本發明涉及金屬表面處理技術領域，更具體的說，涉及一種防銹液及其制備方法。
背景技術：
防銹液是一種既除銹、又防銹的高性能產品。目前，金屬構件防銹處理方法有一步法和分步法，一步法即除油除銹防銹一次完成，分步法即除油除銹防銹分步完成。一步法改變了以往除銹防銹的繁瑣作業過程，在常溫下只需簡單的涂刷、噴淋或浸泡，即可同步完成除油除銹防銹。
中國專利CN1418920公開了一種金屬除銹防銹漆及其生產方法，該防銹漆的配方為:H3PO4 36-41%;乙酸8-10%;FePO4 9-13%;丙三醇0.1-0.5%;碳酸錳0.1-0.2%;余量為水。該防銹漆的生產方法為:I、將38∽50份的磷酸、38∽42份的水在反應釜內混溶,然后,向其內加入8∽10份乙酸。II、靜止0.5小時后,分多次向溶液內加入5∽7份還原鐵粉,攪勻。III、反應1 2小時以后,向其中加入0.1∽0.4份丙三醇和0.1∽0.2份碳酸錳,攪勻,靜止24小時后待用。該專利存在如下缺點：該配方組成中含有的磷酸鐵及碳酸錳，在料液中不易溶解完全，特別是磷酸鐵，容易形成沉淀。
技術實現要素：
本發明的目的之一在于克服現有技術的不足，提供一種防銹液，其具有很強的滲透能力，能迅速有效瓦解金屬表面上常見的油污，并在將銹蝕分解的同時將其轉化成一層具有防蝕性能的金屬保護膜，從而達到優良的除銹及防銹效果。
本發明的目的之二在于提供上述防銹液的制備方法。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
一種防銹液，以1升計，所述溶液中各原料組分及其含量為：
氟鋯酸370-410 g/L,磷酸二氫鈉80-100 g/L,硝酸鐵90-130 g/L,丙三醇1-5 g/L,硝酸錳1-3 g/L,辛基苯酚聚氧乙烯醚 3-5 g/L，乙二胺四乙酸二鈉5-10 g/L,余量為水。
其中所述氟鋯酸的用量優選370-400 g/L；
其中所述磷酸二氫鈉的用量優選90-100 g/L；
其中所述硝酸鐵的用量優選100-120 g/L；
其中所述丙三醇的用量優選2-4 g/L；
其中所述硝酸錳的用量優選1.5-3 g/L；
其中所述辛基苯酚聚氧乙烯醚的用量優選4-5 g/L；
其中所述乙二胺四乙酸二鈉的用量優選7-9 g/L。
本發明防銹液的制備方法依次包括如下步驟：
(1)將氟鋯酸與水在釜內攪勻至混溶；
(2)然后向其內加入磷酸二氫鈉，攪勻，靜置1-2小時;
(3)攪拌中分多次慢慢向溶液內加入還原鐵粉（5-9g/L)攪勻，靜置10-12小時;
(4)待還原鐵粉中的雜質沉淀下去，向其中加入丙三醇、硝酸鐵和硝酸錳，再加入辛基苯酚聚氧乙烯醚和乙二胺四乙酸二鈉，攪勻，靜置20-24小時后待用。其中辛基苯酚聚氧乙烯醚與硝酸鐵能加快除銹及成膜速度，乙二胺四乙酸二鈉起到絡合作用，保證體系的穩定性。丙三醇為滲透劑，它的加入可使除銹劑快速進入到銹層內部，硝酸錳的加入可提高形成的防銹層的抗蝕能力。
本發明的主要工作原理如下：
過量的氟鋯酸可起到化銹作用，磷酸鹽類起成膜防銹保護作用，無機錳鹽起到電化學保護作用。
還原鐵粉的主要成分為三氧化二鐵，它與溶液中氟鋯酸進行反應，反應式如下：
Fe2O3+H2ZrF6→Fe2（ZrF6）3+H2O
加入還原鐵粉的目的是，在金屬表面鐵銹量不足的情況下，仍能生成足夠的氟鋯酸鹽類，起成膜保護作用。
本品能將鐵銹轉變成穩定的化合物，鐵銹的主要成分為氫氧化亞鐵，其反應式為：
Fe(OH)2+H2ZrF6→FeZrF6+H2O
FeZrF6牢固地結合于鋼鐵表面，形成致密的保護性防護層，氟鋯酸錳鹽的形成，提高了防護層的抗蝕能力，從而達到防蝕目的。
常溫常態下可直接使用本發明防銹液對工件進行噴淋、涂刷或浸泡。
本發明的有益效果在于: 由于獨特的配方設計，防銹液具有很強的滲透能力，能迅速有效瓦解金屬表面上常見的油污，并在將銹蝕分解的同時將其轉化成一層具有防蝕性能的金屬保護膜，從而達到優良的除銹及防銹效果。
本發明防銹液使用后之效果如下：
1、功能全面、效果獨特。本品集“除油、去污、除銹、磷化、鈍化、防銹”等多種性能于一體，采用獨特的分解轉化合成原理，使除油除銹防銹一步完成，其形成的金屬鹽保護膜附著力為Ⅰ級，與各種油漆結合良好，符合涂裝標準的各項要求。
2、無毒無害、環保安全。本品不含鹽酸、硫酸、氫氟酸等強腐蝕有毒害酸類，而采用氟鋯酸，使其保持安全穩定的酸值。
3、操作簡單、使用方便。本品在常溫常態下直接使用，無需加溫和專用設備，可采用浸泡、涂刷、噴淋等多種施工工藝，不需要專業人員。
4、成本經濟、費用低廉。使用本品可大大降低設備投入和人工投入，使涂裝前的處理高效、低耗、輕松。一般情形下，每公斤可處理面積12m2～20m2左右。如采用浸泡工藝，每100公斤可累計處理物件兩噸左右。
5、不含氯化物和重金屬，環保安全。通過SGS認證，符合RoHS指令要求。
6、本品原料成本低，水和氟鋯酸占大部分比例，均非常廉價。本品使用成本低，相比現有的防銹除銹漆，本品單位質量的涂刷面積大；本品的制作工藝也比較簡單，沒有特殊要求，加工簡單，加工成本低。
本發明實施例中，鈍化處理后工件的中性鹽霧腐蝕試驗（NSS）方法為：參照ISO3768標準，鈍化處理后的選定工件放入鹽霧腐蝕試驗箱中，鹽水含5%（wt）氯化鈉、pH值6.5～7.2，溫度(35±2)℃，降霧量1～2mL/(hcm2)，時間72小時后測銹蝕面積，計算銹蝕面積占工件表面積的百分比。
防銹處理后工件的自然生銹試驗條件為：工件垂直排列在有機玻璃樣品架上，置于溫度(25±2)℃，相對濕度(80±5)%的恒溫恒濕密閉房間內，每天觀察一次，將第一片工件發生銹蝕的試驗天數減去一天作為不上銹天數。
防銹膜附著力等級:根據GB 9286-1998 色漆和清漆 漆膜的劃格試驗標準進行測試。
防銹膜層孔隙率 ：取14%的NaCL和3%的鐵氰化鉀溶液，表面活性劑的質量分數為0.1%的蒸餾水溶液，保存在褐色瓶中24小時，用濾紙過濾。使用時將濾紙切成長、寬均為2.5厘米的紙片，用塑料鑷子將紙片浸入上述溶液中，提出滴凈多余試液，將他覆蓋在待測的磷化膜表面，經過一段時間（1分鐘）后將試紙拿掉，觀察膜層表面，有蘭色斑點處表示有孔隙部分。
具體實施方式
以下結合具體的實施例對本發明做進一步詳細的描述。
實施例1-10分別給出了本發明防銹液的組成，具體如表1、表2所列，其中，各配料數值的單位為g/L，溶液體積為1L。
表1實施例1-5配方組成
實施例 1 2 3 4 5
氟鋯酸 360 365 370 375 380
磷酸二氫鈉 100 95 90 85 80
硝酸鐵 90 95 100 105 110
丙三醇 2 2.5 3 3.5 4
硝酸錳 1 1.5 2 1.5 2
辛基苯酚聚氧乙烯醚 5 4.5 4 3.5 4
乙二胺四乙酸二鈉 5 9 8 10 7
水 余量 余量 余量 余量 余量
表2實施例5-10配方組成
實施例 6 7 8 9 10
氟鋯酸 385 390 395 400 410
磷酸二氫鈉 90 95 100 95 90
硝酸鐵 115 120 125 130 120
丙三醇 1 1.5 2 3 4
硝酸錳 1.5 2 1.5 2.5 3
辛基苯酚聚氧乙烯醚 3.5 5 3 5 5
乙二胺四乙酸二鈉 5 6 9 5 8
水 余量 余量 余量 余量 余量
以上實施例的制備方法如下：
(1)將氟鋯酸與水在反應釜內混溶；
(2然后向其內加入磷酸二氫鈉，靜置1小時；
(3分多次向溶液內加入還原鐵粉（7g/L)攪勻，靜置12小時；
(4待還原鐵粉中的雜質沉淀下去，向其中加入丙三醇和硝酸錳及硝酸鐵，再加入辛基苯酚聚氧乙烯醚和乙二胺四乙酸二鈉，攪勻，靜置24小時后待用。
表3為對比例配方，其中各配料數值的單位為g/L，溶液體積為1L。
表3對比例配方
對比例 1 2 3 4 5 6
氟鋯酸 360 360 365 365 375 390
磷酸二氫鈉 100 100 95 95 85 95
硝酸鐵 90 90 95 95 105 120
丙三醇 2 2 2.5 2.5 3.5 1.5
硝酸錳 1 1 1.5 1.5 1.5 2
辛基苯酚聚氧乙烯醚 10 0 13.5 0 0 0
乙二胺四乙酸二鈉 0 10 0 13.5 0 0
水 余量 余量 余量 余量 余量 余量
以上實施例、對比例的使用方法如下：
常溫常態直接使用本發明防銹液對鋼鐵金屬工件進行噴淋。
以上實施例、對比例的使用效果分別見表4、表5、表6。
表4實施例1-5的使用效果
實施例 1 2 3 4 5
中性鹽霧腐蝕試驗 1h 1h 1h 0.5h 0.5h
自然生銹試驗 11d 9d 9d 10d 10d
漆膜附著力等級 Ⅰ級 Ⅰ級 Ⅰ級 Ⅰ級 Ⅰ級
膜層孔隙數量 無 無 無 無 無
表5實施例5-10的使用效果
實施例 6 7 8 9 10
中性鹽霧腐蝕試驗 1h 1h 1h 1h 1h
自然生銹試驗 12d 13d 14d 16d 15d
漆膜附著力等級 0級 0級 0級 0級 0級
膜層孔隙數量 無 無 無 無 無
表6 對比例的使用效果
對比例 1 2 3 4 5 6
中性鹽霧腐蝕試驗 0.5h 0.5h 0.5h 0.5h 0.5h 0.5h
自然生銹試驗 7d 5d 8d 8d 4d 4d
漆膜附著力 1級 1級 2級 2級 2級 2級
膜層孔隙數量 稍多 稍多 稍多 稍多 多 多
表7對比例7-8使用效果
對比例 7 8
磷酸 36% 41%
乙酸 8% 10%
磷酸鐵 9% 13%
丙三醇 0.1% 0.5%
碳酸錳 0.1% 0.2%
水 余量 余量
表8 對比例7-8使用效果
對比例 7 8
中性鹽霧腐蝕試驗 1h 1h
自然生銹試驗 9d 9d
漆膜附著力 1級 1級
膜層孔隙數量 多 多
備注：實施例9的各項效果最佳；對比例7的使用效果在對比例中為較好的，但相對于實施例9來說，各項性能都相差甚遠。