一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂及其制备方法与流程

本技术涉及涂料添加剂的，更具体地说，它涉及一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂及其制备方法。

背景技术：

1、水性抗闪锈耐盐雾添加剂是为了解决水性涂料在涂装过程中出现的闪锈现象和提升涂料的耐久性而开发的重要助剂。闪锈是水性涂料在干燥过程中，由于金属基材与涂料中的电解质水溶液发生瞬时强电化学作用，导致金属离子在氧的氧化作用下迅速出现的腐蚀现象。闪锈现象会严重影响涂膜的性能，如降低涂膜与基体的结合能力，削弱漆膜对金属的防护性能，并影响美观。为了对抗闪锈，抗闪锈剂应运而生，抗闪锈剂通过瞬时屏蔽金属离子或降低金属离子的反应活性，切断或减少氧的供给，从而减弱或中止电化学反应。同时，耐盐雾剂的作用就是提高涂层的耐腐蚀性和抗渗透性，以抵御盐雾的侵蚀。

2、相关技术中，公开号为cn112961525a的申请文件中公开了一种水性防腐涂料用抗闪锈剂及其制备方法，所述抗闪锈剂包括钼酸盐、苯甲酸盐、苯并三氮唑、有机醇胺和去离子水。上述的抗闪锈剂在实际使用过程中，尤其当面对化工、冶金中的高温环境时，抗闪锈剂中的有机醇胺化合物易发生氧化，从而导致防闪锈剂失去原有的保护性能。并且在高温环境下，金属表面的电化学腐蚀速率可能加快，导致抗闪锈剂更难以有效抑制腐蚀的发生。因此，相关技术中的抗闪锈剂存在耐温性能不佳的缺陷。

技术实现思路

1、为了提高抗闪锈剂的耐温性能，本技术提供一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂及其制备方法。

2、本技术提供的一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂采用如下的技术方案：

3、一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂，包括如下重量份的原料：

4、乙二胺四甲叉膦酸钠50-65份；

5、n,n-二甲基十二烷基胺60-70份；

6、聚二甲基硅氧烷20-40份；

7、纳米碳酸钙20-30份；

8、改性稀土盐溶液25-40份；

9、去离子水30-50份；

10、所述改性稀土盐溶液通过4-羟基-β-二氢大马酮与稀土盐溶液进行络合反应得到。

11、通过采用上述技术方案，n,n-二甲基十二烷基胺的引入，凭借其独特的季铵盐结构，有效中和涂料体系中的酸性成分，从根本上预防闪锈现象的发生。同时，该物质还能显著提升涂料的抗腐蚀性能，为添加剂提供了坚实的防腐蚀屏障。乙二胺四甲叉膦酸钠的加入，凭借其强大的金属表面吸附能力和化学交联作用，显著加速了涂料的成膜速度。这一特性不仅进一步增强了涂料的抗闪锈性能，还确保了涂料在短时间内形成致密、均匀的保护层，有效阻隔了外界腐蚀介质的侵入，有利于提高涂料的耐盐雾性能。

12、稀土盐溶液自身具有较好的耐蚀性，从而能够增强涂料涂层的抗闪锈和耐盐雾性能，通过4-羟基-β-二氢大马酮与稀土盐溶液的络合反应，形成了具有紧密结构的络合物。这种紧密结构不仅进一步增强了涂料的耐盐雾性能；并且，在高温环境中，有机物分子容易形成自由基并引发链式反应，导致氧化加速。而4-羟基-β-二氢大马酮与稀土离子形成的紧密结构可能具有稳定自由基的能力，从而减缓了链式反应的传播速度。显著降低了其与氧气的反应速率。这一特性有效减缓了添加剂中其他有机物在高温条件下的氧化反应，从而显著提升了添加剂的耐高温性能。

13、可选的，所述改性稀土盐溶液通过如下的方法制备得到：

14、a、将4-羟基-β-二氢大马酮加入至丙酮中，加热进行溶解得到溶液a；

15、b、利用稀硝酸调节稀土盐溶液的ph为6.5-7得到溶液b；

16、c、在磁力搅拌下将溶液b缓慢滴加到溶液a中，在50-60℃的条件下搅拌反应4-5h后得到改性稀土盐溶液。

17、可选的，所述4-羟基-β-二氢大马酮与丙酮的体积比为1：（4-5）；步骤c中所述溶液b与溶液a的体积比为1：（0.5-0.8）。

18、通过采用上述技术方案，限定了4-羟基-β-二氢大马酮与丙酮的体积比，以及溶液b与溶液a的体积比，上述的反应物配比有助于精确控制络合反应的速率，同时避免反应物大量残留，从而得到结构更紧密、性能更稳定的改性稀土盐溶液。紧密结构的络合物能够进一步增强涂料的耐盐雾性能，同时提高添加剂的耐高温性能。

19、可选的，所述稀土盐溶液为ce（no3）3、la（no3）3、pr（no3）3中任意一种。

20、通过采用上述技术方案，上述的稀土盐溶液本身具有较好的耐蚀性，能够显著增强涂料涂层的抗闪锈和耐盐雾性能。通过络合反应，可以进一步发挥稀土元素的优异性能，提高添加剂的整体的耐高温性能和工作稳定性。

21、可选的，所述添加剂原料还包括硫酸亚铁溶液5-10份和锌粉5-8份。

22、通过采用上述技术方案，硫酸亚铁在水溶液中呈酸性，硫酸亚铁作为调节剂可以调节体系的ph值来保持体系的稳定性。稳定的ph值环境有助于添加剂中的乙二胺四甲叉膦酸钠和n,n-二甲基十二烷基胺保持成分稳定，防止其因ph值过高或过低而分解或失效，从而增强添加剂整体的工作稳定性。

23、锌粉作为一种无机颜料和填料，在涂料中具有一定的化学稳定性和耐腐蚀性。其存在可以进一步增强涂层的物理屏障作用，减少腐蚀介质对金属表面的直接接触，从而能够有效提高添加剂的耐盐雾性能。

24、硫酸亚铁与锌粉在添加剂中能够形成微弱的电场效应，微电场效应能够显著增强涂料中的离子或分子在金属表面的吸附能力，从而确保涂料成分能够紧密附着在金属表面。在高温条件下，随着温度的升高，硫酸亚铁与锌粉的反应速率加快，电场效应增强，因此有效增强了金属表面的吸附能力和成膜效率，从而阻碍金属基材与涂料中的电解质水溶液发生电化学腐蚀，进而提高了添加剂在高温条件下的抗闪锈性能。

25、可选的，所述硫酸亚铁溶液的浓度为10%-20%。

26、通过采用上述技术方案，上述硫酸亚铁溶液的浓度范围有助于精确控制体系的ph值，保持体系的稳定性，从而确保添加剂中的其他成分能够充分发挥其性能。稳定的ph值环境是提高添加剂整体工作稳定性的关键。

27、可选的，所述聚二甲基硅氧烷的平均分子量为5000-10000da。

28、通过采用上述技术方案，上述平均分子量范围内的聚二甲基硅氧烷有助于确保聚二甲基硅氧烷在涂料中的良好分散性和稳定性。聚二甲基硅氧烷作为一种优异的表面活性剂，能够显著提高涂料的润湿性和流平性，从而有助于形成致密、均匀的保护层，提高涂料的耐盐雾性能。

29、可选的，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-100nm。

30、通过采用上述技术方案，明确了纳米碳酸钙的平均粒径范围，20-100nm的平均粒径有助于确保纳米碳酸钙在涂料中的良好分散性和高的比表面积。纳米碳酸钙作为一种优异的填料，能够显著提高涂料的硬度和耐磨性，同时增强涂层的物理屏障作用，减少腐蚀介质对金属表面的直接接触，从而提高涂料的耐盐雾性能。

31、本技术还提供一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂的制备方法，采用如下的技术方案：

32、一种水性抗闪锈耐盐雾添加剂的制备方法，包括如下的步骤：

33、s1、将乙二胺四甲叉膦酸钠、n,n-二甲基十二烷基胺、改性稀土盐溶液、硫酸亚铁溶液和去离子水在30-50℃下混合搅拌0.5-1.5h得到预制液；

34、s2、将聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、锌粉与预制液混合后，搅拌0.5-1.5h，然后超声处理0.5-1.5h后得到水性抗闪锈耐盐雾添加剂。

35、综上所述，本技术具有以下有益效果：

36、1、由于本技术采用改性稀土盐溶液，稀土盐溶液自身具有较好的耐蚀性，从而能够增强涂料涂层的抗闪锈和耐盐雾性能，通过4-羟基-β-二氢大马酮与稀土盐溶液的络合反应，形成了具有紧密结构的络合物。这种紧密结构不仅进一步增强了涂料的耐盐雾性能；并且，在高温环境中，有机物分子容易形成自由基并引发链式反应，导致氧化加速。而4-羟基-β-二氢大马酮与稀土离子形成的紧密结构具有一定程度上稳定自由基的能力，从而减缓了链式反应的传播速度。显著降低了其与氧气的反应速率。这一特性有效减缓了添加剂中其他有机物在高温条件下的氧化反应，从而显著提升了添加剂的耐高温性能。

37、2、本技术原料中还包括硫酸亚铁和锌粉，硫酸亚铁在水溶液中呈酸性，硫酸亚铁作为调节剂可以调节体系的ph值来保持体系的稳定性。稳定的ph值环境有助于添加剂中的乙二胺四甲叉膦酸钠和n,n-二甲基十二烷基胺保持成分稳定，防止其因ph值过高或过低而分解或失效，从而增强添加剂整体的工作稳定性。锌粉作为一种无机颜料和填料，在涂料中具有一定的化学稳定性和耐腐蚀性。其存在可以进一步增强涂层的物理屏障作用，减少腐蚀介质对金属表面的直接接触，从而能够有效提高添加剂的耐盐雾性能。硫酸亚铁与锌粉在添加剂中能够形成的微弱的电场效应，微电场效应能够显著增强涂料中的离子或分子在金属表面的吸附能力，从而确保涂料成分能够紧密附着在金属表面。在高温条件下，随着温度的升高，硫酸亚铁与锌粉的反应速率加快，电场效应增强，因此有效增强了金属表面的吸附能力和成膜效率，从而阻碍金属基材与涂料中的电解质水溶液发生电化学腐蚀，进而提高了添加剂在高温条件下的抗闪锈性能。