[发明专利]新型海洋机械防锈剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防锈剂，具体涉及一种用于海洋机械防锈的防锈剂以及制备方法。

背景技术

金属的锈蚀是生产中经常遇到的问题，金属生锈不仅使金属工件本身在外形、色泽以及机械性能等方面受到破坏，更重要的是使其制品质量下降，特别严重的还会使产品报废，全世界每年因生锈而报废的钢铁达几千万吨，我国每年因生锈而造成的损失达国民生产总值的4%。

此外，随着海上运输、深海采矿、港口码头、油气开发、海洋生物技术等新兴海洋产业的兴起，加上近年来深海开发中的油气勘探和生产活动的大大增加，人类对海洋的开发利用规模不断扩大，逐步从传统走向深入。海洋环境是非常严酷的腐蚀环境，海洋船舶及海洋工程设施的几乎所有部位都需要进行腐蚀防护，海洋恶劣的大气环境主要是高盐雾和高湿热，所以对应的需要解决的问题就是防锈产品的耐盐雾能力和耐湿热能力。

钢铁制品的工序间和长时间的封存防锈多采用防锈油，其后续工序需进行除油处理，但防锈油的去除难度相当大，随着石油资源的日益紧张和环保意识的不断增强，再加上油质不易分解等问题的存在，使得开发水性防锈剂的研究具有非常重要的意义。而现在市面上的水性防锈剂多采用亚硝酸盐和铬酸盐的钝化技术，其所用的主体原料具有较大的毒性，且防锈效果不如防锈油。我国在降低亚硝酸盐的用量方面虽取得了一些进展，但防锈效果还不理想，且未消除公害问题。

目前国内水性防锈剂主要种类有乙醇胺与酸的复配防锈剂、多元醇酯防锈剂、金属表面自组装防锈剂、硅烷偶联防锈剂、气相防锈水、磷化防锈剂。蒋海珍等合成并研究了水溶性有机羧酸醇胺盐防锈剂，表明其防锈性与分子烷链长度、分子中的极性基团种类及数目有关，并据此合成出了有机羧酸醇胺盐防锈剂ATEA-1，其0.25%的水溶液可使钢铁制品48h不锈。张玉芳等人合成了硫代磷酸酯并用于碳钢的防锈处理，结果表明该防锈剂可在很短时间内在碳钢表面形成多层膜，防锈期可达1a以上，适合于钢铁及有色金属的工序间及长期封存防锈处理，还可代替金属涂装前的磷化处理，避免了含磷废水排放引起的水质污染。该防锈剂由于它是从粮食作物中提取而来，同时配制时需要用去离子水，所以生产成本是一个问题。李道华和忻新泉研究了过渡金属配离子MOS₄^2-和WS₄^2-在金属表面的自组装，获得了具有优异抗腐蚀性能的彩色簇合物膜。其成膜机理是过渡金属配离子与基体金属发生氧化还原反应生成稳定的簇合物保护膜。试验表明MO(W)S₄^2-离子能在包括铁在内的大多数过渡金属氧化物层上自组装形成彩色防锈性的簇合物膜。张大全等人合成的4-（N,N-二环己基）-胺甲基吗啉，对黑色金属具有良好的防锈性。气相防锈水防锈周期较长，使用方便，成本低廉，但其中的防锈剂大多有毒，而且往往只适用于一种金属，而对其它金属没有防锈作用，甚至加速它们的腐蚀。传统的气相防锈水主要用于碳钢的防锈，近年来由于铝、铜等金属及合金的广泛应用，能用于此类金属的防锈水的研究也得到了重视。

近年来市场上出现的CLP,WD-40,MILITEC等国外品牌，除具有良好的防锈作用外，还具有一定的清洁、润滑作用，可以适应多种条件下金属制品的防护和使用需要。另外一项美国专利介绍了一种水性防锈剂，它是把270g氢氧化钾、180g辛酸、20g乙二胺四乙酸钠的四水合物、30g十二烷基二元羧酸、14g脂肪酸钾及适量甲苯基三唑加到440g蒸馏水中溶解，使用时再用蒸馏水稀释50倍。该防锈水没有毒性，对环境友好，抗锈性强，除可用于保护钢铁制品外，还可防止铜和铝的锈蚀，可加入到金属切削液和防锈漆中使用，其缺点是对水质的要求较高。Hondal发明了一种可溶性的且能在金属表面自动沉降的树脂为主要成分的防锈剂，当把清洁的金属浸入其中，金属反应生成的金属离子能促进树脂在金属表面沉降形成树脂膜，再经过含胺基树脂和胺基化合物的水溶液后处理，在金属表面形成一层致密的高效防锈膜。另两项水性防锈剂专利也是通过在金属表面形成有机膜层而隔离氧和水，从而达到防锈目的。虽然成分较多，但使用浓度很低，防锈效果良好。为了提高防锈剂的防锈效果，需要在防锈剂中添加高分子成膜剂，其作用是促进防锈膜的形成，防止防锈剂从金属表面流失，并使防锈剂在金属表面牢固附着，常用的高分子成膜剂有：聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、明胶、阿拉伯树胶等。