一种水性防锈剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水性防锈剂，它由以下质量百分比的组分组成：成膜剂20～40%、缓蚀剂2～10%、助剂1～5%，余量为水，所述成膜剂为固含量为30%～33%的有机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、三乙醇胺、OP-10、苯并三氮唑中的一种或几种的混合物，所述助剂是OP-10、乙二醇或它们的混合物。本发明采用有机氟改性丙烯酸酯乳化液为成膜剂，配以缓蚀剂和助剂，提高了膜层与工件表面的结合力，涂刷在钢材表面可形成致密的保护膜，有效隔绝空气中氧和水分与钢材表面的接触，达到防锈的目的；同时，由于有机氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保护钢材表面本色不变，且不易燃、无毒，对环境污染小，施工简单，使用安全，且不影响工件后续加工。
【专利说明】一种水性防锈剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防锈剂，尤其是一种轻型钢结构表面预防腐的水性防锈剂。
技术背景
[0002]金属工件在生产加工及运输的过程中，很容易生锈，这就需要使用防锈剂在金属表面形成一层薄膜，防止金属锈蚀。金属工件在运行和贮存中很难不与空气中的氧、湿气或其它腐蚀性介质接触，这些物质在金属工件表面发生电化学腐蚀而生锈，要防止锈蚀就得阻止以上物质与金属工件接触。目前，工业上主要的防锈方法是使用防锈油，但是防锈油在后续的工艺很难除去，不仅增加了能耗，还造成了环境污染。
[0003]含氟丙烯酸酯具有超低的表面能、良好的化学稳定性、特殊的电学性能等，既保留了丙烯酸酯良好的耐碱性、保色保光性、涂膜丰满等特点，又具有有机氟树脂耐沾污、耐腐蚀、自洁等优点，是一种综合性能优良的防锈剂。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种不含苯、甲醛、重金属等离子，无毒无害无刺激性气味，且施工简单，防锈能力强，环境友好的水性防锈剂。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是提供一种水性防锈剂，由下列质量百分比的组分配制而成:
成膜剂:20~40%
缓蚀剂:2~10%`
助剂:1~5%
水:余量；
所述成膜剂为固含量为30%~33%的有机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、三乙醇胺、0P-10 (壬基酚聚氧乙烯醚)、苯并三氮唑中的一种或几种的混合物，所述助剂是0P-10 (壬基酚聚氧乙烯醚)、乙二醇或它们的混合物。
[0006]优选地:
成膜剂:30%
缓蚀剂:8%
助剂:2%
水:余量；
所述成膜剂为固含量为31%的机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为0P-10(壬基酚聚氧乙烯醚)、苯并三氮唑的混合物，所述助剂是乙二醇。
[0007]所述机氟改性丙烯酸酯乳化液按下列步骤制备:
(I)按摩尔份数计，在反应瓶内加入256份苯乙烯、124份丙烯酸丁酯、2~15份甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入1/3的乳化剂，4/5的引发剂，以70~85 r/min的速度搅拌8~20 min,暂停4~10 min,接着揽拌8~20 min,暂停4~10 min,再揽拌5~20 min后形成预乳化液；
(2)在另一反应瓶中加入蒸馏水，升温至75~90°C，依次加入剩余的2/3的乳化剂、1/5的引发剂和交联剂，达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为88 V~90 °C，滴加时间为1.5~1.8 h ；
(3)滴加结束后，85~95°C保温0.5~2h;
(4)待温度降到室温，用NH3-H2O中和至pH为7~8，过滤得有机氟改性丙烯酸酯乳化
液；
所述乳化剂是1份0P-10 (壬基酚聚氧乙烯醚)、3份十二烷基硫酸钠和30份水的混合物，所述引发剂是过硫酸铵和30份水的混合物，所述交联剂是10份N-羟甲基丙烯酰胺、2份衣康酸和40份水的混合物。
[0008]轻钢结构工件在运行和贮存中与空气中的氧、湿气或其它腐蚀性介质接触，这些物质在金属表面将发生电化学腐蚀而生锈，要防止锈蚀就得阻止以上物质与金属接触，而在金属表面形成致密的保护膜是最可行的手段。由于有机氟和氧不易反应，因此将有机氟用于成膜剂中，可以使成膜剂具有不燃性和优良的耐光性能。C-F键的F原子对C-C键骨架的屏蔽保护作用使有机氟具有很高的化学惰性，使用含有机氟的防锈剂全部或部分的吸取了有机氟的特性，表现为优异的耐久性、耐化学药品性、防腐性、绝缘性、不易燃性、非粘附性及耐污染性等特点。因此，机氟改性丙烯酸酯乳化液具有超低的表面能、良好的化学稳定性、特殊的电学性能等，既保留了丙烯酸酯良好的耐碱性、保色保光性、涂膜丰满等特点，又具有有机氟树脂耐沾污、耐腐蚀、自洁等优点，干燥后变为透明光亮膜层，可以用做最终的防腐涂层，也可作为防锈底漆使用，是一种综合性能优良的成膜剂。
[0009]有机氟改性丙烯 酸酯乳化液聚合完全，以水为溶剂，不含苯、甲醛等有机溶剂及汞、铝、铬、铅等重金属离子；成膜剂配以缓蚀剂和助剂，提高了膜层与工件表面的结合力，涂刷在钢材表面可形成致密的保护膜；成膜快且性能优异，有效隔绝空气中氧和水分与钢材表面的接触，所形成的膜层附着力好，柔韧性好，耐湿耐擦洗，钢铁件防锈期可达I年以上，对于钢材的预防腐已经绰绰有余；同时，由于有机氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保护钢材表面本色不变；本发明的防锈剂使用时可采用浸泡、喷涂、刷涂等简单的方式，施工简单，适用各种工件形状，且对后续工件加工无影响，且不易燃、无毒，对环境污染小，使用安全。
[0010]本发明优点是:由于采用有机氟改性丙烯酸酯乳化液为成膜剂，配以缓蚀剂和助剂，提高了膜层与工件表面的结合力，涂刷在钢材表面可形成致密的保护膜，有效隔绝空气中氧和水分与钢材表面的接触，达到长期防锈的目的，钢铁件防锈期可达I年以上，对于钢材的预防锈已经绰绰有余；同时，由于有机氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保护钢材表面本色不变；本发明的防锈剂使用时可采用浸泡、喷涂、刷涂等简单的方式，且不易燃、无毒，对环境污染小，使用安全。
【具体实施方式】
[0011]以下结合具体实施例对本发明作进一步描述。
[0012]实施例1 水:60 kgOP-1O:5 kg
苯并三氮唑:3 kg
乙二醇:2 kg
固含量为31%的机氟改性丙烯酸酯乳化液:30 kg。
[0013]配制方法为:首先将60 kg水加入到反应釜中，搅拌下加入5 kg 0P_10、3 kg苯并三氮唑和乙二醇2 kg充分搅拌后加入30 kg固含量为31%的机氟改性丙烯酸酯乳化液，搅拌均匀即可。
[0014]其中所述固含量为31%的机氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步骤制备:
(1)在反应瓶内加入256mol苯乙烯(104 g/mol)、124 mol丙烯酸丁酯(128 g/mol)、5mo I甲基丙烯酸六氟丁酯(250 g/mol),然后依次加入10 mol N-轻甲基丙烯酰胺,0.3 mol0P-10、1 mol十二烷基硫酸钠和2 mol过硫酸铵，以80 r/min的速度搅拌10 min,暂停5min,接着搅拌10 min,暂停5 min,再搅拌10 min后形成预乳化液；
(2)在另一反应瓶中加入50mL蒸馏水，升温至85 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸钠、0.4 mol过硫酸铵和2 mol衣康酸,达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为90 °C，滴加时间为1.5 h ;
(3)滴加结束后，90°C保温I h;
(4)待温度降到室温，用NH3? H2O中和至pH为7，过滤得有机氟改性丙烯酸酯乳化液。
[0015]实施例2 水:51 kg 0P-10:3 kg 六次甲基四胺:1 kg 三乙醇胺:1 kg 苯并三氮唑:1 kg 乙二醇:3 kg
固含量为30%的机氟改性丙烯酸酯乳化液:40 kg。
[0016]其中所述固含量为30%的机氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步骤制备:
(1)在反应瓶内加入256mol苯乙烯、124 mol丙烯酸丁酯、2 mol甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入10 mol N-轻甲基丙烯酰胺,0.3 mol 0P_10、1 mol十二烷基硫酸钠和2 mol过硫酸铵，以70 r/min的速度搅拌20 min,暂停10 min,接着搅拌20 min,暂停10 min,再搅拌20 min后形成预乳化液；
(2)在另一反应瓶中加入50mL蒸馏水，升温至75 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸钠、0.4 mol过硫酸铵和2 mol衣康酸,达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为88 °C，滴加时间为1.8 h ;
(3)滴加结束后，85°C保温2 h ；
(4)待温度降到室温，用NH3? H2O中和至pH为8，过滤得有机氟改性丙烯酸酯乳化液。
[0017]实施例3 水:55 kg 0P-10:6 kg 六次甲基四胺:2 kg苯并三氮唑:2 kg 乙二醇:5 kg
固含量为33%机氟改性丙烯酸酯乳化液:30 kg。
[0018]其中所述固含量为33%的机氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步骤制备:
(1)在反应瓶内加入256mol苯乙烯、124 mol丙烯酸丁酯、15 mol甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入10 mol N-羟甲基丙烯酰胺，0.3 mol 0P-10U mol十二烷基硫酸钠和2mol过硫酸铵，以85 r/min的速度搅拌8 min,暂停10 min,接着搅拌8 min,暂停10 min,再搅拌8 min后形成预乳化液；
(2)在另一反应瓶中加入50mL蒸馏水，升温至90 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸钠、0.4 mol过硫酸铵和2 mol衣康酸,达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为90 °C，滴加时间为1.5 h ;
(3)滴加结束后，95°C保温0.5 h ；
(4)待温度降到室温，用NH3? H2O中和至pH为8，过滤得有机氟改性丙烯酸酯乳化液。
[0019]实施例4 水:73 kg 0P-10:6 kg 乙二醇:1 kg
固含量为32%的机氟改性丙烯酸酯乳化液:20 kg。
[0020]其中所述固含量为32`%的机氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步骤制备:
(1)在反应瓶内加入256mol苯乙烯、124 mol丙烯酸丁酯、10 mol甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入10 mol N-羟甲基丙烯酰胺，0.3 mol 0P-10U mol十二烷基硫酸钠和2mol过硫酸铵，以85 r/min的速度搅拌8 min,暂停4 min,接着搅拌15 min,暂停4 min,再搅拌5 min后形成预乳化液；
(2)在另一反应瓶中加入50mL蒸馏水，升温至80 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸钠、0.4 mol过硫酸铵和2 mol衣康酸,达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为88 °C，滴加时间为1.7 h ;
(3)滴加结束后，88°C保温1.0 h ；
(4)待温度降到室温，用NH3? H2O中和至pH为7，过滤得有机氟改性丙烯酸酯乳化液。
【权利要求】
1.一种水性防锈剂，其特征在于:它由下列质量百分比的组分配制而成: 成膜剂:20~40% 缓蚀剂:2~10% 助剂:1~5% 水:余量； 所述成膜剂为固含量为30%~33%的有机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、三乙醇胺、0P-10、苯并三氮唑中的一种或几种的混合物，所述助剂是0P-10、乙二醇或它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的水性防锈剂，其特征在于所述各组分质量百分比为: 成膜剂:30% 缓蚀剂:8% 助剂:2% 水:余量； 所述成膜剂为固含量为31%的机氟改性丙烯酸酯乳液，所述缓蚀剂为0P-10、苯并三氮唑的混合物，所述助剂是乙二醇。
3.根据权利要求1或2所述的水性防锈剂，其中所述有机氟改性丙烯酸酯乳液的制备方法为: (1)按摩尔份数计，在反应瓶内加入256份苯乙烯、124份丙烯酸丁酯、2~15份甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入1/3的乳化剂，4/5的引发剂，以70~85 r/min的速度搅拌8~20 min,暂停4~10 min,接着揽拌8~20 min,暂停4~10 min,再揽拌5~20 min后形成预乳化液； (2)在另一反应瓶中加入蒸馏水，升温至75~90°C，依次加入剩余的2/3的乳化剂、1/5的引发剂和交联剂，达到反应温度时缓慢滴加步骤(1)制得的预乳化液，控制滴加时温度为88 V~90 °C，滴加时间为1.5~1.8 h ； (3)滴加结束后，85~95°C保温0.5~2 h ； (4)待温度降到室温，用NH3-H2O中和至pH为7~8，过滤得有机氟改性丙烯酸酯乳化液； 所述 乳化剂是1份0P-10、3份十二烷基硫酸钠和30份水的混合物，所述引发剂是过硫酸铵和30份水的混合物，所述交联剂是10份N-羟甲基丙烯酰胺、2份衣康酸和40份水的混合物。
【文档编号】C08F220/58GK103614016SQ201310709576
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月21日 优先权日:2013年12月21日
【发明者】秦英月, 王传虎, 董传明, 葛金龙, 朱银飞, 王孝虎, 陈玲玲 申请人:蚌埠学院, 安徽水利开发股份有限公司