環(huán)境友好型水性防銹劑、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)境友好型水性防銹劑、其制備方法及應(yīng)用。所述防銹劑主要是由環(huán)氧化合物與磷酸在有或無溶劑下反應(yīng)后以醇胺類化合物中和而形成的混合物體系。本發(fā)明環(huán)境友好型水性防銹劑的最低有效使用濃度可達(dá)0.2wt%，使用方法簡(jiǎn)單，并且防銹時(shí)間長(zhǎng)，適合中長(zhǎng)期防銹，易于清洗，同時(shí)還不含亞硝基胺等有毒物質(zhì)，具有節(jié)能減排、安全環(huán)保的效果，而且其制備方法簡(jiǎn)單，原料來源廣泛，用量少，成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】環(huán)境友好型水性防銹劑、其制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種環(huán)境友好型水性防銹劑、其制備方法及應(yīng)用，屬于金屬防銹【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)人民日?qǐng)?bào)報(bào)道，2013年⑶P為47萬億，腐蝕損失約占⑶P的5%，為2.35萬億，遠(yuǎn)大于地震、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)等造成的損失！因此對(duì)鋼材防銹的研究具有重要意義。金屬的長(zhǎng)期防銹一般使用防銹油，但防銹油一般都含有鉻、鋇等重金屬離子，此外在后續(xù)工序中還需進(jìn)行除油處理。隨著石油資源日益枯竭以及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，加之油質(zhì)不易分解等問題的存在，使得開發(fā)水基防銹劑具有重要意義。
[0003]1980年以前，國內(nèi)外大量采用亞硝酸鈉作為水溶性防銹劑，雖然防銹效果比較好，但與有機(jī)胺反應(yīng)生成致癌的亞硝基胺，會(huì)對(duì)工作人員存在嚴(yán)重的健康隱患，因此亞硝酸鈉的使用和排放均受到了嚴(yán)格限制。美、日等國明令禁止亞硝酸鈉在水基液中的使用。目前市面上還有一些硼酸鹽、羧酸鹽類的水性防銹劑，由于防銹時(shí)間很短(數(shù)天?數(shù)月，但基本小于半年)，只能做短期防銹作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種環(huán)境友好型水性防銹劑及其制備方法，該防銹劑防銹時(shí)間長(zhǎng)，防銹效果優(yōu)良，且易于制備，成本低廉。
[0005]為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
一種環(huán)境友好型水性防銹劑，包含由環(huán)氧化合物與磷酸在有或無溶劑下反應(yīng)后以醇胺類化合物中和而形成的混合物體系。
[0006]一種環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，包括:將環(huán)氧化合物與磷酸在有或無溶劑下反應(yīng)后，再加入醇胺類化合物中和，所獲混合物體系即為所述防銹劑。
[0007]進(jìn)一步的，所述制備方法具體包括:取環(huán)氧化合物與磷酸在有溶劑或無溶劑的條件下，于1(T100°C的溫度下反應(yīng)0.5^4h,再加入醇胺類化合物，將反應(yīng)體系的pH值調(diào)節(jié)至7-10，獲得所述防銹劑。
[0008]較為優(yōu)選的，該制備方法包括:將所述環(huán)氧化合物與磷酸在溫度為2(T60°C的條件下反應(yīng)2?3h。
[0009]進(jìn)一步的，該制備方法包括:將所述反應(yīng)體系的pH值調(diào)節(jié)至7-10之后，除去所述反應(yīng)體系內(nèi)的溶劑，獲得所述防銹劑。
[0010]較為優(yōu)選的，所述環(huán)氧化合物中環(huán)氧基團(tuán)與磷酸的摩爾比為3 4，尤其優(yōu)選為3:2?3。
[0011]進(jìn)一步的，所述環(huán)氧化合物可選自但不限于環(huán)氧樹脂、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧蓖麻油、環(huán)氧桐油中的任一種或兩種以上的組合。
[0012]進(jìn)一步的，所述醇胺類化合物可選自但不限于一異丙醇胺、二異丙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺中的任一種或兩種以上的組合。
[0013]進(jìn)一步的，所述溶劑可選自但不限于丙酮、二氯甲烷，1，3_ 二氧五環(huán)，二氧六環(huán)，四氫呋喃，甲苯和二甲苯中的任一種或兩種以上的組合。
[0014]本發(fā)明的環(huán)境友好型水性防銹劑的最低有效使用濃度可達(dá)0.2wt%,較為優(yōu)選的有效使用濃度為0.2?5wt%。
[0015]而作為本發(fā)明環(huán)境友好型水性防銹劑的優(yōu)選應(yīng)用方案之一，其涉及的一種防銹方法可以包括:將前述的任一種環(huán)境友好型水性防銹劑以水稀釋1(Γ200倍后，再施加于物品表面形成防銹涂層。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下積極效果:
(1)本發(fā)明環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法簡(jiǎn)單，且所用原料來源廣泛，用量少，適用于大規(guī)模生產(chǎn)；
(2)本發(fā)明環(huán)境友好型水性防銹劑不含亞硝酸鹽，最低有效使用濃度可達(dá)0.2wt%，例如可加水稀釋1(Γ200倍后使用，使用方法簡(jiǎn)單，可噴淋或浸泡使用，具有安全環(huán)保的特性，并且防銹時(shí)間在一年以上，適合中長(zhǎng)期防銹，同時(shí)易于清洗。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種環(huán)境友好型水性防銹劑，其主要是由環(huán)氧化合物和磷酸在有或無溶劑下反應(yīng)后以醇胺類化合物中和而形成的混合物體系。
[0018]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種制備所述環(huán)境友好型水性防銹劑的方法，包括: 取磷酸與環(huán)氧化合物或環(huán)氧化合物及溶劑混合進(jìn)行反應(yīng)，其中環(huán)氧化合物中環(huán)氧基團(tuán)
/磷酸摩爾比優(yōu)選為3:1?4，尤其優(yōu)選為3:2?3，反應(yīng)溫度優(yōu)選為1(T100°C，尤其優(yōu)選為2(T60°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.5^4小時(shí)，尤其優(yōu)選為2?3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，緩慢加入醇胺類化合物，使所獲反應(yīng)體系溶液的PH值為7-10，獲得所述防銹劑。
[0019]而在一較為具體的方案中，該制備方法可以包括:稱取一定量的磷酸與環(huán)氧化合物或環(huán)氧化合物及溶劑混合，在伴以攪拌(例如，攪拌速度在500rpm以上)的條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，滴加醇胺類化合物，使所獲反應(yīng)體系溶液的pH值為7-10，然后除去溶劑，并向余留的溶液中加入水稀釋一倍以上，形成所述防銹劑。
[0020]本發(fā)明的環(huán)境友好型水性防銹劑的最低有效使用濃度可達(dá)0.2wt%,較為優(yōu)選的有效使用濃度可以為0.2?5wt%，特別是可以用水稀釋1(Γ200倍使用，使用方法簡(jiǎn)單，并且防銹時(shí)間在一年以上，適合中長(zhǎng)期防銹，易于清洗，同時(shí)還不含亞硝基胺等有毒物質(zhì)，具有節(jié)能減排、安全環(huán)保的效果，而且其制備方法簡(jiǎn)單，原料來源廣泛，用量少，成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0021]以下通過若干實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做更詳細(xì)的描述，但所述實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0022]實(shí)施例1稱取30.75g磷酸加入到500mL的三口燒瓶中，然后加入10g雙酚A環(huán)氧樹脂E44，將燒瓶置入恒溫油浴中進(jìn)行磁力攪拌(500rpm)，反應(yīng)溫度為50° C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，滴加N，N-二甲基乙醇胺40.45g，使所得到溶液的pH為8，再向溶液中加入171.2g水稀釋一倍，得到防銹劑。該防銹劑按2%防銹劑+98%的蒸餾水，用GB/Tl 1143-2008試驗(yàn)方法做液相銹蝕(蒸餾水)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果合格。該防銹劑根據(jù)GB/T2361-1992試驗(yàn)方法做溫?zé)釋?shí)驗(yàn)(10天)，結(jié)果I級(jí)，符合防銹油的技術(shù)指標(biāo)。而且，利用該防銹劑形成防銹涂層，在無其它輔助防銹措施(例如密封包裝)的情況下，可使普通鋼鐵制品在常溫常濕環(huán)境中放置I年以上后，表面無明顯銹跡。
[0023]實(shí)施例2稱取46.1g磷酸加入到500mL的三口燒瓶中，然后加入10g雙酚A環(huán)氧樹脂E44，將燒瓶置入恒溫油浴中進(jìn)行磁力攪拌(500rpm)，反應(yīng)溫度為60° C，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，滴加N，N- 二甲基乙醇胺56.35g，使所得到溶液的pH為8.5，再向溶液中加入202.45g水稀釋一倍，得到防銹劑。該防銹劑按2%防銹劑+98%的蒸餾水，用GB/Tl 1143-2008試驗(yàn)方法做液相銹蝕(蒸餾水)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果合格。該防銹劑根據(jù)GB/T2361-1992試驗(yàn)方法做溫?zé)釋?shí)驗(yàn)(10天)，結(jié)果I級(jí)，符合防銹油的技術(shù)指標(biāo)。而且，利用該防銹劑形成防銹涂層，在無其它輔助防銹措施的情況下，可使普通鋼鐵制品在常溫常濕環(huán)境中放置I年以上后，表面無明顯銹跡。
[0024]實(shí)施例3稱取30.75g磷酸加入到500mL的三口燒瓶中，然后加入雙酚A環(huán)氧樹脂E44的丙酮溶液(10g環(huán)氧樹脂溶于10mL的丙酮中)，將燒瓶置入恒溫油浴中進(jìn)行磁力攪拌(500rpm)，反應(yīng)溫度為30° C，反應(yīng)時(shí)間為I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，滴加N，N-二甲基乙醇胺40.45g，使所得到溶液的pH為8，旋掉丙酮后，再向溶液中加入171.2g水稀釋一倍，得到防銹劑。該防銹劑按2%防銹劑+98%的蒸餾水，用GB/T11143-2008試驗(yàn)方法做液相銹蝕(蒸餾水)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果合格。該防銹劑根據(jù)GB/T2361-1992試驗(yàn)方法做溫?zé)釋?shí)驗(yàn)(10天)，結(jié)果I級(jí)，符合防銹油的技術(shù)指標(biāo)。而且，利用該防銹劑形成防銹涂層，在無其它輔助防銹措施的情況下，可使普通鋼鐵制品在常溫常濕環(huán)境中放置I年以上后，表面無明顯銹跡。
[0025]實(shí)施例4稱取46.1g磷酸加入到500mL的三口燒瓶中，然后加入雙酚A環(huán)氧樹脂E44的丙酮溶液(10g環(huán)氧樹脂溶于10mL的丙酮中)，將燒瓶置入恒溫油浴中進(jìn)行磁力攪拌(500rpm)，反應(yīng)溫度為30° C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，滴加N，N-二甲基乙醇胺56.35g g，使所得到溶液的pH為9，旋掉丙酮后，再向溶液中加入202.45g水稀釋一倍，得到防銹劑。該防銹劑按2%防銹劑+98%的蒸餾水，用GB/T11143-2008試驗(yàn)方法做液相銹蝕(蒸餾水)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果合格。該防銹劑根據(jù)GB/T2361-1992試驗(yàn)方法做溫?zé)釋?shí)驗(yàn)(10天)，結(jié)果I級(jí)，符合防銹油的技術(shù)指標(biāo)。而且，利用該防銹劑形成防銹涂層，在無其它輔助防銹措施的情況下，可使普通鋼鐵制品在常溫常濕環(huán)境中放置I年以上后，表面無明顯銹跡。
[0026]實(shí)施例5稱取26.6g磷酸加入到500mL的三口燒瓶中，然后加入10g環(huán)氧大豆油，將燒瓶置入恒溫油浴中進(jìn)行磁力攪拌(500rpm)，反應(yīng)溫度為40° C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，滴加三乙醇胺59.0g，使所得到溶液的pH為8，再向溶液中加入185.6g水稀釋一倍，得到防銹劑。該防銹劑按2%防銹劑+98%的蒸餾水，用GB/T11143-2008試驗(yàn)方法做液相銹蝕(蒸餾水)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果合格。該防銹劑根據(jù)GB/T2361-1992試驗(yàn)方法做溫?zé)釋?shí)驗(yàn)(10天)，結(jié)果I級(jí)，符合防銹油的技術(shù)指標(biāo)。而且，利用該防銹劑形成防銹涂層，在無其它輔助防銹措施的情況下，可使普通鋼鐵制品在常溫常濕環(huán)境中放置I年以上后，表面無明顯銹跡。
[0027]對(duì)照例取市售水性防銹劑(如，德州奧森精細(xì)化工有限公司出品的aosen型硼酸鹽防銹劑，諾泰生物科技(合肥)有限公司出品的Y-80S型羧酸鹽防銹劑)根據(jù)GB/T11143-2008、GB/T2361-1992方法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，此類防銹劑的使用濃度在5wt%以上才能通過GB/T11143-2008、GB/T2361-1992測(cè)試，即產(chǎn)生防銹效果。但是，在無其它輔助防銹措施的情況下，表面涂覆有此類防銹劑的普通鋼鐵制品在常溫常濕環(huán)境中短時(shí)間(數(shù)天至數(shù)月)放置后，表面即出現(xiàn)明顯銹跡，若放置超過半年，則防銹涂層完全失效。
[0028]以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充或類似方式替代等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)境友好型水性防銹劑，其特征在于它包含由環(huán)氧化合物與磷酸在有或無溶劑下反應(yīng)后以醇胺類化合物中和而形成的混合物體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型水性防銹劑，其特征在于它的最低有效使用濃度為 0.2wt%。
3.一種環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于包括:將環(huán)氧化合物與磷酸在有或無溶劑下反應(yīng)后，再加入醇胺類化合物中和，所獲混合物體系即為所述防銹劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于包括: 取環(huán)氧化合物與磷酸在有溶劑或無溶劑的條件下，于1(T100°C的溫度下反應(yīng)0.5^4h,尤其優(yōu)選于溫度為2(T60°C的條件下反應(yīng)2?3h，再加入醇胺類化合物，將反應(yīng)體系的pH值調(diào)節(jié)至7-10，獲得所述防銹劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于包括:將所述反應(yīng)體系的PH值調(diào)節(jié)至7-10之后，除去所述反應(yīng)體系內(nèi)的溶劑，獲得所述防銹劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于所述環(huán)氧化合物中環(huán)氧基團(tuán)與磷酸的摩爾比為3:廣4，尤其優(yōu)選為3:2?3。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于所述環(huán)氧化合物包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧蓖麻油、環(huán)氧桐油中的任一種或兩種以上的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于所述醇胺類化合物包括一異丙醇胺、二異丙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺中的任一種或兩種以上的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述環(huán)境友好型水性防銹劑的制備方法，其特征在于所述溶劑包括丙酮、二氯甲烷，1，3_ 二氧五環(huán)，二氧六環(huán)，四氫呋喃，甲苯和二甲苯中的任一種或兩種以上的組合。
10.一種防銹方法，其特征在于包括:將權(quán)利要求1或2所述的環(huán)境友好型水性防銹劑或由權(quán)利要求3-9中任一項(xiàng)所述方法制備的環(huán)境友好型水性防銹劑以水稀釋1(Γ200倍后，再施加于物品表面形成防銹涂層。
【文檔編號(hào)】C23F11/167GK104294283SQ201410560781
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】余海斌, 顧林, 劉栓, 丁紀(jì)恒, 趙海超 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所