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一種少殘留水基防銹劑及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12817516閱讀:1310來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明屬于水基防銹劑技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種少殘留水基防銹劑及其制備方法。



背景技術(shù):

水基防銹劑是指在使用過(guò)程中可以用水進(jìn)行稀釋的防銹劑,其主要成分是水溶性防銹化合物、水溶性助劑和水等組成,沒(méi)有氣味或氣味較小,不會(huì)燃燒。使用該類產(chǎn)品的金屬工件在進(jìn)入下一道工序前無(wú)需清洗或者僅需要簡(jiǎn)單清洗,大大簡(jiǎn)化了處理工序,提高了效率,加上用水取代了有機(jī)溶劑,具有環(huán)保、防火、對(duì)操作人員危害小等優(yōu)點(diǎn),它是防銹產(chǎn)品的發(fā)展方向。

在汽車零部件、總成制造過(guò)程中,經(jīng)常需要對(duì)金屬件進(jìn)行防銹、防腐蝕處理,以保證零件表面質(zhì)量。使用水基防銹劑越來(lái)越受到用戶的歡迎,它具有防銹效果好、使用方便、成本低、安全等特點(diǎn)。含亞硝酸鹽的水基防銹劑具有極好的防銹性,但亞硝酸鹽有劇毒,與三乙醇胺共同使用時(shí)有間接致癌作用。而不含亞硝酸鹽的水基防銹劑其防銹性時(shí)常不理想,成本又高,用戶不愿接受。

現(xiàn)有的水基防銹劑(包括有的一元、二元有機(jī)酸型產(chǎn)品)用于要求防銹期較長(zhǎng)時(shí),需加入較多的防銹添加劑、成膜劑、助劑等組分,金屬防銹處理烘干后表面殘留物較多,并可能有脂狀、粘膠狀物質(zhì)產(chǎn)生,不利于后續(xù)處理工序,這是用戶不希望看到的。

因此,研制一種無(wú)毒環(huán)保、防銹性好(防銹期長(zhǎng))、殘留少、成本不增加的水基防銹劑將會(huì)受到用戶的青睞,這就是本發(fā)明產(chǎn)品需要解決的問(wèn)題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種少殘留水基防銹劑及其制備方法,其加入量少,在金屬表面殘留物少,防銹性好,耐硬水能力強(qiáng)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明采取的具體的技術(shù)方案為,一種少殘留水基防銹劑,包括如下質(zhì)量百分比的各物質(zhì):甲苯磺氨基己酸4%-8%、三嗪三氨基己酸2%-4.5%、單異丙醇胺5%-8%、三異丙醇胺2%-6%、水余量;

其中,

甲苯磺氨基己酸結(jié)構(gòu)式為:

三嗪三氨基己酸結(jié)構(gòu)式為:

單異丙醇胺結(jié)構(gòu)式為:

三異丙醇胺結(jié)構(gòu)式為:

本發(fā)明的另一目的在于提供一種少殘留水基防銹劑的制備方法,包括如下步驟:步驟一、稱取計(jì)量中一部分的單異丙醇胺,攪拌加熱并保證單異丙醇胺溫度不大于65℃,向單異丙醇胺中分若干次加入計(jì)量的甲苯磺氨基己酸,恒溫?cái)嚢?0min~60min,直至甲苯磺氨基己酸完全溶解,得到的混合液為單體組分a,備用;其中,單異丙醇胺的量能保證甲苯磺氨基己酸能與單異丙醇胺充分反應(yīng);

步驟二、稱取計(jì)量中另一部分的單異丙醇胺,攪拌加熱并保證溫度不大于65℃,向單異丙醇胺中三嗪三氨基己酸,恒溫?cái)嚢?0min~60min,直至三嗪三氨基己酸完全溶解,得到的混合液體為單體組分b,備用;其中,單異丙醇胺的量能保證三嗪三氨基己酸能與單異丙醇胺充分反應(yīng);

步驟三、按計(jì)量稱取水,攪拌加熱至50℃,向水中逐滴加入單體組分a,恒溫?cái)嚢?0min~30min,直至單體組分a完全分散于水中;

步驟四、在攪拌狀態(tài)下,繼續(xù)往水中加入單體組分b,恒溫?cái)嚢?0min~30min,直至單體組分b完全溶解于水中;

步驟五、在攪拌狀態(tài)下,往步驟四中得到的混合液體中加入計(jì)量的三異丙醇胺,攪拌20min~30min,直至三異丙醇胺完全溶解;得到水基防銹劑。

單體組分a的制備原理為:?jiǎn)萎惐及放c甲苯磺氨基己酸按摩爾比1:1反應(yīng)得到,其中將反應(yīng)溫度控制為65℃的作用在于促進(jìn)反應(yīng)完全進(jìn)行;

反應(yīng)式為:

單體組分b的制備原理為:?jiǎn)萎惐及放c三嗪三氨基己酸按摩爾比3:1反應(yīng)得到,其中將反應(yīng)溫度控制為65℃的作用在于,一是促進(jìn)反應(yīng)完全進(jìn)行;二是促進(jìn)反應(yīng)生成的水揮發(fā);

反應(yīng)式為:

有益效果

本申請(qǐng)的水基防銹劑是有機(jī)羧酸鹽/酯型產(chǎn)品,在使用中消耗緩慢,這與其作用機(jī)理有關(guān),它的緩蝕作用是通過(guò)活性吸附進(jìn)行的。在該體系中發(fā)生腐蝕時(shí)ph值降低,局部呈現(xiàn)微酸性環(huán)境,有機(jī)羧酸從溶液中游離出來(lái)吸附在發(fā)生腐蝕的活性點(diǎn)處,防止腐蝕進(jìn)一步發(fā)生;當(dāng)腐蝕點(diǎn)處腐蝕被抑制,局部的ph值恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí),有機(jī)羧酸又重新變成離子溶入溶液中;由于不需要成膜,所以消耗量很少;與一元、二元有機(jī)羧酸比較,多元有機(jī)羧酸需要較少的用量即可以達(dá)到較好或同等的緩蝕效果。因此,在實(shí)際使用中使用量較少,水分蒸發(fā)后在金屬表面殘留就少,也不會(huì)形成脂狀、粘膠狀有機(jī)物質(zhì)。

有機(jī)羧酸鹽/酯不但對(duì)黑色金屬有很好的防銹性,而且對(duì)有色金屬也有優(yōu)良的緩蝕作用,對(duì)鋁、銅等有色金屬有很好的防腐蝕性。

該防銹劑中所用有機(jī)羧酸與有機(jī)醇胺等堿性物質(zhì)反應(yīng)后生成有機(jī)羧酸鹽/酯,呈現(xiàn)弱堿性,該物質(zhì)易溶于水。

該防銹劑不含有毒及重金屬組分,為無(wú)毒環(huán)保型產(chǎn)品。發(fā)明產(chǎn)品既可單獨(dú)作為水基防銹劑使用,也可作為金屬清洗劑、切削液產(chǎn)品中的防銹組分使用。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明專利產(chǎn)品是分別采用甲苯磺氨基己酸與單異丙醇胺、三嗪三氨基己酸與單異丙醇胺反應(yīng)合成酯類單體,將此兩種合成單體及一定過(guò)量的單異丙醇胺、三異丙醇胺等溶解于水中構(gòu)成水基防銹劑。本文中所述的甲苯磺氨基己酸來(lái)源于杭州施特安化工有限公司,產(chǎn)品型號(hào)msa75;三嗪三氨基己酸來(lái)源于杭州施特安化工有限公司,產(chǎn)品型號(hào)tc50;單異丙醇胺來(lái)源于上海麥克林生化科技有限公司,產(chǎn)品型號(hào)d828281;三異丙醇胺來(lái)源于上海麥克林生化科技有限公司,產(chǎn)品型號(hào)d821912。

實(shí)施例1:

一種少殘留水基防銹劑的制備方法,包括如下步驟:步驟1、在反應(yīng)容器1中加入質(zhì)量百分比3.5%的單異丙醇胺,攪拌加熱,緩慢多次加入質(zhì)量百分比6.0%的甲苯磺氨基己酸,溶液溫度不超過(guò)65℃,保持?jǐn)嚢柚良妆交前被核嵬耆芙?,反?yīng)時(shí)間約為40min,稱為單體組分a,備用;

步驟2、在反應(yīng)容器2中加入質(zhì)量百分比1.5%的單異丙醇胺,攪拌加熱,緩慢多次加入質(zhì)量百分比2.0%的三嗪三氨基己酸,溶液溫度不超過(guò)65℃,保持?jǐn)嚢柚寥喝被核嵬耆芙猓磻?yīng)時(shí)間約為60min,稱為單體組分b,備用;

步驟3、在反應(yīng)容器3中加入質(zhì)量百分比81.0%的水,攪拌加熱,升溫至約50℃;緩慢加入全部的單體組分a,保持?jǐn)嚢柚镣耆芙猓旌蠒r(shí)間約為20min;

步驟4、在攪拌狀態(tài)下,往上述反應(yīng)容器3中緩慢加入全部的單體組分b至完全溶解,混合時(shí)間約為30min;

步驟5、在攪拌狀態(tài)下,往上述反應(yīng)容器3中緩慢加入質(zhì)量百分比6.0%的三異丙醇胺至完全溶解,混合時(shí)間約為20min;原液合成完畢。

實(shí)施例2:

步驟1、在反應(yīng)容器1中加入質(zhì)量百分比5.1%的單異丙醇胺,攪拌加熱,緩慢多次加入質(zhì)量百分比8.0%的甲苯磺氨基己酸,溶液溫度不超過(guò)65℃,保持?jǐn)嚢柚良妆交前被核嵬耆芙猓磻?yīng)時(shí)間約為60min,稱為單體組分a,備用;

步驟2、在反應(yīng)容器2中加入質(zhì)量百分比2.9%的單異丙醇胺,攪拌加熱,緩慢多次加入質(zhì)量百分比3.5%的三嗪三氨基己酸,溶液溫度不超過(guò)65℃,保持?jǐn)嚢柚寥喝被核嵬耆芙猓磻?yīng)時(shí)間約為40min,稱為單體組分b,備用;

步驟3、在反應(yīng)容器3中加入質(zhì)量百分比78.5%的水,攪拌加熱,升溫至約50℃;緩慢加入全部的單體組分a,保持?jǐn)嚢柚镣耆芙?,混合時(shí)間約為30min;

步驟4、在攪拌狀態(tài)下,往上述反應(yīng)容器3中緩慢加入全部的單體組分b至完全溶解,混合時(shí)間約為20min;

步驟5、在攪拌狀態(tài)下,往上述反應(yīng)容器3中緩慢加入質(zhì)量百分比2.0%的三異丙醇胺至完全溶解,混合時(shí)間約為30min;原液合成完畢。

實(shí)施例3:

步驟1、在反應(yīng)容器1中加入質(zhì)量百分比2.2%的單異丙醇胺,攪拌加熱,緩慢多次加入質(zhì)量百分比4.0%的甲苯磺氨基己酸,溶液溫度不超過(guò)65℃,保持?jǐn)嚢柚良妆交前被核嵬耆芙?,反?yīng)時(shí)間約為40min~60min,稱為單體組分a,備用;

步驟2、在反應(yīng)容器2中加入質(zhì)量百分比4.3%的單異丙醇胺,攪拌加熱,緩慢多次加入質(zhì)量百分比4.5%的三嗪三氨基己酸,溶液溫度不超過(guò)65℃,保持?jǐn)嚢柚寥喝被核嵬耆芙?,反?yīng)時(shí)間約為40min~60min,稱為單體組分b,備用;

步驟3、在反應(yīng)容器3中加入質(zhì)量百分比80.0%的水,攪拌加熱,升溫至約50℃;緩慢加入全部的單體組分a,保持?jǐn)嚢柚镣耆芙?,混合時(shí)間約為20min~30min;

步驟4、在攪拌狀態(tài)下,往上述反應(yīng)容器3中緩慢加入全部的單體組分b至完全溶解,混合時(shí)間約為20min~30min;

步驟5、在攪拌狀態(tài)下,往上述反應(yīng)容器3中緩慢加入質(zhì)量百分比5.0%的三異丙醇胺至完全溶解,混合時(shí)間約為20min~30min;原液合成完畢。

對(duì)比例1:

市售亞硝酸鹽型水基防銹劑。

產(chǎn)品實(shí)施效果及比較:

分別對(duì)上述實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例1的防銹劑進(jìn)行性能測(cè)試,其性能及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1:

表1實(shí)施例1-3及對(duì)比例1的水基防銹劑的檢測(cè)結(jié)果

其中,防銹性能/腐蝕性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為:0級(jí)表示表面無(wú)銹、無(wú)明顯變化,數(shù)字越大代表銹蝕越嚴(yán)重;

其中泡沫性能測(cè)試的檢測(cè)方法為:將試樣倒入100ml具塞量筒中,使液面在50ml處,蓋好塞,上下?lián)u動(dòng)1min,上下?lián)u動(dòng)的距離約為1/3m,搖動(dòng)頻率約為100~120次/min。搖動(dòng)停止時(shí)立即觀察即時(shí)液面泡沫體積及靜置1min時(shí)液面殘留泡沫體積。

該防銹劑不含有毒及重金屬組分;對(duì)黑色金屬防銹性完全達(dá)到含亞硝酸鹽產(chǎn)品的水平;對(duì)有色金屬(如鋁、銅等)有很好的防腐蝕性;在金屬零件上殘留少,不會(huì)形成脂狀、粘膠狀物質(zhì);耐硬水能力強(qiáng);產(chǎn)品無(wú)泡沫。

以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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