專利名稱：一種碳鋼材料防銹油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防銹油，具體的說，涉及一種用于增強碳鋼材料抗腐蝕性能的防銹油及其制備方法。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，世界上每年因腐蝕、銹蝕原因而不能使用的鋼鐵制品大約相當于鋼鐵年產(chǎn)量的10%-20%。金屬腐蝕能夠造成機器設(shè)備的維修增多和零部件的提前更換，金屬制品的銹蝕則降低了設(shè)備的精度和靈敏度，影響設(shè)備的使用，甚至造成設(shè)備的報廢。隨著經(jīng)濟全球化進程的日益加快，中國企業(yè)面臨國內(nèi)國外兩個市場的巨大商機，給我國制造裝備業(yè)帶來了空前的發(fā)展機遇，但金屬銹蝕問題卻一直困擾著制造業(yè)的產(chǎn)品加工、運輸、儲存等。為此，通過開發(fā)新技術(shù)來最大程度降低金屬銹蝕帶來的經(jīng)濟損失刻不容緩。
碳鋼按用途可以分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類，碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)建鋼和機器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種。碳鋼在工業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛，但由于其耐蝕性較差，長期暴露于空氣中容易產(chǎn)生銹蝕，嚴重影響碳鋼的使用效果，制約著碳鋼在工業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)中的應(yīng)用。長期以來，人們?yōu)榱吮苊馓间摬牧系匿P蝕，減少損失，采用了各種方法，其中選用添加油溶性緩蝕劑的防銹油來保護碳鋼材料，便是目前最常見的方法之一。國內(nèi)生產(chǎn)中，對碳鋼材料的防銹處理方法主要有鍍銅和涂層。鍍銅作用是為了防銹，銅被氧化形成保護層，且銅活動性差，使其無法被酸腐蝕。但在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鍍銅的防銹效果不佳。碳鋼材料基體與鍍銅層結(jié)合不強，腐蝕先從鍍銅層下的鐵基表面開始，存放一段時間后腐蝕擴展并出現(xiàn)大量的銹蝕。而涂層對碳鋼材料表面的附著力，比鍍銅層更強，即使油層被抹去，緩蝕劑分子跟基體間的化學絡(luò)合物不會被抹去，具有更好的防銹性能。目前市場上防銹油的產(chǎn)品種類很多，有脫水防銹油，溶劑軟膜防銹油，彩色硬膜防銹油，減震防銹油等，但這些防銹油的防銹期短，一般碳鋼材料經(jīng)此類防銹油處理后，其防銹期僅為一個月。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種防銹效果好、防銹周期長、能顯著改善耐蝕性的防銹油的制備方法。它由防銹劑、對防銹有益的添加劑、成膜劑、表面活性劑和基礎(chǔ)油制得，能長效防銹。由于防銹油層跟碳鋼材料基體的結(jié)合力好，即使油層被抹去，緩蝕劑分子跟基體間的化學絡(luò)合物不會被抹去，具有更好的防銹性能。本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種碳鋼材料防銹油，由如下組分組成按照下述制備方法制備導(dǎo)熱油為90-95份硬脂酸鈣([CH3(CH2) 16C00] 2Ca)為 O. 5 I 份苯甲酸鈉為O. 6 O. 8份
二壬基萘磺酸鋇為2 3份十二烯基丁二酸為O. 4 O. 6份司苯-80為I I. 5份羊毛脂鎂皂為0.5 I份各個組分優(yōu)選如下導(dǎo)熱油為92-94份硬脂酸鈣([CH3(CH2) 16C00] 2Ca)為 O. 5 O. 8 份苯甲酸鈉為O. 6 O. 8份
二壬基萘磺酸鋇為2 3份十二烯基丁二酸為O. 4 O. 5份司苯-80為I. 2 I. 5份羊毛脂鎂皂為O. 5 O. 8份其制備方法是按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至120— 130°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2-3個小時，降溫至7080°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌1-2個小時后，降溫至55-65°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至40°C-50°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。利用本發(fā)明的防銹油在碳鋼材料形成噴涂層后，與涂有國內(nèi)普遍使用防銹油(紹興縣南方石化有限公司的101防銹油)的相同碳鋼材料(45#碳鋼)進行腐蝕電化學的相關(guān)性能測試和比較。電化學阻抗測試采用PARSTAT2273電化學測試系統(tǒng)，實驗的控制及實驗參數(shù)的確定通過Powersuite軟件完成。正弦波電壓激勵幅值為5mV,掃描頻率為10KHz_10mHz。電化學阻抗譜采用Zview和Zsimpwin軟件進行分析。極化掃描也采用PARSTAT2273電化學測試系統(tǒng)，掃描范圍-250mV-250mV (vs. Ecorr),掃描速度為lmV/s。電解質(zhì)采用3. 5wt%的NaCl水溶液，采用三電極體系，40mmX 40mmX 30mm的鉬片為輔助電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極。在燒杯中加入實驗濃度的溶液IOOmL,把試樣浸入實驗介質(zhì)中，構(gòu)成三電極體系。待自腐蝕電位穩(wěn)定后(即極化曲線Λ Ecorr<10mV, EIS譜Λ Ecorr〈50mV)進行動電位掃描極化和交流阻抗測試。如附圖I (Nyquist圖)所示，橫坐標Z’，為阻抗值的實部，縱坐標_Z”為阻抗值的虛部，單位如附圖所示，可看出涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣·)大于涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣·)的阻抗半徑，其耐腐蝕性提高很大。如附圖2 (Bode圖)所示，橫坐標為頻率f (Hz)，縱坐標為阻抗值I Z I和相位角，單位如附圖所示，1#試樣·，2#試樣■，在3. 5wt%NaCl水溶液中浸泡半小時后，從相位角和頻率關(guān)系可以看出1#試樣和2#試樣均有兩個時間常數(shù)，從阻抗值和頻率關(guān)系可以看出無論高頻區(qū)還是低頻區(qū)，1#試樣的阻抗值I Z I大于2#試樣。如附圖3所示，橫坐標為相對于參比電極的腐蝕電位，縱坐標為電流密度，涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣)與涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣)相比，腐蝕電位正移,腐蝕電流密度減小,再次證明1#試樣的耐腐蝕性優(yōu)于2#試樣。如附圖4所示，涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣)和涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣)在大氣中暴露548天后的腐蝕形貌圖(采用普通照相機拍攝)，(a)為2#試樣在大氣中暴露548天后的腐蝕形貌，試樣表面出現(xiàn)了很多銹蝕層；(b)為1#試樣在大氣中暴露548天后的腐蝕形貌，表面很光滑，沒有銹蝕，還能清晰的看到表面的拉拔痕跡。本發(fā)明的技術(shù)方案利用導(dǎo)熱油為基礎(chǔ)油，其中硬脂酸鈣、苯甲酸鈉、石油磺酸鋇(T705)、十二烯基丁二酸(T746)是防銹劑，司苯-80是表面活性劑，羊毛脂鎂皂是成膜劑，添加多種組分能夠顯著改善其耐蝕性，由于防銹油層跟碳鋼材料基體的結(jié)合力好，即使油層被抹去，緩蝕劑分子跟基體間的化學絡(luò)合物不會被抹去，具有更好的防銹性能。碳鋼材料經(jīng)本發(fā)明處理后，其表面附有一層均質(zhì)油相防銹層，能在潮濕環(huán)境下放置至少一年，具有防銹期長的特點；通過阻抗測試和極化曲線測試可知，涂有本發(fā)明的防銹油的碳鋼材料耐蝕性提聞很多。


圖I涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣)和涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣)的Nyquist圖。圖2涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣)和涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣)的Bode圖，其中相位角和頻率關(guān)系圖為有兩個時間常數(shù)的曲線，阻抗值和頻率關(guān)系圖為兩條隨著頻率增加而阻抗值呈現(xiàn)基本線性下降的直線。圖3涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣)和涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣)的極化曲線圖。圖4涂有本發(fā)明防銹油的碳鋼材料(1#試樣，圖(b))和涂有國內(nèi)普遍使用防銹油的碳鋼材料(2#試樣，圖(a))在大氣中暴露548天后的腐蝕形貌圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，以下實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。其中導(dǎo)熱油為紹興縣南方石化有限公司產(chǎn)品，產(chǎn)品型號300#硬脂酸鈣([CH3(CH2) 16C00]2Ca)為天津市致遠化學試劑有限公司產(chǎn)品，級別分析純AR，用途類別其他含量彡99% (%)，分子式/結(jié)構(gòu)式(C17H35C00)2Ca，分子量606，密度(g/1) 1. 035g/cm3，產(chǎn)品規(guī)格AR/250g, CAS :1592-23-0苯甲酸鈉為天津市致遠化學試劑有限公司產(chǎn)品，等級分析純AR，類別無機鹽，含量彡 99. 5% (%)，產(chǎn)品規(guī)格AR/500g, CAS :532-32-1二壬基萘磺酸鋇為天津五福同泰化工有限公司的產(chǎn)品，外觀棕色至褐色透明粘稠液體，密度(20°C)不小于1000，閃點(開口)°C不低于170，粘度(100°C )mmo/s不大于100,水份不大于O. 08,機械雜質(zhì)不大于O. 08,鋇含量不小于11. 5,總堿值mgKoH/g :35-55 ο十二烯基丁二酸為天津五福同泰化工有限公司產(chǎn)品，粘度〈100，酸度300-395，碘值:60-90, PH=4. 3。司苯-80為錦州德億燃油石化有限責任公司的S-80，是多元醇脂肪酸酯，含有兩個或多個極性基團，極性極強，而且多個極性基團協(xié)同作用使得防銹性明顯增強，分子式如下羊毛脂鎂皂為天津五福同泰化工有限公司產(chǎn)品，產(chǎn)品規(guī)格防銹潤滑油，外觀棕色褐色塊狀物，水溶性酸堿中性或弱堿性，硫酸根無，水分不大于O. 2%，鎂含量不小于I. 5%。詳細如下
項目質(zhì)量指標試驗方法
外觀棕色揭色塊狀物目測
鎂含最％不小于1.5CHB117規(guī)格指標腐蝕合格SY2620
水溶性酸堿屮性或弱滅性GB259
硫酸根無CHB114
水分不人于0.2實施例I :
硬質(zhì)酸鈣 Ig 苯甲酸鈉 O. 6g T7053g
T7460.4g
司苯-80 Ig羊毛脂鎂-島 Ig導(dǎo)熱油93g按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至120°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2個小時，降溫至70°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌I個小時后，降溫至60°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至50°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。實施例2
硬質(zhì)酸鈣 O. 5g 苯甲酸鈉 0.6g T7053g
T7460.6g
司苯-80 I. 5g 羊毛脂鎂堪 Ig 導(dǎo)熱油92.8g 按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至130°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2個小時，降溫至80°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌I個小時后，降溫至65°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至45°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。實施例3:
硬質(zhì)酸鈣 Ig 苯甲酸鈉 0.
T7053g
T746O· 4g
司苯-80 I. 5g 羊毛脂鎂皂 O. 5g 導(dǎo)熱油92.8g按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至125°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌3個小時，降溫至75°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌2個小時后，降溫至55°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至40°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。實施例4 硬質(zhì)酸鈣 O. Sg 苯甲酸鈉 0.7g T705I %
T7460.5g
司苯-80 I. 2g 羊毛脂鎂皂 O. 8g 導(dǎo)熱油93. Sg·
按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至120°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2. 5個小時，降溫至80°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌I. 5個小時后，降溫至60°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至50°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。實施例5
硬質(zhì)酸鈣 O. Sg 苯甲酸鈉 0.6g T7052g
T746O 4m
司苯-80 Ig羊毛脂鎂皂 O. 5g
導(dǎo)熱油95g按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至130°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2個小時，降溫至80°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌I個小時后，降溫至65°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至50°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。實施例6硬質(zhì)酸鈣 Ig 苯甲酸鈉 O H T705Sg
T7460.6g
司苯-80 I. 5g 羊毛脂鎂皂 Ig 導(dǎo)熱油90g按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至120°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2個小時，降溫至70°C (即自然通過空氣冷卻)后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌I個小時后，降溫至60°C (即自然通過空氣冷卻)后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至50°C (即自然通過空氣冷卻)，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。使用時將碳鋼材料除油、除污、并干燥，然后利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油均勻、薄薄地噴涂在碳鋼材料表面即可。
以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種碳鋼材料防銹油，其特征在于，由如下組分組成按照下述制備方法制備 導(dǎo)熱油為90-95份 硬脂酸I丐為O. 5 I份 苯甲酸鈉為O. 6 O. 8份 二壬基萘磺酸鋇為2 3份 十二烯基丁二酸為O. 4 O. 6份 司苯-80為I I. 5份 羊毛脂鎂皂為O. 5 I份 按量稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，加溫至120— 130°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2— 3個小時，降溫至70—80°C后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌I一2個小時后，降溫至55— 65°C后加入司苯-80，不斷 攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至40°C -50°C，濾去雜質(zhì)后即得防銹油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種碳鋼材料防銹油，其特征在于，各個組分優(yōu)選如下 導(dǎo)熱油為92-94份 硬脂酸鈣為O. 5 O. 8份 苯甲酸鈉為O. 6 O. 8份 二壬基萘磺酸鋇為2 3份 十二烯基丁二酸為O. 4 O. 5份 司苯-80為I. 2 I. 5份 羊毛脂鎂皂為O. 5 O. 8份。
3.一種碳鋼材料防銹油的制備方法，其特征在于，稱取導(dǎo)熱油倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，力口溫至120-130°C，脫水后加入防銹劑苯甲酸鈉、硬脂酸鈣，在此溫度下保溫攪拌2-3個小時，降溫至70— 80°C后再加入二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、羊毛脂鎂皂，攪拌1-2個小時后，降溫至55-65°C后加入司苯-80，不斷攪拌使全部物料混勻，不斷攪拌下降溫至400C -50°C，濾去雜質(zhì)后即得防銹油，其中各個組分和含量如下 導(dǎo)熱油為90-95份 硬脂酸I丐為O. 5 I份 苯甲酸鈉為O. 6 O. 8份 二壬基萘磺酸鋇為2 3份 十二烯基丁二酸為O. 4 O. 6份 司苯-80為I I. 5份 羊毛脂鎂皂為O. 5 I份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種碳鋼材料防銹油的制備方法，其特征在于，各個組分優(yōu)選如下 導(dǎo)熱油為92-94份 硬脂酸鈣為O. 5 O. 8份 苯甲酸鈉為O. 6 O. 8份 二壬基萘磺酸鋇為2 3份 十二烯基丁二酸為O. 4 O. 5份司苯-80為I. 2 I. 5份羊毛脂鎂皂為O. 5 O. 8份。·
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳鋼材料防銹油及其制備方法，其中導(dǎo)熱油為90-95份、硬脂酸鈣為0.5～1份、苯甲酸鈉為0.6～0.8份、二壬基萘磺酸鋇為2～3份、十二烯基丁二酸為0.4～0.6份、司苯-80為1～1.5份、羊毛脂鎂皂為0.5～1份。使用時利用靜電噴涂設(shè)備將防銹油噴涂在碳鋼材料表面即可。本發(fā)明的技術(shù)方案防銹期長、結(jié)合力好、防銹效果好。
文檔編號C10M169/04GK102925262SQ20121038716
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者高志明, 王迎, 王洋娜, 劉永長, 修妍 申請人:天津大學