CN115322824A - 一种防锈油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防锈油组合物，由如下质量百分比的组分混制而成：15～20％具有20～30个碳原子的饱和直链脂肪酸丁酯、1～2％具有至少10个碳原子以上的丁二酸、10～15％烷基萘磺酸盐、15～20％环烷基基础油以及余量为挥发性基础油。本发明防锈油以具有20～30个碳原子的饱和直链脂肪酸丁酯作为成膜物质，饱和直链脂肪酸丁酯在基础油和挥发性溶剂油中均具有良好的溶解性，避免了现有防锈油中氧化蜡酯化后存在的溶解性问题；同时饱和直链脂肪酸丁酯通过协同体系中的丁二酸和烷基萘磺酸盐，大幅提高了在金属工件表面形成的油膜的耐盐雾性能，形成的油膜致密且牢固附着在金属工件上，水和氧气无法穿过膜层，从而有效提高工件的防锈性能。

Description

一种防锈油组合物
技术领域
本发明涉及一种防锈油组合物，属于金属防锈技术领域。
背景技术
CN 10598046A中公开了氢化甘油三酯在防锈油中的应用。CN 107207883 A中公开了将α-烯烃蜡氧化，然后再进行丁酯化，用于防锈油中作为成膜剂。CN 10598046A和CN107207883 A的防锈油体系均需要助溶剂才能很好地将氧化α-烯烃蜡的酯化产物溶于基础油或挥发性溶剂油中，一方面往体系中加入助溶剂会增加防锈油的生产成本，另一方面随着使用工矿环境改变，这类防锈油虽然含有助溶剂仍会出现体系中成膜剂析出，防锈失效的问题。
发明内容
发明目的：本发明目的旨在提供一种防锈油组合物，该防锈油中的成膜物质在基础油或挥发性溶剂油中具有良好溶解性，并且在金属工件表面形成的油膜具有良好的耐盐雾性能。
技术方案：本发明所述的防锈油组合物，由如下质量百分比的组分混制而成：15～20％具有20～30个碳原子的饱和直链脂肪酸丁酯、1～2％具有至少10个碳原子以上的丁二酸、10～15％烷基萘磺酸盐、15～20％环烷基基础油以及余量为挥发性基础油。
其中，所述脂肪酸丁酯为单一的脂肪酸丁酯或二种以上脂肪酸丁酯的混合物。其中二十烷酸丁酯的熔点为36.6～36.8℃，二十四烷酸丁酯的熔点为50.6～50.8℃。熔点高实现常温下为固态，铺展在金属表面，不容易流走。
其中，所述饱和直链脂肪酸丁酯采用如下方法制备而成，具体包括如下步骤：
(1)向反应釜中依次加入饱和直链脂肪酸和正丁醇，搅拌下再往反应物料中加入催化剂；搅拌下加热至沸腾，保持沸腾回流状态，不断从油水分离器中将水分离出去，直到没有水分生成，停止加热，酯化反应终止；
(2)往酯化反应后的混合液中加入碳酸钠水溶液，得到混合溶液，将混合溶液温度维持在80～95℃，搅拌均匀后，静置分层，除去其中的水层，得到水洗后的混合液；
(3)往水洗后的混合液中加入纯水，温度维持在80～95℃，搅拌均匀后，静置分层，除去其中的水层，得到水洗后的混合液；重复步骤(3)水洗操作，直到水洗后混合液呈中性为止；
(4)将水洗后的混合液减压蒸馏，得到目标产物饱和直链脂肪酸丁酯。
其中，步骤(2)中，碳酸钠水溶液的质量百分浓度为1～10％。
其中，步骤(3)中，直到水洗后混合液的pH值为6～7为止。
其中，所述脂肪酸丁酯的酸值不大于5mgKOH/g。酸值越低，一方面脂肪酸丁酯在基础油或挥发性溶剂油中的溶解性更好，另一方面使防锈油体系油水分离性更好，即使遇到清洗剂或漂洗剂等水性物质也能实现油水分层，油层不会被乳化，从而不会影响其后续使用性能。
其中，所述丁二酸为烯基丁二酸或烷基丁二酸。丁二酸上的烷基可以为直链也可以为支链，碳链越长，防锈性能越好。
其中，所述烷基萘磺酸盐为单磺酸盐，为烷基萘磺酸钡或烷基萘磺酸钙。
其中，所述挥发性溶剂油为闪点40～100℃的直链或异构化溶剂油或碳氢溶剂。
有益效果：本发明防锈油用于金属部件加工过程中或金属部件运输过程中起到临时性防锈作用；本发明防锈油以具有20～30个碳原子的饱和直链脂肪酸丁酯作为成膜物质，饱和直链脂肪酸丁酯在基础油和挥发性溶剂油中均具有良好的溶解性，避免了现有防锈油中氧化蜡酯化后存在的溶解性问题；同时饱和直链脂肪酸丁酯通过协同体系中的丁二酸和烷基萘磺酸盐，大幅提高了在金属工件表面形成的油膜的耐盐雾性能，形成的油膜致密且牢固附着在金属工件上，水和氧气无法穿过膜层，从而有效提高工件的防锈性能。
附图说明
图1为实施例1中制得的产物二十烷酸丁酯的红外光谱图；
图2为实施例2中制得的产物二十四烷酸丁酯的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明技术方案作进一步阐述。
实施例1
本发明防锈油组合物，由如下质量百分比的组分混制而成：二十烷酸丁酯5％、二十四烷酸丁酯5％、十八烯基丁二酸(直链)1％、二壬基萘磺酸钙10％、环烷基基础油20％以及D60 59％。
实施例1使用的二十烷酸丁酯采用如下方法制备而成，具体包括如下步骤：
(1)向一个带有搅拌、加热、温度控制以及水循环冷凝器和油水分离器的200升反应釜中依次投入二十烷酸312kg、正丁醇150kg以及氨基磺酸3.12kg；在搅拌下加热至反应液沸腾，保持沸腾回流状态，不断从油水分离器中将水分离出去，直至没有水生成后，停止加热，酯化反应结束；
(2)将反应釜温度控制在95℃，向反应釜中加入300kg质量浓度为5％的碳酸钠水溶液，搅拌10min，静置分层，将水层排掉，得到水洗后的混合液；
(3)往水洗后的混合液中加入300kg纯水，搅拌10min，静置分层，将水层排掉；重复步骤(3)水洗步骤3-4次，直至水洗后的混合液pH值为6～7；
(4)将水洗后含有正丁醇的混合物进行减压蒸馏，得到亮黄色的油状物，常温下为黄色的蜡状固体，测得产物熔点为36.2℃，从而计算出产物二十烷酸丁酯产率为95％以上，纯度为99％以上。实施例1制得的产物的酸值为0.20mgKOH/g。
实施例2
本发明防锈油组合物，由如下质量百分比的组分混制而成：二十烷酸丁酯5％、二十四烷酸丁酯10％、十二烯基丁二酸(异构化)2％、二壬基萘磺酸钙10％、环烷基基础油20％以及D60 53％。
实施例2使用的二十四烷酸丁酯采用如下方法制备而成，具体包括如下步骤：
(1)向一个带有搅拌、加热、温度控制以及水循环冷凝器和油水分离器的200升反应釜中依次投入二十四烷酸368g、正丁醇150kg以及对甲苯磺酸3.68kg；在搅拌下加热至反应液沸腾，保持沸腾回流状态，不断从油水分离器中将水分离出去，直至没有水生成后，停止加热，酯化反应结束；
(2)将温度控制在95℃，向反应釜中加入300kg质量浓度为5％的碳酸钠水溶液，搅拌10min，静置分层，将水层排掉，得到水洗后的混合液；
(3)往水洗后的混合液中加入300kg纯水，搅拌10min，静置分层，将水层排掉；重复步骤(3)水洗步骤3-4次，直至水洗后的混合液pH值为6～7；
(4)将水洗后含有正丁醇的混合物进行减压蒸馏，得到亮黄色的油状物，常温下为黄色的蜡状固体，测得产物熔点为50.3℃，从而计算出产物二十四烷酸丁酯产率为95％以上，纯度为99％以上。实施例2制得的产物的酸值为0.25mgKOH/g。
本发明使用的二十烷酸丁酯和二十四烷酸丁酯在制备过程中，第一次水洗使用碳酸钠水溶液，可以有效中和酸性催化剂，同时得到脂肪酸盐；其次水洗过程中温度始终控制在80～95℃(在该温度下利于脂肪酸的去除，脂肪酸钠在高温下溶解性好)，有利于未反应的脂肪酸被高温碱性水萃取，从而有效去除未反应的饱和直链脂肪酸，减少脂肪酸丁酯的酸值，提高产物脂肪酸丁酯的纯度，并且减少后续纯化过程，即产物无需后续纯化过程也具备高的纯度。
对比实施例1
一种防锈油，由如下质量百分比的组分混制而成：C20-24氧化蜡丁酯(参照CN107207883 A制备)10％、十八烯基丁二酸(直链)1％、二壬基萘磺酸钙10％、环烷基基础油20％以及D60 59％。
对比实施例2
一种防锈油，由如下质量百分比的组分混制而成：C20-24氧化蜡丁酯(参照CN107207883 A制备)15％、十二烯基丁二酸(异构化)2％、二壬基萘磺酸钙10％、环烷基基础油20％以及D60 53％。
实施例1、实施例2以及对比实施例1～2中产品分别进行盐雾试验以及高温循环试验(根据MIL-PRF-16173方法，在50℃下8小时，4℃下16小时为一个循环)，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003575436150000041

Claims (9)

1.一种防锈油组合物，其特征在于，由如下质量百分比的组分混制而成：15～20％具有20～30个碳原子的饱和直链脂肪酸丁酯、1～2％具有至少10个碳原子以上的丁二酸、10～15％烷基萘磺酸盐、15～20％环烷基基础油以及余量为挥发性基础油。
2.根据权利要求1所述的防锈油组合物，其特征在于：所述脂肪酸丁酯为单一的脂肪酸丁酯或二种以上脂肪酸丁酯的混合物。
3.根据权利要求2所述的防锈油组合物，其特征在于：所述饱和直链脂肪酸丁酯采用如下方法制备而成，具体包括如下步骤：
(1)向反应釜中依次加入饱和直链脂肪酸和正丁醇，搅拌下再往反应物料中加入催化剂；搅拌下加热至沸腾，保持沸腾回流状态，不断从油水分离器中将水分离出去，直到没有水分生成，停止加热，酯化反应终止；
(2)往酯化反应后的混合液中加入碳酸钠水溶液，得到混合溶液，将混合溶液温度维持在80～95℃，搅拌均匀后，静置分层，除去其中的水层，得到水洗后的混合液；
(3)往水洗后的混合液中加入纯水，温度维持在80～95℃，搅拌均匀后，静置分层，除去其中的水层，得到水洗后的混合液；重复步骤(3)水洗操作，直到水洗后混合液呈中性为止；
(4)将水洗后的混合液减压蒸馏，得到目标产物饱和直链脂肪酸丁酯。
4.根据权利要求3所述的防锈油组合物，其特征在于：步骤(2)中，碳酸钠水溶液的质量百分浓度为1～10％。
5.根据权利要求3所述的防锈油组合物，其特征在于：步骤(3)中，直到水洗后混合液的pH值为6～7为止。
6.根据权利要求1所述的防锈油组合物，其特征在于：所述脂肪酸丁酯的酸值不大于5mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述的防锈油组合物，其特征在于：所述丁二酸为烯基丁二酸或烷基丁二酸。
8.根据权利要求1所述的防锈油组合物，其特征在于：所述烷基萘磺酸盐为单磺酸盐，为烷基萘磺酸钡或烷基萘磺酸钙。
9.根据权利要求1所述的防锈油组合物，其特征在于：所述挥发性溶剂油为闪点40～100℃的直链或异构化溶剂油或碳氢溶剂。
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