一种耐高温防锈金属表面保护剂及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及金属表面处理领域，具体的涉及一种耐高温防锈金属表面保护剂。
【背景技术】：
[0002] 随着金属制品在现代工业和生活中的广泛应用，相应的金属腐蚀也日趋严重，据 估计，腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的3% -4%，因此，各种防腐蚀技术已广 泛应用在化工、石油、电力、机械、金属加工、交通运输、核能及航天等领域中。目前，主要的 防腐蚀措施有选用耐蚀材料、阴极保护、阳极保护、介质处理、缓蚀剂、涂层保护、氧化处理 等，其中，涂层保护是应用最广泛、最有效的措施。
[0003] 金属表面涂层保护方法很多，如在金属表面涂覆有机涂料或施加镀层、磷化、钝化 等，传统的金属涂层保护及表面处理方法在环境保护方面面临挑战，比如传统的铬酸表面 处理需要用无铬钝化技术取代；磷化工艺会造成水质富养化污染。近年来已有大量新的环 境友好的表面涂层技术的研究，其中，自组装单分子膜（SAMs)技术以其独特的性能引起了 国内外广泛的关注。
[0004] 传统的金属表面保护剂是将能够形成SAMs的保护物质溶解在有机溶剂（比如卤 代烷烃、醇类、酮类等）中，但是这些有机溶剂一般是挥发性有机物，不仅污染环境，而且浪 费大量资源，随着全球气候的变化和资源、能源的日趋紧张，世界各国相继制定了严格的环 保法规和政策，鼓励和推广使用绿色环保、节能节材的新产品。因此，SAMs型水性金属保护 剂由于具备应用广、安全、施工相对简单等优点已成为金属表面保护剂的发展方向。
[0005] 中国专利（200710175911.8)公开了一种酸洗电路板废水制备的金属表面保护 剂，其包括酸洗电路板废水、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、磷酸、六次甲基四 胺、磷酸锌、硫脲和2, 3-二羟丁二酸。该产品成本低，效果好，但是其会造成水质富营养化， 从而使得水污染治理成本提高。
[0006] 中国专利（201210101010. 5)公开了一种金属表面保护剂，包括树脂、植物油、乙 酸乙酯、催干剂和苯并三氮唑，其中树脂为酚醛树脂或环氧树脂，植物油为桐油，催干剂为 异辛酸盐类催干剂，该产品无毒、无味、不挥发，成膜速度快，但是其与金属表面的结合力 弱，易于脱落，且对金属的导电性有影响。
[0007] 中国专利（200910021822. 7)公开了一种多用途金属表面保护剂，其包括有机缓 蚀剂、成膜物质、表面活性剂和溶剂，其中，有机缓蚀剂为氮唑类、咪唑类化合物的一种或两 种进行复配，所述成膜物质为含长碳链的蜡性物质，所述表面活性剂为烷基醚类表面活性 剂，所述溶剂为链烃类有机溶剂。该金属表面活性剂可以有效提高金属抗盐雾、抗潮湿、抗 霉菌的能力，附着性好，耐磨性和润滑性优异，但是其耐高温性能差，高温稳定性差。
【发明内容】
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[0008] 本发明的目的是提供一种耐高温防锈金属表面保护剂，其具有优异的金属表面保 护功能，可以有效提高金属耐各种恶劣环境的能力，高温稳定性好，无毒，对人体和环境无 害。
[0009] 本发明的另一个目的是提供该防锈金属表面剂的制备方法。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0011] -种耐高温防锈金属表面保护剂，以重量份计，包括以下组分：
[0012] 醇酸树脂20-30份，木蜡油10-20份，
[0013] 桐油10-15份，茶阜素5_12份，
[0014] 明胶3-8份，聚天冬氨酸2-5份，
[0015] 油酸基咪唑啉类缓蚀剂2. 5-5. 5份，
[0016] 硬脂酸锌1-5份，硫脈2_4份，
[0017] 水杨酸4-10份，交联剂0. 5-2份。
[0018] 作为上述技术方案的优选，一种耐高温防锈金属表面保护剂，以重量份计，包括以 下组分：
[0019] 醇酸树脂30份，木蜡油15份，
[0020] 桐油12份，茶皂素11份，
[0021] 明胶6份，聚天冬氨酸3. 5份，
[0022] 油酸基咪唑啉类缓蚀剂3份，
[0023] 硬脂酸锌4. 5份，硫脲3. 3份，
[0024] 水杨酸5份，交联剂1份。
[0025] 作为上述技术方案的优选，所述醇酸树脂为干性醇酸树脂，其脂肪酸含量为 30-40 %〇
[0026] 醇酸树脂成膜性好，其固化成膜后，具有良好的光泽和韧性，附着力强，并具有良 好的耐磨性和耐候性。
[0027] 作为上述技术方案的优选，所述桐油的比重为0.9360-0. 9375,其酸价< 7,水分 和挥发物< 〇. 15 %，杂质< 0. 10%。
[0028] 桐油是一种优良的带干性植物油，具有干燥快、比重轻、光泽度好、附着力强、耐 热、耐酸、耐碱、防腐、防锈等特性，用途广泛。从油桐子热压所得的桐油，是一种干性油（碘 价157~170)，以高温（200~250°C )加热，可因自行聚合而成凝胶，甚至完全固化，成膜 性好。
[0029] 木蜡油主要以梓油、亚麻油、苏子油、松油、棕榈蜡、植物树脂及天然色素融合而 成，调色所用的颜料为环保型有机颜料。因此它不含三苯、甲醛以及重金属等有毒成份，没 有刺鼻的气味，耐高温性能好，
[0030] 作为上述技术方案的优选，所述明胶的分子量为150000-200000。
[0031] 明胶没有固定的结构和相对分子量，由动物皮肤、骨、肌膜、肌魅等结缔组织中的 胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；是一种无色无味，无 挥发性、透明坚硬的非晶体物质，其主要组成为氨基酸组成相同而分子量分布很宽的多肽 分子混合物，分子量一般在几万至十几万。明胶既具有酸性，又具有碱性，是一种两性物质， 其与茶皂素复合，具有良好的缓蚀性能，对金属表面有良好的保护作用。
[0032] 作为上述技术方案的优选，所述交联剂为有机硅交联剂。
[0033] 采用有机硅交联剂使得高分子缓蚀剂、成膜物质在金属表面形成致密的互穿三维 网络结构，其稳定性好，耐高温性能优异，使得金属表面与腐蚀性介质相隔开，达到保护金 属表面的目的。
[0034] -种耐高温防锈金属表面保护剂的制备方法，包括以下步骤：
[0035] (1)将醇酸树脂、木蜡油和桐油混合搅拌均匀，在150-180°C下搅拌30-50min，继 续加入明胶、油酸基咪唑啉类缓蚀剂、硫脲和茶皂素，继续搅拌1-2h，得到混合物料；
[0036] (2)将步骤（1)得到的混合物料降温至50_70°C，加入聚天冬氨酸、硬脂酸锌、水杨 酸和交联剂，超声30-60min，冷却至室温，得到耐高温防锈金属表面保护剂。
[0037] 作为上述技术方案的优选，步骤（1)中，所述搅拌的温度为160°C。
[0038] 作为上述技术方案的优选，步骤（2)中，所述超声的功率为500W，所述超声的时间 为 40min〇
[0039] 本发明具有以下有益效果：
[0040] 本发明采用明胶、聚天冬氨酸与茶皂素复合作为主缓蚀剂，使得金属在10% HC1 的溶液中的缓蚀率达98%以上，且木蜡油、桐油作为环保的植物油，充当金属保护剂的溶 剂，无挥发性，有利于环境保护；
[0041] 硫脲、油酸基咪唑啉类缓蚀剂作为辅助缓蚀剂，其通过交联剂与主缓蚀剂形成稳 定的网络结构，并由醇酸树脂、植物性溶剂作为成膜物质，在金属表面形成稳定的、致密的 钝化膜，从而达到保护金属表面的目的；
[0042] 本发明提供的防锈金属表面保护剂，具有优异的金属表面保护功能，可以有效提 高金属耐各种恶劣环境的能力，高温稳定性好，无毒，对人体和环境无害；且其制备方法简 单，制备工艺条件温和，成本低。
【具体实施方式】：
[0043] 为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解 释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
[0044] 实施例1
[0045] -种耐高温防锈金属表面保护剂，以重量份计，包括以下组分：
[0046] 醇酸树脂20份，木蜡油10份，
[0047] 桐油10份，茶皂素5份，
[0048] 明胶3份，聚天冬氨酸2份，
[0049] 油酸基咪唑啉类缓蚀剂2. 5份，
[0050] 硬脂酸锌1份，硫脲2份，
[0051 ] 水杨酸4份，交联剂0· 5份。
[0052] 其制备方法包括以下步骤：
[0053] (1)将醇酸树脂、木蜡油和桐油混合搅拌均匀，在150°C下搅拌30min，继续加入明 胶、油酸基咪唑啉类缓蚀剂、硫脲和茶皂素，继续搅拌lh，得到混合物料；
[0054] (2)将步骤（1)得到的混合物料降温至50°C，加入聚天冬氨酸、硬脂酸锌、水杨酸 和交联剂，超声30min，冷却至室温，得到耐高温防锈金属表面保护剂。
[0055] 实施例2
[0056] -种耐高温防锈金属表面保护剂，以重量份计，包括以下组分：
[0057] 醇酸树脂30份，木蜡油20份，
[0058] 桐油15份，茶皂素12份，
[0059] 明胶8份，聚天冬氨酸5份，
[0060] 油酸基咪唑啉类缓蚀剂5. 5份，
[0061] 硬脂酸锌5份，硫脲4份，
[0062] 水杨酸10份，交联剂2份。
[0063] 其制备方法包括以下步骤：
[0064] (1)将醇酸树脂、木蜡油和桐油混合搅拌均匀，在180°C下搅拌50min，继续加入明 胶、油酸基咪唑啉类缓蚀剂、硫脲和茶皂素，继续搅拌2h，得到混合物料；
[0065] (2)将步骤⑴得到的混合物料降温至70°C，加入聚天冬氨酸、硬脂酸锌、水杨酸 和交联剂，超声60min，冷却至室温，得到耐高温防锈金属表面保护剂。
[0066] 实施例3
[0067] -种耐高温防锈金属表面保护剂，以重量份计，包括以下组分：
[0068] 醇酸树脂22份，木蜡油12份，
[0069] 桐油11份，茶皂素7份，
[0070] 明胶4份，聚天冬氨酸3份