本發(fā)明涉及金屬防銹領(lǐng)域，具體涉及鋼制件的水性環(huán)保防銹劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬銹蝕是現(xiàn)實(shí)社會(huì)中常見，卻又難以避免的現(xiàn)象，如各種金屬制成的機(jī)械、設(shè)備、建筑因長(zhǎng)時(shí)間裸露在空氣中出現(xiàn)生銹，當(dāng)空氣中充斥大量的水汽、鹽霧時(shí)，銹蝕現(xiàn)象就更加顯著，如飛機(jī)、航船，此外金屬的銹蝕對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)影響也非常的巨大，我國2012年因?yàn)殇P蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失就8000億人民幣，而美國在2010年腐蝕損失調(diào)查結(jié)果顯示：腐蝕損失造成大約4760億美元的損失之多，這個(gè)數(shù)字大概占到了美國國民生產(chǎn)總值的1.2%之多。而且腐蝕還會(huì)對(duì)金屬的外形，光澤和機(jī)械性能造成不可逆的破壞與損失，有的甚至可以直接使產(chǎn)品報(bào)廢，從而造成資源的白白浪費(fèi)，因此對(duì)于金屬制件的防銹處理就變的非常必要。
目前常用的防止或減緩腐蝕的方法主要有以下幾種：
（1）制備獲得新材料，如添加微量元素的合金，且根據(jù)不同的環(huán)境，制備不同的金屬基材；
（2）涂料涂膜：在金屬材質(zhì)的表面涂覆涂料，增強(qiáng)防腐性能;
（3）鈍化處理：通過表面預(yù)處理手段，在金屬的表面獲得致密氧化膜，如通過陽極氧化，在鋁表面獲得氧化保護(hù)膜;
（4）添加活潑性更高的物質(zhì)，與基材金屬形成原電池，而活潑金屬作為犧牲電極，如航船底部涂覆富鋅底漆；
（5）添加防銹劑：利用防銹劑的防銹性能可以使金屬受到良好的保護(hù)，或者延緩腐蝕的發(fā)生速度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種針對(duì)鋼制件的水性環(huán)保高效防銹劑，該防銹劑中各個(gè)組分的含量為：
緩蝕劑a：4-戊烯酸:2-氨基乙酸:n,n-二甲基乙醇胺質(zhì)量比=1:(1.6~2):(0.5~0.7)，緩蝕劑a占防銹劑總量的2~4wt.%；
緩蝕劑b：肌醇六磷酸酯1~2wt.%；
絡(luò)合劑：乙二胺四乙酸：水解聚馬來酸酐質(zhì)量比=1:1，含量1~2.5wt.%；
成膜劑：聚乙烯醇縮丁醛15~35wt.%；
改性助劑：聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑:十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量比=2:（0.5~1），含量0.5~1.5wt.%；
其他添加劑：聚天冬氨酸0.6~1wt.%；
剩余為乙醇和去離子水，乙醇:去離子水體積比=5：1。
本發(fā)明通過刷涂、噴涂或浸泡的方式將防銹劑覆蓋于鋼制件表面，浸泡時(shí)間低于0.5小時(shí)，大于1分鐘，然后放置于20~30oc恒溫箱內(nèi)，控制濕度在30%以下，最終在金屬表面成膜。
該鋼制件防銹劑的制備方法：首先按質(zhì)量比放入4-戊烯酸、2-氨基乙酸、n,n-二甲基乙醇胺、去離子水，75oc下，加熱回流2h，降溫，獲得緩蝕劑a溶液；然后常溫?cái)嚢瑁瑢⒓〈剂姿狨ト苡谌ルx子水，獲得肌醇六磷酸酯水溶液緩蝕劑b；然后將成膜劑聚乙烯醇縮丁醛加入乙醇溶液中，配制成膜劑溶液；接著向去離子水中加入絡(luò)合劑、改性助劑、聚天冬氨酸，50oc下磁力攪拌20min，降溫獲得均勻混合液；然后將上述緩蝕劑a和b同時(shí)加入混合液，最后加入成膜劑，在密封反應(yīng)器的條件下，常溫，磁力攪拌1小時(shí)，獲得防銹劑。
其中，防銹劑中還含有0.05~2wt.%的增塑劑，該增塑劑選自鄰苯二甲酸酯，檸檬酸酯，癸二酸酯中的一種，將成膜劑聚乙烯醇縮丁醛和增塑劑鄰苯二甲酸酯，檸檬酸酯，癸二酸酯中的一種加入乙醇溶液中，配制改性成膜劑溶液。
在使用防銹劑前，預(yù)先對(duì)已生銹的鋼制件進(jìn)行表面預(yù)處理-除銹處理-洗滌-除氫處理-自然冷卻處理，其中表面處理為使用240#~360#砂紙預(yù)先打磨除去部分銹，除銹處理為化學(xué)除銹，除銹劑含有無機(jī)混合酸25~40wt.%，有機(jī)酸5~30wt.%，兩性離子表面活性劑2~4wt.%，絡(luò)合劑7~12wt.%，緩蝕劑2~5wt.%，滲透劑2~3wt.%，附加鹽5~10wt.%，附加助劑0.7-1wt.%，其中無機(jī)混合酸為質(zhì)量比為4:1鹽酸和硝酸混合酸，有機(jī)酸為亞磺酸、氨基磺酸或草酸中的一種或多種混合物，兩性離子表面活性劑為椰油酰胺丙基甜菜堿，絡(luò)合劑為硫氰酸鉀或硫氰酸鈉中的一種，緩蝕劑為琉基苯并噻唑、硅酸鈉、烏洛托品中的一種，滲透劑為異構(gòu)十醇聚氧乙烯醚，附加鹽為氟化銨，附加助劑為不影響氣泡體系的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷消泡劑，和聚氧乙脫水山梨醇脂肪酸酯類或聚氧乙烯脂肪酸酯類增溶劑。
對(duì)于除銹劑中各個(gè)組分的使用和選擇：（1）使用復(fù)配的4-戊烯酸，2-氨基乙酸與n,n-二甲基乙醇胺，加熱生成酰胺防銹劑原料，能夠牢固的附著在金屬表面，主要是羧酸醇胺和醇酰胺分子中的n和o原子都有孤對(duì)電子，可與鐵等有d空軌道的金屬表面作用生成吸附性保護(hù)膜，阻止腐蝕介質(zhì)氧氣和水等分子與金屬表面直接接觸，進(jìn)而起到有效的緩蝕防護(hù)作用；（2）肌醇六磷酸酯，可直接從植物中提取出來，安全環(huán)保無污染，且可以減少緩蝕劑a的用量。該天然有機(jī)物分子眾多的基團(tuán)與金屬離子發(fā)生配位反應(yīng)，形成穩(wěn)定鰲合環(huán)覆蓋在金屬表面上；（3）絡(luò)合物使用乙二胺四乙酸和水解聚馬來酸酐復(fù)配，乙二胺四乙酸具有良好的絡(luò)合和分散作用，且水解聚馬來酸酐有吸附雜質(zhì)的作用，即能起到阻垢劑的作用，能提高防銹劑各組分的絡(luò)合作用；（4）成膜劑的地位與緩蝕劑一樣，不可或缺，聚乙烯醇縮丁醛本身具有極高的防腐、防銹性能和耐寒性，對(duì)防銹劑的高溫和低溫穩(wěn)定性至關(guān)重要，其次聚乙烯醇縮丁醛對(duì)鋁，鋼，鐵，鋅具有很好的粘附作用，但聚乙烯醇縮丁醛樹脂較柔順，可以添加適當(dāng)?shù)脑鏊軇└男?；?）十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑改善防銹劑的表面張力，但容易產(chǎn)生氣泡，聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑對(duì)于十二烷基苯磺酸鈉氣泡體系具有極高的消抑泡性，減少成膜時(shí)不均勻現(xiàn)象，聚天冬氨酸具有極高的環(huán)保阻垢性能，提高防銹劑的防腐性能。
本發(fā)明制備的防銹劑有以下優(yōu)異的技術(shù)效果：（1）環(huán)境友好，無污染；（2）防銹效果好，且與上述除銹劑同時(shí)使用時(shí)，整個(gè)除銹防銹過程簡(jiǎn)單，時(shí)間短，效果更佳；（3）成膜均勻，無刺破，漏洞或氣泡；（4）成膜后，膜本身具有防腐性能，且與基材的結(jié)合力較高；（5）高溫，低溫穩(wěn)定性好，整個(gè)除銹體系無分層，或沉淀或變質(zhì)。
附圖說明
圖1：鋼制件防銹劑的制備方法。
具體實(shí)施方式
成膜性試驗(yàn)：使用同一塊銹蝕鋼制件薄片，裁剪為數(shù)塊，分別對(duì)銹蝕鋼制件進(jìn)行表面預(yù)處理-除銹處理-洗滌-除氫處理-自然冷卻處理，然后將試樣進(jìn)入防銹劑中浸泡5min后取出，懸掛，干燥，觀察試樣表面是否無破洞，能形成連續(xù)均勻的薄膜視為合格。
中性酸霧抗腐蝕性測(cè)試，各個(gè)試樣置于酸霧試驗(yàn)箱子內(nèi)30小時(shí)，設(shè)置空白試驗(yàn)樣品，對(duì)銹蝕情況進(jìn)行定級(jí)：1級(jí)：無明顯變化；2級(jí)：輕微中度失光，無銹蝕物；3級(jí)：有光澤，有少量銹蝕物；4級(jí)：嚴(yán)重失光，銹蝕物明顯；5腐蝕特別嚴(yán)重，基本覆蓋基材表面。
抗空氣濕度腐蝕測(cè)試，選出成膜鋼制件置于60oc、相對(duì)濕度90%以上的干燥器中，記錄出現(xiàn)銹蝕的時(shí)間。
穩(wěn)定性測(cè)試：將防銹劑置于密封玻璃瓶?jī)?nèi)，分別置于85~90oc水浴，和-10~0oc的冰箱內(nèi)，觀察是否有分層，或沉淀或變質(zhì)。
實(shí)施例1
首先，預(yù)先對(duì)已生銹的鋼制件進(jìn)行表面預(yù)處理-除銹處理-洗滌-除氫處理-自然冷卻處理，其中表面處理為使用240#~360#砂紙預(yù)先打磨除去部分銹，除銹處理為化學(xué)除銹，除銹劑為：
無機(jī)混合酸，質(zhì)量比為4:1鹽酸和硝酸混合酸，25wt.%
有機(jī)酸，亞磺酸5wt.%
兩性離子表面活性劑，椰油酰胺丙基甜菜堿2wt.%
絡(luò)合劑，硫氰酸鉀7wt.%
緩蝕劑，琉基苯并噻唑2wt.%
滲透劑，異構(gòu)十醇聚氧乙烯醚2wt.%
附加鹽，氟化銨5wt.%
附加助劑，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧乙脫水山梨醇脂肪酸酯類，0.7wt.%；剩余為體積比為3:1的乙醇或乙二醇與去離子組成的溶劑。
然后，按1:1.8:0.6質(zhì)量比將4-戊烯酸、2-氨基乙酸和n,n-二甲基乙醇胺放于去離子水中，75oc下，加熱回流2h，降溫，獲得緩蝕劑a溶液；然后將肌醇六磷酸酯溶于去離子水，常溫?cái)嚢?，獲得肌醇六磷酸酯水溶液緩蝕劑b；然后將聚乙烯醇縮丁醛和增塑劑加入乙醇溶液中，配制改性成膜劑溶液；接著向去離子水中加入絡(luò)合劑、改性助劑、聚天冬氨酸，50oc下磁力攪拌20min，降溫獲得均勻混合液；然后將上述緩蝕劑a和b同時(shí)加入混合液，最后加入成膜劑，在密封反應(yīng)器的條件下，常溫，磁力攪拌1小時(shí)，獲得防銹劑樣品1，其余樣品2~7的制備方法與樣品1一致，“-”為無添加。
表1
a:4-戊烯酸:2-氨基乙酸:n,n-二甲基乙醇胺質(zhì)量比=1:1.8:0.6；
b:乙二胺四乙酸：水解聚馬來酸酐質(zhì)量比=1:1；
c:聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑:十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量比=2:1。
本發(fā)明基于緩蝕劑和成膜劑的優(yōu)良性能制備的全新環(huán)保的新型防銹劑，其制備工藝簡(jiǎn)單，防銹劑能夠很好的涂覆在金屬表面，成膜均勻完整，成膜后防腐防銹性能極佳，且防銹劑穩(wěn)定性較高，使用壽命長(zhǎng)，提高了防銹劑的實(shí)用價(jià)值。
以上所述是本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。