CN117418232B - 一种防锈液及利用防锈液的批头防锈工艺及防锈批头 - Google Patents
一种防锈液及利用防锈液的批头防锈工艺及防锈批头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及金属表面防锈处理技术领域，具体公开了一种防锈液及利用防锈液的批头防锈工艺及防锈批头。一种防锈液包括以下质量份数的组分：硅酸盐30~42份、柠檬酸钠2~2.5份、石油磺酸钠1.2~1.7份、三硫代碳酸钠2.4~3.1份、增稠剂2.5~3.2份、稳定剂1.5~2份、硅烷偶联剂0.3~0.8份、水72~80份。一种利用防锈液的批头防锈工艺在于在批头表面涂覆一层防锈液，得防锈批头。一种防锈批头，采用批头防锈工艺制备而成。本申请显著改善了批头的防锈性和耐腐蚀性，阻碍了大气环境介质对批头的侵蚀。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面防锈处理技术领域，尤其是涉及一种防锈液及利用防锈液的批头防锈工艺及防锈批头。
背景技术
批头，通常指安装到手电钻或者电锤上的拧螺丝的螺丝刀头。电批头就是电动螺丝刀，用来紧固或者松开螺丝的，属于小型电动工具。批头一般按照头型分为一字、十字、米字、星型、方头、六角头、Y型等。
批头在生产、存储及运输过程中，批头的表面容易与空气中的氧气、水分等成分发生反应而被腐蚀，从而导致批头表面产生锈迹，严重影响批头后续的使用效果。
现有技术中的批头防锈处理工艺主要是在批头的表层电镀一层镍材料。在批头的表面镀确实能够起到良好的防锈作用，但是电镀镍的过程中使用的氰化物、盐酸、硫化氢、氮氧化物、有机溶剂等原料是有毒性的，这些物质不仅对人体有很大的危害，还会带来环境污染等问题，增加企业的污染排放物处理成本。
针对上述中的相关技术，发明人认为有必要寻找一种新的批头防锈处理工艺，以替代现有的电镀镍防锈处理工艺。
发明内容
为了能够实现批头有效防锈，本申请提供一种防锈液及利用防锈液的批头防锈工艺及防锈批头。本申请制备而成的防锈液以水作为分散介质，具备无毒、无味、环保等特点，能够有效减少防锈液造成的环境污染，且能够在批头表面形成一层致密耐腐蚀的防锈膜，是电镀镍层的良好替代品，具备良好的防锈效果。
第一方面，本申请提供的一种防锈液采用如下的技术方案：
一种防锈液，所述防锈液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐30～42份、柠檬酸钠2～2.5份、石油磺酸钠1.2～1.7份、三硫代碳酸钠2.4～3.1份、增稠剂2.5～3.2份、稳定剂1.5～2份、硅烷偶联剂0.3～0.8份、水72～80份。
上述技术方案中，本申请通过在防锈液中加入硅酸盐，作为在批头表面形成一层防锈膜的基础，本申请通过进一步加入柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠，柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠三者具有良好的协同防锈作用，三者的协同配合增强了防锈液中的活性基团和批头表面的吸附络合作用，进一步促进在批头表面形成均匀、致密的防锈膜，显著改善了防锈膜的防锈性和耐腐蚀性，阻碍了大气环境介质对批头的侵蚀。
优选的，所述硅酸盐包括硅酸锂和硅酸钠；其中，所述硅酸锂占防锈液的质量份数为20～27份；所述硅酸钠占防锈液的质量份数为10～15份。
上述技术方案中，通过硅酸锂和硅酸钠的相互配合，两者充分交联，在批头表面形成更加致密的防锈膜，进一步隔离大气环境介质对批头的侵蚀。
优选的，所述增稠剂包括乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠；
其中，所述乙烯基磺酸钠占防锈液的质量份数为0.3～0.5份；
所述十八烷基二乙醇胺占防锈液的质量份数为0.4～0.6份；
所述十二烷基苯磺酸钠占防锈液的质量份数为1.8～2.1份。
上述技术方案中，通过选择乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠作为防锈液的增稠剂，保证了防锈液的稳定性，防锈液中各组分均匀稳定地分散在水中，批头浸泡于防锈液中时，能够增强防锈液对批头表面的润湿性，防锈液能够更好的附着并渗透批头表面，增强防锈液和批头表面的物理粘附性，进一步增强防锈膜对于批头表面的附着力。
第二方面，本申请提供的一种防锈液的批头防锈工艺采用如下的技术方案：
一种利用本申请第一方面所述的防锈液的批头防锈工艺，包括如下步骤：
步骤(1)：将制备好的批头进行表面钝化处理，并用清水冲洗批头的表面至无颗粒物残留；步骤(2)：将清洗后的批头常温浸入防锈液中，浸泡5～10分钟；
步骤(3)：取出浸润好的批头，待批头表面干燥后，再热固化30～40分钟，冷却得防锈批头。
上述技术方案中，本申请通过先将批头进行表面钝化处理，提高了批头表面的平整度和光滑度，为后续在批头表面进一步进行防锈处理打下基础，本申请通过将批头浸入防锈液中保证了批头表面充分和防锈液接触，防锈液能够均匀地附着在批头表面，形成致密耐腐蚀的防锈膜，批头拥有了良好的防锈效果。
优选的，所述步骤(1)中的表面钝化处理是指利用核桃抛光颗粒对制备好的批头进行抛光，所述核桃抛光颗粒的粒径为1～1.6mm。
优选的，所述步骤(1)中的批头、核桃抛光颗粒的质量比是1：(20～30)。
上述技术方案中，通过选择核桃抛光颗粒对批头表面进行钝化处理，不仅实现了环保的钝化处理工艺，而且保证了批头表面的微观间隙不被传统的抛光油、抛光液所堵塞，避免了后续的繁琐的清洗工序，防锈液能够更好地浸入批头表面的微观间隙中，进一步增强了防锈液对批头表面的附着力，进一步增强了批头的防锈能力。
优选的，所述步骤(3)中的热固化温度是220～240℃。
上述技术方案中，通过选择在220～240℃的温度下热固化批头，进一步加快了防锈液在批头表面的固化速度，防锈液更好地附着于批头表面形成一层致密耐腐蚀的防锈膜。
第三方面，本申请提供的一种防锈批头采用如下的技术方案：
一种防锈批头，利用本申请第二方面所述的防锈工艺处理所得。
上述技术方案中，通过本申请的防锈处理工艺制备防锈批头，通过本申请特殊配比的防锈液，通过以水作为分散介质，能够有效减少防锈液造成的环境污染，且能够在批头表面形成一层致密耐腐蚀的防锈膜，是电镀镍层的良好替代品，具备良好的防锈效果。
优选的，防锈批头的基材可以是碳钢、不锈钢、镍铬钼合金工具钢等。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过在防锈液中加入硅酸盐，作为在批头表面形成一层防锈膜的基础，本申请通过进一步加入柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠，柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠三者具有良好的协同防锈作用，三者的协同配合增强了防锈液中的活性基团和批头表面的吸附络合作用，进一步促进在批头表面形成均匀、致密的防锈膜，显著改善了防锈膜的防锈性和耐腐蚀性，阻碍了大气环境介质对批头的侵蚀。
2.本申请通过硅酸锂和硅酸钠的相互配合，两者充分交联，在批头表面形成更加致密防锈膜，进一步隔离大气环境介质对批头的侵蚀。
3.本申请通过选择乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠作为防锈液的增稠剂，保证了防锈液的稳定性，防锈液中各组分均匀稳定地分散在水中，批头浸泡于防锈液中时，能够增强防锈液对批头表面的润湿性，防锈液能够更好的附着并渗透批头表面，增强防锈液和批头表面的物理粘附性，进一步增强防锈膜对于批头表面的附着力。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种防锈液，包括72kg水、20kg硅酸锂、10kg硅酸钠、2kg柠檬酸钠、1.2kg石油磺酸钠、2.4kg三硫代碳酸钠、2.5kg增稠剂、1.5kg稳定剂、0.3kg硅烷偶联剂。
其中，增稠剂包括0.3kg乙烯基磺酸钠、0.4kg十八烷基二乙醇胺、1.8kg十二烷基苯磺酸钠。
其中，稳定剂是烷基聚氧乙烯醚硫酸铵。
其中，硅烷偶联剂是乙烯基三乙酰氧基硅烷。
其中，防锈液的制备方法如下：准确称量各组分，在常温下将水、硅酸锂、柠檬酸钠、石油磺酸钠、三硫代碳酸钠、乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸铵、乙烯基三乙酰氧基硅烷混合，并以30转/分钟的转速搅拌10分钟，得防锈液。
实施例2
一种防锈液，与实施例1不同的是，包括80kg水、27kg硅酸锂、15kg硅酸钠、2.5kg柠檬酸钠、1.7kg石油磺酸钠、3.1kg三硫代碳酸钠、3.2kg增稠剂、2kg稳定剂、0.8kg硅烷偶联剂。
其中，增稠剂包括0.5kg乙烯基磺酸钠、0.6kg十八烷基二乙醇胺、2.1kg十二烷基苯磺酸钠。
其中，防锈液的制备方法如下：准确称量各组分，在常温下将水、硅酸锂、柠檬酸钠、石油磺酸钠、三硫代碳酸钠、乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸铵、乙烯基三乙酰氧基硅烷混合，并以40转/分钟的转速搅拌8分钟，得防锈液。
实施例3
一种防锈液，与实施例2不同的是，增稠剂的添加量变成2.7kg。
其中，增稠剂包括0.6kg十八烷基二乙醇胺、2.1kg十二烷基苯磺酸钠。
实施例4
一种防锈液，与实施例2不同的是，增稠剂的添加量变成2.6kg。
其中，增稠剂包括0.5kg乙烯基磺酸钠、2.1kg十二烷基苯磺酸钠。
实施例5
一种防锈液，与实施例2不同的是，增稠剂是3.2kg十二烷基苯磺酸钠。
对比例1
一种防锈液，与实施例5不同的是，不含柠檬酸钠。
对比例2
一种防锈液，与实施例5不同的是，不含石油磺酸钠。
对比例3
一种防锈液，与实施例5不同的是，不含三硫代碳酸钠。
对比例4
一种防锈液，与实施例5不同的是，不含柠檬酸钠、石油磺酸钠和三硫代碳酸钠。
应用例1
一种防锈批头，采用如下防锈工艺：
步骤(1)：将制备好的批头进行表面钝化处理，具体是将批头、粒径为1～1.6mm的核桃抛光颗粒以1：20的质量比混合，在滚筒中以80转/分钟的转速旋转36小时，36小时后，取出批头并用清水冲洗批头的表面至无颗粒物残留。
步骤(2)：将清洗后的批头常温浸入防锈液中，浸泡10分钟。
步骤(3)：取出浸润好的批头，待批头表面自然干燥后，再在240℃下热固化30分钟，冷却得防锈批头。
其中，防锈液由实施例1制备得到。
应用例2
一种防锈批头，与应用例1不同的是，采用如下防锈工艺：
步骤(1)：将制备好的批头进行表面钝化处理，具体是将批头、粒径为1～1.6mm的核桃抛光颗粒以1：30的质量比混合，在滚筒中以80转/分钟的转速旋转24小时，24小时后，取出批头并用清水冲洗批头的表面至无颗粒物残留。
步骤(2)：将清洗后的批头常温浸入防锈液中，浸泡5分钟。
步骤(3)：取出浸润好的批头，待批头表面自然干燥后，再在220℃下热固化40分钟，冷却得防锈批头。
其中，防锈液由实施例2制备得到。
应用例3
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由实施例3制备得到。
应用例4
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由实施例4制备得到。
应用例5
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由实施例5制备得到。
对比应用例1
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由对比例1制备得到。
对比应用例2
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由对比例2制备得到。
对比应用例3
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由对比例3制备得到。
对比应用例4
一种防锈批头，与应用例2不同的是，防锈液由对比例4制备得到。
测试
测试样品：上述各应用例及对比应用例所制备的防锈批头。
本试验中使用的防锈批头的批头基材为Q235钢。
1.附着力测试
参照GB/T9286-2021《色漆和清漆划格试验》标准，先用11号手术刀于防锈层表面均匀地划多条十字格，再用M胶带粘在切口上，拉开，最后根据拉开后的被剥落的涂层面积来评估附着力的等级，其中，0级代表切割边缘完全平滑，网格内无脱落；1级代表在切口交叉处有少许涂层脱落，但受影响的交叉切割面积不大于5％；2级代表在切口交叉处和/或沿切口边缘有涂层脱落，受影响的交叉切割面积大于5％，但不大于15％；3级代表涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落，和/或在格子不同部位上部分或全部脱落，受影响的交叉切割面积大于15％，但不大于35％；4级代表涂层沿切割边缘大碎片脱落，和/或一些方格部分或全部脱落，受影响的交叉切割面积大于35％，但不大于65％；5级代表脱落的程度超过4级的情况，测试结果见表1。
2.耐盐水测试
参照GB/T10834-2008《船舶漆耐盐水性的测定》标准，采用质量浓度5％的NaCl溶液进行检测。试验过程中，保持温度25℃，保持悬挂的防锈批头有3/4浸泡于NaCl溶液中。观察记录防锈批头表面生锈的时间(小时)，测试结果见表1。
3.耐中性盐雾测试
参照GB/T1771-2007《色漆和清漆耐中性烟雾性能的测定》标准，在35℃、湿度95％的试验箱内，将质量浓度5％，pH值6.5～7.2之间的NaCl喷雾溶液，经喷雾装置喷雾，使烟雾沉降到防锈批头上，降雾量1～2mL/(h·cm2)，每隔12小时取出并观察记录防锈批头表面生锈情况，总共测试48小时，测试结果见表1。
表1：
结合应用例1-5以及对比应用例1-4，不难看出，应用例1-5的防锈液具备良好的附着力、致密性和耐腐蚀性。
具体结合应用例5和对比应用例1-4分析，应用例5的防锈液具备良好的附着力、致密性和耐腐蚀性，而对比应用例1和应用例5的区别在于未添加柠檬酸钠，对比应用例2和应用例5的区别在于未添加石油磺酸钠，对比应用例3和应用例5的区别在于未添加硫代碳酸钠，对比应用例5和应用例5的区别在于未添加柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠，由此分析可得，本申请通过在防锈液中进一步加入柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠，柠檬酸钠、石油磺酸钠、硫代碳酸钠三者具有良好的协同防锈作用，三者的协同配合增强了防锈液中的活性基团和批头表面的吸附络合作用，显著提高防锈液与批头的附着力，并且能够在批头表面形成连续、完整致密的防锈膜，提高防锈膜的耐水性，进一步大气环境介质对批头的侵蚀，进一步提高防锈膜的耐腐蚀性。
具体结合应用例2和应用例3-5分析，应用例2具备更优秀的附着力、致密性和耐腐蚀性，应用例3和应用例2的区别在于未添加乙烯基磺酸钠，应用例4和应用例2的区别在于未添加十八烷基二乙醇胺，应用例5和应用例2的区别在于未添加乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺，由此分析，本申请通过选择乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠作为防锈液的增稠剂能够增强防锈液对批头表面的润湿性，防锈液能够更好的附着并渗透批头表面，增强防锈液和批头表面的物理粘附性，进一步增强防锈液对于批头表面的附着力，从而表现出更好的附着力、致密性和耐腐蚀性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种防锈液，其特征在于，所述防锈液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐30~42份、柠檬酸钠2~2.5份、石油磺酸钠1.2~1.7份、三硫代碳酸钠2.4~3.1份、增稠剂2.5~3.2份、稳定剂1.5~2份、硅烷偶联剂0.3~0.8份、水72~80份；
所述硅酸盐包括硅酸锂和硅酸钠；其中，所述硅酸锂占防锈液的质量份数为20~27份，所述硅酸钠占防锈液的质量份数为10~15份；
所述增稠剂包括乙烯基磺酸钠、十八烷基二乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠；
所述乙烯基磺酸钠占防锈液的质量份数为0.3~0.5份，
所述十八烷基二乙醇胺占防锈液的质量份数为0.4~0.6份，
所述十二烷基苯磺酸钠占防锈液的质量份数为1.8~2.1份。
2.一种利用如权利要求1所述的防锈液的批头防锈工艺，其特征在于，所述批头防锈工艺包括如下步骤：
步骤（1）：将制备好的批头进行表面钝化处理，并用清水冲洗批头的表面至无颗粒物残留；
步骤（2）：将清洗后的批头常温浸入防锈液中，浸泡5~10分钟；
步骤（3）：取出浸润好的批头，待批头表面干燥后，再热固化30~40分钟，冷却得防锈批头。
3.根据权利要求2所述的批头防锈工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的表面钝化处理是指利用核桃抛光颗粒对制备好的批头进行抛光，所述核桃抛光颗粒的粒径为1~1.6mm。
4.根据权利要求3所述的批头防锈工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的批头、核桃抛光颗粒的质量比是1：（20~30）。
5.根据权利要求2所述的批头防锈工艺，其特征在于，所述步骤（3）中的热固化温度是220~240℃。
6.一种防锈批头，其特征在于，利用如权利要求2~5任一项所述的防锈工艺处理所得。
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