本發(fā)明涉及金屬防腐蝕領(lǐng)域，具體為一種水基防腐蠟組合物及其應(yīng)用，本發(fā)明所述的水基防腐蠟組合物應(yīng)用在汽車行業(yè)底盤、空腔、鉸鏈等部位。

技術(shù)背景

金屬在當(dāng)今工業(yè)及民用行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，如航空航天、汽車、家電、建筑、航海等。金屬的防腐也就成為了金屬在應(yīng)用過程中必須要處理的問題之一。現(xiàn)如今，很多技術(shù)都能為金屬的防腐做出不同程度的貢獻(xiàn)，例如通過涂覆防銹油液等方式，可以獲得金屬的暫時性保護(hù)；通過涂料的涂覆，可以使金屬獲得較長期的防腐蝕性能；部分的鍍層和鈍化(鍍鋅和六價鉻)，也可以為金屬帶來一定的防腐性能。

鋼鐵涂覆防銹油液的方式進(jìn)行防腐是較為傳統(tǒng)的防銹手段，利用防銹油液中的極性緩蝕劑成分對鋼鐵表面的吸附成膜，進(jìn)而達(dá)到阻隔腐蝕介質(zhì)的功效。但其因?yàn)槲椒肿映赡ず穸缺?，吸附?qiáng)度不足，成膜易被破壞，所以達(dá)不到長期防腐的目的。此外，防銹油的使用的揮發(fā)性溶劑會對使用者帶來一定身體危害，且易燃易爆，存在安全隱患。

水性防腐材料相對安全環(huán)保，但由于水溶性緩蝕劑分子量小，吸附能力弱，成膜不致密，易被沖刷和反溶解，無法達(dá)到長期防腐的目的。

對于空腔腐蝕方面，專利CN201310439006給出一種方法，利用氣相緩蝕劑在常溫下具有一定蒸汽壓的原理，在防銹油中引入這種氣相緩蝕劑，通過氣相緩蝕劑的揮發(fā)、吸附對空腔結(jié)構(gòu)金屬內(nèi)壁起到一定的防銹作用。不過，該種氣相防銹油仍然會揮發(fā)出溶劑，且防銹油本身達(dá)不到長期防腐的作用。

溶劑型防銹蠟因其高防腐性能在汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用，改進(jìn)了原有熱熔注蠟方式的諸多不足，專利CN02115915介紹一種液體溶劑型汽車防銹蠟。但其所用的溶劑主要為芳烴類、酯類、烷烴類石油產(chǎn)品，揮發(fā)性較強(qiáng)，易燃易爆，有安全風(fēng)險，有刺激性，對人體危害大。

專利CN200610024565介紹了一種乳化防腐蠟的制作方式，以乳化的形式將水與添加劑混合，達(dá)到了不易燃的安全性目的。不過，這種形式并不適合長期高防腐的汽車內(nèi)腔使用，積水焊縫位置易造成反向乳化，成膜易被沖刷，同時無法達(dá)到較長期防腐周期。

因此，本發(fā)明目的是提供一種具有高防腐功能的水基防腐蠟組合物，滿足汽車行業(yè)在底盤、空腔、鉸鏈等部位的噴涂作業(yè)的工藝性能。這種防腐蠟組合物，區(qū)別于傳統(tǒng)水性乳化形態(tài)，是以高速剪切力分散形式將蠟質(zhì)類材料、填料等物質(zhì)分散在水中，使用少量的表面活性劑穩(wěn)定其分散狀態(tài)，避免了大量表面活性劑造成的反溶和反向乳化問題，同時，利用不飽和樹脂的常溫自然干燥成膜的特點(diǎn)，增加了蠟?zāi)さ闹旅苄院头浪裕粌H解決了傳統(tǒng)溶劑型產(chǎn)品的易燃危險性和VOC揮發(fā)安全性問題，同時，提供了長期的防腐蝕能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種水基防腐蠟組合物及其應(yīng)用。

水基防腐蠟組合物按質(zhì)量百分比計(jì)：1-10％蠟質(zhì)材料、1-20％不飽和樹脂、1-20％高堿值磺酸鹽、1-5％防銹顏料、3-8％表面活性劑、40-70％水。

所述蠟質(zhì)材料為石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、含有C＝C雙鍵的動植物油脂、脂肪酸金屬皂中的一種或多種。石蠟，即是石蠟石油飽和直鏈烷烴的52號至58號全精煉，或是包含更高比例的異構(gòu)支鏈?zhǔn)灒喘h(huán)烷烴、支鏈烷烴、直鏈烷烴的混合物，例如70號至90號的微晶蠟，亦或是含有一定礦物油的混合物，即液體石蠟、支鏈烷烴、直鏈烷烴的混合物，例如蠟膏。此外，也可以包括其他蠟成分，可以是含有不飽和C＝C雙鍵的動植物油脂，也可以是合成類蠟質(zhì)材料，比如乙烯-乙烯醇共聚物。

所述不飽和樹脂為酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、萜烯樹脂、石油樹脂中的一種或多種。本申請的不飽和樹脂成分是環(huán)烷、支鏈、直支鏈混合物的結(jié)構(gòu)，并且包含帶有碳碳雙鍵而能夠通過氧進(jìn)行固化的結(jié)構(gòu)，即萜烯樹脂乳液、不飽和聚酯乳液等。在所述組合物中，帶有碳碳雙鍵的不飽和樹脂碘值為50至200(g/100g)。不飽和樹脂的粘度可為100至3000mPas，根據(jù)DIN 53019-2標(biāo)準(zhǔn)在20℃測得。

所述高堿值磺酸鹽如下式所示：

其中：n是1-3的整數(shù)；

R₃為鈣離子、鎂離子、鋅離子、釩離子、鋇離子、鋰離子、鈷離子、鋯離子、銅離子中的一種；

R₄選自C₈-C₃₀直鏈烷基、C₈-C₃₀異構(gòu)支鏈烷基、C₈-C₃₀環(huán)烷基、芳香基；

高堿值磺酸鹽在組合物中的質(zhì)量百分比為5-15％。高堿值磺酸鹽分子量為600-1000之間，優(yōu)選分子量為650-850之間。其總堿值為100-400mgKOH/g，優(yōu)選總堿值200-300mgKOH/g之間的高堿值磺酸鹽。

所述高堿值磺酸鹽為重烷基苯磺酸鋰、石油磺酸鈣、二壬萘基磺酸鋅、重烷基苯磺酸鈣中的一種或幾種。

防銹顏料為氧化鋅、三聚磷酸鋁、正磷酸鋅鋁中的一種或多種。防銹顏料含鋅量為10-60％之間，含鋁量為1-10％之間，優(yōu)選20-40％之間，含鋁量為2-5％之間.平均粒徑1-20微米，優(yōu)選平均粒徑5-15微米的防銹顏料。

表面活性劑為含有C₈-C₂₈直鏈結(jié)構(gòu)的脂肪酸或其鹽、含有C₈-C₂₈異構(gòu)支鏈結(jié)構(gòu)的脂肪酸及其鹽、含有C₈-C₂₂的環(huán)烷基或芳香基結(jié)構(gòu)的脂肪酸及其鹽。

所述表面活性劑為月桂酸、異壬酸單乙醇胺鹽、石油磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚，蓖麻油聚氧乙烯醚，油酸山梨醇酯，異構(gòu)烷基醇聚氧乙烯醚，聚乙二醇脂肪酸酯，辛基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。表面活性劑成分是不含有磷的。

本發(fā)明的防腐蠟組合物中的水可以包括純凈水、反滲透過濾水、去離子水、自來水，電導(dǎo)率≤50us/cm。

在本發(fā)明的防腐蠟組合物中還可以添加選自下列物質(zhì)所構(gòu)成的組群：如脂肪酸、妥爾油、二聚酸、高堿值磺酸金屬鹽、蓖麻油提取物、芥酸酰胺、大豆油提取物。此外，還可加入一定量的抗腐蝕添加劑，如磺酸鹽金屬鹽、脂肪酸酰胺、動植物油金屬鹽，如羊毛脂酸金屬鹽。

所述水基防腐蠟組合物用于涂覆金屬材料的內(nèi)外表面、孔隙或空腔。

本發(fā)明的防腐蠟組合物可以通過不同的剪切力分散于所述組合物中，再通過少量的表面活性劑乳化后進(jìn)行制備，使得組合物中蠟質(zhì)材料、不飽和樹脂、高堿值磺酸金屬鹽、防銹顏料、表面活性劑成分適當(dāng)?shù)胤稚ⅰ?/p>

本發(fā)明的防腐蠟組合物中可以起到乳化分散作用的材料組分，可以是材料單獨(dú)在所述水中起到乳化分散作用，例如石油磺酸鈉，也可以是材料之間反應(yīng)改性后被表面活性劑乳化分散所獲得分散液，分散液粒徑＜0.1微米，例如二壬基萘磺酸鋇、妥爾油、氫氧化鈉的反應(yīng)物，分散所需的設(shè)備可以是漿葉攪拌器，轉(zhuǎn)速50-100轉(zhuǎn)/分鐘。

本發(fā)明的防腐蠟組合物中的材料組分可以剪切力分散于所述水中，分散液粒徑0.1-2微米，分散所需設(shè)備可以是高速分散剪切機(jī)，轉(zhuǎn)速1000-3000轉(zhuǎn)/分鐘，例如石蠟分散液。

本發(fā)明的防腐蠟組合物可以作為空腔蠟在汽車行業(yè)用于底盤、車架、鉸鏈、車門內(nèi)部、窗梁內(nèi)部或其他鋼板結(jié)構(gòu)和部件的涂覆?？梢允侨魏我子诒桓g的金屬材料。特別是鋼、銅、鋁、鋅、鎂單一材質(zhì)或組合合金材料上。

本發(fā)明的防腐蠟組合物可以進(jìn)行涂覆的其他金屬和金屬合金包括金、銀、鋁、鐵、銅、錫、鋅、鉛、鈦等，以及它們的合金。被涂覆的金屬材料也可以包含非金屬零部件，可以是任何的結(jié)構(gòu)和形狀，包括在非金屬材料表面上的金屬結(jié)構(gòu)鍍層或者是完全由金屬材料構(gòu)成的基材，亦或是金屬材料表面上的非金屬涂層。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的防腐蠟組合物通過噴霧涂覆(壓縮空氣噴涂和無氣噴涂)、輥涂、浸涂、淋涂、刷涂的方式施用于金屬材料表面、洞隙、空腔。所獲得的防腐蠟涂層層厚度一般會超過50μm，以達(dá)到長期耐蝕性。本發(fā)明的防腐蠟組合物與傳統(tǒng)溶劑型防銹蠟相比更利于環(huán)境和安全，與防銹蠟乳液相比具有更好的耐水性與防腐性能。

附圖說明

圖1實(shí)例1水基防腐蠟組合物1200h鹽霧效果圖；

圖2實(shí)例2水基防腐蠟組合物1000h鹽霧效果圖；

圖3實(shí)例3水基防腐蠟組合物1500h鹽霧效果圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

防腐蠟中各組成物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：蠟質(zhì)材料為90號微晶蠟9.8％，不飽和樹脂為2402酚醛樹脂乳液(碘值67g/100g)5.8％，防銹顏料為磷酸鋅2.1％，磷酸鋁0.5％，高堿值磺酸金屬鹽為重烷基苯磺酸鋰(總堿值246mgKOH/g)18.2％。表面活性劑為月硅酸單乙醇胺鹽0.3％，異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚0.1％。水為63.2％。

防腐蠟組合物的制備：

將異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚加入加入本發(fā)明所述的水中，以50轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘；將加入防銹顏料磷酸鋅，磷酸鋁，高速攪拌轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘，30分鐘。加入微晶蠟，酚醛樹脂，重烷基苯磺酸鋰，重烷基苯磺酸鋰，月硅酸單乙醇胺鹽，高速攪拌轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌60分鐘。

表1實(shí)例1水基防腐蠟組合物性能指標(biāo)

實(shí)施例2：

防腐蠟中各組成物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：蠟質(zhì)材料為56號全精煉石蠟4.2％，不飽和樹脂為萜烯樹脂分散液(帝斯曼化學(xué)；碘值192g/100g)12.7％，防銹顏料為氧化鋅1.2％，磷酸鋁3.5％，高堿值磺酸金屬鹽為改性二壬基萘苯磺酸鋇(總堿值218mgKOH/g)11.6％。表面活性劑為失水山梨糖醇脂肪酸鹽80 0.1％，烷基酚聚氧乙烯醚10 0.2％。水為66.6％。

防腐蠟組合物的制備：

將烷基酚聚氧乙烯醚10加入加入本發(fā)明所述的水中，以100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘；將加入防銹顏料氧化鋅，磷酸鋁，高速攪拌轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分鐘，10分鐘。加入58號精煉石蠟，萜烯樹脂分散液，改性二壬基萘苯磺酸鋇，失水山梨糖醇脂肪酸鹽80，高速攪拌轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌2h。

表2實(shí)例2水基防腐蠟組合物性能指標(biāo)

實(shí)施例3：

防腐蠟中各組成物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：蠟質(zhì)材料為羊毛脂鈣皂7.8％，不飽和樹脂為不飽和聚酯分散液(碘值128g/100g)19％，防銹顏料為氧化鋅2.2％，氧化鋁0.5％，高堿值磺酸金屬鹽為二壬萘基磺酸鋅(總堿值283mgKOH/g)9.2％。表面活性劑為蓖麻油聚氧乙烯醚20 1.3％，妥爾油1.8％，二乙醇胺％。水為59.8％。

防腐蠟組合物的制備

將二乙醇胺加入加入本發(fā)明所述的水中，升溫至60℃，以80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘；加入妥爾油，以80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘；加入氧化鋅，氧化鋁，高速攪拌轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分鐘,5分鐘。加入羊毛脂鈣皂，不飽和聚酯分散液，二壬萘基磺酸鋅，蓖麻油聚氧乙烯醚20，高速攪拌轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌3h。

表3實(shí)例3水基防腐蠟組合物性能指標(biāo)

表4幾種防銹蠟性能對比