一种40Cr钢表面防锈剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种40Cr钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成：石油磺酸钡10?14%，80#微晶蜡4?7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11?14%，煤焦油脑3?4%，96%浓盐酸2?3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1?3%，润湿剂1?2%，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，有利于防锈操作，本发明以工业蓖麻油为分散介质，绿色环保，无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯，低VOC、无甲醛，重金属含量低于国家强制标准，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或重铬酸盐，成本低，无毒，对皮肤无不良影响，而且施工性能优良，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
【专利说明】
一种40Gr钢表面防锈剂及其制备方法
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40Cr钢表面防锈剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]40Cr钢是我国机械制造业使用最广泛的钢之一，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，适于制作模具，为了提高40Cr钢表面的耐蚀性，需要在40Cr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防锈剂工艺过程、质量不稳定，自愈性能不高，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40Cr钢表面防锈剂，能够保护钢表面，大幅延长被侵蚀的时间，延长钢铁的使用寿命，节约成本。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种40Cr钢表面防锈剂，其特征在于:由如下质量百分比的组分构成:石油磺酸钡10-14%，8(M微晶蜡4-7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11-14%，煤焦油脑3_4%，96%浓盐酸2-3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1-3%，润湿剂1-2%，消泡剂1-2%。
[0005]本发明所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水在温度100-105Γ、压力0.25-0.35MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水的质量百分比为25-30%、30-40%、35-40%。
[0006]本发明所述消泡剂为有机硅消泡剂。
[0007]本发明所述的一种40Cr钢表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)按质量百分比准备以下组分:石油磺酸钡10-14%，80#微晶蜡4-7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11-14%，煤焦油脑3-4%，96%浓盐酸2-3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1_3%，润湿剂1-2%，消泡剂1-2%;
(2)将煤焦油脑投入磺化釜中，升温至110-125°C，在40-50转/分搅拌5-10分钟；
(3)在搅拌后加入96%浓盐酸，在温度60-650C下反应40-50分钟；
(4)升温至80-90°C，加入一半工业蓖麻油以及水性丙烯酸树脂，在压力215-240KPa搅拌10-15分钟，搅拌速度240-250转/分；
(5)降温至在70± 5 °C，将混合液倒入缩合釜；
(6)在温度50-55°C往缩合釜里加入交联聚乙烯吡咯烷酮，升温至80-90°C反应l_2h，得黑色溶液；
(7)将步骤(6)后的黑色溶液、石油磺酸钡、80#微晶蜡、剩余一半工业蓖麻油放入反应釜，在温度120-125 °C、压力630-650Kpa搅拌15_20分钟，搅拌速度200-220转/分；
(8)降温至65-700C，从反应釜底部充入氧气，氧气充入量3-4升/分钟，反应2_3小时倒出后过滤，温度降至20-25°C，密封装桶。
[0008]作为本发明的一种改进，步骤(8)所述的过滤是用网眼为50_80μπι的不锈钢过滤网筛过滤。
[0009]本发明的有益效果是:
本发明所述的一种40Cr钢表面防锈剂，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，有利于防锈涂装操作，本发明以工业蓖麻油为分散介质，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或重铬酸盐，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，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
[0010]本发明的制备方法里的步骤(2)-(6)，采用煤焦油脑、96%浓盐酸、工业蓖麻油、水性丙烯酸树脂、交联聚乙烯吡咯烷酮科学配置成一种黑色溶液，能够使蛋白质凝固，阻止细胞生长，杀菌防腐，形成保护膜，抑制金属腐蚀，单位质量内保护面积大，在实际使用过程中，能够从根本上全面压制40Cr钢表面氧化，产生锈斑，保护40Cr钢表面;而且黑色溶液与润湿剂(本发明所用的氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、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40Cr钢铁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1-2%的润湿剂可以使润滑与防锈可以达到平衡，提高防锈剂品质。
[0011]本发明所述的一种40Cr钢表面防锈剂，使用后能够在40Cr钢表面形成保护膜，结合力高，耐蚀性强，在材料上采用水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，在高温高压下与有机硅能够发生较强的交联反应，使保护膜的致密性加强，最终提高了防锈剂的耐蚀性，在加工过程中加入4-7%的80#微晶蜡，在温度120-125°C、压力630-650Kpa搅拌，能够提高防锈剂的耐水性、耐热性，使膜层更加致密、均匀。
[0012]本发明所述的有机硅不仅能够与水性丙烯酸树脂发生交联反应，提高耐蚀性，而且能够作为消泡剂，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，强化防锈效果。
[0013]本发明的制备方法里的步骤(8)在温度65-70V的条件下，从反应釜底部对混合液充入氧气，与交联聚乙烯吡咯烷酮配合，具有很强的膨胀性能和与多类物质的络合能力，能够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40Cr钢的使用寿命，节约成本，本发明用交联聚乙烯吡咯烷酮代替甲醛水，环保、安全、无毒。
[0014]本发明的制备方法里的步骤(3)结束后可以取样测试，如果完全溶于水则证明完全磺化，保证黑色溶液的品质，使最终成品符合要求。
[0015]本发明所述的一种40Cr钢表面防锈剂，其性能指标如下: pH值:0.8-1.2，
密度(25°C):1.84-1.87g/cm3，
总酸度:830-880点，
游离酸度:380-390点，
保护膜厚度(um):5-10 附着力:I级弯曲试验(mm): d 铅笔硬度(H ):1 冲击强度(kg/cm): 34。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
本实施例所述的一种40Cr钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:石油磺酸钡12%，8(M微晶蜡6%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂12%，煤焦油脑3%，96%浓盐酸3%，交联聚乙烯吡咯烷酮3%，润湿剂1%，有机硅消泡剂1%。
[0017]所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水在温度102°C、压力0.3MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水的质量百分比为28%、35%、37%。
[0018]本实施例所述的一种40Cr钢表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)按质量百分比准备以下组分:石油磺酸钡12%，80#微晶蜡6%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂12%，煤焦油脑3%，96%浓盐酸3%，交联聚乙烯吡咯烷酮3%，润湿剂1%，有机硅消泡剂1%;
(2)将煤焦油脑投入磺化釜中，升温至118°C，在45转/分搅拌8分钟；
(3)在搅拌后加入96%浓盐酸，在温度63°C下反应45分钟；
(4)升温至85°C，加入一半工业蓖麻油以及水性丙烯酸树脂，在压力225KPa搅拌14分钟，搅拌速度245转/分；
(5)降温至在70°C，将混合液倒入缩合釜；
(6)在温度53°C往缩合釜里加入交联聚乙烯吡咯烷酮，升温至85°C反应1.5h，得黑色溶液；
(7)将步骤(6)后的黑色溶液、石油磺酸钡、80#微晶蜡、剩余一半工业蓖麻油放入反应釜，在温度122°C、压力640Kpa搅拌18分钟，搅拌速度210转/分；
(8)降温至68°C，从反应釜底部充入氧气，氧气充入量3升/分钟，反应2小时倒出后用网眼为80μπι的不锈钢过滤网过滤，温度降至25°C，密封装桶。
[0019]使用效果:在中性盐雾内腐蚀86小时无锈点，超过110小时锈斑面积小于5%，醋酸铅点滴14分钟后才出现沉积物，耐腐蚀性超过一般无铬处理剂60%。
[0020]实施例2
本实施例所述的一种40Cr钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:石油磺酸钡10%，8(M微晶蜡7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂14%，煤焦油脑3%，96%浓盐酸3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1%，润湿剂2%，有机硅消泡剂1%。
[0021]所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水在温度105°C、压力0.25MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水的质量百分比为30%、30%、40%。
[0022]本实施例所述的一种40Cr钢表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)按质量百分比准备以下组分:石油磺酸钡10%，80#微晶蜡7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂14%，煤焦油脑3%，96%浓盐酸3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1%，润湿剂2%，有机硅消泡剂1%;
(2)将煤焦油脑投入磺化釜中，升温至110°C，在50转/分搅拌5分钟； (3)在搅拌后加入96%浓盐酸，在温度65°C下反应40分钟；
(4)升温至90°C，加入一半工业蓖麻油以及水性丙烯酸树脂，在压力215KPa搅拌15分钟，搅拌速度240转/分；
(5)降温至在75°C，将混合液倒入缩合釜；
(6)在温度50°C往缩合釜里加入交联聚乙烯吡咯烷酮，升温至90°C反应lh，得黑色溶液；
(7)将步骤(6)后的黑色溶液、石油磺酸钡、80#微晶蜡、剩余一半工业蓖麻油放入反应釜，在温度125°C、压力630Kpa搅拌20分钟，搅拌速度200转/分；
(8)降温至70°C，从反应釜底部充入氧气，氧气充入量3升/分钟，反应3小时倒出后用网眼为50μπι的不锈钢过滤网过滤，温度降至25°C，密封装桶。
[0023]使用效果:在中性盐雾内腐蚀88小时无锈点，超过110小时锈斑面积小于5%，醋酸铅点滴12分钟后才出现沉积物，耐腐蚀性超过一般无铬处理剂50%。
[0024]实施例3
本实施例所述的一种40Cr钢表面防锈剂，由如下质量百分比的组分构成:石油磺酸钡14%，8(M微晶蜡4%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11%，煤焦油脑4%，96%浓盐酸2%，交联聚乙烯吡咯烷酮3%，润湿剂1%，有机硅消泡剂2%。
[0025]所述的润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水在温度100°C、压力0.35MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水的质量百分比为25%、40%、35%。
[0026]本实施例所述的一种40Cr钢表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)按质量百分比准备以下组分:石油磺酸钡14%，80#微晶蜡4%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11%，煤焦油脑4%，96%浓盐酸2%，交联聚乙烯吡咯烷酮3%，润湿剂1%，有机硅消泡剂2%;
(2)将煤焦油脑投入磺化釜中，升温至125°C，在40转/分搅拌10分钟；
(3)在搅拌后加入96%浓盐酸，在温度60°C下反应50分钟；
(4)升温至80°C，加入一半工业蓖麻油以及水性丙烯酸树脂，在压力240KPa搅拌10分钟，搅拌速度250转/分；
(5)降温至在65°C，将混合液倒入缩合釜；
(6)在温度55°C往缩合釜里加入交联聚乙烯吡咯烷酮，升温至80°C反应2h，得黑色溶液；
(7)将步骤(6)后的黑色溶液、石油磺酸钡、80#微晶蜡、剩余一半工业蓖麻油放入反应釜，在温度120°C、压力650Kpa搅拌15分钟，搅拌速度220转/分；
(8)降温至65°C，从反应釜底部充入氧气，氧气充入量4升/分钟，反应2小时倒出后用网眼为80μπι的不锈钢过滤网过滤，温度降至20°C，密封装桶。
[0027]使用效果:在中性盐雾内腐蚀90小时无锈点，超过115小时锈斑面积小于5%，醋酸铅点滴14分钟后才出现沉积物，耐腐蚀性超过一般无铬处理剂60%。
【主权项】
1.一种40Cr钢表面防锈剂，其特征在于:由如下质量百分比的组分构成:石油磺酸钡10-14%，80#微晶蜡4-7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11-14%，煤焦油脑3-4%，96%浓盐酸2-3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1-3%，润湿剂1-2%，消泡剂1-2%。2.根据权利要求1所述的一种40Cr钢表面防锈剂，其特征在于:所述润湿剂为氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水在温度100-105 °C、压力0.25-0.35MPa下混合搅拌而成，所述氧化石蜡皂、羊毛脂镁皂、去离子水的质量百分比为25-30%、30-40%、35-40%。3.根据权利要求1所述的一种40Cr钢表面防锈剂，其特征在于:所述消泡剂为有机硅消泡剂。4.一种40Cr钢表面防锈剂的制备方法，包括以下步骤: (1)按质量百分比准备以下组分:石油磺酸钡10-14%，80#微晶蜡4-7%，工业蓖麻油59%，水性丙烯酸树脂11-14%，煤焦油脑3-4%，96%浓盐酸2-3%，交联聚乙烯吡咯烷酮1_3%，润湿剂1-2%，消泡剂1-2%; (2)将煤焦油脑投入磺化釜中，升温至110-125°C，在40-50转/分搅拌5-10分钟； (3 )在搅拌后加入96%浓盐酸，在温度60-65 0C下反应40-50分钟； (4)升温至80-90°C，加入一半工业蓖麻油以及水性丙烯酸树脂，在压力215-240KPa搅拌10-15分钟，搅拌速度240-250转/分； (5 )降温至在70 ± 5 °C，将混合液倒入缩合釜； (6)在温度50-55°C往缩合釜里加入交联聚乙烯吡咯烷酮，升温至80-90°C反应l_2h，得黑色溶液； (7)将步骤(6)后的黑色溶液、石油磺酸钡、80#微晶蜡、剩余一半工业蓖麻油放入反应釜，在温度120-125 °C、压力630-650Kpa搅拌15_20分钟，搅拌速度200-220转/分； (8)降温至65-70°C，从反应釜底部充入氧气，氧气充入量3-4升/分钟，反应2-3小时倒出后过滤，温度降至20-25°C，密封装桶。5.根据权利要求4所述的一种40Cr钢表面防锈剂的制备方法，其特征在于:步骤(8)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】C09D133/00GK106010242SQ201610361780
【公开日】2016年10月12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