CN110885485A - 一种气化性防锈母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气化性防锈母粒及其制备方法和应用，涉及金属防锈材料技术领域。其技术要点是：一种气化性防锈母粒，包括如下重量份数的组分：载体：50‑65份；防锈缓蚀剂：10‑32份；助剂：18‑36份；所述载体为聚乙烯；所述防锈缓蚀剂包括如下重量份数的组分：辛酸：2‑8份；葵酸：2‑8份；三乙醇胺：4‑8份；苯甲酸钠：1‑5份；苯并三唑：1‑5份。通过采用上述配方制备的防锈母粒具有环保无害、防锈性能好的优点。

Description

一种气化性防锈母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及金属防锈材料技术领域，更具体地说，它涉及一种气化性防锈母粒及其制备方法和应用。
背景技术
在实际生产和生活中，所有金属及制品，在大气、海水、土壤、化工、高温潮湿等环境中与环境介子，如氧气、水等发生电化学作用而产生的破坏和变质，成为金属的锈蚀，金属及其制品的锈蚀问题，遍及国民经济和国防建设、生产建设发展中各个领域，金属锈蚀造成巨大的经济损失。
在公开号为CN1760026A的中国发明申请专利中公开了一种气相防锈拉伸薄膜，由三层或五层厚度相同的薄膜复合为一体，内层和中间层含有气化性VCI，外层含有PIB增粘剂。其中气化性VCI主要由辛酸二环己胺、亚硝酸二环己胺或月桂酸二环己胺、苯甲酸单乙醇胺、亚硝酸钠、乌洛托品、苯三唑等组成。但是其使用的防锈母粒都是亚硝酸二环己胺和亚硝酸钠作为主要防锈成分，亚硝酸盐是强致癌物质，在使用过程中对人体的伤害很大。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种气化性防锈母粒，其具有环保无害、防锈性能好的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种气化性防锈母粒，包括如下重量份数的组分：
载体：50-65份；
防锈缓蚀剂：10-32份；
助剂：18-36份；
所述载体为聚乙烯；
所述防锈缓蚀剂包括如下重量份数的组分：
辛酸：2-8份；
葵酸：2-8份；
三乙醇胺：4-8份；
苯甲酸钠：1-5份；
苯并三唑：1-5份。
通过采用上述技术方案，三乙醇胺具有弱碱性，能够与有机酸葵酸反应生成盐，而三乙醇胺盐是一种相对绿色环保的水溶性缓蚀剂，对铸铁材料具有高效的防锈作用；三乙醇胺与辛酸可生成辛酸三乙醇胺酯，其具有较高的表面活性，与一般非离子表面活性剂相当，加入到防锈母粒中可降低各组分的表面活性起到润湿、渗透的作用；苯甲酸钠为酸性防腐剂，可起到一定的抗菌、抑菌和防腐作用；苯并三唑对铜和合金具有良好的缓蚀性，其通过形成三唑环牢固铜或合金，由此表现出显著的防腐蚀性能。本发明以无臭无毒的聚乙烯作为载体材料，再以辛酸、葵酸、三乙醇胺、苯甲酸钠和苯并三唑作为主要缓蚀剂，避免采用亚硝酸盐，制得防锈母粒具有绿色环保、防锈性能良好的特点。
进一步优选为，所述助剂包括如下重量份数的组分：
气相二氧化硅：8-15份；
硬脂酸钙：2-6份；
碳酸钙：8-15份。
通过采用上述技术方案，硬脂酸钙在防锈母粒中作为润滑剂和脱模剂使用，且在聚乙烯中还起到卤素吸收剂的作用。
进一步优选为，所述载体还包括重量百分含量为10-15％的硬脂酸铁。
通过采用上述技术方案，硬脂酸铁为桔红色粉末，无毒、无臭，其加入到聚乙烯载体中可起到赋色和光敏剂的作用，加速聚乙烯使用后的降解速度，提高环保性。
进一步优选为，所述载体还包括重量百分含量为5-8％的N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍。
通过采用上述技术方案，不同防锈缓蚀剂含量决定了防锈膜的使用时间，不同的使用环境也决定了防锈膜的使用时间，通过在载体中加入适量的N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍，N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍有光稳定剂和防老剂的作用，可控制防锈膜的降解时间。
进一步优选为，所述防锈缓蚀剂还包括0.1-0.5份的复合抗菌剂，其中复合抗菌剂为载体-纳米银的复合抗菌剂。
通过采用上述技术方案，银离子能够破坏细菌的呼吸和细胞分裂，此外银离子可催化空气和水中的氧激活，生成很强的氧化能力的羟基自由基或活性氧离子，能够抑制或杀灭细菌，通过加入载体纳米银，可以赋予制品较强的抗菌性，适用于对抗菌要求较高的环境。
进一步优选为，所述载体采用羧甲基壳聚糖。
通过采用上述技术方案，羧甲基壳聚糖与壳聚糖一样无毒，有良好的成膜性，可降解性，生物相容性等基本性能，壳聚糖中有氨基的存在，使之对金属离子银有较好的吸附能力，采用羧甲基壳聚糖作为载体，其可作为保护剂，来对纳米银的大小、形貌进行修饰，从而得到具有良好抑菌效果的复合抗菌剂。
进一步优选为，所述复合抗菌剂的制备方法如下：
将1g的羧甲基壳聚糖加入到250mL去离子水中，搅拌均匀，加入250mL浓度为2mmol/L的硝酸银溶液，搅拌加热到50-60℃，反应1h后冷却至20-25℃，滴加浓度为1mmol/L的硼氢化钠溶液，搅拌反应0.5h，即得到羧甲基壳聚糖-纳米银的复合抗菌剂。
通过采用上述技术方案，制备羧甲基壳聚糖-纳米银时，主要利用羧甲基壳聚糖中大量存在的-NH2与Ag+发生配位反应，羧甲基壳聚糖的大分子链伸展开形成一种多孔腔的基体材料，同时在加热搅拌的作用下，银离子能够进入到羧甲基壳聚糖大分子内部结构中，与分子链上的-NH2发生配位反应，最后加入硼氢化钠溶液，其与银离子接触，发生还原反应，将Ag+还原为具有抗菌的Ag，其杀菌效果较好。
本发明的目的二在于提供一种气化性防锈母粒的制备方法，采用该方法制备的环保无害、防锈性能好的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种气化性防锈母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照相应的重量份数比将载体、防锈缓蚀剂和助剂高速混合4-5min，得到混合料；
(2)将混合料进行捏合、熔融处理，之后在150-180℃温度条件下混炼、塑化挤出，得到气化性防锈母粒。
本发明的目的三在于提供一种气化性防锈母粒的应用，其以防锈母粒为主要原料，加入热塑性塑料进行捏合、熔融和吹膜，制得一种气化性防锈膜包装材料，其具有安全环保、防锈性能好和抗菌性强的优点。
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：
一种气化性防锈母粒的应用，包括如下步骤：
(1)将所述防锈母粒按照重量比1:25-50的比例添加到热塑性塑料的原料中，充分搅拌制成混合颗粒；
(2)将上述混合颗粒经吹膜或淋膜，加工制成气化性防锈膜包装材料。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以无臭无毒的聚乙烯作为载体材料，再以辛酸、葵酸、三乙醇胺、苯甲酸钠和苯并三唑作为主要缓蚀剂，避免采用亚硝酸盐，制得防锈母粒具有绿色环保、防锈性能良好的特点；
(2)本发明通过在防锈母粒中添加复合抗菌剂，使得制成的防锈膜具有抗菌的作用，使用时，防锈膜形成的密封空间内几乎完全不滋生霉菌和有害菌落，使得防锈件不滋长有害病菌；
(3)本发明以羧甲基壳聚糖为载体，其本身就无毒且成膜性良好，可降解，且对银离子具有较好的吸附能力，从而制得的复合抗菌剂具有优良的抑菌效果。
附图说明
图1为本发明中气化性防锈母粒的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种气化性防锈母粒，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
(1)按照相应的重量百分比将载体、防锈缓蚀剂和助剂倒入塑料高速混合机中，高速混合5min，得到混合料；
(2)将混合料通过双转子连续混炼造粒机进行捏合、熔融处理，之后在150-180℃温度条件下混炼、塑化挤出，得到气化性防锈母粒。
实施例2-6：一种气化性防锈母粒，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
Figure BDA0002281823710000041
Figure BDA0002281823710000051
实施例7：一种气化性防锈母粒，与实施例1的不同之处在于，载体包括重量份数分别为4份、1份的聚乙烯和硬脂酸铁。
实施例8：一种气化性防锈母粒，与实施例1的不同之处在于，载体包括重量份数分别为3.5份、1份和0.5份的聚乙烯、硬脂酸铁和N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍。
实施例9：一种气化性防锈母粒，与实施例1的不同之处在于，防锈缓蚀剂还包括0.1份的载体-纳米银的复合抗菌剂，且由如下制备步骤获得：
将1g的羧甲基壳聚糖加入到250mL去离子水中，搅拌均匀，加入250mL浓度为2mmol/L的硝酸银溶液，搅拌加热到50℃，反应1h后冷却至20℃，滴加浓度为1mmol/L的硼氢化钠溶液，搅拌反应0.5h，即得到羧甲基壳聚糖-纳米银的复合抗菌剂。
实施例10-13：气化性防锈母粒的应用，将实施例1,7,8,9所得的气化性防锈母粒分别按照重量比1:25的比例添加到热塑性塑料PE中，充分搅拌得到混合颗粒，然后将混合颗粒经吹膜程序，加工制成气化性防锈膜包装材料。
对比例1：一种气化性防锈膜包装材料，与实施例10的不同之处在于，其所用的气化性防锈母粒中未添加三乙醇胺。
对比例2：一种气化性防锈膜包装材料，与实施例10的不同之处在于，其所用的气化性防锈母粒中未添加辛酸。
对比例3：一种气化性防锈膜包装材料，其由普通市售获得。
性能测试
分别对实施例10-13和对比例1-3得到的气化性防锈膜包装材料进行防锈性能和抗菌性能的测试。其中防锈性能测试参照GB/T 19532-2018；测试结果计入表2和表3中。
通过表和表3中的测试结果可知，本发明制备的气化性防锈膜包装材料的防锈性能较优于对比例3得到的市售防锈包装膜，且本发明在苯甲酸钠存在情况下还具有较轻的抗菌性能，而加入载体-纳米银复合抗菌剂的实施例13则具有优异的抗菌、抑菌性能。
表2防锈性能测试结果
Figure BDA0002281823710000061
表3抗菌性能测试结果
Figure BDA0002281823710000062
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气化性防锈母粒，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
载体：50-65份；
防锈缓蚀剂：10-32份；
助剂：18-36份；
所述载体为聚乙烯；
所述防锈缓蚀剂包括如下重量份数的组分：
辛酸：2-8份；
葵酸：2-8份；
三乙醇胺：4-8份；
苯甲酸钠：1-5份；
苯并三唑：1-5份。
2.根据权利要求1所述的气化性防锈母粒，其特征在于，所述助剂包括如下重量份数的组分：
气相二氧化硅：8-15份；
硬脂酸钙：2-6份；
碳酸钙：8-15份。
3.根据权利要求1所述的气化性防锈母粒，其特征在于，所述载体还包括重量百分含量为10-15%的硬脂酸铁。
4.根据权利要求3所述的气化性防锈母粒，其特征在于，所述载体还包括重量百分含量为5-8%的N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍。
5.根据权利要求1所述的气化性防锈母粒，其特征在于，所述防锈缓蚀剂还包括0.1-0.5份的复合抗菌剂，其中复合抗菌剂为载体-纳米银的复合抗菌剂。
6.根据权利要求5所述的气化性防锈母粒，其特征在于，所述载体采用羧甲基壳聚糖。
7.根据权利要求6所述的气化性防锈母粒，其特征在于，所述复合抗菌剂的制备方法如下：
将1g的羧甲基壳聚糖加入到250mL去离子水中，搅拌均匀，加入250mL浓度为2mmol/L的硝酸银溶液，搅拌加热到50-60℃，反应1h后冷却至20-25℃，滴加浓度为1mmol/L的硼氢化钠溶液，搅拌反应0.5h，即得到羧甲基壳聚糖-纳米银的复合抗菌剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种气化性防锈母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照相应的重量份数比将载体、防锈缓蚀剂和助剂高速混合4-5min，得到混合料；
（2）将混合料进行捏合、熔融处理，之后在150-180℃温度条件下混炼、塑化挤出，得到气化性防锈母粒。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种气化性防锈母粒的应用，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将所述防锈母粒按照重量比1:25-50的比例添加到热塑性塑料的原料中，充分搅拌制成混合颗粒；
（2）将上述混合颗粒经吹膜或淋膜，加工制成气化性防锈膜包装材料。
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