一种满足喷涂附着力的金属防锈剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种满足喷涂附着力的金属防锈剂及其制备方法，金属防锈剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：聚季铵盐‑超支化苯并咪唑嵌段聚合物18‑30份、聚丙烯酸酯10‑16份、表面活性剂5‑8份、有机膦酸化合物0.5‑2份、二茂铁4‑8份、消泡剂5‑9份、羟丙基甲基纤维素3‑8份、pH调节剂0.2‑1.2份以及去离子水70‑90份；制备时，将聚季铵盐‑超支化苯并咪唑嵌段聚合物、聚丙烯酸酯、去离子水加入反应釜，升温至105‑120℃，搅拌并加入有机膦酸化合物、表面活性剂；再升温至150‑160℃，随后加入羟丙基甲基纤维素、二茂铁、消泡剂，加入pH调节剂，调整pH为6‑8，即可。与现有技术相比，本发明专利技术金属防锈剂稳定性好，膜层具有导电性，便于金属零件的后处理，防锈防腐蚀性优异，喷涂附着力优良。

【技术实现步骤摘要】
一种满足喷涂附着力的金属防锈剂及其制备方法
本专利技术属于金属表面处理
，涉及一种满足喷涂附着力的金属防锈剂及其制备方法。
技术介绍
随着现代工业的不断发展，钢铁的使用量也在日益增长，钢材在生产、储运过程中，如不经防锈处理，在较短时间内就会产生锈蚀，对成品钢材的外观和性能产生不良影响，锈蚀严重的甚至会造成钢材报废。钢铁生锈给国民经济造成巨大损失，全世界每年因生锈而报废的钢铁达几千万吨，我国2000年因腐蚀造成的经济损失达5000亿人民币。这给钢铁的使用带来了问题，为了防止表面锈蚀，必须进行防锈处理。以前的技术是在钢铁板材表面涂抹防锈油，通过在钢铁板材形成一层保护性油膜，从而达到隔绝空气中水汽对金属的腐蚀，达到防锈的目的。但使用防锈油，需要消耗大量的油料原料，加剧能源消耗，并且加大了成本，所以只在少量钢铁材料时才使用，而对钢铁生产企业及营销商大量的库存钢材时无法大量使用。现今，钢铁表面防锈多采用水性防锈剂，水性防锈剂是一种水基防锈溶液，可有效的保护钢、铁等材料，防止生锈。水性防锈剂现已广泛应用于金属机械加工过程的工序问防锈，或者贮存期在3-4个月的金属防锈。相对于油性防锈剂而言，水性防锈剂可有效保护钢、铁等材料，防止生锈。根据防锈期要求的不同，和水按一定比混合使用，防锈期限可达到几天至几月，并具有操作简便、工艺简单、后序易清洗、对后序加工无影响等特点，同时价格便宜，防锈效果较好，越来越受到广大客户的青睐。然而，早期的水性防锈剂多为亚硝酸盐或铬酸盐水溶液。众所周知，亚硝酸盐类为致癌物质，对操作者的健康有危害，同时，重铬酸盐成分因含有铬等重金属，对环境危害大，而且在加工工件中引入重金属，影响工件的性能与质量。由于亚硝酸盐及铬酸盐对人体及环境有很大危害，其使用和排放受到严格限制，并已逐渐被淘汰。因此，研制出一种对环境友好，喷涂附着力优良且制作、使用成本低的易于实施的防锈剂是本领域技术人员所急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不含重铬酸钾、亚硝酸盐等有毒有害物质，制作成本低、施工方便、原料来源广，经济实用性好，膜层具有导电性，防锈防腐蚀性优异的满足喷涂附着力的金属防锈剂及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种满足喷涂附着力的金属防锈剂，该金属防锈剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物18-30份、聚丙烯酸酯10-16份、表面活性剂5-8份、有机膦酸化合物0.5-2份、二茂铁4-8份、消泡剂5-9份、羟丙基甲基纤维素3-8份、pH调节剂0.2-1.2份以及去离子水70-90份。所述的聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物的制备方法包括以下步骤：步骤（A）：在1000ml干燥的三颈瓶中，加入1,12-二溴十二烷0.06-0.1mol、1,4-二甲基哌嗪0.084-0.092mol以及二甲基亚砜75-90ml，于45-55℃下反应3-6小时，再加入N-甲基咪唑0.002-0.0025mol以及N-甲基吗啉0.002-0.0025mol，于45-55℃下反应3-6小时，减压蒸馏去除溶剂后，制得聚季铵盐；步骤（B）：将1-1.5mmol的间苯三羧酸和1-1.5mmol的3,3’-二氨基联苯二胺加入到30-32g含有82-85wt%五氧化二磷的多聚磷酸中，氮气保护条件下，于145-150℃下反应1.5-3小时，然后在185-192℃下继续反应18-24小时，待反应结束后，将至室温后，倒入水中，先用氢氧化钠中和至弱酸性，再用碳酸氢钠中和至中性，经过滤，将收集的聚合物加入到氨水中，于75-80℃搅拌10-12小时，过滤，样品洗涤至中性，经真空干燥，制得端基为羧基的超支化聚苯并咪唑；步骤（C）：在100ml干燥的三颈瓶中，加入聚季铵盐0.1-0.3g，超支化聚苯并咪唑0.4-0.6g、己二胺0.1-0.3g、氢氧化钠0.02-0.06g、去离子水2-4ml以及N,N-二甲基甲酰胺46-50ml，室温搅拌均匀后，于56-62℃下反应8-10小时，降至室温，并迅速倒入2000ml甲醇中，得大量固体沉淀，再用甲醇反复洗涤固体沉淀，抽滤，并收集聚合物，于真空烘箱中，45-60℃干燥10-24小时，即制得聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物。所述的表面活性剂包括阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的一种或两种。所述的阳离子表面活性剂为阳离子氟碳表面活性剂，该阳离子氟碳表面活性剂0.1%水溶液中的表面张力γ20为17-20mN/m，pH值为3-4。所述的非离子表面活性剂包括司盘20、司盘60、司盘80、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚乙二醇双硬脂酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯或藻酸丙二醇酯中一种或几种。所述的有机膦酸化合物包括氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、烷基膦酸或植酸中的一种或多种。所述的消泡剂包括聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。所述的pH调节剂包括至少一种酸性调节剂和至少一种碱性调节剂，调整水性溶液的pH为6-8。所述的酸性调节剂包括硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、酒石酸、草酸、苹果酸或水杨酸中的一种或多种，所述的碱性调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氨水、乙二胺、乙醇胺、三乙胺、乙基乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺或羟乙基乙二胺中的一种或多种。一种满足喷涂附着力的金属防锈剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤（1）：按以下组分及重量份含量进行备料：聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物18-30份、聚丙烯酸酯10-16份、表面活性剂5-8份、有机膦酸化合物0.5-2份、二茂铁4-8份、消泡剂5-9份、羟丙基甲基纤维素3-8份、pH调节剂0.2-1.2份以及去离子水70-90份；步骤（2）：按重量份将聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物、聚丙烯酸酯、去离子水加入不锈钢反应釜，升温至105-120℃，搅拌并按重量份加入有机膦酸化合物、表面活性剂，恒温充分搅拌混合均匀；步骤（3）：再以15-20℃/小时速率升温至150-160℃，继续搅拌1-2小时，随后按重量份加入羟丙基甲基纤维素、二茂铁、消泡剂，充分搅拌混合均匀，再加入pH调节剂，搅拌，调整水性溶液的pH为6-8，即可。本专利技术金属防锈剂组分中，聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物与聚丙烯酸酯相结合，可在金属（例如钢铁）表面形成致密均匀的保护膜，隔绝金属（例如钢铁）与外界空气中的水和氧气进行接触，并且有效的隔绝零件四周的湿气，保护膜形成的速度比现有的防锈剂提高32%，可以有效增加钢铁的抗锈性能，同时采用的表面活性剂可用于浸润渗透钢铁、镀锌板切口等表面，使得钢铁、镀锌板切口与溶液中防锈组分充分作用，同时还能更好地分散二茂铁，以确保防锈效果。有机膦酸化合物的使用，可与金属表面作用形成Fe2+-磷化物，Fe2+-磷化物可以发挥其填充作用，以正性电荷插入保护膜的微间隙中，有效改善保护膜的致密性，从而达到良好的抵抗腐蚀介质的作用。而pH调节剂则起到辅助作用，调整溶液体系的酸碱度，使得体系各组分相互协同作用共同发挥防锈作用，同时也使得溶液体系的环保、安全性得到保障。本专利技术金属防锈剂形成的保护膜非常薄，且致密性好，不影响金属零本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种满足喷涂附着力的金属防锈剂，其特征在于，该金属防锈剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：聚季铵盐‑超支化苯并咪唑嵌段聚合物18‑30份、聚丙烯酸酯10‑16份、表面活性剂5‑8份、有机膦酸化合物0.5‑2份、二茂铁4‑8份、消泡剂5‑9份、羟丙基甲基纤维素3‑8份、pH调节剂0.2‑1.2份以及去离子水70‑90份。

【技术特征摘要】
1.一种满足喷涂附着力的金属防锈剂，其特征在于，该金属防锈剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物18-30份、聚丙烯酸酯10-16份、表面活性剂5-8份、有机膦酸化合物0.5-2份、二茂铁4-8份、消泡剂5-9份、羟丙基甲基纤维素3-8份、pH调节剂0.2-1.2份以及去离子水70-90份。2.根据权利要求1所述的一种满足喷涂附着力的金属防锈剂，其特征在于，所述的聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物的制备方法包括以下步骤：步骤（A）：在1000ml干燥的三颈瓶中，加入1,12-二溴十二烷0.06-0.1mol、1,4-二甲基哌嗪0.084-0.092mol以及二甲基亚砜75-90ml，于45-55℃下反应3-6小时，再加入N-甲基咪唑0.002-0.0025mol以及N-甲基吗啉0.002-0.0025mol，于45-55℃下反应3-6小时，减压蒸馏去除溶剂后，制得聚季铵盐；步骤（B）：将1-1.5mmol的间苯三羧酸和1-1.5mmol的3,3’-二氨基联苯二胺加入到30-32g含有82-85wt%五氧化二磷的多聚磷酸中，氮气保护条件下，于145-150℃下反应1.5-3小时，然后在185-192℃下继续反应18-24小时，待反应结束后，将至室温后，倒入水中，先用氢氧化钠中和至弱酸性，再用碳酸氢钠中和至中性，经过滤，将收集的聚合物加入到氨水中，于75-80℃搅拌10-12小时，过滤，样品洗涤至中性，经真空干燥，制得端基为羧基的超支化聚苯并咪唑；步骤（C）：在100ml干燥的三颈瓶中，加入聚季铵盐0.1-0.3g，超支化聚苯并咪唑0.4-0.6g、己二胺0.1-0.3g、氢氧化钠0.02-0.06g、去离子水2-4ml以及N,N-二甲基甲酰胺46-50ml，室温搅拌均匀后，于56-62℃下反应8-10小时，降至室温，并迅速倒入2000ml甲醇中，得大量固体沉淀，再用甲醇反复洗涤固体沉淀，抽滤，并收集聚合物，于真空烘箱中，45-60℃干燥10-24小时，即制得聚季铵盐-超支化苯并咪唑嵌段聚合物。3.根据权利要求1所述的一种满足喷涂附着力的金属防锈剂，其特征在于，所述的表面活性剂包括阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的一种或两种。4.根据权利要求3所述的一种满足喷涂附着力的金属防...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦明，
申请(专利权)人：深圳市鸿美特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44