一种环保型水基防锈剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型水基防锈剂的制备方法,属于金属表面处理的技术领域。本发明专利技术以环氧乙烷、乙二醇作为原料，以氢氧化钠作为催化剂，在形成低分子聚乙二醇时，向其中加入谷氨酸，通过氢氧化锂及钛酸正丁酯的催化，使谷氨酸和低分子聚乙二醇结合，同时促使结合中的谷氨酸聚合，形成大量羧基等极性基团，增加与铁的结合，提高成膜性能，再将其与马来酸酐进行反应，增加空间位阻，提高阻水性能，最后通过与三乙醇胺及碳酸钠复配，从而获得环保型水基防锈剂，本发明专利技术所得的环保型水基防锈剂无毒无害，绿色环保，对使用者的人身健康和环境健康均无不良负责副作用，同时本发明专利技术制备简单，防锈效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种环保型水基防锈剂的制备方法，属于金属表面处理的

技术介绍
金属的锈蚀是生产中经常遇到的问题，金属生锈不仅使金属工件本身在外形、色泽以及机械性能等方面受到破坏，而且使得产品的质量下降，特别严重的还会使产品报废，为了减缓钢铁的锈蚀，将锈蚀造成的损失降到最低限度，人们采取了很多防锈蚀措施，其中防锈液的使用则是应用较广，效果较明显的一种。防锈液是一种超级高效的合成渗透剂，它能在金属表面形成一层薄膜，防止金属锈蚀。根据组分的不同，防锈液分为油基防锈液和水基防锈液：油基防锈液是由基础油、油溶性缓蚀剂和辅助添加剂等组成。油基防锈液可以在金属表面形成一层致密油膜，隔离空气中的水、氧气等起到防锈作用。但油基防锈液后续工序需进行除油，防锈油的去除难度相当大，并且随着石油资源日益紧张和环保意识的不断增强，再加上油质不易分解等问题的存在，油基防锈液逐渐被替代。水基防锈液是由水溶性防锈剂、水溶性助剂、缓蚀剂和水等组成。水基防锈液是在水溶液中加入一定量的防锈剂，以阻止化学或电化学作用的发生，生成不溶性钝化膜层或反应膜层起防锈作用。但这类防锈液涂于金属表面后，液膜易流淌，水分挥发后，还会在金属表面形成一层白霜，失去应有的防锈效果，防锈性能达不到防锈油的效果。并且，传统的水基防锈液多含有亚硝酸盐、重铬酸盐等成分，众所周知，亚硝酸盐类为致癌物质，对操作者的健康有危害，同时重铬酸盐成分因含有铬等重金属，对环境有害，也影响了金属的性能与质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前工业上广泛使用的水基防锈剂通常含有有害物质，易对人体及环境造成危害，同时形成的液膜易流淌，水分挥发后，还会在金属表面形成一层白霜，失去应有的防锈效果的问题，本专利技术以环氧乙烷、乙二醇作为原料，以氢氧化钠作为催化剂，在形成低分子聚乙二醇时，向其中加入谷氨酸，通过氢氧化锂及钛酸正丁酯的催化，使谷氨酸和低分子聚乙二醇结合，同时促使结合中的谷氨酸聚合，形成大量羧基等极性基团，增加与铁的结合，提高成膜性能，再将其与马来酸酐进行酰胺化反应，增加空间位阻，提高阻水性能，最后通过与三乙醇胺及碳酸钠复配，从而获得环保型水基防锈剂。本专利技术以低分子聚乙二醇作为基质，通过谷氨酸接枝改性，马来酸酐酰胺化改性，获得成膜性高，防锈效果好的环保型水基防锈剂，有效解决了目前工业上广泛使用的水基防锈剂通常含有有害物质，易对人体及环境造成危害，同时形成的液膜易流淌，水分挥发后，还会在金属表面形成一层白霜，失去应有的防锈效果的问题，本专利技术所得的环保型水基防锈剂无毒无害，绿色环保，对使用者的人身健康和环境健康均无不良负责副作用，同时本专利技术制备简单，防锈效果好。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）按重量份数计，取80～90份质量分数70％环氧乙烷溶液、30～35份乙二醇、13～16份谷氨酸、6～9份1.3mol/L氢氧化钠溶液、3～6份氢氧化锂、3～5份甲醇及1～3份钛酸正丁酯，首先将乙二醇、1.3mol/L氢氧化钠溶液放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，并升压至0.16～0.22MPa，设定温度为100℃，以160r/min搅拌1～2h；（2）在上述搅拌结束后，向高压反应釜中加入上述重量份数中的质量分数70％环氧乙烷溶液，降压至0.06～0.07MPa，升温至110～115℃，以200r/min搅拌反应30～50min，随后升压至标准大气压，再向高压反应釜中依次加入上述重量份数中的谷氨酸、氢氧化锂、甲醇及钛酸正丁酯放入高压反应釜中，升压至0.7～0.9MPa，继续搅拌反应8～10h；（3）待上述反应结束后，降温至室温，降压至标准大气压，进行出料，收集出料物，向出料物中加入柠檬酸，当出料物pH为中性时，停止加入柠檬酸，随后对调节pH后的出料物进行过滤，收集过滤液；（4）将上述过滤液与过滤液质量20～30％的马来酸酐混合均匀，放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为95～100℃，保温20～26h，再自然冷却至室温，将容器中混合物放入离心机中，以900r/min离心10～15min，收集上层液，得环保型金属表面防锈剂基液；（5）按质量比1:3:5～1:3:8，将三乙醇胺、碳酸钠及上述环保型金属表面防锈剂基液放入搅拌机中，以300r/min搅拌5～15min，收集搅拌混合物，即可得环保型水基防锈剂。本专利技术的应用方法是：先将金属器件浸没于去离子水中，在200～300W下超声水洗8～12min，随后取出，将其表面擦拭干净，按质量比1:20～1:25，将本专利技术制备的环保型水基防锈剂与去离子水混合均匀，得防锈液，再使用防锈液对擦干后的金属器件进行喷淋处理，每平方厘米用量为1～3mL，最后对处理后的金属器件在45～50℃下干燥8～10min即可，经检验，本专利技术所得的环保型水基防锈剂防锈产品质量稳定，效果好，喷淋环保型水基防锈剂后的金属器件，使用寿命延长了9～11月，对环境无污染，且具有良好的环境效益。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术所得的环保型水基防锈剂成膜稳定性好，防锈性高，无分层，不易腐败；（2）本专利技术所得的环保型水基防锈剂产品不含对人体及环境有害物质，对环境和人类无任何不良副作用。具体实施方式按重量份数计，取80～90份质量分数70％环氧乙烷溶液、30～35份乙二醇、13～16份谷氨酸、6～9份1.3mol/L氢氧化钠溶液、3～6份氢氧化锂、3～5份甲醇及1～3份钛酸正丁酯，首先将乙二醇、1.3mol/L氢氧化钠溶液放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，并升压至0.16～0.22MPa，设定温度为100℃，以160r/min搅拌1～2h；在上述搅拌结束后，向高压反应釜中加入上述重量份数中的质量分数70％环氧乙烷溶液，降压至0.06～0.07MPa，升温至110～115℃，以200r/min搅拌反应30～50min，随后升压至标准大气压，再向高压反应釜中依次加入上述重量份数中的谷氨酸、氢氧化锂、甲醇及钛酸正丁酯放入高压反应釜中，升压至0.7～0.9MPa，继续搅拌反应8～10h；待上述反应结束后，降温至室温，降压至标准大气压，进行出料，收集出料物，向出料物中加入柠檬酸，当出料物pH为中性时，停止加入柠檬酸，随后对调节pH后的出料物进行过滤，收集过滤液；将上述过滤液与过滤液质量20～30％的马来酸酐混合均匀，放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为95～100℃，保温20～26h，再自然冷却至室温，将容器中混合物放入离心机中，以900r/min离心10～15min，收集上层液，得环保型金属表面防锈剂基液；按质量比1:3:5～1:3:8，将三乙醇胺、碳酸钠及上述环保型金属表面防锈剂基液放入搅拌机中，以300r/min搅拌5～15min，收集搅拌混合物，即可得环保型水基防锈剂。实例1按重量份数计，取80份质量分数70％环氧乙烷溶液、30份乙二醇、13份谷氨酸、6份1.3mol/L氢氧化钠溶液、3份氢氧化锂、3份甲醇及1份钛酸正丁酯，首先将乙二醇、1.3mol/L氢氧化钠溶液放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，并升压至0.16MPa，设定温度为100℃，以160r/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型水基防锈剂的制备方法，其特征在于具体制备为：（1）按重量份数计，取80～90份质量分数70％环氧乙烷溶液、30～35份乙二醇、13～16份谷氨酸、6～9份1.3mol/L氢氧化钠溶液、3～6份氢氧化锂、3～5份甲醇及1～3份钛酸正丁酯，首先将乙二醇、1.3mol/L氢氧化钠溶液放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，并升压至0.16～0.22MPa，设定温度为100℃，以160r/min搅拌1～2h；（2）在上述搅拌结束后，向高压反应釜中加入上述重量份数中的质量分数70％环氧乙烷溶液，降压至0.06～0.07MPa，升温至110～115℃，以200r/min搅拌反应30～50min，随后升压至标准大气压，再向高压反应釜中依次加入上述重量份数中的谷氨酸、氢氧化锂、甲醇及钛酸正丁酯放入高压反应釜中，升压至0.7～0.9MPa，继续搅拌反应8～10h；（3）待上述反应结束后，降温至室温，降压至标准大气压，进行出料，收集出料物，向出料物中加入柠檬酸，当出料物pH为中性时，停止加入柠檬酸，随后对调节pH后的出料物进行过滤，收集过滤液；（4）将上述过滤液与过滤液质量20～30％的马来酸酐混合均匀，放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为95～100℃，保温20～26h，再自然冷却至室温，将容器中混合物放入离心机中，以900r/min离心10～15min，收集上层液，得环保型金属表面防锈剂基液；（5）按质量比1:3:5～1:3:8，将三乙醇胺、碳酸钠及上述环保型金属表面防锈剂基液放入搅拌机中，以300r/min搅拌5～15min，收集搅拌混合物，即可得环保型水基防锈剂。...

【技术特征摘要】
1.一种环保型水基防锈剂的制备方法，其特征在于具体制备为：（1）按重量份数计，取80～90份质量分数70％环氧乙烷溶液、30～35份乙二醇、13～16份谷氨酸、6～9份1.3mol/L氢氧化钠溶液、3～6份氢氧化锂、3～5份甲醇及1～3份钛酸正丁酯，首先将乙二醇、1.3mol/L氢氧化钠溶液放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，并升压至0.16～0.22MPa，设定温度为100℃，以160r/min搅拌1～2h；（2）在上述搅拌结束后，向高压反应釜中加入上述重量份数中的质量分数70％环氧乙烷溶液，降压至0.06～0.07MPa，升温至110～115℃，以200r/min搅拌反应30～50min，随后升压至标准大气压，再向高压反应釜中依次加入上述重量份数中的谷氨酸、氢氧化锂、甲醇及钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽花，宋家平，李雪晴，
申请(专利权)人：常州市鼎日环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32