本发明属于金属防锈,具体涉及一种高效稳定型纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂及其制备方法。
背景技术:
1、传统金属表面的防锈方法主要包括涂层保护、电化学保护和合金化等,这些方法虽然在一定程度上能够抑制金属表面的腐蚀,但在复杂多变的环境条件下或长期使用过程中,其防锈效果往往难以保证。近年来,随着纳米技术的飞速发展,纳米材料在金属防锈领域的应用逐渐受到广泛关注。纳米材料具有独特的物理化学性质,如高比表面积、高活性、优异的分散性和稳定性等,这些性质使得纳米材料在金属表面能够形成一层致密的保护膜,有效阻隔水、氧和其他腐蚀性介质的侵蚀,从而提高金属的耐腐蚀性能。其中,纳米二氧化硅sio2和纳米氧化铝al2o3因其优异的性能而备受关注。纳米二氧化硅具有良好的化学稳定性和热稳定性,能够在金属表面形成一层致密的硅氧烷网络结构,有效抑制金属表面的腐蚀。而纳米氧化铝则具有高硬度、高熔点和高化学稳定性等特点,能够在高温、高压等恶劣环境下保持稳定的防锈效果。因此,通过将纳米二氧化硅和纳米氧化铝进行复配,可实现两种纳米粒子在防锈效果方面的协同增效,提高本防锈剂的防锈性能。
技术实现思路
1、本发明通过优化纳米二氧化硅和纳米氧化铝的复配比例、改进制备工艺以及添加适量的助剂等措施,成功制备出一种基于纳米二氧化硅和纳米氧化铝复配的水基纳米防锈剂,解决了现有技术中防锈剂防锈效果差的问题。该防锈剂不仅具有优异的防锈性能,还具有环保无毒、易于制备和方便使用等优点,能够对金属表面起到良好的防锈效果。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了一种高效稳定型纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂,所述复配水基防锈剂包括如下质量份数的组分:纳米二氧化硅10~20份,纳米氧化铝5~10份,复配分散助剂3.0~8.0份,复配辅助防锈剂1.0~3.0份,复配表面活性剂1.0~3.0份,复配ph调节剂1.0~4.0份,复配消泡剂1.0~3.0份,复配杀菌剂1.0~3.0份,去离子水55~75份。
3、上述技术方案中,进一步的,所述纳米二氧化硅和纳米氧化铝的粒径尺寸控制在30~50nm,以确保其具有纳米材料的特性,使其具有高比表面积和优异的物理化学性能。
4、进一步的,所述复配分散助剂按重量比由60%~70%聚丙烯酸钠和30%~40%聚乙烯吡咯烷酮混合制备而成;所述复配表面活性剂按重量比由70%~80%十二烷基硫酸钠sds和20%~30%脂肪醇聚氧乙烯醚aeo混合制备而成。该防锈剂以纳米二氧化硅和纳米氧化铝为核心防锈剂成分,通过纳米粒子的特性显著提升其防锈性能。通过适量添加复配分散助剂和复配表面活性剂,确保该水基纳米防锈剂在各种应用环境中都能保持优异的分散性和稳定性。
5、所述复配辅助防锈剂按重量比由40%~50%苯骈三氮唑(bta)、30%~40%癸酸、20%~30%十二烯基丁二酸混合制备而成。复配辅助防锈剂能够在金属表面形成一层致密的保护膜,有效隔绝氧气和水分。
6、所述复配ph调节剂按重量比由40%~60%柠檬酸和40%~60%磷酸氢二钠混合制备而成。通过适量添加复配ph调节剂,将防锈剂的ph值稳定控制在6~7的范围内,复配ph调节剂能够使该纳米水基防锈剂与金属材料材料表面有良好的兼容性。
7、所述复配消泡剂按重量比由80%~90%有机硅消泡剂和10%~20%聚醚消泡剂混合制备而成;所述复配杀菌剂按重量比由25%~35%戊二醛、30%~40%三氯生、20%~30%异噻唑啉酮、15%~25%苯氧乙醇混合制备而成。添加的复配杀菌剂能够有效杀灭或抑制微生物的生长,保护防锈剂免受微生物污染。
8、一种上述高效稳定型纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
9、①首先,在反应釜中加入55~75份去离子水并加热至50℃~60℃,将纳米二氧化硅和纳米氧化铝加入反应釜中,同时开启搅拌器,搅拌速度控制在300~500转/分,持续搅拌30~45分钟。
10、②在上述溶液中加入复配分散助剂,并将搅拌速度提高至500~700转/分,搅拌15~25分钟。
11、③依次加入复配表面活性剂和复配辅助防锈剂到反应釜中,保持搅拌速度500~700转/分,搅拌时间为30~45分钟。
12、④将搅拌速度降低至200~400转/分,缓慢滴入所述复配ph调节剂至反应釜中,直至ph值稳定在6~7范围内。
13、⑤将所述复配消泡剂加入反应釜中,搅拌速度保持在200~400转/分,持续搅拌5~10分钟。
14、⑥最后,加入所述复配杀菌剂到反应釜中,将搅拌速度提高至400~600转/分,持续搅拌5~10分钟。
15、⑦上述组分全部添加完成后,将搅拌速度提升至800~1000转/分,搅拌45~60分钟,直至该水基防锈剂降至室温,即得到高效稳定型纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂。
16、与现有技术相比,本发明的有益效果:
17、本发明提供的高效稳定型纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂,采用了纳米技术以及环保型添加剂,不仅显著提高了防锈效果,而且制备方法简单易行,符合环保要求。该防锈剂可以在金属表面形成致密保护膜,有效隔绝外界环境,延长防锈保护期。
1.一种高效稳定型纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂,其特征在于,所述复配水基防锈剂包括如下质量份数的组分:纳米二氧化硅10~20份,纳米氧化铝5~10份,复配分散助剂3.0~8.0份,复配辅助防锈剂1.0~3.0份,复配表面活性剂1.0~3.0份,复配ph调节剂1.0~4.0份,复配消泡剂1.0~3.0份,复配杀菌剂1.0~3.0份,去离子水55~75份。
2.根据权利要求1所述的复配水基防锈剂,其特征在于,所述纳米二氧化硅和纳米氧化铝的粒径控制在30~50nm。
3.根据权利要求1所述的复配水基防锈剂,其特征在于,所述复配分散助剂按重量比由60%~70%聚丙烯酸钠和30%~40%聚乙烯吡咯烷酮混合制备而成;所述复配表面活性剂按重量比由70%~80%十二烷基硫酸钠sds和20%~30%脂肪醇聚氧乙烯醚aeo混合制备而成。
4.根据权利要求1所述的复配水基防锈剂,其特征在于,所述复配辅助防锈剂按重量比由40%~50%苯骈三氮唑bta、30%~40%癸酸、20%~30%十二烯基丁二酸混合制备而成。
5.根据权利要求1所述的复配水基防锈剂,其特征在于,所述复配ph调节剂按重量比由40%~60%柠檬酸和40%~60%磷酸氢二钠混合制备而成。
6.根据权利要求1所述的复配水基防锈剂,其特征在于,所述复配消泡剂按重量比由80%~90%有机硅消泡剂和10%~20%聚醚消泡剂混合制备而成;所述复配杀菌剂按重量比由25%~35%戊二醛、30%~40%三氯生、20%~30%异噻唑啉酮、15%~25%苯氧乙醇混合制备而成。
7.一种如权利要求1所述纳米sio2-al2o3复配水基防锈剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
