CN105970203B - 一种长效水基型金属防锈剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长效水基型防锈剂及其制备方法，以十二烷基二元羧酸、羧甲基纤维素、肌醇六磷酸酯、偏硅酸钠、全氟辛酸、钼酸钠、钛酸钡、长链复合胺硼酸脂、聚乙二醇、异丙醇、羟乙基乙二胺三乙酸、2‑乙基‑4‑甲基咪唑和去离子水为原料，并对长链复合胺硼酸脂的制备进行改进，通过将各原料分阶段混合处理得到水基型金属防锈剂。本发明通过简单易操作的制备方法得到了一种长效、绿色环保、防锈效果优异的水基型防锈剂。

Description

一种长效水基型金属防锈剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化工产品技术领域，涉及一种防锈剂，特别是涉及一种长效水基型金属防锈剂及其制备方法。

背景技术

金属因其优良的特性是现代工业和生活中不可或缺的一类材料，但金属在使用过程中极易发生腐蚀，带来巨大的社会危害与经济损失。据报道，我国每年由于金属腐蚀造成的经济损失占到GDP(国内生产总值)的4％，我国2013年GDP为56万亿人民币，据此推算金属腐蚀造成的经济损失大约为2.24万亿，这是一个惊人的数字；我国2013年各类自然灾害造成的损失大约为5808.4亿人民币，可见金属腐蚀造成的损失远远大于各类自然灾害。腐蚀在造成巨大经济损失的同时还可能导致某些设备，如飞机零件、汽车零件的失灵进而引发不可挽回的灾难性的后果。因此，开展金属腐蚀与防护的相关研究势在必行。

金属腐蚀是多种因素引起的破坏或变质，具体包括金属与所处的环境发生化学或者电化学的作用、力学因素的作用引起的腐蚀。电化学腐蚀是金属腐蚀最常见的导火索，当金属与水、电解质溶液、空气等接触时，在金属表面构成许多原电池发生电化学反应，进而引起金属的腐蚀。因此，水、空气、金属表面的电解质是造成金属锈蚀的主要因素。一般而言，这三者缺一不可，只要阻断其中一环，即可阻止金属的锈蚀。

迄今为止，水溶性防锈剂的种类繁多，大致有两大类：无机防锈剂、有机防锈剂。应用比较广泛的无机防锈剂有亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钨酸盐等。无机防锈剂大部分遵循成膜机理于金属表面形成不溶性膜层起到防锈作用。随着防锈剂应用的不断深入，经过人们长期的研究与实践探索，对防锈剂的要求也越来越高。1、开发绿色天然环保防锈剂，2、开发高效防锈剂，3、研发多功能防锈剂，4、开发苛刻环境下使用的防锈剂。

发明内容

为了克服现有除锈剂中存在的不足，本发明公开了一种长效水基型防锈剂及其制备方法，旨在提供一种长效、绿色环保、防锈效果优异的水基型防锈剂。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一个目的是提供一种长效水基型防锈剂，是以如下重量份的原料制备而成的：

作为一种优选实施方式，所述长链复合胺硼酸脂的制备方法为：将硼酸、三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺和聚乙烯醇加入到无水DMSO中得到混合溶液，将混合溶液的温度升至110～130℃，回流4～6h，以减压蒸馏出DMSO以及少量的水分，再加入四氢呋喃分离未反应的三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺，除去残留四氢呋喃，真空干燥得到无色粘稠长链复合胺硼酸脂；其中，硼酸、三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺、聚乙烯醇、DMSO和四氢呋喃的重量比为(10～15)、(12～15)、(5～8)、(3～4)、(4～8)、(50～100)、(50～80)。

上述的长链复合胺硼酸脂通过分子设计重组将硼酸脂、胺基等极性基团引入同一分子中，合成一种防锈基团的有机物，与单极性基团防锈剂相比其防锈能力得到了跃升。

上述的长链复合胺硼酸脂具有良好的润滑性、抗菌性、抗静电性外，还有优良的防锈性能，硼元素特殊的化学结构决定了其能够吸附在金属表面从而具有防锈性能。硼原子具有杀菌作用，一定浓度的硼酸常常用作医用消毒剂，因此含硼防锈剂具有抗菌性能，从而提高了其稳定性及应用效率。

上述的全氟辛酸能在高温300～400度下稳定不分解，化学稳定性好，具有良好的增溶、洗涤、抗静电、低刺激、钙皂分散等性能。

上述的肌醇六磷酸酯，可以有效结合金属锈蚀部分的铁离子、镁离子、镍离子、钴离子等，羟乙基乙二胺三乙酸的加入会提高肌醇六磷酸酯螯合这些二价金属离子的能力，这是因为羟乙基乙二胺三乙酸中的两个氨基相邻，三个羧基相邻，相邻的两个氨基对金属离子有一定的络合作用，而三乙酸对二价离子具有很强的螯合能力，二价金属离子会同时被肌醇六磷酸酯中的磷酸跟基团和羟乙基乙二胺三乙酸中三乙酸基团共同螯合，起到防锈蚀的功能。

2-乙基-4-甲基咪唑会对镍离子、钴离子、锌离子具有很好的络合效应，而羟乙基乙二胺三乙酸的存在会强化此功效。

上述的十二烷基二元羧酸是一种类表面活性剂，在聚乙二醇的存在下对金属起到很很好的保护作用，降低其锈蚀率。

钼酸钠和钛酸钡协同可以去除金属表面的油脂。羧甲基纤维素在聚乙二醇、十二烷基二元羧酸、异丙醇的作用下形成一层膜，偏硅酸钠会附着在膜上，形成致密、细微颗粒，从而达到防锈效果。

本发明第二个目的是公开上述长效水基型防锈剂的制备方法，是由如下步骤制备而成的：

1)、将相应重量份的十二烷基二元羧酸、羧甲基纤维素、肌醇六磷酸酯、偏硅酸钠、全氟辛酸、异丙醇、去离子水混合得到A混合溶液，将A混合溶液加热至70～85℃后，搅拌30～60min；

2)、将步骤1)处理得到的A混合溶液降温至40～60℃后，将相应重量份的钼酸钠、钛酸钡加入到A混合溶液中，继续搅拌20～40min得到B混合溶液；

3)、将余下组分加入到B混合溶液中，升温至70～75℃，搅拌反应20～40min，然后降至室温，得到水基型金属防锈剂。

本发明与现有技术相比，具有的如下优点：

1、羧甲基纤维素、聚乙二醇、十二烷基二元羧酸、偏硅酸钠的配合增强了的防锈剂的粘度和吸附力，且羧甲基纤维素会形成一层膜，阻挡了外界对技术的修腐蚀，增强了防锈效果；

2、本发明的水基型金属防锈剂作用时间长，效果显著，且对人体无毒无害，具有良好的环保效果；

3、本发明引的金属防锈剂中引入了长链复合胺硼酸脂，使得金属防锈剂具有良好的润滑性、抗菌性、抗静电性和防锈性能。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

本实施例提供的长效水基型防锈剂，是以如下重量份的原料制备而成的：

其中，所述长链复合胺硼酸脂的制备方法为：12质量份的硼酸、12质量份的三乙醇胺、5质量份的四乙烯五胺、3质量份的十二烷基乙烯胺、6质量份的聚乙烯醇加入到80质量份的无水DMSO中得到混合溶液，将混合溶液的温度升至130℃，回流4h，以减压蒸馏出DMSO以及少量的水分，再加入60质量份的四氢呋喃分离未反应的三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺，除去残留四氢呋喃，真空干燥得到无色粘稠长链复合胺硼酸脂。

上述长效水基型防锈剂的制备方法，是由如下步骤制备而成的：

1)、将相应重量份的十二烷基二元羧酸、羧甲基纤维素、肌醇六磷酸酯、偏硅酸钠、全氟辛酸、异丙醇、去离子水混合得到A混合溶液，将A混合溶液加热至85℃后，搅拌60min；

2)、将步骤1)处理得到的A混合溶液降温至50℃后，将相应重量份的钼酸钠、钛酸钡加入到A混合溶液中，继续搅拌30min得到B混合溶液；

3)、将余下组分加入到B混合溶液中，升温至70℃，搅拌反应40min，然后降至室温，得到水基型金属防锈剂。

实施例2

本实施例提供的长效水基型防锈剂，是以如下重量份的原料制备而成的：

其中，所述长链复合胺硼酸脂的制备方法为：10质量份的硼酸、12质量份的三乙醇胺、7质量份的四乙烯五胺、4质量份的十二烷基乙烯胺、4质量份的聚乙烯醇加入到100质量份的无水DMSO中得到混合溶液，将混合溶液的温度升至120℃，回流6h，以减压蒸馏出DMSO以及少量的水分，再加入50质量份的四氢呋喃分离未反应的三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺，除去残留四氢呋喃，真空干燥得到无色粘稠长链复合胺硼酸脂。

上述长效水基型防锈剂的制备方法，是由如下步骤制备而成的：

1)、将相应重量份的十二烷基二元羧酸、羧甲基纤维素、肌醇六磷酸酯、偏硅酸钠、全氟辛酸、异丙醇、去离子水混合得到A混合溶液，将A混合溶液加热至75℃后，搅拌50min；

2)、将步骤1)处理得到的A混合溶液降温至60℃后，将相应重量份的钼酸钠、钛酸钡加入到A混合溶液中，继续搅拌40min得到B混合溶液；

3)、将余下组分加入到B混合溶液中，升温至72℃，搅拌反应30min，然后降至室温，得到水基型金属防锈剂。

实施例3

本实施例提供的长效水基型防锈剂，是以如下重量份的原料制备而成的：

其中，所述长链复合胺硼酸脂的制备方法为：15质量份的硼酸、15质量份的三乙醇胺、8质量份的四乙烯五胺、4质量份的十二烷基乙烯胺、8质量份的聚乙烯醇加入到50质量份的无水DMSO中得到混合溶液，将混合溶液的温度升至110℃，回流5h，以减压蒸馏出DMSO以及少量的水分，再加入80质量份的四氢呋喃分离未反应的三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺，除去残留四氢呋喃，真空干燥得到无色粘稠长链复合胺硼酸脂。

上述长效水基型防锈剂的制备方法，是由如下步骤制备而成的：

1)、将相应重量份的十二烷基二元羧酸、羧甲基纤维素、肌醇六磷酸酯、偏硅酸钠、全氟辛酸、异丙醇、去离子水混合得到A混合溶液，将A混合溶液加热至70℃后，搅拌30min；

2)、将步骤1)处理得到的A混合溶液降温至40℃后，将相应重量份的钼酸钠、钛酸钡加入到A混合溶液中，继续搅拌20min得到B混合溶液；

3)、将余下组分加入到B混合溶液中，升温至75℃，搅拌反应20min，然后降至室温，得到水基型金属防锈剂。

对以上实施例所得样品进行相关性能测试后得到的测试结果见表1。

表1不同的实施例配方所得样品性能测试结果

实验项目	实施例1	实施例2	实施例3
				湿热防锈试验(天)	34	31	26
封存防锈试验(月)	16	17	15

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种长效水基型防锈剂，其特征在于是以如下重量份的原料制备而成的：

其中，所述长链复合胺硼酸脂的制备方法为：将硼酸、三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺和聚乙烯醇加入到无水DMSO中得到混合溶液，将混合溶液的温度升至110～130℃，回流4～6h，以减压蒸馏出DMSO以及少量的水分，再加入四氢呋喃分离未反应的三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺，除去残留四氢呋喃，真空干燥得到的；其中，硼酸、三乙醇胺、四乙烯五胺、十二烷基乙烯胺、聚乙烯醇、DMSO和四氢呋喃的重量比为(10～15)、(12～15)、(5～8)、(3～4)、(4～8)、(50～100)、(50～80)。

2.如权利要求1所述长效水基型防锈剂的制备方法，其特征在于是由如下步骤制备而成的：

1)、将相应重量份的十二烷基二元羧酸、羧甲基纤维素、肌醇六磷酸酯、偏硅酸钠、全氟辛酸、异丙醇、去离子水混合得到A混合溶液，将A混合溶液加热至70～85℃后，搅拌30～60min；

2)、将步骤1)处理得到的A混合溶液降温至40～60℃后，将相应重量份的钼酸钠、钛酸钡加入到A混合溶液中，继续搅拌20～40min得到B混合溶液；

3)、将余下组分加入到B混合溶液中，升温至70～75℃，搅拌反应20～40min，然后降至室温，得到水基型金属防锈剂。