料上采用丙烯酸甲酯、丙烯酸、十二硫醇、过硫酸铵形成主要成膜物质，在高温高压下与高铁酸钾能够发生较强的交联反应，使保护膜的致密性加强，最终提高了水性防锈剂的耐蚀性;加上苹果汁经过澄清、浓缩，内含有大量的鞣酸，涂在钢铁、铜、锌表面，有很强的防腐蚀功能;所述十二硫醇、非氧化性浓盐酸、葡萄糖精形成乳化粘合物质，增加对09CuPTi钢表面的粘附力，大幅延长保护膜被侵蚀的时间，提高09CuPTi钢表面润滑防锈效果，而且粘度大，无色，环保、安全、无毒；由于09CuPTi钢含有铜的成分，在加工过程中加入2-4%的苯并三氮唑，能够更好的提高水性处理剂的耐水性、耐热性，提高钢板使用寿命。
[0013]本发明使用改性硅油消泡剂，表面张力低，1-2%的重量百分比即能达到很强的破泡和抑泡作用，减少空气接触的可能，强化防锈效果。
[0014]本发明的制备方法里的步骤(1)在加工结束前，从反应釜底部对混合液充入氮气，低温充气，然后再升温到55-65°C，能够提高水性防锈剂的乳化延伸性能和与多类物质的络合能力，增加防锈剂的内聚力，提高溶液的表面张力，扩大保护范围，延长09CuPTi钢的使用寿命，节约成本。
[0015]本发明所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，其性能指标如下:
PH值:0.8-1，
密度(25°C ):1.04-1.12g/cm3，
总酸度:730-770点，
游离酸度:320-335点，
保护膜厚度(um):9-13 附着力:I级弯曲试验(mm): d 铅笔硬度(H ):1 冲击强度(kg/cm): 55。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
本实施例所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:去离子水25%，甲基丙烯酸甲酯9%，丙烯酸13%，十二硫醇7%，盐酸5%，葡萄糖精4%，氢氧化钾溶液3%，过硫酸铵4%，苹果汁8%，苯并三氮唑3%，高铁酸钾4%，防锈剂12%，润湿剂2%，改性硅油消泡剂1%。
[0017]本实施例所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸在温度60°C下混合搅拌18分钟而成，所述二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸的质量比为6.5:3.5。
[0018]本实施例所述的润湿剂为氧化石油脂钡皂、去离子水在温度120°C、压力1.3MPa下混合搅拌35分钟而成，所述氧化石油脂钡皂、去离子水的质量比为1.5:8.5。
[0019]本实施例所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂的加工工艺，包括以下步骤:
(I)按质量百分比准备以下组分:去离子水25%，甲基丙烯酸甲酯9%，丙烯酸13%，十二硫醇7%，盐酸5%，葡萄糖精4%，氢氧化钾溶液3%，过硫酸铵4%，苹果汁8%，苯并三氮唑3%，高铁酸钾4%，防锈剂12%，润湿剂2%，改性硅油消泡剂1%;
(2 )苹果汁经过澄清、浓缩到1/5质量，糖度64%，过滤备用；
(3)将葡萄糖精、盐酸与1/2质量的十二硫醇混合搅拌，保持温度65°C反应4小时，温度降至28°C备用；
(4)往反应釜内加入剩余1/2质量的十二硫醇、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与1/2质量的去离子水，升温至77 °C搅拌18分钟，搅拌速度166转/分；
(5 )往反应釜内加入过硫酸铵，反应74分钟；
(6)将步骤(3)后的混合物加入反应釜内，保持温度550C，时间1.5小时；
(7)往反应釜内加入高铁酸钾以及步骤(2)后的混合物，保持温度85°C、压力870Kpa反应4小时得到保护液； (8 )将步骤(7 )后的保护液、防锈剂、润湿剂、改性硅油消泡剂、苯并三氮唑、剩余1/2质量的去离子水放入反应爸，在温度23 °C下搅拌16分钟，搅拌速度680转/分；
(9)加入氢氧化钾溶液调节PH值达0.9;
(10)降温至110C，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量9升/分钟，反应33分钟倒出后过滤，温度升至62°C，保温2.5小时后用网眼为60μπι的不锈钢过滤网筛过滤、密封装桶。
[0020]使用效果:
在中性盐雾内腐蚀106小时无锈点，
超过136小时锈斑面积小于5%，
醋酸铅点滴14分钟后才出现沉积物，
耐腐蚀时间超过一般亚硝酸钠水溶液75%。
[0021]实施例2
本实施例所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:去离子水25%，甲基丙烯酸甲酯8%，丙烯酸15%，十二硫醇6%，盐酸6%，葡萄糖精3%，氢氧化钾溶液4%，过硫酸铵2%，苹果汁10%，苯并三氮唑2%，高铁酸钾5%，防锈剂10%，润湿剂3%，改性硅油消泡剂1%。
[0022]本实施例所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸在温度65°C下混合搅拌15分钟而成，所述二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸的质量比为7:3。
[0023]本实施例所述的润湿剂为氧化石油脂钡皂、去离子水在温度125°C、压力IMPa下混合搅拌40分钟而成，所述氧化石油脂钡皂、去离子水的质量比为1:9。
[0024]本实施例所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂的加工工艺，包括以下步骤:
(I)按质量百分比准备以下组分:去离子水25%，甲基丙烯酸甲酯8%，丙烯酸15%，十二硫醇6%，盐酸6%，葡萄糖精3%，氢氧化钾溶液4%，过硫酸铵2%，苹果汁10%，苯并三氮唑2%，高铁酸钾5%，防锈剂10%，润湿剂3%，改性硅油消泡剂1%;
(2 )苹果汁经过澄清、浓缩到1/5质量，糖度66%，过滤备用；
(3)将葡萄糖精、盐酸与1/2质量的十二硫醇混合搅拌，保持温度60°C反应5小时，温度降至25°C备用；
(4)往反应釜内加入剩余1/2质量的十二硫醇、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与1/2质量的去离子水，升温至80°C搅拌15分钟，搅拌速度180转/分；
(5)往反应釜内加入过硫酸铵，反应70分钟；
(6)将步骤(3)后的混合物加入反应釜内，保持温度60°C，时间I小时；
(7)往反应釜内加入高铁酸钾以及步骤(2)后的混合物，保持温度90°C、压力850Kpa反应5小时得到保护液；
(8 )将步骤(7 )后的保护液、防锈剂、润湿剂、改性硅油消泡剂、苯并三氮唑、剩余1/2质量的去离子水放入反应釜，在温度20°C下搅拌20分钟，搅拌速度600转/分；
(9)加入氢氧化钾溶液调节PH值达I;
(10)降温至10°C，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量10升/分钟，反应30分钟倒出后过滤，温度升至65°C，保温2小时后用网眼为80μπι的不锈钢过滤网筛过滤、密封装桶。
[0025]使用效果:
在中性盐雾内腐蚀102小时无锈点， 超过130小时锈斑面积小于5%，
醋酸铅点滴14分钟后才出现沉积物，
耐腐蚀时间超过一般亚硝酸钠水溶液65%。
[0026]实施例3
本实施例所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:去离子水22%，甲基丙烯酸甲酯10%，丙烯酸12%，十二硫醇9%，盐酸4%，葡萄糖精5%，氢氧化钾溶液2%，过硫酸铵5%，苹果汁6%，苯并三氮唑4%，高铁酸钾2%，防锈剂15%，润湿剂2%，改性硅油消泡剂2%。
[0027]本实施例所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸在温度55°C下混合搅拌20分钟而成，所述二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸的质量比为6:4。
[0028]本实施例所述的润湿剂为氧化石油脂钡皂、去离子水在温度115°C、压力1.6MPa下混合搅拌30分钟而成，所述氧化石油脂钡皂、去离子水的质量比为2:8。
[0029]本实施例所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂的加工工艺，包括以下步骤:
(I)按质量百分比准备以下组分:去离子水22%，甲基丙烯酸甲酯10%，丙烯酸12%，十二硫醇9%，盐酸4%，葡萄糖精5%，氢氧化钾溶液2%，过硫酸铵5%，苹果汁6%，苯并三氮唑4%，高铁酸钾2%，防锈剂15%，润湿剂2%，改性硅油消泡剂2%;
(2 )苹果汁经过澄清、浓缩到1/5质量，糖度63%，过滤备用；
(3 )将葡萄糖精、盐酸与1/2质量的十二硫醇混合搅拌，保持温度70 0C反应3小时，温度降至30°C备用；
(4)往反应釜内加入剩余1/2质量的十二硫醇、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与1/2质量的去离子水，升温至70°C搅拌20分钟，搅拌速度150转/分；
(5)往反应釜内加入过硫酸铵，反应80分钟；
(6)将步骤(3)后的混合物加入反应釜内，保持温度50°C，时间2小时；
(7)往反应釜内加入高铁酸钾以及步骤(2)后的混合物，保持温度80°C、压力900Kpa反应3小时得到保护液；
(8 )将步骤(7 )后的保护液、防锈剂、润湿剂、改性硅油消泡剂、苯并三氮唑、剩余1/2质量的去离子水放入反应釜，在温度25°C下搅拌10分钟，搅拌速度800转/分；
(9)加入氢氧化钾溶液调节PH值达0.8;
(10)降温至15°C，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量8升/分钟，反应40分钟倒出后过滤，温度升至55°C，保温3小时后用网眼为50μπι的不锈钢过滤网筛过滤、密封装桶。
[0030]使用效果:
在中性盐雾内腐蚀105小时无锈点，
超过140小时锈斑面积小于5%，
醋酸铅点滴15分钟后才出现沉积物，
耐腐蚀时间超过一般亚硝酸钠水溶液80%。
【主权项】
1.一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，其特征在于:由如下质量百分比的组分构成:去离子水20-25%，甲基丙烯酸甲酯8-10%，丙烯酸12-15%，十二硫醇6-9%，盐酸4-6%，葡萄糖精3-5%，氢氧化钾溶液2-4%，过硫酸铵2-5%，苹果汁6-10%，苯并三氮唑2_4%，高铁酸钾2_5%，防锈剂10-15%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%。2.根据权利要求1所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，其特征在于:所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸在温度55-65 °C下混合搅拌15-20分钟而成，所述二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸的质量比为6-7:3-4。3.根据权利要求1所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，其特征在于:所述润湿剂为氧化石油脂钡皂、去离子水在温度115-125°C、压力l_1.6MPa下混合搅拌30-40分钟而成，所述氧化石油脂钡皂、去离子水的质量比为1-2:8-9。4.根据权利要求1所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂，其特征在于:所述消泡剂为改性硅油消泡剂。5.一种09CuPTi钢表面水性防锈剂的加工工艺，其特征在于:包括以下步骤: (I)按质量百分比准备以下组分:去离子水20-25%，甲基丙烯酸甲酯8-10%，丙烯酸12-15%，十二硫醇6-9%，盐酸4-6%，葡萄糖精3-5%，氢氧化钾溶液2-4%，过硫酸铵2-5%，苹果汁6-10%，苯并三氮唑2-4%，高铁酸钾2-5%，防锈剂10-15%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%; (2 )苹果汁经过澄清、浓缩到1/5质量，糖度63-66%，过滤备用； (3)将葡萄糖精、盐酸与1/2质量的十二硫醇混合搅拌，保持温度60-70°C反应3-5小时，温度降至25-30°C备用； (4)往反应釜内加入剩余1/2质量的十二硫醇、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与1/2质量的去离子水，升温至70_80°C搅拌15-20分钟，搅拌速度150-180转/分； (5)往反应釜内加入过硫酸铵，反应70-80分钟； (6)将步骤(3)后的混合物加入反应釜内，保持温度50-60°C，时间1-2小时； (7)往反应釜内加入高铁酸钾以及步骤(2)后的混合物，保持温度80-90°C、压力850-900Kpa反应3-5小时得到保护液； (8)将步骤(7)后的保护液、防锈剂、润湿剂、消泡剂、苯并三氮唑、剩余1/2质量的去离子水放入反应釜，在温度20-25 °C下搅拌10-20分钟，搅拌速度600-800转/分； (9)加入氢氧化钾溶液调节PH值达0.8-1; (10)降温至10-15°C，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量8-10升/分钟，反应30-40分钟倒出后过滤，温度升至55-65°C，保温2-3小时后过滤、密封装桶。6.根据权利要求5所述的一种09CuPTi钢表面水性防锈剂的加工工艺，其特征在于:步骤(10)所述的过滤是用网眼为50-80μπι的不锈钢过滤网筛过滤。
【文档编号】C23C22/50GK106048588SQ201610357955
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】王和山, 朱建林, 王和东
【申请人】安徽开林新材料股份有限公司