CN103305317A - 一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂及其应用，其特征在于防锈复合剂的组分及含量按质量100％计为：油溶性聚苯胺5～30％、十二烯基丁二酸10～40％、石油磺酸钡40～80％；将本防锈复合剂加入到润滑油基础油或/和石油溶剂油，具有良好的溶解性，无相分离，溶液体系均匀稳定，可配置成润滑油型防锈油、或不含成膜剂的溶剂稀释型防锈油、或硬膜防锈油，形成的防锈油总加剂量少，粘度小，防锈效果好，特别是防盐雾性能突出，当防锈复合剂总加入量在9％以内时，配制的润滑油型防锈油、溶剂稀释型防锈油不含成膜剂、硬膜防锈油的盐雾防锈期分别为大于6天、大于11天、大于31天，湿热防锈期均为60天以上。

Description

一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种金属防锈复合剂，特别是一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂及其应用。

背景技术

盐雾腐蚀是一种常见和最具破坏性的大气腐蚀，为了解决盐雾对金属材料的腐蚀，提高金属的抗盐雾能力，通常是在石油溶剂或润滑油基础油中加入多种添加剂调制成防锈油，对以钢铁为主的金属材料及其制品进行暂时防腐保护。抗盐雾性能的好坏直接表征了防锈油在较苛刻条件下对金属防腐蚀保护的能力大小，抗盐雾期的试验方法为SH/T 0081测定法。在依据SH/T 0692进行分类的常用防锈油中，其溶剂稀释型防锈油中的硬膜防锈油盐雾防锈期能够大于14天的，防锈剂(不包括成膜剂剂量)加剂量一般＞15％(w/w)；无成膜剂的溶剂稀释型防锈油，抗盐雾期要求大于7天的，防锈剂加剂量也＞15％(w/w)；一般的润滑油型防锈油，抗盐雾期要求大于7天的，防锈剂加剂量一般＞20％(w/w)。这些防锈油大都通过提高防锈剂的添加量来实现抗盐雾的性能。

研究发现聚苯胺是一种具有优异的防腐蚀性能的聚合物，已作为防锈剂应用于金属防锈油中。中国发明专利公开了一种导电聚苯胺薄膜防锈油(CN1718860A)，它是在配方中加入了导电态聚苯胺，将呈纳米级的导电聚苯胺粉末分散在油脂中，形成导电聚苯胺薄膜防锈油，有良好的抗盐雾效果。该发明主要利用聚苯胺固体颗粒分散在介质中，因为聚苯胺在大部分溶剂特别是非极性溶剂中溶解性很差，严重影响其在防锈油中的应用。而目前仅有中国发明专利公开了一种含油溶性苯胺聚合物金属防锈油(CN101875877A)，其配方为油溶性苯胺聚合物0.1-10％、羊毛脂或羊毛脂皂1-10％、余量为矿物油。该发明是将油溶性聚苯胺与羊毛脂或羊毛脂皂配伍并分散于矿物油中，形成的润滑油型防锈油，表现出优良的抗盐雾性能。然而羊毛脂或羊毛脂皂本身在矿物油中的溶解能力较差，容易沉淀析出，出现相分离的现象。

据了解，目前还没有关于将油溶性苯胺聚合物用于硬膜防锈油和无成膜剂的溶剂稀释型防锈油中的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂及其应用，该复合剂的防盐雾性能及综合性能优异，与润滑油基础油或石油溶剂油混合配制成润滑油型防锈油、或溶剂型防锈油(不含成膜剂)、或硬膜防锈油，可以得到溶解分散性好，均匀稳定的防锈油体系。

本发明的技术解决方案是：一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂，其特征在于防锈复合剂的组分及含量(质量比)为：油溶性聚苯胺5％～30％、十二烯基丁二酸10％～40％、石油磺酸钡40％～80％。

防锈复合剂的组分及含量(质量比)为：油溶性聚苯胺10％～20％、十二烯基丁二酸15％～25％、石油磺酸钡55％～75％。所配制的防锈复合剂的防锈效果最好。

本发明提供的油溶性聚苯胺是苯胺或苯胺衍生物通过化学氧化法聚合而成，为了改善聚苯胺溶解性，在合成聚苯胺的聚合过程中可添加有机质子酸和乳化剂等，得到的聚苯胺是在润滑油基础油和石油溶剂油中具有良好溶解性能的油状聚合物。

该油溶性聚苯胺按以下工艺步骤制备：

(1)苯胺单体溶液的配置：将苯胺单体、封端试剂、有机质子酸充分混合，在0-20℃温度条件下，将其加入到溶有表面活性剂的非极性溶剂中充分溶解，形成苯胺单体溶液；苯胺单体在苯胺单体溶液中质量百分比浓度为2-6％；

苯胺单体与有机质子酸的摩尔比为1∶1～1∶2；

苯胺单体与封端试剂的摩尔比为1∶0.01～1∶0.1；

表面活性剂与苯胺单体的质量比为1∶1～4∶1；

(2)氧化剂溶液的配置：在0-20℃温度条件下，将氧化剂加入水中充分溶解，形成氧化剂溶液；

苯胺单体与氧化剂的摩尔比为1∶0.5～1∶1.2，氧化剂溶液的质量分数为20-40％；

(3)、在氮气保护下并伴随着剧烈搅拌，将氧化剂溶液加入到苯胺单体溶液中引发聚合，反应温度为-5-20℃，反应时间为为1-24小时，充分反应完全后，得到有机溶剂产物；

(4)、水洗与分离：将步骤3中得到的有机溶液产物进行水洗，每次加水量为有机溶剂体积的0.3-1倍，然后通过静置分液或离心除去水层，得到聚苯胺的有机溶液产物。

所述的有机质子酸为石油磺酸或二壬基萘磺酸或烯基丁二酸或不饱和大于16个碳的长链羧酸。

所述的封端试剂为对烷基苯胺。

所述的非极性溶剂为链烷基矿物油或环烷基矿物油或加氢润滑油基础油或正构或异构烷烃溶剂或芳香烃溶剂。

所述的表面活性剂为高级脂肪酸钠或高级醇硫酸酯钠或硫酸化烯烃钠盐或硫酸化脂肪酸酯钠盐或石油苯磺酸钠或石油磺酸钠或α-烯烃磺酸钠或环氧丙烷/乙烷共聚物或聚树脂酸单(双)乙二醇酯。

氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾或过硫酸钠。

本发明所述的一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂的应用，将防锈复合剂溶于润滑油基础油，形成润滑油型防锈油；或者将防锈复合剂溶于石油溶剂油和润滑油基础油混合物中，石油溶剂油和润滑油基础油两者质量比为95～75∶5～25，形成溶剂稀释型防锈油(不含成膜剂)；或者将防锈复合剂溶于石油溶剂油、润滑油基础油和成膜剂的混合物，其中石油溶剂油与润滑油基础油两者质量比为100～75∶0～25，成膜剂在防锈油总质量中的质量比为6％～20％，形成硬膜防锈油；上述防锈复合剂在防锈油总质量中的质量比为7～10％。

所述的润滑油基础油为链烷基矿物油或环烷基矿物油或加氢润滑油基础油。

所述的石油溶剂油为链烷烃或环烷烃或芳香烃挥发性溶剂油或三者之间按任意比例配制成的混合溶剂油。

所述的成膜剂为酚醛树脂或萜烯树脂或烯醇树脂或聚松香。

本发明采用油溶性聚苯胺与十二烯基丁二酸、石油磺酸钡以一定比例配伍形成防锈复合剂，利用油溶性聚苯胺在酸性条件下有良好的导电性和电化学活性，能起到钝化金属的作用，同时能使金属腐蚀反应的阳极反应和阴极反应分离，有效保护金属。选用十二烯基丁二酸，一方面能与其他防锈剂有良好的配伍，另一方面能提供酸性环境，进一步改善聚苯胺的溶解分散性能。选用石油磺酸钡，利用它在金属表面的吸附，起到物理屏蔽作用，进一步提高抗盐雾性能。本发明通过三种成分之间的相互配合，防锈复合剂应用在油品中，溶解分散性好，均匀稳定，防锈、抗盐雾能力强。本发明的防锈油可以通过浸渍或者直接涂刷或者喷涂到金属表面，在金属表面形成的油膜或硬质膜具有防锈作用。

本发明的特点是：利用油溶性聚苯胺与十二烯基丁二酸、石油磺酸钡复合作用得到的防锈复合剂，在防锈油中溶解分散性好，均匀稳定，无相分离，可配置成润滑油型防锈油或不含成膜剂的溶剂稀释型防锈油或硬膜防锈油，总加剂量少，防锈效果好，油品粘度小，特别是防盐雾性能突出。试验表明，当防锈复合剂总加入量在9％以内时，配制的润滑油型防锈油、不含成膜剂的溶剂稀释型防锈油、硬膜防锈油的盐雾防锈期分别为大于6天、大于11天、大于31天，湿热防锈期均为60天以上。

具体实施方式

实施例1：

油溶性聚苯胺2克，十二烯基丁二酸2.5克，石油磺酸钡5.5克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈复合剂。将防锈复合剂7克加入到含有13克酚醛树脂成膜剂、60克200号石油溶剂油和20g链烷基矿物油混合溶剂中，搅拌溶解得到硬膜防锈油样品。

实施例2：

油溶性聚苯胺为1克，十二烯基丁二酸为1.5克，石油磺酸钡7.5克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈复合剂。将防锈复合剂10克加入到90克链烷基矿物油中，搅拌溶解得到润滑油型防锈油样品。

实施例3：

油溶性聚苯胺0.5克，十二烯基丁二酸1.5克，石油磺酸钡8克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈复合剂。将防锈复合剂10克加入到含有20克萜烯树脂、70克200号溶剂油中，搅拌溶解得到硬膜防锈油样品。

实施例4：

油溶性聚苯胺1克，十二烯基丁二酸1克，石油磺酸钡8克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂8克加入到69煤油和23g环烷基矿物油的混合物中，搅拌溶解得到溶剂稀释型防锈油样品。

实施例5：

油溶性聚苯胺1.5克，十二烯基丁二酸2克，石油磺酸钡7克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂10克加入到90g链烷基矿物油中，搅拌溶解得到润滑油型防锈油样品

实施例6：

油溶性聚苯胺1.5克，十二烯基丁二酸3克，石油磺酸钡6克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂9克加入到95克120号石油溶剂油和5g链烷基矿物油的混合溶剂中，搅拌溶解得到溶剂稀释型防锈油样品。

实施例7：

油溶性聚苯胺2克，十二烯基丁二酸2.5克，石油磺酸钡7克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂8.5克加入到91.5g环烷基矿物油中，搅拌溶解得到润滑油型防锈油样品

实施例8：

油溶性聚苯胺2.5克，十二烯基丁二酸2克，石油磺酸钡5克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂9克加入到91g加氢润滑油基础油中，搅拌溶解得到润滑油型防锈油样品

实施例9：

油溶性聚苯胺3克，十二烯基丁二酸1.5克，石油磺酸钡5.5克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂7克加入到88克200号石油溶剂油和5g链烷基矿物油的混合溶剂中，搅拌溶解得到溶剂稀释型防锈油样品。

实施例10：

油溶性聚苯胺3克，十二烯基丁二酸3克，石油磺酸钡4克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂7克加入到含有6克聚松香树脂、82克200号石油溶剂油和5g链烷基矿物油的混合物中，搅拌溶解得到硬膜防锈油样品。

实施例11：

油溶性聚苯胺0.5克，十二烯基丁二酸4克，石油磺酸钡5.5克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂7.5克加入到含有15克烯醇树脂、85克200号石油溶剂油和7.5g环烷基矿物油的混合物中，搅拌溶解得到硬膜防锈油样品。

实施例12：

油溶性聚苯胺3克，十二烯基丁二酸2.5克，石油磺酸钡5克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂9.5克加入到90.5g链烷基矿物油中，搅拌溶解得到润滑油型防锈油样品

实施例13：

油溶性聚苯胺2.5克，十二烯基丁二酸2.5克，石油磺酸钡8克在温度为60℃下充分搅拌，直至溶解，得到防锈油复合剂。将防锈油复合剂9克加入到91g链烷基矿物油中，搅拌溶解得到润滑油型防锈油样品

将上述制得的防锈油品进行性能测试，：

选10号钢板，分别依据GB/T2361《防锈油脂湿热试验法》和SH/T0081《防锈油脂盐雾试验法》中的要求对试板表面进行打磨和清洗处理，风干。然后采用浸渍法将上述制得的防锈油涂在钢板表面，室温下垂直悬挂24小时后进行测试。

湿热试验法：

将涂有防锈油的试板放入湿热箱中，按照GB/T2361《防锈油脂湿热试验法》中规定的程序进行测试。观察并记录迎转动方向面出现锈点的时间，此为湿热防锈期。

盐雾试验法：

将涂有防锈油的试板放入盐雾箱中，按照SH/T0081《防锈油脂盐雾试验法》中规定的程序连续喷雾进行测试。观察并记录试板向上面出现锈点的时间，此为盐雾防锈期。

实验结果表明：以上述防锈油复合剂配置的润滑油型防锈油、溶剂稀释型防锈油(不含成膜剂)、硬膜防锈油的盐雾防锈期分别为6～10天，11～14天，31～40天，湿热防锈期均为60天以上。与一般的防锈油相比，该防锈油复合剂制得的防锈油，总加剂量少，防锈剂在油液中溶解性能良好，防锈效果特别是抗盐雾效果十分突出。

Claims (6)

1.一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂，其特征在于：防锈复合剂的组分及含量按质量100％计为：油溶性聚苯胺5～30％、十二烯基丁二酸10～40％、石油磺酸钡40～80％。

2.根据权利要求1所述的一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂，其特征在于：防锈复合剂的组分及含量按质量100％计为：油溶性聚苯胺10～20％、十二烯基丁二酸15～25％、石油磺酸钡55～75％。

3.一种根据权利要求1所述的含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂的应用，其特征在于：将防锈复合剂溶于润滑油基础油，形成润滑油型防锈油；或者将防锈复合剂溶于石油溶剂油和润滑油基础油混合物中，石油溶剂油和润滑油基础油两者质量比为95～75∶5～25，形成溶剂稀释型防锈油；或者将防锈复合剂溶于石油溶剂油、润滑油基础油和成膜剂的混合物，其中石油溶剂油与润滑油基础油两者质量比为100～75∶0～25，成膜剂在防锈油总质量中的质量比为6％～20％，形成硬膜防锈油；上述防锈复合剂在防锈油总质量中的质量比为7～10％。

4.根据权利要求3所述的一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂的应用，其特征在于：所述的润滑油基础油为链烷基矿物油或环烷基矿物油或加氢润滑油基础。

5.根据权利要求3所述的一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂的应用，其特征在于：所述的石油溶剂油为链烷烃或环烷烃或芳香烃挥发性溶剂油或三者之间按任意比例配制成的混合溶剂油。

6.根据权利要求3所述的一种含油溶性聚苯胺的金属防锈复合剂的应用，其特征在于：所述的成膜剂为酚醛树脂或萜烯树脂或烯醇树脂或聚松香。