一种抗高硬水防锈剂及其制备方法与流程

本发明属于防锈剂的，特别涉及一种抗高硬水防锈剂及其制备方法。

背景技术：

1、金属在储运、生产过程中，会与空气中的氧、湿气或其他腐蚀性介质接触，这些物质在金属表面发生电化学腐蚀而生锈，对金属材料的性能产生影响，甚至会造成材料的报废。

2、常见的防锈剂有水基型和油基型。如果钢铁品需要长时间保存而不锈，常见采用防锈油，但防锈油后续需要除油，成本高，工序复杂。因此，水基型防锈剂成为研究重点。

3、水基型防锈剂主要分为无机防锈剂和有机防锈剂。无机型防锈剂主要含有亚硝酸盐、重铬酸盐、钼酸盐、硼酸盐、钨酸盐等。无机型防锈剂主要在金属表面生成不溶性钝化膜层而起到防锈作用。但亚硝酸盐和重铬酸盐对人体有较大的毒性，对环境污染大，正在逐步被市场淘汰。钼酸盐和硼酸盐还有钨酸盐价格较为昂贵，防锈时间较短。有机型防锈剂主要包括脂肪酸、醇胺、烯醇、聚丙烯酸酯、膦酸盐。但这些有机型防锈剂抗硬水效果不好。目前有机型防锈剂应用较广泛的主要包括长碳链有机酸、醇铵盐，比如2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪、癸二酸、十一碳二元酸等。

4、但是我国矿区配液水质复杂多变，矿井水往往含有较高浓度的ca2+、mg2+、cl-、so42-等离子，水质硬度不同，对水基型防锈及抗硬水性造成了很大的影响。比如ciba公司的2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪，十一碳二元酸，高硬水中ca2+、mg2+会与羧酸型防锈剂产生皂化反应产生沉淀，导致2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪防锈性能下降甚至消失，因此亟需解决上述问题。

5、授权公号为cn104818077a的发明专利提供以一种金属加工液水基防锈添加剂，具有良好的抗硬水和防锈性能，其结构如下所示：

6、

7、但是其原料价格昂贵，不适用于现阶段的工业生产。

技术实现思路

1、基于此，因此本发明的首要目地是提供一种抗高硬水防锈剂及其制备方法，该抗高硬水防锈剂及其制备方法解决高硬度、高阴离子含量水质产品防锈的问题。

2、本发明的另一个目地在于提供一种抗高硬水防锈剂及其制备方法，该抗高硬水防锈剂是利用氯乙酸与2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪在碱性条件下发生取代反应，反应完毕后，滴加盐酸调节ph到酸性，过滤即可得到产品，制备工艺过程简单、安全环保、反应周期短、产品收率高。

3、为实现上述目的，本发明的技术方案为：

4、一种抗高硬水防锈剂，所述抗高硬水防锈剂的结构式为：

5、

6、一种抗高硬水防锈剂制备方法，其特征在于包括以下步骤：

7、(1)将计量好的去离子水、氢氧化钠、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪加入四口烧瓶中，搅拌均匀；

8、(2)将氯乙酸配置成水溶液装入滴加装置待用；

9、(3)将氢氧化钠配置成水溶液装入滴加装置待用；

10、(4)将四口烧瓶加热至90℃。同时滴加氯乙酸和液碱进三口烧瓶，控制反应体系中反应温度为80℃～100℃，ph为10～12；

11、(5)滴加完毕后，调节反应体系温度90-100℃、ph10-12保温6h；

12、(6)降温至40-50℃，滴加盐酸调节ph为1-2，有淡黄色固体析出，过滤，洗涤至滤液为中性，烘干得产物一种抗高硬水防锈剂。

13、该制备方法利用氯乙酸与2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪在碱性条件下发生取代反应，反应完毕后，滴加盐酸调节ph到酸性，过滤即可得到产品。该产品的制备工艺过程简单、安全环保、反应周期短、产品收率高。

14、其中，上述步骤(1)中n(2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪)：n(氢氧化钠)＝1:3～1:4。

15、进一步，上述步骤(1)中优先用量为：n(2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪)：n(氢氧化钠)＝1:3～1:3.3。

16、其中，上述步骤(1)和步骤(2)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氯乙酸的摩尔比为1:3～1:5。

17、进一步，上述步骤(1)和步骤(2)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氯乙酸的优先摩尔比为1:3～1:3.5。

18、其中，上述步骤(1)和步骤(3)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠的摩尔比为1：6～1:8。

19、进一步，上述步骤(1)和步骤(3)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠优先的摩尔比为1：6～1:7。

20、其中，上述步骤(4)中反应体系温度为80～100℃，ph为10～12。

21、进一步，上述步骤(4)中反应体系温度优先为85～95℃，ph为10～11。

22、上述抗高硬水防锈剂在使用时：将合成抗高硬水防锈剂添加剂与三乙醇胺以1:1.5—3的比例混合，70℃下搅拌至透明，得该添加剂的三乙醇胺盐，该添加剂的三乙醇胺盐以质量分数1％—5％的量溶于水，得到抗高硬水防锈剂添加剂。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

24、(1)抗高硬水能力：在2000ppm的硬水条件下添加抗高硬水防锈剂三乙醇铵盐，溶液澄清透明，70℃下，保存7天后无沉淀析出，仍然澄清透明，说明该产品有良好的抗高硬水能力。

25、(2)热稳定性：将不同浓度的抗高硬水防锈剂三乙醇胺盐添加到2000ppm硬水中，70℃保存7天，无沉淀、不析油、不析皂、无漂浮物，说明该产品具有良好的热稳定性。

26、(3)良好的防锈性：将不同浓度的抗高硬水防锈剂三乙醇胺盐添加到2000ppm硬水中，测其对铸铁的防锈性，结果当溶液中产品质量分数≥0.5％时，铸铁可保持48小时不锈，说明该产品有良好的防锈性。

27、(4)螯合性能：将产品溶于去离子水中，调节ph与edta-2na相等，对ca2+、mg2+进行螯合值测试，结果产品螯合值为edta-2na一半，说明该产品具有较好的螯合性能。

28、(5)生物稳定性好：本发明的产品在硬水中抗菌性良好，性能稳定。

29、(6)无气味：产品无色无味，对环境友好。

技术特征：

1.一种抗高硬水防锈剂，其特征在于所述抗高硬水防锈剂的结构式为：

2.如权利要求1所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于(1)将计量好的去离子水、氢氧化钠、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪加入四口烧瓶中，搅拌均匀；

3.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(1)中n(2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪)：n(氢氧化钠)＝1:3～1:4。

4.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(1)中优先用量为：n(2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪)：n(氢氧化钠)＝1:3～1:3.3。

5.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(1)和步骤(2)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氯乙酸的摩尔比为1:3～1:5。

6.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(1)和步骤(2)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氯乙酸的优先摩尔比为1:3～1:3.5。

7.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(1)和步骤(3)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠的摩尔比为1：6～1:8。

8.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(1)和步骤(3)中2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠优先的摩尔比为1：6～1:7。

9.如权利要求2所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(4)中反应体系温度为80～100℃，ph为10～12。

10.如权利要求1所述的抗高硬水防锈剂的制备方法，其特征在于上述步骤(4)中反应体系温度优先为85～95℃，ph为10～11。

技术总结
本发明公开了一种抗高硬水防锈剂及其制备方法，抗高硬水防锈剂及其制备方法，该抗高硬水防锈剂是利用氯乙酸与2,4,6‑三(氨基己酸基)‑1,3,5‑三嗪在碱性条件下发生取代反应，反应完毕后，滴加盐酸调节pH到酸性，过滤即可得到产品。本发明所得产物，耐高硬水，可在2000ppm硬水下仍具有优良的防锈性和缓蚀特性，是一种多功能优良水基防锈剂，并且具有优异的螯合性能。

技术研发人员：薛天祥,熊东路,谭鹏飞,曾鑫江,杨瑞杰,郭光明,刘东峰
受保护的技术使用者：河南昇阳生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13