發(fā)明專利申請中的防銹劑的技術

何丹丹

摘 要：文章分析了近年來已公開的防銹劑發(fā)明專利申請，對上述專利申請進行了技術分類，介紹了新型防銹劑的各種應用及優(yōu)點，現(xiàn)階段常用的由磺酸類、羧酸與羧酸衍生物類、酯類、有機膦酸及鹽類、有機胺及雜環(huán)化合物類組成的防銹劑，均能對鋼鐵表面進行防護，防止其受到侵害而造成損失；其中制作防銹劑的技術一直在不斷改進，向著提高防護層性能，降低生產(chǎn)成本的方向進行；文章最后還對除銹劑的發(fā)展前景進行了展望，提供了專利技術的支持數(shù)據(jù)。

關鍵詞：防銹劑；鋼鐵；表面；防蝕；磺酸鹽；羧酸；酯類；有機磷酸；有機胺

中圖分類號：TG174 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）19-0020-02

Abstract： This paper analyzes the patent application for antirust agent invention which has been published in recent years， classifies the above patent application， and introduces the various applications and advantages of the new antirust agent. At present， common antirust agents composed of sulfonic acid， carboxylic acid and carboxylic acid derivatives， esters， organic phosphonic acid and salts， organic amines and heterocyclic compounds can protect the surface of iron and steel from being damaged and cause losses. Among them， the technology of making antirust agent has been continuously improved， towards the direction of improving the performance of protective layer and reducing the production cost. Finally， the prospect of the development of antirust agent is prospected， and the supporting data of patent technology are provided.

Keywords： antirust agent； iron and steel； surface； corrosion protection； sulfonate； carboxylic acid； esters； organophosphoric acid； organic amine

引言

鋼鐵是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米疃嗟慕饘?，特別是隨著工業(yè)化社會進步以后人類對鋼鐵的使用量與日俱增。但是，鋼鐵在地球上的儲備含量是有限的，而人類的礦產(chǎn)開采量不斷上升。每年因腐蝕造成的鋼鐵損失非常驚人，造成大量資源的浪費。防止鋼鐵生銹的最常用的方法是使鋼鐵與氧隔絕，鋼鐵使用的環(huán)境中水與空氣是氧的主要來源，所以保持鋼鐵表面的干燥和避免直接接觸空氣。通常采取的措施是：在鋼鐵表面涂覆油脂、油漆、搪瓷、塑料等，還可以用電鍍等方法涂覆一層不易腐蝕的金屬，但成本較高。隨著技術的進步，越來越多采用防銹劑對鋼鐵表面進行處理得到防銹的表面，防銹劑對鋼鐵表面能達到的防銹效果是決定于對鋼鐵表面保護的程度，所以對鋼鐵表面進行防銹就是阻止水汽、氧氣和其他腐蝕品對鋼鐵表面的入侵。

本文對最新公開的防銹劑技術的發(fā)明專利申請作出了分析，并對上述專利申請進行了技術分類，闡述了各個發(fā)明對現(xiàn)有技術做出的貢獻，以使所屬技術領域的技術人員對防銹劑最新技術有深入了解。

1 磺酸鹽類防銹劑的研究

磺酸鹽是防銹劑領域中最常用的試劑組分，可以進一步細分為石油磺酸鹽以及合成磺酸鹽，化學通式為-R-SO3。該組分在防銹劑中可以達到優(yōu)良的防銹性能，并且抗鹽霧效果很好?；撬猁}油溶性乳化劑類型的試劑，將它配置成防銹乳化油會獲得防銹和清洗性均好的效果。國外生產(chǎn)防銹劑的廠家很多，埃克森公司Paranox 30、德士古公司TLA-107、雪佛龍公司OLOA2501G等都是屬于磺酸鹽防銹劑。

中國第一汽車集團公司長春市福田精細化工有限公司[1]公開一種用于零件內(nèi)腔除銹防銹的方法，具體步驟如下：依據(jù)零件的形狀、大小、表面腐蝕的程度，在罐內(nèi)按次序稱取磷酸、檸檬酸、聚醚2010、烏洛托品、工業(yè)酒精、余量為水，加入對硝基苯酚；再進入下一步的反應罐，在反應罐里面依次稱取C6H18O24P6、三乙醇胺、精制石油磺酸鈉、剩余組分為水，加熱攪拌，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO3）、聚乙二醇6000雙硬脂酸酯、檸檬酸等試劑、加入水，最后加入Na2MoO4，用NaOH作為pH調(diào)節(jié)劑，使得總體溶液的pH值到9.0，溶液為透明液體。最后將零件放入其中進行防銹處理，該方法得到的防銹劑適用于變速箱殼體、中橋或后橋殼體、轉(zhuǎn)向機殼體等運動零件的表面處理，由于這些零件被腐蝕后會對運動狀況產(chǎn)生不良影響，經(jīng)過該除銹液的處理后，零件的形狀、大小、尺寸沒有出現(xiàn)改變，也對后續(xù)工作情況不常用影響；并且經(jīng)過實際工業(yè)使用，達到良好的收益，節(jié)約了大量的成本。

2 羧酸及羧酸衍生物類防銹劑的研究

羧酸及羧酸衍生物也是防銹劑領域中常用的試劑，羧酸及其衍生物為R-COOH和（R-COO）nMm。羧酸及羧酸的衍生物廣泛存在自然界中含有多種組分，可以用于鋼鐵表面處理得到防銹保護面的試劑也有很多種，可以分為脂肪羧酸類和芳香羧酸類，常用的有：動植物油的脂肪酸、硬脂酸、油酸、肉桂酸、蟻酸、丙酸、石油脂、巴豆酸、馬來酸、草酸、富馬酸、安息香酸、萘甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、烯基丁二酸、甲基丁酸、乙基戊酸、環(huán)丙烷甲酸、2-甲基環(huán)戊烷羧酸、反-1，3-環(huán)己烷二羧酸、4-氯苯甲酸、鄰溴苯甲酸、間硝基苯甲酸等。這些羧酸都是廉價易得并且對鋼鐵表面處理都都能得到防腐防銹的效果，而且還有抗氧化老化的效果，所以廣受歡迎用于防銹劑中。

上海源育節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰綶2]發(fā)明環(huán)保型微乳化防銹劑及其制備方法，該環(huán)保型微乳化防銹劑按以下方法制備：按摩爾比C12-C18一元羧酸∶尿素=2-4∶1稱取C12-C18一元羧酸和尿素備用；將100份C12-C18一元羧酸、10-20份司盤80、10-20份石油磺酸鈉、10-20份正戊醇、10-20份烷基酚聚氧乙烯醚依次加入攪拌器中，加熱至50-80℃，充分攪拌至溶液透明，制得混合物A；將尿素溶于占總混合物重量25-40%的水中，充分攪拌溶解，制得混合物B；將混合物B加入混合物A中充分攪拌反應，即得環(huán)保型微乳化防銹劑母液；將制得的母液，按重量比加入10-50倍水充分攪拌，即得環(huán)保型微乳化防銹劑工作液。本發(fā)明的環(huán)保型微乳化防銹劑防銹效果優(yōu)異，其作為優(yōu)良的工序間防銹劑使用，最長防銹時間可達3個月，且節(jié)能減排和環(huán)保。

3 酯類防銹劑的研究

酯類在自然界中廣泛存在，其化學通式為-RCOOR′。常用作化學試劑中的有羊毛脂、蜂蠟、乙酸芐酯、乳酸乙酯、糖酸甲酯、反-3-甲基巴豆酸甲酯、糠酸乙酯、硝酸異山梨酯、單硝酸異山梨酯、單油酸季戊四醇酯、己二酸二乙酯、十二酸乙烯酯、2-氨基苯甲酸甲酯等等都是廣泛使用的金屬防銹劑組分，此外酯類組分還具有芳香的氣味，可以使得防銹劑獲得良好的氣味，減少表面處理時候的人員不適應性。

安徽省繁昌縣皖南閥門鑄造有限公司[3]提供了一種含有聚異丁烯酸甘油酯的金屬防銹油，其是由下述重量份的原料制得：120號溶劑油110-120、羊毛脂1.8-3.3、聚異丁烯酸甘油酯2.1-3.4、硅烷偶聯(lián)劑KH560 1-2，硬脂酸鋁0.3-0.4、異丁醇0.1-0.2、抗氧劑168 0.2-0.3，抗氧劑264 0.1-0.2，聚丙二醇二縮水甘油醚0.1-0.2，環(huán)烷酸鎂0.1-0.2，苯并三氮唑0.9-1.2，2-氨乙基十七烯基咪唑啉0.7-1.2，氫化牛脂胺0.5-1、聚異丁烯基丁二酰亞胺0.4-0.5、十二烷基硫酸鈉0.3-0.8、復合成膜材料5-7、改性納米水滑石粉1-2。該發(fā)明具有優(yōu)異的接觸防銹性能以及很好的氣相防銹效果，對鋼類以及黃銅具有良好的氣相防銹效果以及接觸防銹效果。

4 有機磷酸及鹽類防銹劑的研究

有機磷酸常用試劑有三乙基膦酸、一乙基膦酸、植酸。例如，深圳市潔立龍精細化工有限公司[4]申請了一項名為環(huán)保磷化金屬防銹劑的專利申請，其指出：現(xiàn)行的鋼鐵表面防銹處理都是采用比較古老的磷化防銹處理，使用含有較高磷含量的試劑，這些試劑使用后，會對環(huán)境水體造成污染。因此，更新升級現(xiàn)有磷處理劑變得十分迫切，該公司發(fā)明了一種環(huán)保的磷化防銹劑，可用于涂裝前處理或直接用于金屬防銹，其含有三個組分：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基三胺五乙酸鈉；三乙基膦酸、一乙基膦酸或植酸；二價及三價金屬離子化合物，該三種組分的質(zhì)量比為10-45∶10-45∶1-10。該發(fā)明提供的環(huán)保磷化金屬防銹劑對各種金屬表面都能產(chǎn)生良好的效果，比同類產(chǎn)品的各種性能提高一個量級，并且磷化膜的厚度只有常規(guī)厚度幾十分之一，綜合成本低于常規(guī)處理成本。

5 有機胺及雜環(huán)化合物類防銹劑的研究

有機胺在防銹劑中常見的組分，化學通式為-R-NH2，常見的有機胺有：十八胺、仲銨、硬脂胺、環(huán)己基丙二胺、松香胺、硬質(zhì)基丙二胺、N-可可基-1，3'-二氨基丙烷。但單獨使用胺類防銹不佳，需要用有機酸進行復配使用，常用復配試劑為：脂肪酸、油酸十八烷胺、月桂酸、硬脂酸、松香酸、硬脂酸環(huán)己胺、四氫松香酸等。

啟東尤希路化學工業(yè)有限公司及上海尤希路化學工業(yè)有限公司[5]申請了一項復合防銹劑的專利，使用了有機胺和有機酸進行復配，可以用于清洗金屬表面，可以獲得優(yōu)良的防銹性能，進行處理后的金屬表面沒有板面銹蝕和色斑問題，同時金屬表面有潤滑性。這種防銹劑可以在2分鐘內(nèi)形成防銹膜。含有下列重量組分：有機酸5～35%、有機胺5～35%、緩蝕劑2～20% 、成膜劑2～20%、成膜促進劑1～10% 、表面活性劑0.1～1%、余量為水； 其中有機酸可以選擇的是對叔丁基苯甲酸、對硝基苯甲酸；有機胺選自：乙醇胺、異丙醇胺、嗎啉等；緩蝕劑、成膜劑、成膜促進劑、表面活性劑都是常規(guī)的選擇；解決的鋼板黃斑問題，避免了使用亞硝酸，提供了環(huán)保的防銹劑。

6 結(jié)束語

為了提高金屬的使用壽命，減少不必要的腐蝕，節(jié)約成本，提高鋼鐵的使用壽命，防銹劑領域的研究人員們都不斷努力進取，改進現(xiàn)有技術，發(fā)現(xiàn)新方法，以獲得技術優(yōu)勢，搶占市場份額得到經(jīng)濟利益。專利申請就可以從旁證明防銹劑領域的不斷進步和改進，從專利總體情況來看，國內(nèi)企業(yè)申請量比國外企業(yè)申請量少，急需投入更多力量，這對于防銹劑技術發(fā)展具有積極意義[6，7]。

參考文獻：

[1]中國專利申請：CN101514459A，公開日2009-08-26.

[2]中國專利申請：CN103114291A，公開日2013-05-22.

[3]中國專利申請：CN103160834A，公開日2013-06-19.

[4]中國專利申請：CN101684560A，公開日2010-12-29.

[5]中國專利申請：CN101092693A，公開日2007-12-26.

[6]中國專利申請：CN105803448A，公開日2016-07-27.

[7]中國專利申請：CN1066893A，公開日1992-12-09.