CN111206251A - 棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液，其组成原料为棕榈油酸酰胺化合物防锈剂、气相缓蚀剂、氨基酸基三嗪类防锈剂、硝基苯甲酸醇胺盐、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺、特种水性防锈剂、金属络合剂、消泡剂以及成膜剂。本水基气相防锈浓缩液以水为载体，以绿色环保的棕榈油酸酰胺化合物防锈剂为主要防锈剂，不含亚硝酸盐及其它对人体和环境有毒有害成分，在接触防锈、气相防锈、润滑、浸润和化学吸附方面具有优异的性能，对高精度金属制品既能起到防锈作用又不损伤其表面，且便于水清洗，节能环保，可满足常用钢铁及多种有色金属器件及制品的工序间短期防锈和包装封存的长期防锈要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液及其防锈应用领域，具体地指一种棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液及其制备和使用方法。
背景技术：
金属广泛应用于工业生产和人类生活的各个方面，在科技发展和经济建设中起着举足轻重的作用。然而，金属制品在加工、生产、运输和储存等环节中很容易发生锈蚀，在颜色、光泽、外形方面对金属产品造成损失，严重时会导致性能受损，从而造成严重事故和经济损失。传统防锈油虽然封存效果优良，但涂抹涂覆后不仅外观差、工艺繁琐、耗时费事、效果不佳，而且还需要在启封前进行清洗，极易造成环境的二次污染，而且对于接触不到防锈油的拐角、缝隙部位，不能形成有效的防锈保护，此法已越来越不能被人们所接受。采用真空包装方法则成本较高，且对于工序间和大型工件来说难于现实。干燥剂防锈虽然成本较低，使用方便，但有效时间较短且受环境影响较大，效果很难保证。在环保要求和对金属制品质量要求不断提高的趋势下，“以水代油”开发水基环保气相防锈液，并应用于金属制品的加工、生产、运输和储存等环节对推进科技发展、促进经济建设和改善人民生活都具有重要的意义。
虽然目前有关水基防锈液的报道不少，但这些产品或含亚硝酸钠和铬酸盐，对人体和环境具有危害性；或含有机树脂，利用树脂交联在钢铁基体表面形成高分子薄膜；或含基础油，利用表面活性剂的乳化作用在钢铁基体表面形成油膜；或含无机盐(如明矾、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化盐)，这些无机盐易与钢铁基体发生化学氧化膜，同时无机盐也容易在钢铁基体表面析出固体晶粒或白斑，且不具有气相防锈性能，极易引起金属制品特别是精密金属制品表面产生缺陷，影响表面质量和精度。很明显，目前水基防锈产品在防锈性能和环保要求方面都需要进一步提高。因此，研发高效、环保、成本低的水基防锈液，特别是长效水基防锈浓缩液是该领域的必然趋势。
发明内容：
针对上述不足之处，本发明的目的是提供一种金属制品工序间加工、生产、运输和储存用的水基气相防锈浓缩液，具有优良的接触性防锈和气相防锈的环保浓缩长效药剂，既节约成本又符合环保的要求。
为达到上述目的，本发明按照以下技术方案实现：
一种棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液，其特征在于，其组成原料各组分的重量百分比为：棕榈油酸酰胺化合物防锈剂18-32重量份；气相缓蚀剂为5-10份；氨基酸基三嗪类防锈剂7-12重量份；硝基苯甲酸醇胺盐3-8重量份；六次甲基四胺5-10重量份；苯甲酸单乙醇胺5-10重量份；特种水性防锈剂3-10重量份；金属络合剂1-3重量份；消泡剂0.1-0.5重量份；成膜剂0.5-1.2重量份；其余为去离子水；
所述棕榈油酸酰胺化合物防锈剂制备时所用原料的重量百分比为：棕榈油酸26-30重量份；顺丁烯二酸酐10-12重量份；二乙醇胺35-38重量份；催化剂PB为0.04-0.06重量份；KOH为1-3重量份；去离子水为26-32重量份；
所述棕榈油酸酰胺化合物防锈剂的制备方法如下：
将纯化后的棕榈油酸加入到充有氮气的四口烧瓶中，加入催化剂PB，氮气氛围下加热至140-150℃，再在搅拌条件下缓慢分批加入顺丁烯二酸酐以保证反应瓶口没有白色雾气溢出，升温至150-160℃，保温反应3-5小时；将反应液温度降至140±5℃，分批缓慢加入占二乙醇胺总量45％的二乙醇胺、适量KOH，占二乙醇胺总量45％的二乙醇胺，升温度至160-180℃反应3小时，缓慢加入占二乙醇胺总量10％的二乙醇胺胺化反应0.5小时，自然降温至100℃以下，按配比加入去离子水，得棕榈油酸酰胺化合物防锈剂。
其中所述氨基酸基三嗪类防锈剂为2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪类防锈剂；所述气相缓蚀剂为苯并三氮唑或三乙醇胺硼酸酯中的一种；
所述特种水性防锈剂为次甲基苯三唑衍生物Usail 7042和硅氧烷缓蚀型防锈剂铝/锌用Asail 815，其重量百分比分别为5-10重量份和4-8重量份；
所述金属络合剂乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸钠中的一种；
成膜剂为0.3％的羧甲基纤维素钠水溶液。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液的制备方法，包括以下步骤：
将占总水量80％的水加入反应器中并加热到50-60℃；按所述配比加入硝基苯甲酸醇胺盐使其完全溶解，按配比依次加入棕榈油酸酰胺化合物防锈剂、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺使其完全溶解，再按配比依次加入氨基酸基三嗪类防锈剂、气相缓蚀剂、特种水性防锈剂，保持溶液在50-60℃使其全部溶解；加入总水量20％的水，保持溶液在50-60℃搅拌2小时，再按所述配比依次加入金属络合剂、消泡剂、成膜剂，继续搅拌30分钟，降温至室温，即得上述水基气相防锈浓缩液。
为实现上述发明目的，本发明还提供了棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液的使用方法，将所述水基气相防锈浓缩液用去离子水配成重量百分比为5～20％的稀释液使用，配制过程中用二乙醇胺调节pH为9.0±0.5。将钢板、铸铁件放入包装袋或包装桶等容器，再向容器中注入重量百分比为5-20％防锈稀释液，使钢板、铸铁件完全润湿或浸没，然后密封包装；或将钢板、铸铁件和重量百分比为5-20％防锈稀释液一同注入容器中密封包装，从而代替传统的涂油或真空等包装形式，进行成品的包装、运输和长期储存。
优选地是，所述的棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液的使用方法，其特征在于，将所述水基气相防锈浓缩液用去离子水配成重量百分比为5～10％的稀释液使用，配制过程中用二乙醇胺调节pH为9.0±0.5。
优选地是，所述的棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液的使用方法，其特征在于，将所述水基气相防锈浓缩液用去离子水配成重量百分比为10～20％的稀释液使用，配制过程中用二乙醇胺调节pH为9.0±0.5。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的防锈液以水为载体，不含亚硝酸盐等对人体和环境有毒有害成分，安全环保；也不同于多数的公开专利含有通过与钢铁基体发生成膜反应形成化学氧化物膜无机盐防锈成分(如钼酸盐、硼酸盐、硅酸钠等)，不会对精度要求高的金属器件造成影响，而且易于清洗，操作简便。
(2)本发明以非离子型表面活性剂棕榈油酸酰胺化合物为主要防锈剂，其分子中多个附着力强的极性基团，结合其它特种(气相)水性防锈剂，具有优异的接触防锈能力、气相防锈能力、润滑能力、润湿能力和化学吸附能力。使用时可按防锈期要求用去离子水按5-20％重量百分比直接稀释使用。金属制品或器件采用“湿法”包装和密封，进行成品的包装、运输和长期封存，既不影响金属表面质量和精度，又便于水清洗，节约成本，可同时满足多种金属如铁、铜、铝、锌及其合金等制品或器件封存包装的长期和短期防锈要求。
(3)本发明水基气相防锈浓缩液对钢板、铸铁件采用“湿法”包装和封存，代替传统的涂油、真空等包装形式，进行成品的包装、运输和长期储存,该使用方法将环保工艺延伸至钢球终端使用者，便于终端使用者对其进行后续处理(例如清洗等)。
具体实施方式：
为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不以任何方式限制本发明。
该发明专利提及的2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪类防锈剂，优选于诺泰生物(合肥)科技有限公司的NEUF726；硝基苯甲酸醇胺盐优选于诺泰生物(合肥)科技有限公司的Y-80S；消泡剂为无硅消泡剂，优选于深圳伊宁美克科技有限公司；次甲基苯三唑衍生物优选于洛阳方杉化学有限公司的Usail 7042；硅氧烷缓蚀型防锈剂(铝/锌缓蚀用)优选于洛阳方杉化学有限公司的Asail 815。
棕榈油酸酰胺化合物防锈剂的制备：
准确称取纯化的棕榈油酸30克加入到充有氮气的四口烧瓶中，加入催化剂PB0.05克，氮气氛围下加热至140℃，再在搅拌条件下缓慢分批加入顺丁烯二酸酐12克以保证反应瓶口没有白色雾气溢出，升温至150℃，保温反应4小时；将反应液温度降至140±5℃，分批缓慢加入二乙醇胺17.1克、KOH 1.5克，二乙醇胺17.1克，升温度至170℃反应3小时，缓慢加入二乙醇胺3.8克胺化反应0.5小时，自然降温至100℃以下，加入去离子水28克，得棕榈油酸酰胺化合物防锈剂1。
准确称取纯化的棕榈油酸28克加入到充有氮气的四口烧瓶中，加入催化剂PB0.05克，氮气氛围下加热至140℃，再在搅拌条件下缓慢分批加入顺丁烯二酸酐10克以保证反应瓶口没有白色雾气溢出，升温至160℃，保温反应4小时；将反应液温度降至140±5℃，分批缓慢加入二乙醇胺16.2克、KOH 1.5克，二乙醇胺16.2克，升温度至170℃反应3小时，缓慢加入二乙醇胺3.6克胺化反应0.5小时，自然降温至100℃以下，加入去离子水30克，得棕榈油酸酰胺化合物防锈剂2。
实施例1-6：
上表中实施例所列的水基气相防锈浓缩液制备方法包括以下步骤：将占总水量80％的水加入反应器中并加热到50-60℃；按所述配比加入硝基苯甲酸醇胺盐使其完全溶解，按配比依次加入棕榈油酸酰胺化合物防锈剂、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺使其完全溶解，再按配比依次加入氨基酸基三嗪类防锈剂、气相缓蚀剂、特种水性防锈剂，保持溶液在50-60℃使其全部溶解；加入总水量20％的水，保持溶液在50-60℃搅拌2小时，再按所述配比依次加入金属络合剂、消泡剂、成膜剂，继续搅拌30分钟，降温至室温，即得上述水基气相防锈浓缩液。
其中实施1所得的水基气相防锈浓缩液的具体参数如表1。
表1：
| 项目 | 技术指标 | 试验方法 |
| 外观 | 棕色液体 | 目测 |
| 粘度(40℃，cps) | 7.5±0.5 | GB/T265 |
| pH值 | 8.5-9.5 | JB/T4323.2 |
| 比重 | 1.06～1.12 | GB/T1884 |
| 亚硝酸盐含量％ | 无 | SFB/QG.GL243 |
| RoHS指令标准检测 | 合格 | IEC62321 |
| 成膜性 | 透明、半干或干性 | 目测 |
| 闪点 | 高于95℃ |
将实施例1-4所得的水基气相防锈浓缩液与现有水基防锈液产品的防锈性能进行了比较，实验数据如表2所示。
表2：
由表2的结果可知，实施1-4所得的水基气相防锈浓缩液在防锈性实验均超过了行业标准，金属制品的封存方面明显优于市面现有的同类产品。通过GB/T2423.3-1999实验方法检测其腐蚀性能，通过LY12铝、黄铜和镀锌作为检测基板，可以看出所得水基防锈液的腐蚀性均超过了1级，具有良好的防腐蚀性性能。分析配方可以推断，通过棕榈油酸酰胺化合物防锈剂、氨基酸基三嗪类防锈剂、气相缓蚀剂、硝基苯甲酸醇胺盐、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺和金属络合剂等的复配得到了高效的环保型水基气相防锈浓缩液。
Claims (8)
1.一种棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液，其特征在于，其组成原料各组分的重量百分比为：棕榈油酸酰胺化合物防锈剂18-32重量份；气相缓蚀剂为5-10份；氨基酸基三嗪类防锈剂7-12重量份；硝基苯甲酸醇胺盐3-8重量份；六次甲基四胺5-10重量份；苯甲酸单乙醇胺5-10重量份；特种水性防锈剂3-10重量份；金属络合剂1-3重量份；消泡剂0.1-0.5重量份；成膜剂0.5-1.2重量份；其余为去离子水；
其中棕榈油酸酰胺化合物防锈剂制备时所用原料的重量百分比为：棕榈油酸26-30重量份；顺丁烯二酸酐10-12重量份；二乙醇胺35-38重量份；催化剂PB为0.04-0.06重量份；KOH为1-3重量份；去离子水为26-32重量份；
所述棕榈油酸酰胺化合物防锈剂的制备方法如下：
将纯化后的棕榈油酸加入到充有氮气的四口烧瓶中，加入催化剂PB，氮气氛围下加热至140-150℃，再在搅拌条件下缓慢分批加入顺丁烯二酸酐以保证反应瓶口没有白色雾气溢出，升温至150-160℃，保温反应3-5小时；将反应液温度降至140±5℃，分批缓慢加入占二乙醇胺总量45％的二乙醇胺、适量KOH，占二乙醇胺总量45％的二乙醇胺，升温度至160-180℃反应3小时，缓慢加入占二乙醇胺总量10％的二乙醇胺胺化反应0.5小时，自然降温至100℃以下，按配比加入去离子水，得棕榈油酸酰胺化合物防锈剂。
2.如权利要求1所述的棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液，其特征在于，所述氨基酸基三嗪类防锈剂为2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪类防锈剂；所述气相缓蚀剂为苯并三氮唑或三乙醇胺硼酸酯中的一种。
3.如权利要求1所述的棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液，其特征在于，所述特种水性防锈剂为次甲基苯三唑衍生物Usail 7042和硅氧烷缓蚀型防锈剂铝/锌用Asail 815，其重量百分比分别为5-10重量份和4-8重量份。
4.如权利要求1所述的棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液，其特征在于，所述金属络合剂乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸钠中的一种；成膜剂为0.3％的羧甲基纤维素钠水溶液。
5.一种制备如权利要求1-4所述的棕榈油酸酰胺型水基气相防锈浓缩液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将占总水量80％的水加入反应器中并加热到50-60℃；按所述配比加入硝基苯甲酸醇胺盐使其完全溶解，按配比依次加入棕榈油酸酰胺化合物防锈剂、六次甲基四胺、苯甲酸单乙醇胺使其完全溶解，再按配比依次加入氨基酸基三嗪类防锈剂、气相缓蚀剂、特种水性防锈剂，保持溶液在50-60℃使其全部溶解；加入总水量20％的水，保持溶液在50-60℃搅拌2小时，再按所述配比依次加入金属络合剂、消泡剂、成膜剂，继续搅拌30分钟，降温至室温，即得上述水基气相防锈浓缩液。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的水基气相防锈浓缩液的使用方法，其特征在于，将所述水基气相防锈浓缩液直接用去离子水配成重量百分比为5～20％的稀释液使用，配制过程中用二乙醇胺调节pH为9.0±0.5。
7.如权利要求6所述的水基气相防锈浓缩液的使用方法，其特征在于，将所述水基气相防锈浓缩液用去离子水配成重量百分比为5～10％的稀释液使用，配制过程中用二乙醇胺调节pH为9.0±0.5。
8.如权利要求6所述的水基气相防锈浓缩液的使用方法，其特征在于，将所述水基气相防锈浓缩液用去离子水配成重量百分比为10～20％的稀释液使用，配制过程中用二乙醇胺调节pH为9.0±0.5。
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