一种植酸型气相防锈母粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种植酸型气相防锈母粒及其制备方法和应用，防锈母粒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；复配防锈剂由苯甲酸钠、植酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸单乙醇胺按质量比为1.0~1.5：2.5~3.2：2.0~3.0：1.0~1.3的比例混合；助剂由硅酸钠、二氧化硅、硬酯酸酰胺、抗氧剂1076按质量比为1.0~1.3：5.0~6.5：2.5~3.3：0.8~1.1的比例混合。本发明专利技术采用强螯合剂碱性植酸为气相缓蚀剂，三乙醇胺硼酸酯做添加剂，复配防锈剂既有良好的分散性又有防锈作用，既具有一定的极性，能穿透载体塑料挥发到被包装金属表面形成保护膜，阻隔外界腐蚀物质的侵蚀，还不会因其极性过强而与载体不相容出现析霜。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术涉及适应多种金属制品无毒气相防锈塑料制品领域，具体地指一种植酸型 气相防锈母粒及其制备方法和具体应用。
技术介绍
： 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。 气相防锈技术（即VCI技术，VCI是英文VolatileCorrosionInhibitor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。 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。 植酸亦称肌醇六磷酸酯，广泛存在于油料和各类种子中，属于天然提取成分，提取 植酸的原料主要有米糠或麦麸，毒性极低。植酸分子结构中具有能同金属配合的24个氧原 子、12个羟基和6个磷酸基，是一种高效的金属多齿螯合剂，在水溶液中易发生电离带负电 荷，容易与失去电子带正电荷的金属结合；磷酸基中的氧原子作为配位原子也容易与金属 离子螯合，在金属表面发生化学吸附，同金属络合形成很稳定的络合物。因此，植酸常用作 电镀添加剂、水溶性介质中金属缓蚀剂、防腐蚀涂料添加剂、镀锌和镀锡材的钝化剂，一般 认为植酸可在金属表层形成坚固致密的单分子保护膜，抑制金属的氧化腐蚀。有研宄结果 表明，气相防锈纸中植酸的气相缓蚀性能比亚硝酸二环己胺的还要强，对镀锡钢板、镀锌钢 板等有色金属也有良好的气相缓蚀性能，是一种高效多金属气相缓蚀剂（张洪生.植酸在 气相金属防锈包装中的应用研宄.中国包装工业，2003,103 :27-28.)。 一般认为有机羧酸及衍生物中含有极性的-COOH和-CONH-等基团，与金属有 一定的亲和力，容易在金属表面产生吸附，从而起到一定的防锈效果，其中有机羧酸醇胺 盐结构就能满足这一要求。因为当羧酸与醇胺混合后，体系中同时具有强极性的-COOH 和-CONH-基团，这些极性基团上的N和0原子上的孤对电子与Fe原子上的空d轨道形成 配位键，在金属表面作定向排列，而较长的非极性基团则定向排列于金属的外表面，一方面 阻碍了铁的离子化，使金属表面水分子中的电子减少，另一方面阻碍了氢离子向金属表面 扩散而抑制了阴极的还原反应，因此阻碍了阳极金属的腐蚀，是性能优良的缓蚀剂。 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 无毒的天然产物植酸、有机羧酸醇胺盐和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。
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种植酸型气相防锈母粒及其制 备方法和应用。 为实现上述目的，本专利技术提供的一种植酸型气相防锈母粒，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；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、植酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸单乙醇胺按质量比为 1. 0~1. 5 :2. 5~3. 2 :2. 0~3. 0 :1. 0~1. 3的比例混合而成；所述助剂由硅酸钠、二氧化 硅、硬酯酸酰胺、抗氧剂1076按质量比为1. 0~1. 3 :5. 0~6. 5 :2. 5~3. 3 :0? 8~1. 1的 比例混合而成； 其中植酸的处理方法为：将市售植酸溶液与蒸馏水配置成一定浓度，用氨水将其 pH值调至9. 0左右，减压蒸馏去除溶剂，在60°C条件下真空干燥。 进一步的，所述复配防锈剂由苯甲酸钠、植酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸单乙醇胺 按质量比为1 :2. 8 :2. 5 :1. 2的比例混合而成；所述助剂由硅酸钠、二氧化硅、硬酯酸酰胺、 抗氧剂1076按质量比为1 :5. 5 :3 :1的比例混合而成。 进一步的，所述载体塑料为密度为0. 90~0. 96g/cm的聚乙稀。 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。 进一步的，所述复配防锈剂的粒径为800~2800目。 更进一步的，所述复配防锈剂的粒径为900~1100目。-种制备上述植酸型气相防锈母粒的方法，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，制得所述植酸型气相防锈母 粒。 -种上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植酸型气相防锈母粒，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；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、植酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸单乙醇胺按质量比为1.0～1.5：2.5～3.2：2.0～3.0：1.0～1.3的比例混合而成；所述助剂由硅酸钠、二氧化硅、硬酯酸酰胺、抗氧剂1076按质量比为1.0～1.3：5.0～6.5：2.5～3.3：0.8～1.1的比例混合而成；其中植酸的处理方法为：将市售植酸溶液与蒸馏水配置成一定浓度，用氨水将其pH值调至9.0左右，减压蒸馏除去溶剂，在60℃条件下真空干燥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹天荣，宋洋，刘晓林，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37