[发明专利]一种水基防锈剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基防锈剂及其制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

为了防止金属材料的腐蚀，一般会对金属材料的基体进行表面处理，从而加强材料表面的防腐能力。近年来，为了提高金属材料表面的抗腐蚀能力，已经有很多种方法被应用。例如，共聚合技术、沉积絮凝法、机械研磨处理、合金化处理、直接电化学保护、化学蒸汽沉淀及对金属表面采取覆盖层处理等方法。为了防止金属的腐蚀，通常会在金属材料的表面涂一层防锈剂，对金属进行短期或是长期的防护。防锈剂是一种能使液体迅速而均匀的渗透到金属基体表面，从而减缓金属腐蚀速度的试剂。水性防锈剂是一种水基防锈溶液，可有效保护钢、铁等黑色金属材料，防止其表面发生化学或电化学反应，从而防止材料的生锈。

但是大多的水基防锈剂对环境的污染严重，且后期处理困难，从而给使用带来诸多不便，如以亚硝酸钠为代表的水基防锈剂是目前使用比较广泛的无机盐类金属缓蚀剂。亚硝酸钠因具有防锈性能好、价格低廉、使用方便等优点而风靡一时，但它与有机胺反应能生成致癌的亚硝基胺而严重危害工作人员的身心健康，因为亚硝酸钠的使用和排放均受到了严格限制。磷酸盐也有一定的防锈性能，但排放到环境中易产生水体富营养化；钼酸钠对铸铁、钢等有一定的防锈效果，但因价格昂贵使其使用受到限制。

综合各种原因，研究出一种防锈效果好，且价格低廉，不会对环境造成污染的水基防锈剂迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前水基防锈剂虽然防锈效果好，但是对环境造成污染，且成本较高，使其使用受到限制的问题，提供了一种水基防锈剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种水基防锈剂，其特征在于，包括如下重量份数的原料：60～70份提取物、26～29份有机胺、18～23份硼酸、5～7份乙烯基三乙氧基硅烷、3～8份N-羟基琥珀酰亚胺、2～4份EDC、2～6份纳米氧化铝。

所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺、2-羟基乙胺及N,N-二甲基乙醇胺中任意一种。

所述提取物的制备，包括如下步骤：

（1）将菜籽饼、芝麻粕及茶末搅拌均匀，烘干，粉碎，过筛，收集过筛颗粒；

（2）将过筛颗粒、水及酵母粉放入容器中，混合均匀，密封发酵4～5天，收集容器中的发酵混合物；

（3）将发酵混合物与无水乙醇搅拌，放入蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，收集爆破混合物，过滤，收集过滤液，并进行蒸馏，回收无水乙醇及水，收集蒸馏剩余物，进行离心分离，收集上清液，即可得提取物。

所述步骤（1）中菜籽饼、芝麻粕及茶末的质量比为4～6:3～7:1～2。

所述步骤（2）中过筛颗粒、水及酵母粉的质量比为4:6:2，密封发酵的温度为30～36℃。

所述步骤（3）中发酵混合物与无水乙醇质量比为3:5，蒸汽爆破条件为：压力1.2～1.4MPa，维压时间5～8min。

本发明水基防锈剂的制备方法，包括如下步骤：

A.按照重量份数配比，进行取料；

B.将有机胺、N-羟基琥珀酰亚胺及EDC混合均匀，放入反应器中，再加入二甲亚砜，使用氮气保护，升温至70～80℃，预热，再加入提取物、硼酸及纳米氧化铝，继续升温至170～180℃，升压至0.4～0.6MPa，搅拌反应；

C.在反应结束后，冷却至40～50℃，降压至常压，加入乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌，趁热出料，收集出料物，进行蒸馏回收二甲亚砜，收集剩余物，即可得水基防锈剂。

所述二甲亚砜的加入量为有机胺质量的12～15倍。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明通过对菜籽饼、芝麻粕及茶末等废弃物进行提取，获得水基防锈剂的基质，降低了制备的成本；

（2）本发明通过微生物及爆破处理，获得脂肪油酸类物质、芝麻素、茶多酚等活性物质，茶多酚作为天然抗氧化剂对金属表面进行保护，再使用有机胺与脂肪油酸类，在纳米氧化铝的催化作用下进行酰胺化反应，形成酰胺类物质，增加了水溶性，使其与金属原子或离子的空轨道形成配位键，化学吸附在金属表面，更好的对金属进行保护；

（3）本发明的提取物中含有天然的表面活性剂类的物质提高了水基防锈剂的润湿、扩散等性能，同时微生物分解产生丝氨酸、苏氨酸等氨基酸，在催化剂的作用下，与提取物进行缩合反应，增加极性基团，增加水溶性，同时对环境无污染；