本发明属于钢材表面防锈技术领域,具体涉及一种硼酸酯类水基防锈剂。
背景技术:
金属腐蚀是多种因素引起的,具体包括金属与所处的环境发生化学或者电化学的作用、力学因素的作用引起的腐蚀。金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。当金属与水、电解质溶液、空气等接触时,在金属表面构成许多原电池发生电化学反应,进而引起金属的腐蚀。因此,水、空气、金属表面的电解质是造成金属锈蚀的主要因素。
一般而言,上述三者缺一不可,只要阻断其中一环,即可阻止金属的锈蚀。据此原理,目前在金属器材、设备、备件等的防锈方面,主要的技术和方法有合理设计金属结构、正确选择金属材料、采用保护性覆盖层、电化学保护、改变环境成分,添加防锈剂等方法。目前,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,防锈油的去除难度相当大,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,但所用的主体原料具有较大的毒性,且防锈性能达不到防锈油的效果。我国在降低亚硝酸盐的用量方面虽取得了一些进展,但防锈效果还不理想,且未消除公害问题。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种硼酸酯类水基防锈剂,其具有优良的防锈性能外,还有良好的润滑性、抗菌性、抗静电性,体现一剂多效的特点,会极大的提高防锈剂的使用领域并降低使用成本。
为达到上述目的,采用技术方案如下:
一种硼酸酯类水基防锈剂,其组成按质量百分数计如下:
月桂酸二乙醇胺硼酸酯1%~10%;助剂3%~15%;其余为水;
其中,所述助剂为乙醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的组合或乙醇和十二烷基硫酸钠的组合。
按上述方案,月桂酸二乙醇胺硼酸酯与助剂的质量比为1:(1.5~4)。
按上述方案,助剂为乙醇与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的组合,乙醇/脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠质量比为1:(1~2)。
按上述方案,助剂为乙醇与十二烷基硫酸钠的组合,乙醇/十二烷基硫酸钠质量比为1:1。
与现有技术相比,本发明所提供的防锈剂具有以下优点:
分子可设计性强,反应条件温和,反应迅速,转化率高,副产物少;
原料来源广泛,价格低廉,对环境无害,经济效益高;
所得防锈剂选用的助剂大部分属于增溶剂,HLB值在15以上的,复配后得到的是无色透明的水溶液;
有机硼酸酯类化合物除有优良的防锈性能外,还有良好的润滑性、抗菌性、抗静电性,体现一剂多效的特点,会极大的提高防锈剂的使用领域及降低使用成本。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案,但不作为对本发明保护范围的限制。
月桂酸二乙醇胺硼酸酯的制备:
在带有搅拌和分水器的250mL四口烧瓶中加入10g硼酸和50g二乙醇胺以及一定量的二甲苯,反应得到二乙醇胺硼酸酯。
在具有搅拌和回流装置的四口烧瓶中,加入0.lmol月桂酸甲酯、0.lmol硼酸二乙醇胺酯以及氢氧化钾,升温至110℃反应得到淡黄色粘稠状液体月桂酸二乙醇胺硼酸酯。
实施例1
防锈剂配方为:1%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,2%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,1%乙醇。
1g月桂酸二乙醇胺硼酸酯、2g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、1g乙醇和96g水,将其置于室温下搅拌至澄清透明溶液,即得防锈剂。
将表面打磨至无明显锈迹的钢板浸至在防锈剂中5min,防锈剂干燥后在钢板表面形成光亮的防锈膜。
实施例2
防锈剂配方为:5%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,5%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,5%乙醇。
5g月桂酸二乙醇胺硼酸酯、5g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、5g乙醇和85g水,将其置于室温下搅拌至澄清透明溶液,即得防锈剂。
将表面打磨至无明显锈迹的钢板浸至在防锈剂中5min,防锈剂干燥后在钢板表面形成光亮的防锈膜。
实施例3
防锈剂配方为:10%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,10%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,5%乙醇。
10g月桂酸二乙醇胺硼酸酯、10g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、5g乙醇和75g水,将其置于室温下搅拌至澄清透明溶液,即得防锈剂。
将表面打磨至无明显锈迹的钢板浸至在防锈剂中5min,防锈剂干燥后在钢板表面形成光亮的防锈膜。
实施例4
防锈剂配方为:1%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,2%十二烷基硫酸钠,2%乙醇。
1g月桂酸二乙醇胺硼酸酯、2g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、2g乙醇和95g水,将其置于60℃恒温水浴中搅拌至澄清透明溶液,即得防锈剂。
将表面打磨至无明显锈迹的钢板浸至在防锈剂中5min,防锈剂干燥后在钢板表面形成光亮的防锈膜。
实施例5
防锈剂配方为:5%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,5%十二烷基硫酸钠,5%乙醇。
5g月桂酸二乙醇胺硼酸酯、5g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、5g乙醇和85g水,将其置于60℃恒温水浴中搅拌至澄清透明溶液,即得防锈剂。
将表面打磨至无明显锈迹的钢板浸至在防锈剂中5min,防锈剂干燥后在钢板表面形成光亮的防锈膜。
对比实施例6
防锈剂配方为:5%月桂酸二乙醇胺硼酸酯。
5g月桂酸二乙醇胺硼酸酯,95g水,得到防锈剂(但呈现的是白色浑浊溶液)。
将表面打磨至无明显锈迹的钢板浸至在防锈剂中5min,防锈剂干燥后在钢板表面形成光亮的防锈膜。
对比实施例7
防锈剂配方为:5%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,5%十二烷基硫酸钠。
5g月桂酸二乙醇胺硼酸酯,5g十二烷基硫酸钠,90g水,得到防锈剂(但呈现的是白色浑浊溶液)。
对比实施例8
防锈剂配方为:5%月桂酸二乙醇胺硼酸酯,5%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
5g月桂酸二乙醇胺硼酸酯,5g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,90g水,得到防锈剂(但呈现的是白色浑浊溶液)。
防锈性能测试:
测试1:将CuSO4点滴液(41g/LCuSO4·5H2O+13mL/LHCl(0.1mol/L)+35g/LNaCl)在成膜钢板上滴一滴,记录出现第一个红色斑点的时间,大于120s,防锈性能合格。
测试2:将成膜钢板放入设置好温度(38℃)和湿度(98%)的烘箱中,观察钢板表面出现第一个锈斑的时间,检测结果三天未生成锈斑,防锈性能合格。
各实施例的结果如表1所示:
表1