一种环保型水基防锈剂及其制备方法.pdf

本发明一种环保型水基防锈剂，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成，在所述的防锈剂中，有机胺的重量百分比为15～25%、纯净水的重量百分比为40～55%、多元酸酯的重量百分比为20%～25%、二甘醇胺的重量百分比为2%～5%、硼酸酯的重量百分比为2%～5%、消泡剂的重量百分比为0.1%～0.5%、环保型渗透剂的重量百分比为0.05%～0.1%、防腐剂的重量百分比为0.02%～0.5%，本发明还提供了上述环保型水基防锈剂的制备方法。本发明不使用矿物油作为介质，节约了石油资源。同时，本发明防锈性好，在潮湿和温度环境下，铸铁材料的防锈期可达9-11个月。

1.  一种环保型水基防锈剂，其特征在于：由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成，在所述的环保型水基防锈剂中，所述的有机胺的重量百分比为15～25%、所述的纯净水的重量百分比为40～55%、所述的多元酸酯的重量百分比为20%～25%、所述的二甘醇胺的重量百分比为2%～5%、所述的硼酸酯的重量百分比为2%～5%、所述的消泡剂的重量百分比为0.1%～0.5%、所述的环保型渗透剂的重量百分比为0.05%～0.1%、所述的防腐剂的重量百分比为0.02%～0.5%。

2.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的有机胺为单乙醇胺、三乙醇胺、或异丙醇胺中的任意一种或两种的混合物。

3.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的纯净水为过滤芯精度达到5纳米的过滤水。

4.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的多元酸酯为脂肪酸甘油酯、脂肪酸戊四醇酯、或二聚酸甘油酯中的任意一种或两种的混合物。

5.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的二甘醇胺为二乙烯乙二醇胺、3-(1-氨基乙氧基)乙醇、或二乙二醇胺中的任意一种或两种的混合物。

6.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的硼酸酯为二异丙醇胺环硼酸酯、双联邻苯二酚硼酸酯、或聚氧乙烯二甘油醇硼酸酯中的任意一种或两种的混合物。

7.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、乳化硅油、或聚二甲基硅氧烷中的任意一种或两种的混合物。

8.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的环保型渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、或脂肪醇聚氧乙烯醚硼酸酯中的任意一种或两种的混合物。

9.  根据权利要求1所述的环保型水基防锈剂，其特征在于：所述的防腐剂为硫脲、乙二胺四乙酸、或苯并三氮唑中的任意一种或两种的混合物。

10.  一种制备权利要求1所述的环保型水基防锈剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）按照重量百分比称取有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂；
2）在一个反应容器中加入有机胺与多元酸酯，加热到80℃～90℃进行化学反应，同时进行60～90min、50～90r/min转速的搅拌，直至反应均匀；
3）待反应结束后降温冷却到40℃～60℃，然后加入二甘醇胺和硼酸酯进行复合反应，同时进行45～75min、80～100r/min转速的搅拌，直至反应均匀；
4）待反应结束后加入消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂，最后加入纯净水搅拌30～60min，均匀后即可得到本产品。

一种环保型水基防锈剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及环保型金属用的水基防锈剂，具体来说是一种环保型水基防锈剂及其制备方法。
背景技术
在金属机加工领域，由于金属工件从毛坯到成品，中间需要经过多个加工工序，原储备用部件在短期内无法进行下一道工序的加工，就需要将其放在仓库中保存，在库存过程中，金属会因为周围不同的环境，或多或少的遭到腐蚀。传统的防锈油都是采用不同的润滑油作为媒介，防锈油使用的油溶性钡盐是有机化合物，虽然其本身没有毒，但是它散落在自然环境中，会分解成可溶性钡盐，生成有含钡有毒物质，含有钡元素的防锈油对环境和人体都存在着严重的危害。虽然市面上也有一些防锈剂称为环保型水性防锈剂如，申请号为201110388306.5的产品，但还是采用矿物油作为媒介质。采用矿物油作为媒介的防锈剂存在以下不足之处，如：油膜厚、易沾灰污染，包装后易渗油，使用或装配前还要进行清洗，给运输和使用带来较大不便；有些金属零件，如汽车刹车盘、制动毂不能用油来防锈，否则会引起制动效果差和制动异响，必须用水基防锈剂来代替；还有宝贵的石油资源有限，用油防锈成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型水基防锈剂，本发明独创性地采用了有机胺与多元酸酯反应，在二甘醇胺和硼酸酯的催化作用下，生成高效复合防锈剂。所述的这种环保型水基防锈剂及要解决现有技术中防锈油含有可溶性钡盐、分解后造成环境污染和人身伤害的技术问题；同时要真正解决水基防锈剂采用矿物油做媒介、浪费石油资源问题；本发明要解决防锈剂涂装在工件表面容易流淌、导致防锈时间不长、工件使用或装配前还要进行清洗的问题；还要解决工件在运输和使用时带来较大不便问题；还要解决工件的防锈周期短、防锈效果较差和环保等技术问题。
本发明一种环保型水基防锈剂，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成，在所述的环保型水基防锈剂中，所述的有机胺的重量百分比为15～25％、所述的纯净水的重量百分比为40～55％、所述的多元酸酯的重量百分比为20％～25％、所述的二甘醇胺的重量百分比为2％～5％、所述的硼酸酯的重量百分比为2％～5％、所述的消泡剂的重量百分比为0.1％～0.5％、所述的环保型渗透剂的重 量百分比为0.05％～0.1％、所述的防腐剂的重量百分比为0.02％～0.5％。
进一步的，所述的有机胺为单乙醇胺、三乙醇胺、或异丙醇胺中的任意一种或两种的混合物。
进一步的，所述的纯净水为过滤芯精度达到5纳米的过滤水。
进一步的，所述的多元酸酯为脂肪酸甘油酯、脂肪酸戊四醇酯、或二聚酸甘油酯中的任意一种或两种的混合物。
进一步的，所述的二甘醇胺为二乙烯乙二醇胺、3-(1-氨基乙氧基)乙醇、或二乙二醇胺中的任意一种或两种的混合物。
进一步的，所述的硼酸酯为二异丙醇胺环硼酸酯、双联邻苯二酚硼酸酯、或聚氧乙烯二甘油醇硼酸酯中的任意一种或两种的混合物。
进一步的，所述的高效消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、乳化硅油、或聚二甲基硅氧烷中的任意一种或两种的混合物。
进一步的，所述的环保型渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、或脂肪醇聚氧乙烯醚硼酸酯中的任意一种或两种的混合物。
进一步的，所述的防腐剂为硫脲、EDTA、或苯并三氮唑中的任意一种或两种的混合物。
本发明还提供了上述的环保型水基防锈剂的制备方法，包括如下步骤：
1)按照重量百分比称取有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂；
2)在一个反应容器中加入有机胺与多元酸酯，加热到80℃～90℃进行化学反应，同时进行60～90min、50～90r/min转速的搅拌，直至反应均匀；
3)待反应结束后降温冷却到40℃～60℃，然后加入二甘醇胺和硼酸酯进行复合反应，同时进行45～75min、80～100r/min转速的搅拌，直至反应均匀；
4)待反应结束后加入高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂，最后加入纯净水搅拌30～60min，均匀后即可得到本产品。
本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的，具体优点如下：
①本发明的环保型水基防锈剂防锈性好，在潮湿和温度环境下，铸铁材料的防锈期可达9-11个月。
②本发明的环保型水基防锈剂好储存，使用时无需清洗，或用冷水就可以去除表面的防锈剂。
③本发明的环保型水基防锈剂产品不含钡化合物，不含对人体及环境有害物质，不含亚硝酸钠盐、酚和芳烃类化合物，对环境和人类无任何不良副作用，因此本产品是环保的。
④本发明的环保型水基防锈剂不含矿物油、节约石油资源，同时不粘手，防止灰尘污染，包装干净。
⑤本发明的环保型水基防锈剂稳定性好，无分层，无异味，不易腐败，表面干燥不潮湿。
⑥本发明的环保型水基防锈剂使用时稀释比例高，成本低。
⑦本发明的环保型水基防锈剂生产过程稳定，产品性能优良，适合各类黑色金属的短期防锈和有色金属的长期防腐、特别适用于像汽车刹车盘等零件不能用油防锈的场合。
具体实施方式：
实施例1
本发明一种环保型水基防锈剂，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成。在所述的环保型水基防锈剂中，所述的有机胺重量百分比为24％、所述的纯净水重量百分比为47％、所述的多元酸酯的重量百分比为21％、所述的二甘醇胺的重量百分比为4％、所述的硼酸酯的重量百分比为3.5％、所述的消泡剂的重量百分比为0.3％、所述的环保型渗透剂的重量百分比为0.06％、所述的防腐剂的重量百分比为0.14％。
进一步的，所述的有机胺为三乙醇胺。
进一步的，所述的纯净水为过滤芯精度达到5纳米的过滤水。
进一步的，所述的多元酸酯为脂肪酸戊四醇酯。
进一步的，所述的二甘醇胺为二乙烯乙二醇胺、3-(1-氨基乙氧基)乙醇两种的混合物。
进一步的，所述的硼酸酯为二异丙醇胺环硼酸酯、聚氧乙烯二甘油醇硼酸酯中的两种的混合物。
进一步的，所述的高效消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
进一步的，所述的环保型渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯两种的混合物。
进一步的，所述的防腐剂为EDTA、苯并三氮唑中两种的混合物。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例2
本发明一种环保型水基防锈剂，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成。在所述的环保型水基防锈剂中，所述的有机胺重量百分比为22％、所述的纯净水重量百分比为47％、所述的多元酸酯的重量百分比为22％、所述的二甘醇胺的重量百分比为4.5％、所述的硼酸酯的重量百分比为4％、所述的消泡剂的重量百分比为0.2％、所述的环保型渗透剂的重量百分比为0.08％、所述的防腐剂的重量百分比为0.22％。
进一步的，所述的有机胺为单乙醇胺、三乙醇胺或异丙醇胺中两种的混合物。
进一步的，所述的纯净水为过滤芯精度达到5纳米的过滤水。
进一步的，所述的多元酸酯为脂肪酸甘油酯、二聚酸甘油酯两种的混合物。
进一步的，所述的二甘醇胺为3-(1-氨基乙氧基)乙醇。
进一步的，所述的硼酸酯为聚氧乙烯二甘油醇硼酸酯。
进一步的，所述的高效消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、乳化硅油两种的混合物。
进一步的，所述的环保型渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的防腐剂为苯并三氮唑。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例3
本发明一种环保型水基防锈剂，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成。在所述的环保型水基防锈剂中，所述的有机胺重量百分比为20％、所述的纯净水重量百分比为49％、所述的多元酸酯的重量百分比为23％、所述的二甘醇胺的重量百分比为3％、所述的硼酸酯的重量百分比为4.2％、所述的消泡剂的重量百分比为0.4％、所述的环保型渗透剂的重量百分比为0.06％、所述的防腐剂的重量百分比为0.34％。
进一步的，所述的有机胺为异丙醇胺。
进一步的，所述的纯净水为过滤芯精度达到5纳米的过滤水。
进一步的，所述的多元酸酯为脂肪酸戊四醇酯、二聚酸甘油酯中两种的混合物。
进一步的，所述的二甘醇胺为二乙烯乙二醇胺、二乙二醇胺两种的混合物。
进一步的，所述的硼酸酯为二异丙醇胺环硼酸酯、双联邻苯二酚硼酸酯两种的混合物。
进一步的，所述的高效消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷两种的混合物。
进一步的，所述的环保型渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硼酸酯两种的混合物。
进一步的，所述的防腐剂为硫脲、EDTA两种的混合物。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例4
本发明一种环保型水基防锈剂，由有机胺、纯净水、多元酸酯、二甘醇胺、硼酸酯、高效消泡剂、环保型渗透剂和防腐剂组成。在所述的环保型水基防锈剂中，所述的有机胺重量百分比为18％、所述的纯净水重量百分比为50％、所述的多元酸酯的重量百分比为24％、所述的二甘醇胺的重量百分比为3.5％、所述的硼酸酯的重量百分比为4％、所述的消泡剂的重量百分比为0.2％、所述的环保型渗透剂的重量百分比为0.08％、所述的防腐剂的重量百分比为0.22％。
进一步的，所述的有机胺为单乙醇胺、异丙醇胺两种的混合物。
进一步的，所述的纯净水为过滤芯精度达到5纳米的过滤水。
进一步的，所述的多元酸酯为脂肪酸甘油酯。
进一步的，所述的二甘醇胺为3-(1-氨基乙氧基)乙醇、二乙二醇胺两种的混合物。
进一步的，所述的硼酸酯为双联邻苯二酚硼酸酯。
进一步的，所述的高效消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乳化硅油两种的混合物。
进一步的，所述的环保型渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硼酸酯。
进一步的，所述的防腐剂为硫脲、苯并三氮唑两种的混合物。
各项物理化学指标见表1所示。
表1


本发明独创性地采用了有机胺与多元酸酯反应，在二甘醇胺和硼酸酯的催化作用下，生成高效复合防锈剂，大大提高了工件防锈时间和能力；其次，本发明充分精选了不含钡盐的化学物质，充分发挥各自的性能特长，既提高了产品的防锈效果，又不产生含钡有害物质，对环境友好，真正实现了环保；第三，本发明不含矿物油，真正解决了传统防锈油要采用矿物油作为介质、甚至一些号称为环保型水性防锈剂，但还是逃脱不了采用矿物油作为媒介质的问题，解决了采用矿物油作为媒介的防锈剂存在不足的问题；第四、本发明解决了防锈油涂装在工件表面容易流淌、导致防锈时间不长同时造成大量浪费的问题；第五、本发明解决了工件涂传统防锈油需要在加工前清洗的问题，本发明只需要用冷水清洗或可以不需要清洗；第六、该发明在各项指标上均优于国内采用其它方法生产的水基防锈剂产品的指标，部分指标接近甚至超过国外发达国家产品，大大提高了国内环保型水基防锈剂的指标性能。
以上所述的仅仅是本发明的其中一个实施例子，并不表示对本发明的技术方案做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对本发明的实施例子所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。