一种有机胺硼酸酯防锈母粒及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种有机胺硼酸酯防锈母粒及其制备方法和应用，防锈母粒的各组分的质量百分占比为30～50％复配防锈剂、40～60％载体塑料和10～20％助剂；复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按质量比为1～1.4：1.2～1.6：2.5～3.6：1～1.3的比例混合而成；助剂由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为0.9～1.3：4.8～6.5：2.5～3.3：0.8～1.1的比例混合而成。本发明采用三异丙醇胺环硼酸酯做添加剂，既具分散作用又具防锈作用，复配防锈剂既具有一定的极性，能穿透载体塑料挥发到被包装金属的表面形成保护膜，阻隔外界腐蚀物质的侵蚀，还不会因其极性过强而与载体塑料不相容发生析霜。不含有害组分，使用环保安全，能对多种金属起到防锈作用。
【专利说明】一种有机胺硼酸酯防锈母粒及其制备方法和应用
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及适应多种金属制品无毒气相防锈塑料制品领域，具体地指一种有机胺 硼酸酯防锈母粒及其制备方法和具体应用。
【背景技术】：
[0002] 金属锈蚀是涉及国民经济各个领域的普遍问题，它是由于氧和水作用于金属表面 生成氧化物和氢氧化物混合物的电化学过程，对金属及其制品的性能和价值有极大危害， 严重时会造成重大事故致使设备报废。金属及其制品在生产、运输和贮存过程中，尤其是在 海上运输和高热潮湿的陆路运输过程中，不可避免地会遭遇腐蚀而发生锈蚀。据统计，2005 年我国全年因锈蚀而造成的经济损失在360亿元以上，其危害非常严重。目前常用的涂抹 防锈油脂法属于接触性防锈，不仅工艺繁琐、耗时费事、效果不佳，而且还需要在启封前进 行脱脂清洗工序，极易造成环境的二次污染，而且对于那些接触不到防锈油的拐角、缝隙部 位，则不能形成有效的防锈保护，此法已越来越不能被人们所接受。采用真空包装方法则成 本较高，且对于大型工件来说非常难于现实。干燥剂防锈虽然成本较低，使用方便，但受环 境影响较大，效果很难保证。
[0003] 气相防镑技术（即VCI技术，VCI是英文Volatile Corrosion Inhibitor的缩写） 是目前非接触性防锈的重要方法之一。它利用气相缓蚀剂在常温下自动挥发出气体在金 属表面形成一层保护膜，抑制了电化学反应的发生，同时还阻挡了一些加速金属腐蚀物质 对金属表面的侵蚀，从而减缓或阻止对金属表面锈蚀。气相防锈技术具有环境友好、使用方 便、清洁干净等特点，近年来已在金属及其制品生产、运输和贮存等环节的防锈蚀中得到了 广泛的应用。国内基于气相防锈技术开发的气相防锈产品也常有报道，特别是以塑料为气 相防锈剂的载体而生产的气相防锈薄膜，具有透明、柔韧、可加工成型、阻隔性高等特点。但 是目前常用的气相防锈薄膜有吹膜型和涂覆型，但它们均存在缺陷，前者如CN01128198. 7、 CN01127534. 0公开的气相防锈薄膜中，气相缓蚀剂组分中均含有国际上禁用的强致癌物亚 硝酸盐，而且CN01127534. 0公开的工艺中将气相缓蚀剂直接加入到树脂中吹膜，由于没有 进行混炼预处理，气相缓蚀剂颗粒分布不均匀，所得膜制品会出现表面粗糙和析霜现象，而 且以苯并三氮唑作为非铁金属的缓蚀剂组分，因其较低的沸点（低于l〇〇°C )使其在达到吹 膜工艺所需温度前，已熔融挥发，造成有效成分损失，还会与其他组分物料聚合者塞滤网； 后者则以塑料膜为基材，将缓蚀剂和粘接剂混合后涂布于塑料薄膜上，这不仅能耗大，工序 复杂，更不能清洁生产，还容易因混合不均匀而影响防锈效果，该种工艺所得的防锈薄膜仅 对黑色金属有防锈作用，而对有色或多金属组合件缺少甚至没有保护功能。
[0004] 由此可以看出，研制生产一种对多种多金属都具有优良防锈效果，而且兼具有环 境友好、操作简便、外观漂亮的气相防锈薄膜，对解决涉及国民经济的金属锈蚀问题显得尤 为迫切，而开发优质高效的气相防锈母粒则是实现这一需要最根本的途径和关键所在。
[0005] 硼酸由于每个硼原子以SP2杂化与氧原子结合，硼仍是缺电子，很容易与有机醇 类化合物反应生成硼酸硼酸单酯、双酯、三酯及四取代螺环结构。硼酸酯具有良好的润滑、 防锈、杀菌等性能，而且对人体无毒害作用。但就目前来看，作为一种理想的绿色环保型添 加剂，硼酸酯主要应用在水基切削液领域（李玮，马涛，王森，谭海林.硼酸酯在水基切削液 中的应用.工具技术，2010,44(5) :93-95.)，分别起到极压润滑剂、表面活性剂、防锈剂、防 腐杀菌剂的作用，而它们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 无毒的无机盐、有机胺硼酸酯为复配缓蚀剂的气相防锈母粒及其制备方法和应用方面的报 道。
【发明内容】
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[0006] 本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种有机胺硼酸酯防锈母粒及其 制备方法和应用。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供的一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述防 锈母粒中各组分的质量百分占比为：35?50%复配防锈剂、40?80%载体塑料和10? 20%助剂；所述复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按质量比为 1?I. 4 :1. 2?I. 6 :2. 5?3. 6 :1?1. 3的比例混合而成；所述助剂由娃酸钠、重质碳酸 钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为0. 9?I. 3 :4. 8?6. 5 :2. 5?3. 3 :0. 8?I. 1 的比例混合而成。
[0008] 进一步的，所述复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按质 量比为I :1. 4 :3. 2 :1. 1的比例混合而成；所述助剂由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸 酯、抗氧剂1076按质量比为I :5. 5 :3 :1的比例混合而成。
[0009] 进一步的，所述载体塑料为密度为0. 90?0. 96g/cm的聚乙烯。
[0010] 更进一步的，所述载体塑料为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种 的混合物。
[0011] 进一步的，所述复配防锈剂的粒径为800?2800目。
[0012] 更进一步的，所述复配防锈剂的粒径为900?1100目。
[0013] 一种制备上述有机胺硼酸酯防锈母粒的方法，包括以下步骤：(a)按所述质量配 比将复配防锈剂、载体塑料和助剂高速混合4?5分钟制得混合料；(b)对所得混合料进行 捏合、熔融处理，之后在150?180°C温度条件下混炼、塑化挤出，制得所述有机胺硼酸酯防 锈母粒。
[0014] 一种上述有机胺硼酸酯防锈母粒的应用，包括以下步骤：(a)将所述防锈母粒按 照质量比为1 :25?50的比例添加到热塑性塑料的原料中，充分搅拌制成混合颗粒；(b)再 将所述的混合颗粒防锈塑料混合颗粒经吹膜或淋膜，加工制成气相防锈薄膜包装材料。
[0015] 本发明的有益效果主要体现在：提供一种有机胺硼酸酯防锈母粒，首次将三异丙 醇胺环硼酸酯用于制备防锈母粒的复配防锈剂，其既具有分散作用又起到防锈效果，与其 它三种缓蚀剂组分之间产生协同效用，增强防锈性能。所采用的复配缓蚀剂是经粉碎粒径 为1000目左右的单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠混合物。这种混合缓蚀剂既 具有一定的极性，能穿透载体塑料挥发到被包装金属的表面形成保护膜，阻隔外界腐蚀物 质的侵蚀，还不会因其极性过强而与载体塑料不相容而发生析霜现象，而且不含有亚硝酸 盐有害组分，使所得相应的有机胺硼酸酯防锈母粒能够适用于更多金属类型，使用更加环 保安全。
【具体实施方式】：
[0016] 为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不以任何方 式限制本发明。
[0017] 下述实施例中的有机胺硼酸酯防锈母粒所采用的制备方法，包括以下具体步骤： (a)按所述质量配比将复配防锈剂、载体塑料和助剂倒入塑料高速混合机中，高速混合4? 5分钟制得混合料；(b)对所得混合料通过双转子连续混炼造粒机进行捏合、熔融处理，之 后在150?180°C温度条件下混炼、塑化挤出，制得所述有机胺硼酸酯防锈母粒。
[0018] 实施例1 :
[0019] 有机胺硼酸酯防锈母粒a，其中各组分的质量百分占比为：36%复配防锈剂、48% 载体塑料和16%助剂；所述复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按 质量比为I :1. 4 :3. 2 :1. 1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900?1100目；所述助剂 由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为I :5. 5 :3 :1的比例混合 而成。
[0020] 实施例2 :
[0021] 有机胺硼酸酯防锈母粒b，其中各组分的质量百分占比为38%复配防锈剂、45% 载体塑料和17%助剂；所述复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按 质量比为I :1. 4 :3. 2 :1. 1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900?1100目；所述助剂 由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为I :5. 5 :3 :1的比例混合 而成。
[0022] 实施例3 :
[0023] 有机胺硼酸酯防锈母粒c，其中各组分的质量百分占比为：42%复配防锈剂、44% 载体塑料和14%助剂；所述复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按 质量比为I :1. 4 :3. 2 :1. 1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900?1100目；所述助剂 由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为I :5. 5 :3 :1的比例混合 而成。。
[0024] 实施例4 :
[0025] 有机胺硼酸酯防锈母粒d，其中各组分的质量百分占比为：38%复配防锈剂、42% 载体塑料和20%助剂；所述复配防锈剂由单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按 质量比为I :1. 4 :3. 2 :1. 1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900?1100目；所述助剂 由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为I :5. 5 :3 :1的比例混合 而成。
[0026] 实施例5应用效果试验例
[0027] 将实施例1，2,3,4所得的有机胺硼酸酯防锈母粒按照质量比为1 :25?50的比例 添加到热塑性塑料的原料中，充分搅拌制成混合颗粒；再将所得的混合颗粒防锈塑料混合 颗粒经吹膜或淋膜，加工制成气相防锈薄膜包装材料。
[0028] 在上述的实施例5中，还可以在共挤吹膜时加入适量不同颜色的色母料或阻燃 齐U，使气相防锈薄膜呈现所需的颜色或具有一定的阻燃性能，这些附加的特性对气相防锈 薄膜的防锈性能不产生任何不良影响。
[0029] 将实施例1，2,3,4所对应的气相防锈薄膜包装材料与多个不含有机胺硼酸酯添 加剂的同类产品一起对多金属进行气相防锈处理，并对它们的防锈性能进行比较，试验标 准参照GB/T19532-2004,试验结果见表1 :
[0030]
【权利要求】
1. 一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述防锈母粒中各组分的质量百分占比 为：30?50%复配防锈剂、40?60%载体塑料和10?20%助剂；所述复配防锈剂由单宁 酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按质量比为1?1. 4 :1. 2?1. 6 :2. 5?3. 6 :1? 1. 3的比例混合而成；所述助剂由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质 量比为〇? 9?L 3 :4. 8?6. 5 :2. 5?3. 3 :0? 8?L 1的比例混合而成。
2. 根据权利要求1所述的一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述复配防锈剂由 单宁酸、植酸、三异丙醇胺环硼酸酯、四硼酸钠按质量比为I :1. 4 :3. 2 :1. 1的比例混合而 成；所述助剂由硅酸钠、重质碳酸钙、聚甘油脂肪酸酯、抗氧剂1076按质量比为I :5. 5 :3 :1 的比例混合而成。
3. 根据权利要求1所述的一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述载体塑料为密 度为0? 90?0? 96g/cm的聚乙烯。
4. 根据权利要求3所述的一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述载体塑料为低 密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种的混合物。
5. 根据权利要求1或2所述的一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述复配防锈 剂的粒径为800?2800目。
6. 根据权利要求5所述的一种有机胺硼酸酯防锈母粒，其特征在于所述复配防锈剂的 粒径为900?1100目。
7. -种权利要求1所述的有机胺硼酸酯防锈母粒的制备方法，其特征在于包括以下步 骤：（a)按所述质量配比将复配防锈剂、载体塑料和助剂高速混合4?5分钟制得混合料； (b)对所得混合料进行捏合、熔融处理，之后在150?180°C温度条件下混炼、塑化挤出，制 得所述多金属用防锈母粒。
8. 权利要求1所述的有机胺硼酸酯防锈母粒的应用，其特征在于该应用包括以下步 骤：（a)将所述防锈母粒按照质量比为1 :25?50的比例添加到热塑性塑料的原料中，充分 搅拌制成混合颗粒；(b)再将所述的混合颗粒防锈塑料混合颗粒经吹膜或淋膜，加工制成 气相防锈薄膜包装材料。
【文档编号】C08K13/02GK104311973SQ201410629487
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】詹天荣, 宋洋 申请人:青岛科技大学