水喷砂用防锈剂及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种水喷砂用防锈剂及其制备方法、应用。本水喷砂用防锈剂的原料按质量份数组成包括：无机钠盐(2～10)份；有机钠盐(4～10)份；锌盐(0～5)份；硫脲改性咪唑啉季铵盐(10～30)份；以及水(45～84)份。以硫脲改性咪唑啉季铵盐作为防锈主体，硫脲改性咪唑啉季铵盐不仅可以引入C＝N、C＝C双键及P、N、S原子与铁原子形成较强的化学键，同时在亲水支链上引入C＝S双键，结合有机钠盐在铁基材表面快速吸附成暂时性保护膜，阻隔H2O、O2分子；随后无机钠盐及锌盐通过一系列理化形成沉积膜、氧化膜或磷化膜，大幅度提升铁基材的防返锈能力，使其能很好的应用于现场水喷砂作业。喷砂作业。喷砂作业。

【技术实现步骤摘要】
水喷砂用防锈剂及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种水喷砂用防锈剂及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]喷砂作业的原理是采用压缩空气为动力，形成高速喷射束将喷料(金刚砂、石英砂等)喷射到待处理的工件表面，利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。目的是为了去除工件表面浮锈，同时增加表面粗糙度从而增强涂层在工件表面的附着力，延长涂层的耐久性。但传统的喷砂作业不可避免会产生大量粉尘，严重威胁现场施工人员的身体健康。为了降低粉尘的产生，相关人员尝试将石英砂与自来水混合，形成混合喷料进行喷砂作业，但随之而来的问题是自来水的引入极易造成工件表面返锈，影响后期涂装作业。针对此问题，研制一种配方简单、合成条件温和且能应用于水喷砂作业的防锈剂显得尤为必要。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：水喷砂作业造成的返锈问题。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：第一方面，本专利技术提供了一种防锈剂，所述防锈剂的原料按质量份数组成包括：无机钠盐(2～10)份；有机钠盐(4～10)份；锌盐(0～5)份；硫脲改性咪唑啉季铵盐(10～30)份；以及水(45～84)份。可选的，所述防锈剂的原料按质量份数组成包括：无机钠盐5份；有机钠盐6份；锌盐3份；硫脲改性咪唑啉季铵盐20份；以及水60份。
[0005]可选的，所述无机钠盐包括钼酸钠、磷酸钠、硅酸钠、钨酸钠中的一种或几种。所述锌盐包括氯化锌、磷酸锌中的一种或几种。所述有机钠盐包括葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、水杨酸钠中的一种或几种。在本案中，本专利技术的硫脲改性咪唑啉季铵盐作为防锈主体，通过C＝N、C＝C双键及P、N、S原子与铁原子形成较强的化学键，在铁基材表面快速吸附成暂时性保护膜，阻隔H2O分子、O2分子，降低腐蚀介质向铁基材表面的迁徙，从而对阴、阳极反应起到一定的抑制作用；同时有机钠盐由于含有多个吸附点位，能够进一步提高暂时性保护膜的致密性，起到一定的增效作用。此外，无机钠盐及锌盐通过一系列理化反应起到沉积、氧化及磷化作用，使暂时性保护膜形成沉积膜、氧化膜或磷化膜，可以大幅度提升铁基材的防返锈能力。
[0006]可选的，所述硫脲改性咪唑啉季铵盐的结构式为其中R＝CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7、CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7或CH3CH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7，n＝2～4。
[0007]具体的，所述硫脲改性咪唑啉季铵盐通过以下原料制成，所述原料按质量份数组
成包括：硫脲改性咪唑啉(60～70)份；亚磷酸二甲酯(10～20)份；异丙醇(10～30)份；以及催化剂(0.5～1)份。可选的，所述硫脲改性咪唑啉季铵盐的原料按质量份数组成包括：硫脲改性咪唑啉65份；亚磷酸二甲酯15份；异丙醇20份；以及催化剂0.8份。可选的，所述催化剂包括V2O5、TiO2中的一种或几种。
[0008]与常规的咪唑啉季铵盐相比，本案采用硫脲改性咪唑啉季铵盐作为防锈主体，在其亲水支链上引入C＝S双键，能够进一步加速防锈主体在铁基材表面的吸附，从而快速阻隔H2O分子、O2分子。同时硫脲改性咪唑啉季铵盐的制备原料易得，合成过程中选取适当的催化剂降低了位阻效应，提高了反应速率。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种防锈剂的制备方法，包括：将水加入到反应釜中，开启搅拌；加入无机钠盐；待无机钠盐完全溶解后加入锌盐，升温至50～60℃；加入有机钠盐；待有机钠盐完全溶解后加入硫脲改性咪唑啉季铵盐，继续搅拌0.5～1h；以及冷却至室温，得到所述防锈剂。
[0010]进一步，所述硫脲改性咪唑啉季铵盐的制备方法包括：将异丙醇、硫脲改性咪唑啉、催化剂加入到反应釜中；将亚磷酸二甲酯移至高位槽并开启搅拌；待体系温度升至60～80℃时，采用滴加方式加入亚磷酸二甲酯，滴加时间维持在0.5h～1.5h；滴加完后继续升温至80～100℃进行反应，反应4～5h；以及冷却至室温，得到所述硫脲改性咪唑啉季铵盐。
[0011]第三方面，本专利技术提供了一种防锈剂在水喷砂作业中的应用。可选的，所述防锈剂用于铁基材表面，尤其是水喷砂作业后的铁基材表面。具体的，先向自来水中加入一定量的防锈剂，搅拌均匀；随后按照3:1的体积比将喷料(石榴石，80目)与加入防锈剂的自来水混合；喷射压力设定为7
‑
9kg；喷砂作业完毕后，采用加入防锈剂的自来水对钢板表面进行冲洗，以去除表面残留的砂粒；其中所述防锈剂的加入量为自来水质量的1％
‑
3％。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术的防锈剂以硫脲改性咪唑啉季铵盐作为防锈主体，与传统咪唑啉季铵盐相比，硫脲改性咪唑啉季铵盐不仅可以引入C＝N、C＝C双键及P、N、S原子与铁原子形成较强的化学键，在铁基材表面快速吸附成膜，降低腐蚀介质向铁基材表面的迁徙，从而对阴、阳极反应起到一定的抑制作用，同时在亲水支链上引入C＝S双键，由于有机钠盐含有多个吸附点位，可以使硫脲改性咪唑啉季铵盐与有机钠盐在铁基材表面快速吸附形成暂时性保护膜，阻隔H2O、O2分子；随后无机钠盐及锌盐通过一系列理化形成沉积膜、氧化膜或磷化膜，大幅度提升铁基材的防返锈能力，使其能很好的应用于现场水喷砂作业，延长后续涂装时间，同时具备安全环保、配方简单、水溶性好，防返锈性能优异、涂层适应性好的特点。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。现在结合附图对本专利技术作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0014]图1是对比例的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后宏观形貌图；
[0015]图2是对比例的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后体式显微镜放大400倍图；
[0016]图3是实施例1的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后宏观形貌图；
[0017]图4是实施例1的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后体式显微镜放大400倍图；
[0018]图5是实施例2的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后宏观形貌图；
[0019]图6是实施例2的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后体式显微镜放大400倍图；
[0020]图7是实施例3的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后宏观形貌图；
[0021]图8是实施例3的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后体式显微镜放大400倍图；
[0022]图9是实施例4的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后宏观形貌图；
[0023]图10是实施例4的防锈剂的水喷砂钢板常温放置24h后体式显微镜放大400倍图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防锈剂，其特征在于，所述防锈剂的原料按质量份数组成包括：无机钠盐(2～10)份；有机钠盐(4～10)份；锌盐(0～5)份；硫脲改性咪唑啉季铵盐(10～30)份；以及水(45～84)份。2.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于，所述无机钠盐包括钼酸钠、磷酸钠、硅酸钠、钨酸钠中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于，所述有机钠盐包括葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、水杨酸钠中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于，所述锌盐包括氯化锌、磷酸锌中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的防锈剂，其特征在于，所述硫脲改性咪唑啉季铵盐的结构式为其中R＝CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7、CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7或CH3CH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7，n＝2～4。6.根据权利要求5所述的防锈剂，其特征在于，所述硫脲改性咪唑啉季铵盐的原料按质量份数组成包括：硫脲改性咪唑啉(60～70)份...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄志刚，赵起锋，徐慧，张雷，方健君，马胜军，朱东，王清海，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司中海油常州环保涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：