必威·「BetWay」官方网站一种锈蚀转化剂的制备pdf本发明公开了一种锈蚀转化剂的制备，该锈蚀转化剂以质量计，总计100份，由如下按质量计的组份构成：主转化剂18‑22份，副转化剂5‑9份，成膜剂2‑4份，渗透剂40‑60份，去离子水5‑35份；其中主转化剂为没食子酸正戊酯，没食子酸正丁酯，没食子酸正己酯中的一种或几种。本发明的防锈蚀涂料防锈功能优良，转化层稳定，成本低，流程短，具有明显的竞争优势。

　　(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114807920 A (43)申请公布日 2022.07.29 (21)申请号 7.1 C23C 22/12 (2006.01) C23C 22/18 (2006.01) (22)申请日 2022.05.06 (71)申请人 浙大宁波理工学院 地址 315100 浙江省宁波市鄞州区钱湖南 路1号 (72)发明人 张艳辉刘威壮王勇陈刚 (51)Int.Cl. C23C 22/23 (2006.01) C07C 67/08 (2006.01) C07C 67/48 (2006.01) C07C 67/58 (2006.01) C07C 67/54 (2006.01) C07C 67/52 (2006.01) C07C 69/84 (2006.01) C23C 22/06 (2006.01) C23C 22/08 (2006.01) 权利要求书1页 说明书6页 附图7页 (54)发明名称 一种锈蚀转化剂的制备 (57)摘要 本发明公开了一种锈蚀转化剂的制备，该锈 蚀转化剂以质量计，总计100份，由如下按质量计 的组份构成：主转化剂18‑22份，副转化剂5‑9份， 成膜剂2‑4份，渗透剂40‑60份，去离子水5‑35份； 其中主转化剂为没食子酸正戊酯，没食子酸正丁 酯，没食子酸正己酯中的一种或几种。本发明的 防锈蚀涂料防锈功能优良，转化层稳定，成本低， 流程短，具有明显的竞争优势。 A 0 2 9 7 0 8 4 1 1 N C CN 114807920 A 权利要求书 1/1 页 1.一种锈蚀转化剂，其特征在于，以质量计，总计100份，由如下按质量计的组份构成： 主转化剂18‑22份，副转化剂5‑9份，成膜剂2‑4份，渗透剂40‑60份，去离子水5‑35份； 其中主转化剂为没食子酸正戊酯，没食子酸正丁酯，没食子酸正己酯中的一种或几种。 2.一种如权利要求1所述的锈蚀转化剂，其特征在于，所述副转化剂为多聚磷酸，三聚 磷酸铝，磷酸铜，磷酸锌，次磷酸锰中的一种或几种。 3.一种如权利要求1所述的锈蚀转化剂，其特征在于，所述成膜剂为聚乙二醇，渗透剂 为异丙醇。 4.一种如权利要求1所述的锈蚀转化剂，其特征在于，以质量计，总计100份，由如下按 质量计的组份构成：主转化剂20份，副转化剂9份，成膜剂4份，渗透剂60份，去离子水7份。 5.一种权利要求1所述的锈蚀转化剂的主转化剂的制备方法，其特征在于，是经过以下 流程制备得到： 将没食子酸、直链单元醇混合后，加入浓硫酸加热至溶液呈澄清； 保持温度并在微波反应器中反应； 分别采用碱液和饱和氯化钠溶液萃取； 减压蒸馏； 结晶干燥。 6.一种如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述直链单元醇为正戊醇、正丁醇、 正己醇中的一种或几种。 7.一种如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，反应温度110‑130℃，反应时间60‑ 80min，醇酸比(8‑10)∶1，催化剂用量0.5‑1ml。 8.一种如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱液为饱和碳酸氢钠溶液。 9.一种如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述减压蒸馏的线 页 一种锈蚀转化剂的制备 技术领域 [0001] 本发明属于钢件表面防锈蚀涂装技术领域，涉及一种新型锈蚀转化剂的制备。 背景技术 [0002] 化工行业中钢构件为相当基本的材料，随着我国化工行业的逐渐发展，钢构件逐 渐增多，逐年增加的钢构件也会由于天气和环境原因出现锈蚀的情况，对钢构件的质量会 造成巨大的影响，进而产生生产安全隐患和经济损失。据统计，全球每年因锈蚀而报废的钢 构件达14亿公斤以上，接近全世界钢铁产量的30％，因此开发一种实用性锈蚀转化剂具有 重要的意义。对于传统的涂料，其在进行漆涂之前须将钢构件表面的锈层或其他杂质清除， 表面除锈成本高且工作强度大，成本可以占据整个涂装工程的45％。同时，由于目前锈蚀转 化剂所用的转化剂主要为磷酸，没食子酸，单宁酸等必威，其酸性体系会对内部的钢构件进行进 一步的腐蚀，腐蚀过程中可能会产生的气体也会进一步影响到膜层的附着性。 [0003] 专利CN105386065B公开了一种除锈和防锈体系，其使用了氢氟酸、盐酸和草酸等 作为其主要成分，无机强酸易渗透过防锈体系将基底也腐蚀掉，同时这些强酸挥发也会造 成空气污染以及对有害。专利CN102191492B采用了多聚磷酸和单宁酸醋酸作为锈转化 体系的主成分，电化学表征表明其可以提高体系的电化学阻抗，然而其整体抗锈能力较低。 专利CN103756512B公开了一种双组份的防腐蚀涂料，盐雾试验结果较好，然而其各组分的 制备过程以及条件较为严苛。专利CN105585939B公开了一种利用了纳米容器缓释技术的自 修复涂层锈转化功能体系，该体系的效果优良，然而对于工业条件而言，纳米容器技术所带 来的技术和生产成本显然是不可承担的。 [0004] 本发明针对上述问题进行了创新，提出了一种新型锈转化体系。 发明内容 [0005] 本发明的目的在于解决上述问题，提供一种工艺简单、成本低廉、同时除锈防锈蚀 效果优良的环保型锈蚀转化剂及其制备方法。 [0006] 本发明提供的锈蚀转化剂由主转化剂、副转化剂、成膜剂、渗透剂、以及溶剂去离 子水组成。 [0007] 其中以质量计，总计100份，各组分及其含量如下： [0008] 主转化剂，18‑22份 [0009] 副转化剂，5‑9份 [0010] 成膜剂，2‑4份 [0011] 渗透剂，40‑60份 [0012] 去离子水，5‑35份 [0013] 所述主转化剂为没食子酸正戊酯，没食子酸正丁酯，没食子酸正己酯中的一种或 几种。通过在没食子酸中引入直链单元醇，一方面通过酯化反应消除了没食子酸中较强的 羧酸部分，而保护了用于跟铁原子螯合的羟基部分，另一方面通过引入多碳直链，通过其超 3 3 CN 114807920 A 说明书 2/6 页 共轭给电子作用，强化了电子云在羟基的密度分布，从而强化了羟基与铁原子的螯合作用。 单元醇采用了4‑6个碳原子的醇(正戊醇、正丁醇、正己醇)，以便避免由于侧链过长导致的 空间位阻效应影响到成膜的质量，同时不会由于链长过长导致给电子效应降低。 [0014] 所述副转化剂为多聚磷酸，三聚磷酸铝，磷酸铜，磷酸锌，次磷酸锰中的一种或几 种。副转化剂中的磷酸基同样具有和铁原子鳌合的作用，其他金属离子的引入可以避免成 膜过程中铁螯合物的过度凝聚而使防锈膜分布不均。 [0015] 所述成膜剂为聚乙二醇，渗透剂为异丙醇。其中聚乙二醇相较于苯丙乳液具有无 刺激性、稳定性好等特点，异丙醇具有良好的渗透性，可以将主转化剂带入锈层，且两者成 本低廉，工艺简单。 [0016] 本发明上述的主转化的制备方法，其特征在于，是经过以下流程制备得到， [0017] 将没食子酸、直链单元醇混合后，加入催化剂浓硫酸加热至溶液呈澄清； [0018] 保持温度并在微波反应器中反应； [0019] 分别采用碱液和饱和氯化钠溶液进行多次萃取； [0020] 减压蒸馏； [0021] 结晶干燥。 [0022] 进一步优选的，所述直链单元醇为正戊醇、正丁醇、正己醇中的一种或几种。 [0023] 进一步优选的，反应温度110‑130℃，反应时间60‑80min，醇酸比(8‑10)∶1，催化剂 用 量0.5‑1ml。 [0024] 进一步优选的，所述碱液为饱和碳酸氢钠溶液。 [0025] 进一步优选的，所述减压蒸馏的线MPa。 附图说明 [0026] 图1为制备例10的没食子酸正戊酯红外光谱图。 [0027] 图2为制备例10的没食子酸正戊酯核磁共振氢谱图。 [0028] 图3为不同浓度，pH值转锈剂处理后钢片微观形貌SEM图， 1、6：0.05g/mL，pH＝4；2、7：0.05g/mL，pH＝5；3、8：0.05g/mL，pH＝6； 4、9：0.10g/mL，pH＝4；5、10：0.20g/mL，pH＝4。 [0029] 图4为经处理钢片与未处理钢片盐雾试验图， a 、a 、a 、a 、a 经处理钢片0h，12h，24h，36h，48h， 0 1 2 3 4 b 、b 、b 、b 、b 未处理钢片0h，12h，24h，36h，48h。 0 1 2 3 4 [0030] 图5为实施例15经盐雾试验之后的照片， A0小时，B192小时，C360小时，D504小时。 [0031] 图6为实施例17经盐雾试验之后的照片， A0小时，B192小时，C360小时，D504小时。 [0032] 图7为实施例15的504h盐雾试验之后的A3碳钢片高分辨率金相图。 [0033] 图8为实施例17的504h盐雾试验之后的A3碳钢片高分辨率金相图。 [0034] 图9为铁锈与实施例17转化后的锈蚀层的XRD图。 [0035] 图10为实施例17的SEM图。 4 4 CN 114807920 A 说明书 3/6 页 具体实施方式 [0036] 没食子酸正戊酯的制备例 [0037] 按表1所示质量比分别称取没食子酸和正戊醇，混合后加入浓硫酸必威，预加热至溶液 呈澄清，于66W微波反应器中反应。冷却后，用等体积的饱和碳酸氢钠溶液萃取三次，再用等 体积饱和氯化钠溶液萃取三次。将所得有机相进行减压蒸馏，线MPa。蒸馏完毕 后用与蒸馏液等体积的乙醇溶解，减压蒸馏，线MPa。将所得的产物取出倒入 500ml去离子水中，放入4℃冰箱冷却12hr。冷却完成之后抽滤，所得粘稠状产物加热至液 态，然后搅拌，至没有气泡产生，停止加热。将所得的液体在搅拌环境下冷却，至液体变为固 体颗粒，将固体颗粒研磨得到红棕色粉末。 [0038] 表1.具体制备例中使用各工艺参数的说明 [0039] 表2.具体制备例情况： [0040] 由表中数据可看出各因素对于产率的影响程度从大到小依次为：醇酸比，温度，反 应时间，催化剂用量，醇酸比是对合成没食子酸正戊酯影响最大的条件。该反应为可逆反 应，过量的正戊醇有利于反应向正方向进行，同时正戊醇也是带水剂，与水形成共沸物，将 反应中的生成水带出，更加有利于反应的进行，所以合适的醇酸比对反应起着至关重要的 作用。温度对反应也有着重要的作用，温度过低，分子间碰撞过少，较高的温度能加快反应 的速率。反应时间也不能过短，过短的反应时间反应尚未进行完全，也会影响到最终的产 率。 [0041] 按产率，上述实施结果表明的优化的工艺条件范围为反应温度110‑130℃，反应时 间60‑80min，醇酸比(8‑10)∶1，催化剂用量0.5‑1ml。 5 5 CN 114807920 A 说明书 4/6 页 [0042] 取制备例10的条件制备出来的没食子酸正戊酯进行下述表征实验。 [0043] 将溴化钾和没食子酸正戊酯按质量比200∶1均匀混合，压成薄片进行红外光谱分 析。 [0044] ‑1 ‑1 ‑1 图1的红外结果说明，在3513cm ，3413cm ，3386cm 出现三个酚羟基伸缩振动吸 ‑1 ‑1 收峰，2958cm 处出现‑CH3基团的反对称伸缩振动及在2931cm 处为‑CH 基团的强吸收峰， 2 ‑1 ‑1 在1683cm 和1249cm 处出现强的羰基和酯基伸缩振动特征吸收峰，表明有C＝O和‑COO‑  ‑1 ‑1 基团存在，1083cm 处为苯环C‑H面内弯曲振动。在波长1033cm 处为苯环C‑H面外弯曲振 动，综合红外图谱和特征基团的出峰信息，表明最终产物为没食子酸正戊酯。 [0045] 图2的核磁共振氢谱图出现了7.05ppm2H，4.23pmm(m，2H)，1.74ppm(m，2H)， 1.39ppm(m，4H)，0.90ppm(m，3H)的峰，基本与标准化学位移相符，表明该产物为没食子酸正 戊酯，且纯度较高。 [0046] 使用25mm ×25mm×3mmA3碳钢样片，先将样片用60目砂纸进行打磨抛光，去除表面 的保护层和油污，再用去离子水和酒精先后清洗多次，清洗完毕后放入线h， 然后放入进48h的盐雾试验，中性盐雾试验参照GB/T10125‑2012《人造气氛腐蚀 试验盐雾试验》进行，在试验箱内，以浓度为5％的NaCl溶液进行喷雾实验，pH值控制在6.5‑ 7.2之间，设定中性温度为35℃，将上述处理之后的钢片在盐雾箱中放置，使钢 板测试面积与垂直方向成的夹角在15°‑30°之间。48h后取出锈蚀钢片，放入线h，干燥完毕后取出。 [0047] 主转化剂的应用实施例。 [0048] 实施例1‑5： [0049] 使用电子天平精准称量一定量的没食子酸正戊酯，以异丙醇为溶剂溶解没食子酸 正戊酯，用微量乙酸调节pH值，得到锈转化剂，用胶头滴管分别均匀滴于三块锈蚀钢板上， 每次滴加六滴，每次间隔10min，滴加三次，30min后用吹风机吹干。 [0050] 表3.具体实施方案： 实施例编号 pH 浓度(g/ml) 1 4 0.05 2 5 0.05 3 6 0.05 4 4 0.10 5 4 0.2 [0051] 从图3可知用浓度为0.2g/mL，pH＝4的转化剂处理后的钢片化面较为平整，且不存 在裂痕，膜的表观质量较好。同时也说明pH较高的情况下成膜效果不理想。 [0052] 按上述条件配置溶液，用胶头滴管分别均匀滴于带锈钢片上，每次滴加六滴，每次 间隔10min，滴加三次，30min后用吹风机吹干。将处理后的钢板放入，进行盐雾 试验，参照GB/T10125‑2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行。经过主转化剂处理和前述 未经主转化剂处理的盐雾试验结果如图4所示。 [0053] 经过上述处理的钢板表明有了一层黑色转化物保护膜，可起到隔绝外界，减缓锈 蚀。经过48h的中性盐雾试验，处理后的钢板表面转化层基本失去保护作用，锈蚀层基本布 满整个钢板表面。 6 6 CN 114807920 A 说明书 5/6 页 [0054] 该实施例结果表明，仅使用没食子酸正戊酯和溶剂即可具备一定的防锈作用，但 是效果比较差，远达不到使用效果。 [0055] 锈蚀转化剂的实施例6‑21： [0056] 取没食子酸正戊酯，多聚磷酸，聚乙二醇，异丙醇必威，去离子水，搅拌均匀得到棕红色 溶液，即为锈蚀转化剂。 [0057] 其中各组分的含量如下表所示： [0058] 表4.各实施例水平设计 序号 A没食子酸正戊酯(％) B多聚磷酸(％) C聚乙二醇(％) D异丙醇(％) 1 10 3 1 30 2 15 5 2 40 3 20 7 3 50 4 25 9 4 60 [0059] 表5.各实施例 编号 A(g) B(g) C(g) D(g) 蒸馏水(g) 阻锈时间(h) 6 A1(＝3) B1(＝0.9) C1(＝0.3) D1(＝9) 15.675 12 7 A1 B2(＝1.5) C2(＝0.6) D2(＝12) 11.025 24 8 A1 B3(＝2.1) C3(＝0.9) D3(＝15) 6.375 24 9 A1 B4(＝2.7) C4(＝1.2) D4(＝18) 1.725 24 10 A2(＝4.5) B1 C1 D1 7.875 72 11 A2 B2 C2 D2 3.825 36 12 A2 B3 C3 D3 10.575 24 13 A2 B4 C4 D4 6.525 36 14 A3(＝6) B1 C1 D1 3.075 144 15 A3 B2 C2 D2 4.425 480 16 A3 B3 C3 D3 6.975 24 17 A3 B4 C4 D4 8.325 504 18 A4(＝7.5) B1 C1 D1 7.275 24 19 A4 B2 C2 D2 9.225 24 20 A4 B3 C3 D3 0 24 21 A4 B4 C4 D4 1.125 96 [0060]  将制备好的锈蚀转化剂均匀涂在生锈的25mm ×25mm×3mmA3碳钢片上，放入盐雾 试验箱，在35℃的条件下进行盐雾试验(GB/T10125‑2012)，每12h拍照观察，至表面出现铁 锈。最终中性盐雾试验下生锈时间为504h。 [0061] 图5‑6展示了最优的实施例15和17经盐雾试验后的实物照片。 [0062] 图7‑8表明经过锈蚀转化剂处理，再经504h盐雾试验，实施例15样片表面出现小面 积的铁锈，而实施例17号样片的铁锈就显得比较稀少。这两组转化剂的配比中主转化剂的 含量相同，说明转化层中的磷酸基的含量影响了锈蚀层的转化能力。 [0063] 对实施例17号进行如下分析。 [0064] 经图9XRD分析，FeOOH的衍射峰在26.725°，35.161°，43.768°，48.862°，52.046°， 7 7 CN 114807920 A 说明书 6/6 页 52.882°出现。Fe O 的衍射峰在36.82°出现，Fe O 的衍射峰在33.152°，43.518°，56.15°， 3 4 2 3 69.599°出现，FeO的衍射峰在72.582°和77.057°出现，说明铁锈中含有大量的FeOOH、Fe O 3 4 和FeO，而经锈蚀转化剂处理之后样片表面物质分析，图谱中各锈蚀成分出峰强度明显降 低，部分峰消失，说明锈蚀转化剂完成对铁锈组分的转化。 [0065] 图10的SEM图表明该锈转化剂转化之后的锈转化层表面较为平整，无裂痕，锈层基 本完全转化。 8 8 CN 114807920 A 说明书附图 1/7 页 图1 9 9 CN 114807920 A 说明书附图 2/7 页 图2 图3 10 10 CN 114807920 A 说明书附图 3/7 页 图4 11 11 CN 114807920 A 说明书附图 4/7 页 图5 12 12 CN 114807920 A 说明书附图 5/7 页 图6 图7 13 13 CN 114807920 A 说明书附图 6/7 页 图8 图9 14 14 CN 114807920 A 说明书附图 7/7 页 图10 15 15

　　3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

　　4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者