专利名称：一种钢铁/铸铁金属保护剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于金属防护领域，涉及金属保护剂，尤其是ー种钢铁/铸铁金属保护剂及其制备方法。
背景技术：
随着ROHS等一批国际指令和国家环境保护政策的深度实施，金属保护领域面临严峻挑战，无铬、无镍、无亚硝酸盐环保型金属保护剂是钢铁防护的方向。水基金属缓蚀剂是ー种多年来被广泛使用的防锈功能剂，其原理是利用缓蚀剂对新生的钢铁/铸铁表面上的铁离子的吸附功能，覆盖在钢铁/铸铁表面，阻隔钢铁/铸铁表面铁原子与空气接触，从而达到防锈目的。该类缓蚀剂为吸附型，结合功能弱，易被溶剂、潮热等环境破坏，在潮湿环境下会迅速丧失其防锈功能。因此，现有的该类缓蚀型防锈剂一般只做短期防锈使用。 通过检索，尚未发现与本发明申请相关的公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供ー种金属结合力強、成膜致密、防锈时间长、安全环保的钢铁/铸铁金属保护剂及其制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种钢铁/铸铁金属保护剂，其原料构成及其重量百分比范围分别为
植酸6-20%
有机磷类阻垢缓蚀剂10-35%
高分子聚合物0.5-2%
正磷酸铝、锌水合物2.5-6%
5-硝基间苯ニ酸酯锌0.1-0.5%
水余量。而且，所述有机磷类阻垢缓蚀剂包括羟基こ叉ニ膦酸HEDP、多元醇磷酸酷PAPE、2_磷酸丁烷-1，24-三羧酸、こニ胺四亚甲基磷酸EDTMPA中的ー种或是两种以上的混合物。而且，所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的ー种或是两者以上的混合物。一种钢铁/铸铁金属保护剂的制备方法，步骤如下⑴将植酸、有机磷类缓蚀阻垢剂、高分子聚合物按配比量泵入到反应釜内搅拌均匀；⑵按配比量依次将正磷酸铝、锌水合物；5_硝基间苯ニ酸酯锌；搅拌60-120分钟至物料完全溶解；即为本钢铁/铸铁金属保护剂。本发明的优点和有益效果为
I、本发明是以从植物中提取的天然无毒化工产品植酸为主剂复配而成，植酸分子结构中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基，是ー种少见的多齿金属螯合剂，植酸优先与金属表面起反应，在有机磷、正磷酸铝、锌水合物和5-硝基间苯ニ酸酯锌的协同配合作用下在金属表面形成保护膜，能有效防止水、氧进入金属表面，从而抵抗金属的腐蚀。2、本发明作用机理简单科学、环保、安全，不含有重金属铬、镍、无亚硝酸盐，符合环保要求。3、本发明保护剂成膜为化学转化膜，与金属的结合力强，成膜致密，防锈时间长，耐溶剂、耐潮湿，可用于精密机械防锈，替代防锈油，实现无油膜防锈。稀释25倍到30倍使用。防锈期为室内6个月以上，可以在潮热的环境中使用，水淋后吹干或晾干防锈效果不变，并且所形成的防护膜不影响后续的焊接エ艺。4、本发明可替代磷化工艺，且操作简单、无需表调、无磷化残渣、酸雾，反应时间迅速，浸泡只需10秒即可。
5、本发明制备方法简单，节约能源，所用原料来源广泛，获取容易，成本比使用磷化工艺低，非常适用于大規模的エ业化生产。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明进ー步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。实施例I :一种钢铁/铸铁金属保护剂，其组成及重量如下(以IOOOg产品为例)
植酸含量 70% 配比120g
多元醇磷酸酷PAPE 含量 50% 配比225g
羟基乙叉ニ膦酸HEDP 含量 50% 配比20g
聚丙烯酸含量 30% 配比5g
5-硝基间苯ニ酸酯锌含量 60%配比25g
:lK磷酸铝、锌水合物(锌含量38.5-40.5% )配比35g
水570g。一种钢铁/铸铁金属保护剂的制备方法，步骤如下⑴将植酸、多元醇磷酸酷PAPE、羟基こ叉ニ膦酸HEDP、聚丙烯酸按配比量泵入到反应釜内搅拌均匀；⑵按配比量依次将正磷酸铝、锌水合物和5-硝基间苯ニ酸酯锌，搅拌60-120分钟至物料完全溶解，即为本钢铁/铸铁金属保护剂。质量标准外观半透明液体(久置底物有少量沉淀物)；比重1.14g/ml;pH (4%) 3-4
硫酸铜点滴全浸蚀时间(4%溶液，浸泡10秒)^ 90s
本发明的作用机理植酸分子中含与金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，因此，植酸是一种少见的金属多齿螯合剤。当与金属络合时易形成多个螯合环，所形成的络合物稳定性极强，从植酸分子结构中可以看到6个磷酸基只有一个处在a位，其它5个均在e位上，其中有4个磷酸基处于同一平面上，故植酸在金属表面同金属络合吋，易在金属表面形成ー层致密的植酸金属螯合环，能有效地阻止O 2，H2O等进入金属表面，从而抵抗了金属的腐蚀。植酸一方面与金属螯合，另ー方面与化学防腐涂料物质(正磷酸铝、锌水合物、5-硝基间苯ニ酸酯锌)螯合，以高效的螯合力将涂料与金属牢牢的粘结在一起，植酸处理后的金属表面与有机涂料有更强的粘接能力。通过有机磷、高分子聚合物、涂料防腐剂(正磷酸铝、锌水合物、5-硝基间苯ニ酸酯 锌)的复配协同作用，使得该产品成膜均匀、与金属表面的结合力强，其膜耐水、耐盐雾。产品稀释25倍到30倍使用时，膜厚小于Ium可以用在精密零部件上防锈，还可用在涂装前的防锈处理，替代传统的磷化液。应用实例I :用尺寸为25 X 50 X 3-5的标准铸铁片和20#碳钢片做耐蚀性实验试片准备用150#砂纸粗打磨铸铁片和碳钢片，200#砂纸细磨后，或用清洗剂除油和除锈。取本产品IOg稀释到250g (稀释成4%)，把处理好的试片放到稀释液中10秒，拿出晾干。(稀释液PH值3-4)做耐蚀实验。试片的耐蚀性20#钢、铸铁室内放置6个月以上不锈；湿热实验(35°C，RH90%) 15天不锈，外观0级。硫酸铜点滴全透蚀时间大于90s应用实例2生产车间碳钢件处理工艺除油一水洗一除锈一水洗一本产品稀释20倍浸泡10-20秒一晾干或吹干一喷漆。
权利要求
1.一种钢铁/铸铁金属保护剂，其特征在于其原料构成及其重量百分比范围分别为植酸6-20%有机磷类阻垢缓蚀剂10-35%高分子聚合物0.5-2%正磷酸铝、锌水合物2.5-6%5-硝基间苯二酸酯锌0.1-0.5%水余量。
2.根据权利要求I所述的钢铁/铸铁金属保护剂，其特征在于所述有机磷类阻垢缓蚀剂包括羟基乙叉二膦酸HEDP、多元醇磷酸酯PAPE、2-磷酸丁烷_1，24-三羧酸、乙二胺四亚甲基磷酸EDTMPA中的一种或是两种以上的混合物。
3.根据权利要求I所述的钢铁/铸铁金属保护剂，其特征在于所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物。
4.一种如权利要求I所述的钢铁/铸铁金属保护剂的制备方法，其特征在于制备方法的步骤如下 ⑴将植酸、有机磷类缓蚀阻垢剂、高分子聚合物按配比量泵入到反应釜内搅拌均匀；⑵按配比量依次将正磷酸铝、锌水合物；5_硝基间苯二酸酯锌；搅拌60-120分钟至物料完全溶解；即为本钢铁/铸铁金属保护剂。
全文摘要
本发明涉及一种钢铁/铸铁金属保护剂其制备方法，其重量配比分别为植酸6-20%；有机磷类缓蚀阻垢剂10-35%；高分子聚合物0.5-2%；正磷酸铝、锌水合物2.5-6%；5-硝基间苯二酸酯锌0.1-0.5%；水余量；制备方法为将水加入反应釜中，加入植酸、有机磷类缓蚀阻垢剂、高分子聚合物搅拌均匀，在搅拌下加入正磷酸铝、锌水合物和5-硝基间苯二酸酯锌搅拌60-120分钟至物料完全溶解即为钢铁/铸铁金属保护剂。本发明钢铁/铸铁金属保护剂环保性好，无亚硝酸钠、无铬、镍等重金属，防锈膜附着力强，防锈效果更好；防锈时间长，其膜耐盐雾、耐潮湿可替代防锈油，实现无油膜长期防锈。
文档编号C23C22/20GK102851658SQ20121038971
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者朱国梅 申请人:华阳新兴科技(天津)集团有限公司