一种复合气相防锈剂及气相防锈塑料薄膜的制备方法与流程

文档序号:12458287阅读:406来源:国知局

本发明属于化工领域,涉及一种防止、延缓金属腐蚀的防锈剂,具体来说是一种复合气相防锈剂及气相防锈塑料薄膜的制备方法。



背景技术:

气相防锈剂(volatile corrosion inhibitor,简称VCI),是一种在常温下能自动挥发出的气体吸附在金属的表面,从而防止金属腐蚀的防腐蚀化学品。气相防锈剂具有使用方便、干净、清洁的特点,已成为防止大气腐蚀技术发展的一个重要方向,目前大量应用于工业设备的防锈管理中。

气相防锈塑料薄膜(Volatile Corrosion Inhibitor Film,简称VCIF)是近年发展起来的一种比较好的气相防锈包装材料,是将气相防锈剂以一定的方式加到塑料薄膜中以形成防腐蚀包装材料。国外已经有气相防锈塑料母粒销售,可生产气相防锈塑料包装袋,或直接注塑成各种形状的气相防锈塑料包装容器,不仅可以简化包装环节,还可以发挥塑料容器的透明性、热塑性和气密性等优点。但由于塑料加工条件一般是在150℃~195℃之间,而常用的传统气相防锈剂稳定的温度范围多在100℃以下,少数加工温度较高的缓蚀剂气相防锈效果不理想,因此,筛选具有较高加工温度并具有优良气相防锈性能的气相防锈剂便成为关键技术之一。

亚硝酸盐具有成本低、缓蚀效率高、易于获得、性能稳定和使用方便等优点,在金属防锈领域得到广泛的应用。传统气相防锈剂配方中大都含有亚硝酸钠、有机胺盐等组分,在使用过程中易形成亚硝酸胺这一强致癌物。近年来,国内外在寻找亚硝酸盐代用品方面进行了许多有益的探索,并取得了一些成绩,如CN201410629461.5公开了棕榈酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒及其制备方法和应用,CN201210158582.7公开了以钼酸盐、葵二酸盐为主要的成分的气相防锈母粒,这些防锈剂的钝化性能和亚硝酸盐差距较大,至今尚未发现亚硝酸盐理想的替代物质。

聚苯胺是一种新型功能高分子材料,具有良好的热稳定性、化学稳定性和优良的电化学性能,原料易得,价格低廉,合成工艺简便,还有独特的掺杂现象等优点。与常规缓蚀剂如铬酸盐、钼酸盐等相比,聚苯胺没有任何的环境副作用,是一种符合时代和科技发展的绿色缓蚀剂。但目前,聚苯胺主要应用在防腐蚀涂料中,而将它作为添加剂在气相防锈技术方面还未见涉及,尤其还未见有关以聚苯胺、有机胺盐为复配缓蚀剂的气相防锈母粒和防锈塑料薄膜的制备方法报道。



技术实现要素:

针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种复合气相防锈剂及气相防锈塑料薄膜的制备方法,所述的这种复合气相防锈剂及气相防锈塑料薄膜的制备方法要解决现有技术中的气相防锈塑料薄膜防锈效果不佳,制备工艺复杂的技术问题,复合气相防锈剂中含有致癌物质的技术问题。

本发明提供了一种复合气相防锈剂,由聚苯胺、有机胺盐和苯甲酸盐组成,在所述的防锈剂中,所述的聚苯胺的质量百分比为20%-40%、所述的有机胺盐的质量百分比为20%-40%,所述的苯甲酸盐的质量百分比为20%-40%。

进一步的,所述的聚苯胺为本征态聚苯胺。

进一步的,所述的有机胺盐是由有机胺和有机酸复合而成,所述的有机胺选自己二胺、环己胺、二环己胺、二异丙胺、苄胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丁胺、三丁胺、戊胺、十八胺、吗啉、哌啶、哌嗪、或者苯并三氮唑中的任意一种;所述的有机酸选自苯甲酸、肉桂酸、辛酸、癸酸、丁二酸、癸二酸、或者月桂酸中的任意一种。

进一步的,所述苯甲酸盐为苯甲酸衍生物。

进一步的,所述的苯甲酸衍生物为苯甲酸钠或者特丁基苯甲酸钠。

本发明还提供了一种气相防锈塑料薄膜的制备方法,将30质量份数的权利要求1的复配气相防锈剂与70份质量份数的高压聚乙烯混合并加工成气相防锈剂母炼胶,采用具有对转的双螺杆的挤压机,以65~80转/min的螺杆转数,在140~160℃的温度下挤压,然后通过冷铸模制成粒状,制成气相防锈剂母粒;将气相防锈剂母粒和高压聚乙烯充分混合,所述的气相防锈剂母粒和高压聚乙烯的质量比为3:97,在170~180℃的温度下,以80~85转/min的螺杆转数,通过吹炼挤压法,制成气相防锈塑料薄膜。

本发明一种复配气相防锈剂的制备方法是将聚苯胺、有机胺盐、苯甲酸盐按质量比混合均匀,并进行精细研磨烘干即可。

本发明通过聚苯胺的突出的钝化性能和抗划痕能力,增强气相防锈塑料膜的保护性能。

本发明和已有技术相比,其技术进步是显著的。本发明利用聚苯胺的钝化能力和自修复特性,达到提高气相防锈塑料膜的防锈能力的目的,其组分中不含亚硝酸盐等致癌成分,在使用过程中不会给人体及环境带来危害。采用GB/T 19532-2004相防锈塑料薄膜标准对上述薄膜进行评价,为合格。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述。然而,必须说明的是本发明不局限于这些具体的实施例。

实施例1

称取聚苯胺20g、辛酸二环己胺40g、苯甲酸钠40g混合均匀,并进行精细研磨烘干,得到100g复配气相防锈剂1。

实施例2

称取聚苯胺25g、葵酸二环己胺40g、苯甲酸钠35g混合均匀,并进行精细研磨烘干,得到100g复配气相防锈剂2。

实施例3

称取聚苯胺30g、苯甲酸二环己胺40g、苯甲酸钠30g混合均匀,并进行精细研磨烘干,得到100g复配气相防锈剂3。

实施例4

称取聚苯胺35g、肉桂酸吗啉40g、苯甲酸钠25g混合均匀,并进行精细研磨烘干,得到100g复配气相防锈剂4。

实施例5

称取聚苯胺40g、苯甲酸吗啉40g、特丁基苯甲酸钠20g混合均匀,并进行精细研磨烘干,得到100g复配气相防锈剂5。

实施例6

对制备实施例1、2、3、4,5所得目标产物进行气相防锈甑别试验:将盛有2g改性气相防锈剂的称量瓶置于锥形瓶中,分别挂入50mm×25mm×2mm的45号钢两片,一片不加防锈剂作对比,在50℃烘箱中恒温饱和2h.然后用移液管注入15ml的蒸馏水,存于恒温箱中保持温度50℃,每日加热8h,每24h为一周期,每日观察1次,共进行7周期试验,气相防锈甑别试验结果见表1。

表1

通过实验证明,本发明制备的复配气相防锈剂在7个周期内不发生锈蚀。

实施例7

对制备实施例1、2、3、4,5所得目标产物进行气相防锈能力试验:将打磨好的试片凹面压入9号橡皮塞内,试验面露出部分不超过3mm,压装后的试片试验面用无水乙醇脱脂、热风吹干,实验装置参照机械部标准JB/T 6071-92。在1000ml的广口瓶底部注入35%的甘油水溶液10ml,调整相对湿度为90%,在直径为40±2mm的器皿中均匀撒布2g气相缓蚀剂;将试验装置置于20±2℃的温度下,20h后向铝管内注满温度为2.0±0.5℃的冰水,再在20±2℃下保持3h后倒出,用浸有无水乙醇的脱纸棉擦洗试样,吹干后检查试片表面有无锈蚀。结果表明本发明制备的改性气相缓蚀剂可使金属试片不发生锈蚀。

实施例8

30份(质量份数)的复配缓蚀剂1与70份(质量份数)的常用高压聚乙烯(LD PE)混合并加工成VCI母炼胶,采用具有对转的双螺杆的挤压机,以65~80转/min的螺杆转数,在约150℃左右温度下挤压,然后通过冷铸模制成粒状,制成VCI母粒。将3%(质量百分比)VCI母粒和97%(质量百分比)的LD PE颗粒充分混合后,在175℃左右的温度下,以80~85转/min的螺杆转数,通过吹炼挤压法,制成具有平均层厚为80μm的VCI薄膜。采用GB/T 19532-2004气相防锈塑料薄膜标准对上述薄膜进行评价,合格,见表2。

表2

本发明的复配气相缓蚀剂,用于制造防锈塑料薄膜,具有良好的防锈效果,组分中不含亚硝酸盐等致癌成分,在使用过程中不会给人体及环境带来危害。聚苯胺是一种具有氧化还原能力的共轭高分子,氧化还原电位较高,当与金属接触时,在水和氧的参与下发生氧化还原反应,界面处形成一层致密的金属氧化物,阻止了金属的进一步被氧化,具有良好的钝化能力,从发挥了良好的防锈效果。

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