一種水性防銹劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水性防銹劑，它由以下質(zhì)量百分比的組分組成：成膜劑20～40%、緩蝕劑2～10%、助劑1～5%，余量為水，所述成膜劑為固含量為30%～33%的有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳液，所述緩蝕劑為六次甲基四胺、三乙醇胺、OP-10、苯并三氮唑中的一種或幾種的混合物，所述助劑是OP-10、乙二醇或它們的混合物。本發(fā)明采用有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液為成膜劑，配以緩蝕劑和助劑，提高了膜層與工件表面的結(jié)合力，涂刷在鋼材表面可形成致密的保護(hù)膜，有效隔絕空氣中氧和水分與鋼材表面的接觸，達(dá)到防銹的目的；同時(shí)，由于有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保護(hù)鋼材表面本色不變，且不易燃、無(wú)毒，對(duì)環(huán)境污染小，施工簡(jiǎn)單，使用安全，且不影響工件后續(xù)加工。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水性防銹劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防銹劑，尤其是一種輕型鋼結(jié)構(gòu)表面預(yù)防腐的水性防銹劑。
技術(shù)背景
[0002]金屬工件在生產(chǎn)加工及運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，很容易生銹，這就需要使用防銹劑在金屬表面形成一層薄膜，防止金屬銹蝕。金屬工件在運(yùn)行和貯存中很難不與空氣中的氧、濕氣或其它腐蝕性介質(zhì)接觸，這些物質(zhì)在金屬工件表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹，要防止銹蝕就得阻止以上物質(zhì)與金屬工件接觸。目前，工業(yè)上主要的防銹方法是使用防銹油，但是防銹油在后續(xù)的工藝很難除去，不僅增加了能耗，還造成了環(huán)境污染。
[0003]含氟丙烯酸酯具有超低的表面能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、特殊的電學(xué)性能等，既保留了丙烯酸酯良好的耐堿性、保色保光性、涂膜豐滿等特點(diǎn)，又具有有機(jī)氟樹(shù)脂耐沾污、耐腐蝕、自潔等優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合性能優(yōu)良的防銹劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不含苯、甲醛、重金屬等離子，無(wú)毒無(wú)害無(wú)刺激性氣味，且施工簡(jiǎn)單，防銹能力強(qiáng)，環(huán)境友好的水性防銹劑。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是提供一種水性防銹劑，由下列質(zhì)量百分比的組分配制而成:
成膜劑:20~40%
緩蝕劑:2~10%`
助劑:1~5%
水:余量；
所述成膜劑為固含量為30%~33%的有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳液，所述緩蝕劑為六次甲基四胺、三乙醇胺、0P-10 (壬基酚聚氧乙烯醚)、苯并三氮唑中的一種或幾種的混合物，所述助劑是0P-10 (壬基酚聚氧乙烯醚)、乙二醇或它們的混合物。
[0006]優(yōu)選地:
成膜劑:30%
緩蝕劑:8%
助劑:2%
水:余量；
所述成膜劑為固含量為31%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳液，所述緩蝕劑為0P-10(壬基酚聚氧乙烯醚)、苯并三氮唑的混合物，所述助劑是乙二醇。
[0007]所述機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液按下列步驟制備:
(I)按摩爾份數(shù)計(jì)，在反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入256份苯乙烯、124份丙烯酸丁酯、2~15份甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入1/3的乳化劑，4/5的引發(fā)劑，以70~85 r/min的速度攪拌8~20 min,暫停4~10 min,接著攬拌8~20 min,暫停4~10 min,再攬拌5~20 min后形成預(yù)乳化液；
(2)在另一反應(yīng)瓶中加入蒸餾水，升溫至75~90°C，依次加入剩余的2/3的乳化劑、1/5的引發(fā)劑和交聯(lián)劑，達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)緩慢滴加步驟(1)制得的預(yù)乳化液，控制滴加時(shí)溫度為88 V~90 °C，滴加時(shí)間為1.5~1.8 h ；
(3)滴加結(jié)束后，85~95°C保溫0.5~2h;
(4)待溫度降到室溫，用NH3-H2O中和至pH為7~8，過(guò)濾得有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化
液；
所述乳化劑是1份0P-10 (壬基酚聚氧乙烯醚)、3份十二烷基硫酸鈉和30份水的混合物，所述引發(fā)劑是過(guò)硫酸銨和30份水的混合物，所述交聯(lián)劑是10份N-羥甲基丙烯酰胺、2份衣康酸和40份水的混合物。
[0008]輕鋼結(jié)構(gòu)工件在運(yùn)行和貯存中與空氣中的氧、濕氣或其它腐蝕性介質(zhì)接觸，這些物質(zhì)在金屬表面將發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹，要防止銹蝕就得阻止以上物質(zhì)與金屬接觸，而在金屬表面形成致密的保護(hù)膜是最可行的手段。由于有機(jī)氟和氧不易反應(yīng)，因此將有機(jī)氟用于成膜劑中，可以使成膜劑具有不燃性和優(yōu)良的耐光性能。C-F鍵的F原子對(duì)C-C鍵骨架的屏蔽保護(hù)作用使有機(jī)氟具有很高的化學(xué)惰性，使用含有機(jī)氟的防銹劑全部或部分的吸取了有機(jī)氟的特性，表現(xiàn)為優(yōu)異的耐久性、耐化學(xué)藥品性、防腐性、絕緣性、不易燃性、非粘附性及耐污染性等特點(diǎn)。因此，機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液具有超低的表面能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、特殊的電學(xué)性能等，既保留了丙烯酸酯良好的耐堿性、保色保光性、涂膜豐滿等特點(diǎn)，又具有有機(jī)氟樹(shù)脂耐沾污、耐腐蝕、自潔等優(yōu)點(diǎn)，干燥后變?yōu)橥该鞴饬聊?，可以用做最終的防腐涂層，也可作為防銹底漆使用，是一種綜合性能優(yōu)良的成膜劑。
[0009]有機(jī)氟改性丙烯 酸酯乳化液聚合完全，以水為溶劑，不含苯、甲醛等有機(jī)溶劑及汞、鋁、鉻、鉛等重金屬離子；成膜劑配以緩蝕劑和助劑，提高了膜層與工件表面的結(jié)合力，涂刷在鋼材表面可形成致密的保護(hù)膜；成膜快且性能優(yōu)異，有效隔絕空氣中氧和水分與鋼材表面的接觸，所形成的膜層附著力好，柔韌性好，耐濕耐擦洗，鋼鐵件防銹期可達(dá)I年以上，對(duì)于鋼材的預(yù)防腐已經(jīng)綽綽有余；同時(shí)，由于有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保護(hù)鋼材表面本色不變；本發(fā)明的防銹劑使用時(shí)可采用浸泡、噴涂、刷涂等簡(jiǎn)單的方式，施工簡(jiǎn)單，適用各種工件形狀，且對(duì)后續(xù)工件加工無(wú)影響，且不易燃、無(wú)毒，對(duì)環(huán)境污染小，使用安全。
[0010]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是:由于采用有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液為成膜劑，配以緩蝕劑和助劑，提高了膜層與工件表面的結(jié)合力，涂刷在鋼材表面可形成致密的保護(hù)膜，有效隔絕空氣中氧和水分與鋼材表面的接觸，達(dá)到長(zhǎng)期防銹的目的，鋼鐵件防銹期可達(dá)I年以上，對(duì)于鋼材的預(yù)防銹已經(jīng)綽綽有余；同時(shí)，由于有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液具有耐光性，可以保護(hù)鋼材表面本色不變；本發(fā)明的防銹劑使用時(shí)可采用浸泡、噴涂、刷涂等簡(jiǎn)單的方式，且不易燃、無(wú)毒，對(duì)環(huán)境污染小，使用安全。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012]實(shí)施例1 水:60 kgOP-1O:5 kg
苯并三氮唑:3 kg
乙二醇:2 kg
固含量為31%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液:30 kg。
[0013]配制方法為:首先將60 kg水加入到反應(yīng)釜中，攪拌下加入5 kg 0P_10、3 kg苯并三氮唑和乙二醇2 kg充分?jǐn)嚢韬蠹尤?0 kg固含量為31%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液，攪拌均勻即可。
[0014]其中所述固含量為31%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步驟制備:
(1)在反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入256mol苯乙烯(104 g/mol)、124 mol丙烯酸丁酯(128 g/mol)、5mo I甲基丙烯酸六氟丁酯(250 g/mol),然后依次加入10 mol N-輕甲基丙烯酰胺,0.3 mol0P-10、1 mol十二烷基硫酸鈉和2 mol過(guò)硫酸銨，以80 r/min的速度攪拌10 min,暫停5min,接著攪拌10 min,暫停5 min,再攪拌10 min后形成預(yù)乳化液；
(2)在另一反應(yīng)瓶中加入50mL蒸餾水，升溫至85 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸鈉、0.4 mol過(guò)硫酸銨和2 mol衣康酸,達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)緩慢滴加步驟(1)制得的預(yù)乳化液，控制滴加時(shí)溫度為90 °C，滴加時(shí)間為1.5 h ;
(3)滴加結(jié)束后，90°C保溫I h;
(4)待溫度降到室溫，用NH3? H2O中和至pH為7，過(guò)濾得有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液。
[0015]實(shí)施例2 水:51 kg 0P-10:3 kg 六次甲基四胺:1 kg 三乙醇胺:1 kg 苯并三氮唑:1 kg 乙二醇:3 kg
固含量為30%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液:40 kg。
[0016]其中所述固含量為30%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步驟制備:
(1)在反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入256mol苯乙烯、124 mol丙烯酸丁酯、2 mol甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入10 mol N-輕甲基丙烯酰胺,0.3 mol 0P_10、1 mol十二烷基硫酸鈉和2 mol過(guò)硫酸銨，以70 r/min的速度攪拌20 min,暫停10 min,接著攪拌20 min,暫停10 min,再攪拌20 min后形成預(yù)乳化液；
(2)在另一反應(yīng)瓶中加入50mL蒸餾水，升溫至75 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸鈉、0.4 mol過(guò)硫酸銨和2 mol衣康酸,達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)緩慢滴加步驟(1)制得的預(yù)乳化液，控制滴加時(shí)溫度為88 °C，滴加時(shí)間為1.8 h ;
(3)滴加結(jié)束后，85°C保溫2 h ；
(4)待溫度降到室溫，用NH3? H2O中和至pH為8，過(guò)濾得有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液。
[0017]實(shí)施例3 水:55 kg 0P-10:6 kg 六次甲基四胺:2 kg苯并三氮唑:2 kg 乙二醇:5 kg
固含量為33%機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液:30 kg。
[0018]其中所述固含量為33%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步驟制備:
(1)在反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入256mol苯乙烯、124 mol丙烯酸丁酯、15 mol甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入10 mol N-羥甲基丙烯酰胺，0.3 mol 0P-10U mol十二烷基硫酸鈉和2mol過(guò)硫酸銨，以85 r/min的速度攪拌8 min,暫停10 min,接著攪拌8 min,暫停10 min,再攪拌8 min后形成預(yù)乳化液；
(2)在另一反應(yīng)瓶中加入50mL蒸餾水，升溫至90 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸鈉、0.4 mol過(guò)硫酸銨和2 mol衣康酸,達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)緩慢滴加步驟(1)制得的預(yù)乳化液，控制滴加時(shí)溫度為90 °C，滴加時(shí)間為1.5 h ;
(3)滴加結(jié)束后，95°C保溫0.5 h ；
(4)待溫度降到室溫，用NH3? H2O中和至pH為8，過(guò)濾得有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液。
[0019]實(shí)施例4 水:73 kg 0P-10:6 kg 乙二醇:1 kg
固含量為32%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液:20 kg。
[0020]其中所述固含量為32`%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液按下述步驟制備:
(1)在反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入256mol苯乙烯、124 mol丙烯酸丁酯、10 mol甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入10 mol N-羥甲基丙烯酰胺，0.3 mol 0P-10U mol十二烷基硫酸鈉和2mol過(guò)硫酸銨，以85 r/min的速度攪拌8 min,暫停4 min,接著攪拌15 min,暫停4 min,再攪拌5 min后形成預(yù)乳化液；
(2)在另一反應(yīng)瓶中加入50mL蒸餾水，升溫至80 °C，依次加入0.7 mol 0P-10U.6mol十二烷基硫酸鈉、0.4 mol過(guò)硫酸銨和2 mol衣康酸,達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)緩慢滴加步驟(1)制得的預(yù)乳化液，控制滴加時(shí)溫度為88 °C，滴加時(shí)間為1.7 h ;
(3)滴加結(jié)束后，88°C保溫1.0 h ；
(4)待溫度降到室溫，用NH3? H2O中和至pH為7，過(guò)濾得有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液。
【權(quán)利要求】
1.一種水性防銹劑，其特征在于:它由下列質(zhì)量百分比的組分配制而成: 成膜劑:20~40% 緩蝕劑:2~10% 助劑:1~5% 水:余量； 所述成膜劑為固含量為30%~33%的有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳液，所述緩蝕劑為六次甲基四胺、三乙醇胺、0P-10、苯并三氮唑中的一種或幾種的混合物，所述助劑是0P-10、乙二醇或它們的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性防銹劑，其特征在于所述各組分質(zhì)量百分比為: 成膜劑:30% 緩蝕劑:8% 助劑:2% 水:余量； 所述成膜劑為固含量為31%的機(jī)氟改性丙烯酸酯乳液，所述緩蝕劑為0P-10、苯并三氮唑的混合物，所述助劑是乙二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性防銹劑，其中所述有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳液的制備方法為: (1)按摩爾份數(shù)計(jì)，在反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入256份苯乙烯、124份丙烯酸丁酯、2~15份甲基丙烯酸六氟丁酯，然后依次加入1/3的乳化劑，4/5的引發(fā)劑，以70~85 r/min的速度攪拌8~20 min,暫停4~10 min,接著攬拌8~20 min,暫停4~10 min,再攬拌5~20 min后形成預(yù)乳化液； (2)在另一反應(yīng)瓶中加入蒸餾水，升溫至75~90°C，依次加入剩余的2/3的乳化劑、1/5的引發(fā)劑和交聯(lián)劑，達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)緩慢滴加步驟(1)制得的預(yù)乳化液，控制滴加時(shí)溫度為88 V~90 °C，滴加時(shí)間為1.5~1.8 h ； (3)滴加結(jié)束后，85~95°C保溫0.5~2 h ； (4)待溫度降到室溫，用NH3-H2O中和至pH為7~8，過(guò)濾得有機(jī)氟改性丙烯酸酯乳化液； 所述 乳化劑是1份0P-10、3份十二烷基硫酸鈉和30份水的混合物，所述引發(fā)劑是過(guò)硫酸銨和30份水的混合物，所述交聯(lián)劑是10份N-羥甲基丙烯酰胺、2份衣康酸和40份水的混合物。
【文檔編號(hào)】C08F220/58GK103614016SQ201310709576
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月21日
【發(fā)明者】秦英月, 王傳虎, 董傳明, 葛金龍, 朱銀飛, 王孝虎, 陳玲玲 申請(qǐng)人:蚌埠學(xué)院, 安徽水利開(kāi)發(fā)股份有限公司