一种宝剑用环保防锈剂的制作方法

文档序号:14436245阅读:350来源:国知局
本发明涉及金属防锈领域,特别涉及一种宝剑用环保防锈剂。
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:宝剑,古代兵器之一,属于“短兵”,素有“百兵之君”的美称。古代的剑前端尖,后端安有短柄,两边有刃,是一种呈长条形的兵器。现在宝剑,主要用于击剑运动,剑身为细长的钢铁条,顶端为一小圆球,无刃,其次作为人们的收藏品,富有美感;宝剑刀刃材质主要为钢铁,但是钢铁金属随着时间的进行不可避免的会生锈,它不仅影响宝剑的寿命,还会影响其美观及体验度,因此需对其进行日常防锈护理。钢铁制品的工序间和长时间的封存防锈多采用防锈油,但后续工序需进行除油处理,但防锈油的去除难度大,随着石油资源的日益紧张和环保意识的不断增强,再加上油质不易分解等问题的存在,使得开发水基防锈剂的研究具有非常重要的意义。目前的水基防锈剂多采用亚硝酸盐和铬酸盐的钝化技术,是目前使用比较广泛的无机盐类金属缓蚀剂,亚硝酸钠因其具有防锈性好、价格低廉、使用方便等优点而风靡一时,但具有较大的毒性,使它们的使用受到较大的限制。虽然也有一些环保型的水基防锈剂问世,但是大多防锈能力差,防锈时效短,且在防锈过程中,单一的防锈组分,很难有较好的防锈效果。技术实现要素:为解决上述问题,本发明提供了一种宝剑用环保防锈剂,配制包括表面活性剂、亚硫酸钠、磷酸钠和二乙醇胺钠等组分的防锈剂,对人体无毒无害,具有长期高效的防锈效果。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种宝剑用环保防锈剂,按重量份包括以下组分:亚硫酸钠0.5~0.8份、磷酸钠0.4~0.8份、聚乙烯蜡0.3~0.6份、增稠剂0.5~0.8份、柠檬酸钠0.8~1.2份、表面活性剂0.7~1份、二乙醇胺钠15~18份、添加剂1.5~3份和68~72份去离子水。作为优选,所述宝剑用环保防锈剂按重量份包括以下组分:亚硫酸钠0.6份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.7份、柠檬酸钠1份、表面活性剂0.9份、二乙醇胺钠16.5份、添加剂2.5份和70份去离子水。作为优选,所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠或十四醇聚氧乙烯醚,表面活性剂对金属表面防锈起到一定的作用,其亲水基团吸附在宝剑的金属表面、亲油基团反方向排列形成薄薄的一层单分子膜,亲油基团对水分子有一定的排斥作用,进一步提高对金属的防锈能力。作为优选,所述增稠剂为琼脂、松香树脂、阿拉伯胶或羟乙基纤维素,增稠剂可提高防锈剂溶液的粘度,降低氧气在其中的溶解度,且可防止防锈剂的流失,延长防锈剂的有效防锈时间;且增稠剂含有羰基或醛基等活性基团,能与宝剑表面的金属原子或宝剑表面附近的金属离子络合,附着在宝剑表面形成一层络合物保护膜,阻止金属的溶解,起到保护的作用。作为优选,所述添加剂为柠檬油、桂花油、玫瑰油、菜籽油或梨籽油,添加剂可与表面活性剂协同作用,添加剂与表面活性剂的亲油基团结合,形成一层油膜,对氧气溶解有一定的隔绝作用。作为优选,所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为,包括以下方法步骤:(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠,溶于所述重量份的去离子水中,搅拌成澄清溶液;(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂,加入到上述澄清溶液中,室温经高速剪切机剪切20~30min均质成乳化液,即得所述防锈剂。所述宝剑用环保防锈剂的使用方法为:对需要防锈的宝剑清水擦洗预处理后,棉布擦干,涂刷所述防锈剂,晾干后,保存。亚硫酸钠有一定的还原性,可还原来自空气中的氧气,减缓氧气对宝剑的氧化腐蚀作用。磷酸钠可与宝剑表面溶解的铁离子作用而生成难溶的磷酸铁,沉积在宝剑表面,形成致密的保护层,阻止金属的进一步溶解,对宝剑表面起到一定的保护作用。聚乙烯蜡作为防锈剂的组分,可提高防锈剂的润滑性和耐磨性,且其可在金属表面形成一层薄薄的蜡层,对水分和空气中的氧气有一定的隔绝作用,避免金属表面受到腐蚀作用。二乙醇胺钠是本发明的防锈剂的主体组分,分子中的氮原子和氧原子都有孤对电子,可与铁等有d空轨道的金属表面作用生成络合物膜,阻止水分子和氧与金属表面的接触。本发明的有益效果是:(1)本发明的防锈剂的配方原料来源简单易得,成本低,对人体无毒无害,对环境无污染,制备方法简单,适于工业化生产;(2)本发明制备的防锈剂在高温或低温下的稳定性良好,相对于单一试剂组分,利用各种试剂组分的协同作用,配制合理的组分和组分配比,更能提高防锈剂的防锈效果;(3)本发明的防锈剂,表面活性剂和添加剂的协同作用,添加剂与表面活性剂的亲油基团结合,形成一层油膜,对氧气溶解有一定的隔绝作用,阻止氧与金属表面进行接触,提高金属防锈能力。具体实施方式下面结合实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明,但不意味着限制本发明的范围。实施例1:一种宝剑用环保防锈剂,按重量份包括以下组分:亚硫酸钠0.5份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.45份、柠檬酸钠0.85份、表面活性剂0.8份、二乙醇胺钠16份、添加剂2份和69份去离子水;所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为,包括以下方法步骤:(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠,溶于所述重量份的去离子水中,搅拌成澄清溶液;(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂,加入到上述澄清溶液中,室温经高速剪切机剪切20~22min均质成乳化液,即得所述防锈剂。实施例2:一种宝剑用环保防锈剂,按重量份包括以下组分:亚硫酸钠0.6份、磷酸钠0.5份、聚乙烯蜡0.4份、增稠剂0.7份、柠檬酸钠1份、表面活性剂0.9份、二乙醇胺钠16.5份、添加剂2.5份和70份去离子水。所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为,包括以下方法步骤:(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠,溶于所述重量份的去离子水中,搅拌成澄清溶液;(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂,加入到上述澄清溶液中,室温经高速剪切机剪切24~26min均质成乳化液,即得所述防锈剂。实施例3:一种宝剑用环保防锈剂,按重量份包括以下组分:亚硫酸钠0.65份、磷酸钠0.65份、聚乙烯蜡0.5份、增稠剂0.65份、柠檬酸钠0.9份、表面活性剂0.85份、二乙醇胺钠16份、添加剂1.5份和70.5份去离子水。所述宝剑用环保防锈剂的制备方法为,包括以下方法步骤:(1)将所述重量份的亚硫酸钠、磷酸钠、增稠剂和柠檬酸钠,溶于所述重量份的去离子水中,搅拌成澄清溶液;(2)按所述重量份称取聚乙烯蜡、表面活性剂、二乙醇胺钠和添加剂,加入到上述澄清溶液中,室温经高速剪切机剪切28~29min均质成乳化液,即得所述防锈剂。对比例1:一种宝剑用环保防锈剂,其组成组分重复实施例2,但是不含有增稠剂;所述宝剑用环保防锈剂的制备方法,其方法步骤重复实施例2,但是制备过程不添加增稠剂。对比例2:一种宝剑用环保防锈剂,其组成组分重复实施例2,但是不含有添加剂;所述宝剑用环保防锈剂的制备方法,其方法步骤重复实施例2,但是制备过程不添加添加剂。应用实施例1:室内挂片实验:将五个型号为50的钢片(长5cm,宽2cm,厚0.5cm),表面积为27cm2,用hg/t3523-2008所示方法进行处理,然后分别浸入实施例1~3和对比例1~2所制备好的防锈剂中,1~2min后取出,晾干,分别用电子天平准确称取其质量,然后挂于室内阴暗处,30天后再分别称取其质量,计算腐蚀率,结果如表1所示;所述腐蚀率的计算方式为:m0为钢片晾干后的初始质量,m1为钢片室内阴暗处30天后的质量,t表示腐蚀时间,k表示腐蚀率,k=(m1-m0)/tm0;表1钢片的腐蚀率结果类别实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2腐蚀率/天6.302*10-64.736*10-65.897*10-68.623*10-51.68*10-5从表1可以看出钢片浸渍防锈剂后,受腐蚀的程度小,即本发明制备的防锈剂防锈效果好,对比例1~2较实施例1~3防锈效果较差,说明本发明防锈剂通过各组分的协同作用,有着较好的防锈效果;对比例1制备的防锈剂效果较差,防锈剂中不含有增塑剂,防锈剂的粘度较低,组分有少量的流失。应用实施例2:单片防锈实验:试片为一级灰口铸铁片(长5cm,宽2cm,厚0.5cm),表面积为27cm2,按照hg/t3523-2008所示方法进行处理,冷风吹干,然后分别浸入实施例1~3和对比例1~2所制备好的防锈剂中,1~2min后取出,晾干,分别置于温度为40~42℃,湿度为70%的环境下,检测其分别出现锈斑的时间,同时经酸雾和碱雾分别喷洒,以观察其表面腐蚀程度,结果见表2;表2铸铁片的腐蚀度类别出现锈斑时间腐蚀程度实施例1320h表面无明显腐蚀实施例2350h表面无明显腐蚀实施例3336h表面无明显腐蚀对比例1245h表面无明显腐蚀对比例2285h表面无明显腐蚀通过表2可以看出,本发明在实际使用时防锈时效会更久,但是本发明超出范围制备的防锈剂,防锈效果较差些。应用实施例3:对实施例1~3制备的防锈剂的温度稳定性进行检测,主要从耐寒性和耐热性两个指标进行测定,测定时,将待测防锈剂在一定温度下放置保持48h后,恢复室温,按应用实施例1~2的方法测定其使用效果,测定结果如表3;表3防锈剂的耐寒性和耐热性从表3中可以看出,本发明所提供的防锈剂在较高及较低温度下均能保持一定的稳定性,能够满足实际应用的需求。应用实施例4:宝剑刀刃的防锈实验,其长50cm,宽3cm,材质为型号304的不锈钢,以下宝剑刀刃材质和大小相同,包括以下步骤:(1)选用新的宝剑进行刀刃防锈实验,清水清洗其表面后,抹布擦干后,晾干待用;(2)将宝剑刀刃浸入实施例1~3制备的防锈剂中1~2min,取出,冷风吹干,置于45~50℃,湿度范围为85~90%的环境下,随时间观察其形态,同时经酸雾和碱雾分别喷洒,观察其表面腐蚀程度,结果如表4所示;表4刀刃随时间的形态状况分组时间刀刃形态腐蚀程度实施例120天光亮表面无腐蚀实施例240天光亮表面无腐蚀实施例360天无锈表面无腐蚀空白对比例:新的宝剑刀刃,置于45~50℃,湿度范围为85~90%的环境下,随时间观察其形态,同时经酸雾和碱雾分别喷洒,观察其表面腐蚀程度,结果如表5所示;表5空白对比例时间刀刃形态腐蚀程度20天光亮表面无腐蚀40天无锈表面无腐蚀60天微锈表面无明显腐蚀通过表4和表5可以看出,本发明制备的防锈剂对宝剑刀刃的防锈保养度较好,实际应用中会有更好的防锈效果,可用于其日常保养防锈,且本发明的防锈剂溶于水,处理清洗较方便。以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,对本领域熟悉的人员来说,可容易的实现另外的修改,在不违背权利要求及等同范围所限定的一般概念的情况下,本发明并不限于特定的细节。当前第1页12
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