一种用于金属材料表面的防腐剂

专利2025-12-03  11


本申请涉及金属防腐剂,更具体地说,它涉及一种用于金属材料表面的防腐剂。


背景技术:

1、金属腐蚀,即金属材料因周围介质作用而受损的现象,尤为显著地表现为金属锈蚀,这一过程涉及金属表面发生的复杂化学或电化学多相反应,导致金属转变为氧化态,进而大幅降低金属材料的强度、塑性及韧性等关键力学性能。此外,腐蚀还会改变金属部件原本的几何形态,加剧零件间的磨损,并对电学、光学等物理特性造成不利影响,最终缩短相关设备的使用寿命,甚至可能引发火灾、爆炸等严重安全事故。

2、近年来,为应对金属腐蚀问题,人们不断探索并应用了多种保护技术,其中最有效、最经济的方法之一是在金属表面形成一层防腐隔离膜,构筑一道屏障可以有效隔绝腐蚀介质与金属基材的直接接触。然而,在现实应用中,现有的防腐隔离膜在使用过程中会因为环境(如温湿度,酸碱性变化)或力学性能(如应力集中、振动)等因素的变化会萌生很多细小的裂纹,这些细小的裂纹在大气中逐渐蔓延和扩张,从而加速了金属的腐蚀,因此需要一种金属防腐剂能够发挥持续释放和长效保护作用,解决现有技术易产生裂纹、剥落、防腐效果不好的问题。


技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题,本申请提供了一种用于金属材料表面的防腐剂。

2、第一方面,本申请提供了一种用于金属材料表面的防腐剂,采用如下的技术方案:

3、一种用于金属材料表面的防腐剂,包括以下重量份的原料:包括以下重量份的原料:防腐组分2-5份、改性缓蚀剂1-2份、填充剂2-3份、成膜剂1-1.5份、助剂1-2份、水50-60份。

4、优选的,包括以下重量份的原料:所述防腐组分3.5份、改性缓蚀剂1.5份、填充剂2.5份、成膜剂1.25份、助剂1.5份、水55份。

5、优选的,所述防腐组分由质量比18-20:20-25:5-8的咪唑啉衍生物,亚硝酸钠和苯并三唑复配制成。

6、优选的,所述改性缓蚀剂的制备包括下列步骤:

7、步骤a、制备芯材溶液:将磷酸锌,钼酸钠和蒙脱土分散于水中;

8、步骤b、制备壁材溶液:将聚乙烯醇,聚乙烯吡咯烷酮和乳化剂分散于80-90℃水中;

9、步骤c、聚合反应:将芯材溶液加到壁材溶液中,边加边搅拌,搅拌时长3-5h,得混合液a;

10、步骤d、交联:将混合液a中加入交联剂,在60-80℃温度下,干燥至湿度低于10%,得改性缓蚀剂。

11、优选的,所述步骤a中磷酸锌,钼酸钠和蒙脱土的质量比为30-40:15-20:18-22。

12、优选的,所述步骤a中的芯材溶液的质量百分比浓度为20-25%。

13、优选的,所述步骤b中聚乙烯醇,聚乙烯吡咯烷酮和乳化剂a的质量比为2-3:1-2:0.2-0.5。

14、优选的,所述步骤b中壁材溶液的质量百分比浓度为10-18%。

15、优选的,所述步骤c中芯材溶液和壁材溶液的质量比为1-1.5:2-3。

16、优选的,所述填充剂由质量比1-2:2-4:1-3硅藻土、高岭土和碳酸钙组成。

17、优选的,所述明胶溶液的质量百分比浓度为8-10%,所述明矾溶液的质量百分比浓度为2-3%,所述戊二醛溶液的质量百分比浓度为5.5-6%。

18、优选的,所述明胶溶液为将1l水中加入80-100g明胶,控制水温为60-70℃,充分搅拌即得。

19、优选的,所述明矾溶液为将1l水中加入20-30g明矾,在室温下充分搅拌即得。

20、优选的,所述戊二醛溶液为将1l水中加入55-60g戊二醛,在室温下充分搅拌即得。

21、第二方面,本申请还提供了一种用于金属材料表面的防腐剂的制备方法,包括以下制备步骤:

22、步骤a:将防腐组分和改性缓蚀剂按重量份混合后,加入到50-60℃水中,控制搅拌转速在60-80rpm,搅拌时间30-40min、充分搅拌得混合液b;

23、步骤b:将混合液b中加入填充剂、成膜剂和助剂,控制搅拌转速在80-100rpm,搅拌时间40-60min、过滤、冷却后封装在密闭容器中,即得用于金属材料表面的防腐剂。

24、综上所述,本申请具有以下有益效果:

25、本申请利用咪唑啉衍生物和苯并三唑容易吸附在金属表面形成保护膜、亚硝酸钠作为阳极型缓蚀剂,可以抑制阳极溶解过程,三种复配使用可以互相补充,形成多重保护效果。通过微胶囊技术制备改性缓蚀剂,在防腐剂的使用上更加精准,减少不必要的浪费,延长防腐剂的有效期,同时也降低了成本;微胶囊的存在可以增强提高整体的均匀性和稳定性,并且微胶囊内的缓蚀剂与膜材料之间的相互作用可以增强膜的交联密度,提高其致密度和均匀性,从而提高整体防护性能,微胶囊化后的缓蚀剂可以在防腐膜受到损伤时自动释放,填补损伤区域,实现自我修复。即使在防腐膜表面出现微小损伤时,微胶囊内的缓蚀剂也能继续发挥作用,防止腐蚀进一步扩散,这种自我修复功能可以大大提高金属的耐久性。

26、本申请中填充剂利用硅藻土和高岭土的孔隙结构,有效吸附腐蚀介质中的有害物质,碳酸钙的缓冲作用,中和酸性介质,调节ph值,保护金属表面不受腐蚀。利用明胶溶液、明矾溶液和戊二醛溶液复配制成成膜剂,明胶具有良好的成膜性,明矾可促进明胶的交联,戊二醛还可与明胶中的氨基等官能团发生交联反应,形成更为稳定的三维网络结构,能够在金属表面形成致密的保护层,提高成膜的强度和稳定性,改善成膜的柔韧性,使其在各种环境下都能保持良好的性能。



技术特征:

1.一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述防腐剂包括以下重量份的原料:防腐组分2-5份、改性缓蚀剂1-2份、填充剂2-3份、成膜剂1-1.5份、助剂1-2份、水50-60份。

2.根据权利要求1所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述防腐组分由质量比18-20:20-25:5-8的咪唑啉衍生物,亚硝酸钠和苯并三唑复配制成。

3.根据权利要求1所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述改性缓蚀剂的制备包括下列步骤:

4.根据权利要求3所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述步骤a中磷酸锌,钼酸钠和蒙脱土的质量比为30-40:15-20:18-22。

5.根据权利要求3所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述步骤b中聚乙烯醇,聚乙烯吡咯烷酮和乳化剂的质量比为2-3:1-2:0.2-0.5。

6.根据权利要求3所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述步骤c中芯材溶液和壁材溶液的质量比为1-1.5:2-3。

7.根据权利要求1所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述填充剂由质量比1-2:2-4:1-3硅藻土、高岭土和碳酸钙组成。

8.根据权利要求1所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述成膜剂由质量比1-2:2-3:0.2-0.3的明胶溶液、明矾溶液和戊二醛溶液复配制成。

9.根据权利要求8所述的一种用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,所述明胶溶液的质量百分比浓度为8-10%,所述明矾溶液的质量百分比浓度为2-3%,所述戊二醛溶液的质量百分比浓度为5.5-6%。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的用于金属材料表面的防腐剂,其特征在于,具体制备步骤如下:


技术总结
本申请涉及金属防腐剂技术领域,具体涉及一种用于金属材料表面的防腐剂,所述防腐剂包括以下重量份的原料:防腐组分、改性缓蚀剂、填充剂、成膜剂、助剂、水,所述防腐剂的制备步骤包括:步骤a:将防腐组分和改性缓蚀剂按重量份混合后,加入到水中,充分搅拌得混合液B;步骤b:将混合液B中加入填充剂、成膜剂和助剂,搅拌、过滤、冷却后封装在密闭容器中,即得用于金属材料表面的防腐剂,所制得的防腐剂的附着性好,耐酸碱性、耐水性、耐中性盐雾性能优异,能够对金属发挥长效保护作用,解决现有技术易产生裂纹、剥落、防腐效果不好的问题。

技术研发人员:谷正,李龙彪,翟毅姝
受保护的技术使用者:青岛大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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