一种防闪锈剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及防闪锈技术领域，尤其是涉及一种防闪锈剂及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的防闪锈剂以烷氧链为主链，烷氧链主链的一端包括炔基，烷氧链主链的另一端包括磷酸酯盐。所述防闪锈剂包括炔基和磷酸酯盐两个官能团，能够在基材表面进行吸附和配位，有效防止水性涂料的闪锈的形成，并能够解决水性涂料漆膜干燥后遇水返锈的问题，能够应用于各种领域，尤其是涂料领域，能够在短时间内牢固吸附在基材表面形成一层保护膜，表现出优异的防锈性能和耐盐雾性能，达到长时间防锈的目的。

An anti - rust inhibitor and its preparation and Application

The invention relates to the field of anti flash rust technology, in particular to an anti flash rust agent, and a preparation method and application thereof. The anti rust agent is based on the alkoxy chain as the main chain, and one end of the main chain of the alkoxy chain comprises an alkynyl group, and the other end of the main chain of the alkoxy chain comprises phosphate salt. The antirust inhibitor includes two functional groups of alkynyl and phosphate salt, which can be adsorbed and coordinated on the surface of the substrate, effectively prevent the formation of the flicker of waterborne coatings, and can solve the problem of water return rust after the drying of the water-based coating film, and can be applied to various fields, especially in the field of paint, in a short time. Solid adsorption on the substrate surface to form a protective film, showing excellent anti rust performance and salt spray resistance, to achieve the purpose of rust protection for a long time.

【技术实现步骤摘要】
一种防闪锈剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及防闪锈
，尤其是涉及一种防闪锈剂及其制备方法和应用。
技术介绍
水性丙烯酸乳液在建筑涂料中的应用十分广泛，但是涂装在金属基材上时，用传统的丙烯酸乳液配制的水性工业涂料一直存在闪锈的问题。闪锈是在漆膜干燥过程中，金属表面出现的一种锈蚀现象，成因主要有两个：一是电化学现象，水性乳液在配漆时水分较多，漆膜成型时漆内的水分挥发较慢，且涂料的黏度较大，导致其表面张力也较大，无法浸润金属表面的微小孔洞，水分和氧气在金属表面发生质子转移反应，引起闪锈；二是物理现象，金属表面原本存在的一些活泼的锈斑在涂装前未被彻底清除，由于锈斑自身表面张力较大，无法被涂料完全浸润，会慢慢浮现在漆膜表面，产生闪锈。此外发生闪锈也与涂料的pH、施工环境的温湿度、风速、漆膜厚度等有关。闪锈会造成漆膜与金属表面的粘合力大幅下降，甚至出现剥离的现象，其力学性能也随之大幅下降，且严重影响了其他性能与整体外观。目前市场上通用的防锈乳液均不具备防闪锈功能，需要外加闪锈剂才能达到表面抗闪锈效果。目前市场上的防闪锈剂有以下几类：无机盐类，有机胺类，鳌合类。而现有的防闪锈剂均存在复配组分复杂，含有重金属，长效性差等问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种防闪锈剂，所述防闪锈剂的分子结构中包括炔基及磷酸酯盐结构，形成双官能团缓蚀剂，炔基及磷酸酯盐基团能够在基材表面同时形成吸附及配位，有效防止水溶性涂料的“闪锈”的形成，并且不含亚硝酸盐和有毒金属元素。本专利技术的另一目的在于提供一种防闪锈剂的制备方法，所述的制备方法具有路线简单、易操作、产量高等优点。本专利技术的又一目的在于提供一种所述防闪锈剂在涂料中的应用，所述防闪锈剂与涂料兼容性好，能够有效防止闪锈，提高涂料的附着力。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：一种防闪锈剂，所述防闪锈剂以烷氧链为主链，烷氧链主链的一端包括炔基，烷氧链主链的另一端包括磷酸酯盐。本专利技术所述的防闪锈剂是一种磷酸盐改性烷氧基化炔醇的结构，以烷氧链为主链，包括炔基和磷酸酯盐两个官能团，能够在基材表面进行吸附和配位，有效防止水性涂料的闪锈的形成，并能够解决水性涂料漆膜干燥后遇水返锈的问题，能够作为防闪锈剂应用于各种领域，尤其是涂料领域，能够在短时间内牢固吸附在基材表面形成一层保护膜，表现出优异的防锈性能和耐盐雾性能，达到长时间防锈的目的。所述防闪锈剂以烷氧链为主链，其一端包括磷酸酯盐结构，pH介于7-10之间，可无限溶于水，用于水性涂料中可均匀分布，提高涂料的附着力及防闪锈性能。优选的，磷酸酯盐包括磷酸酯胺盐、磷酸酯钾盐和磷酸酯钠盐中的一种或多种。优选的，所述磷酸酯盐为磷酸酯胺盐。由于胺本身也是防锈剂，具有防闪锈功能，相对于磷酸酯钾盐和磷酸酯钠盐，磷酸酯胺盐具有更好的防闪锈性能。并且胺盐相对于钾盐和钠盐的耐吸水性更好，耐水性能够得到提高。优选的，所述防闪锈剂的通式为：其中，R1、R2均各自独立的为H原子或烷基；m、n、m1和n1为0或正整数，m与n之和为0-10中的整数，m1与n1之和为0-10中的整数，X为胺、钠或钾中的一种或多种。优选的，所述m与n之和为4-8中的整数，所述m1与n1之和为4-8中的整数。优选的，X的通式为R3和R4均各自独立的为H原子或烷基，R5和R6各自独立的为烷基或羟烷基。优选的，R1的碳原子数优选为1-5，R2的碳原子数优选为1-5。更优选的，R1为异丙基、异丁基或异戊基，R2为甲基；或R2为异丙基、异丁基或异戊基，R1为甲基。本专利技术的R1和R2可以为H原子或任意的烷基，不同烷基的制备难度及用途有差别。具有上述取代基的防闪锈剂结构具有较低的表面张力，并且制备难度相对较低，便于工业化生产。优选的，R3优选为H原子或R3的碳原子数为1-3，R4优选为H原子或R4的碳原子数为0-3。更优选的，R3和R4为H原子。优选的，R5的碳原子数优选为1-3，R6的碳原子数优选为1-3。更优选的，R5为甲基，R6为甲基；或者R5为羟乙基，R6为羟乙基。本专利技术的R3和R4可以为H原子或任意的烷基、R5和R6可以为任意烷基或羟烷基，制备难度及用途有差别。由于在制备过程中是加入醇胺成盐反应，具有上述取代基的防闪锈剂的制备难度相对较低，便于工业化生产。当所述醇胺为叔胺醇时，叔胺没有活泼氢，适用性更强。优选的，所述m与n之和为4-8中的整数。能够使化合物具有合适的分子量，以进一步提高化合物的水溶性以及与涂料的相容性。本专利技术还提供了一种防闪锈剂的制备方法，包括如下步骤：将炔醇与环氧乙烷和/或环氧丙烷进行开环聚合反应，得到端炔基烷氧产物；将端炔基烷氧产物与五氧化二磷混合进行酯化反应，得到磷酸酯化端炔基烷氧产物；将磷酸酯化端炔基烷氧产物与胺或氢氧化钠或氢氧化钾混合反应成盐，得到所述防闪锈剂。采用五氧化二磷进行酯化反应，能够避免带入其它造成腐蚀的原子，如三氯氧磷等进行酯化反应，会带入氯原子，氯等卤素原子是造成腐蚀的重要因素。优选的，所述炔醇的结构通式为所述R1和R2均各自独立的为H原子或烷基。更优选的，所述炔醇包括3,5-二甲基己炔-3-醇、3,6-二甲基庚炔-3-醇和3,4-二甲基戊炔-3-醇中的一种或多种。优选的，所述胺为醇胺。优选的，所述醇胺的结构通式为所述R3和R4均各自独立的为H原子或烷基，R5和R6各自独立的为烷基或羟烷基。更优选的，所述醇胺包括N,N-二甲基乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种。优选的，所述环氧乙烷和环氧丙烷的用量和与所述炔醇的摩尔比为(10-2)﹕1。更优选的，摩尔比为(8-4)﹕1。进一步优选的，摩尔比为5﹕1。优选的，所述炔醇与所述五氧化二磷的摩尔比为(2-6)﹕1。更优选的，所述炔醇与所述五氧化二磷的摩尔比为(3-4)﹕1。优选的，所述醇胺与所述五氧化二磷的摩尔比为(4-8)﹕1。更优选的，所述醇胺与所述五氧化二磷的摩尔比为(4-6)﹕1。优选的，所述开环聚合反应的方法包括：以化合物A为催化剂，在60-70℃反应。更优选的，所述开环聚合反应的时间为1-3h。优选的，所述化合物A选自氢氧化钾、三甲胺、三乙胺和氢氧化钡中的一种或多种。更优选的，所述化合物A的用量为开环聚合反应投料总质量的0.1％-1％。优选的，所述酯化反应的方法包括：向端炔基烷氧产物中分批加入五氧化二磷，于60-80℃保温反应得到磷酸酯化端炔基烷氧产物。更优选的，所述保温反应的时间为0.5-3h，优选为1h。优选的，向磷酸酯化端炔基烷氧产物中加入胺或氢氧化钠或氢氧化钾，搅拌反应，得到所述防闪锈剂。本专利技术还提供了一种所述防闪锈剂在涂料中的应用。优选的，所述涂料中含有前述任意一种所述的防闪锈剂。优选的，所述涂料中含有0.1-3wt％的防闪锈剂。更优选的，所述涂料中含有0.5-1wt％的防闪锈剂。在涂料中加入上述含量的防闪锈剂后，即可有效抑制铁质底材上的水性涂料在干燥过程中出现的闪锈现象，并且能够解决水性涂料漆膜干燥后遇水返锈的问题。优选的，所述涂料为水性涂料。优选的，所述水性涂料包括丙烯酸涂料、环氧涂料、醇酸涂料和聚氨酯涂料中的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)研究出了一种新型的可用于涂料的防闪锈剂化合物；(2)研究出了一种操作简便、原料易得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防闪锈剂，其特征在于，所述防闪锈剂以烷氧链为主链，烷氧链主链的一端包括炔基，烷氧链主链的另一端包括磷酸酯盐；优选的，所述磷酸酯盐包括磷酸酯胺盐、磷酸酯钾盐和磷酸酯钠盐中的一种或多种；更优选的，所述磷酸酯盐为磷酸酯胺盐。

【技术特征摘要】
1.一种防闪锈剂，其特征在于，所述防闪锈剂以烷氧链为主链，烷氧链主链的一端包括炔基，烷氧链主链的另一端包括磷酸酯盐；优选的，所述磷酸酯盐包括磷酸酯胺盐、磷酸酯钾盐和磷酸酯钠盐中的一种或多种；更优选的，所述磷酸酯盐为磷酸酯胺盐。2.根据权利要求1所述的防闪锈剂，其特征在于，所述防闪锈剂的通式为：其中，R1、R2均各自独立的为H原子或烷基；m、n、m1和n1为0或正整数，m与n之和为0-10中的整数，m1与n1之和为0-10中的整数，X为胺、钠或钾中的一种或多种；优选的，所述m与n之和为4-8中的整数，所述m1与n1之和为4-8中的整数；优选的，X的通式为R3和R4均各自独立的为H原子或烷基，R5和R6各自独立的为烷基或羟烷基。3.根据权利要求2所述的防闪锈剂，其特征在于，R1的碳原子数为1-5，R2的碳原子数为1-5；优选的，R1为异丙基、异丁基或异戊基，R2为甲基。4.根据权利要求2所述的防闪锈剂，其特征在于，R3为H原子或R3的碳原子数为1-3，R4为H原子或R4的碳原子数为1-3；优选的，R3和R4为H原子；优选的，R5的碳原子数为1-3，R6的碳原子数为1-3；更优选的，R5为甲基，R6为甲基；或者R5为羟乙基，R6为羟乙基。5.权利要求1-4任一项所述的防闪锈剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将炔醇与环氧乙烷和/或环氧丙烷进行开环聚合反应，得到端炔基烷氧产物；将端炔基烷氧产物与五氧化二磷混合进行酯化反应，得到磷酸酯化端炔基烷氧产物；将磷酸酯化端炔基烷氧产物与胺或氢氧化钠或氢氧化钾混合反应成盐，得到所述防闪锈剂。6.根据权利要求5所述的防闪锈剂的制备方法，其特征在于，所述炔醇的结构通式为所述R1和R2均各自独立的为H原子或烷基；优选的，所述胺为...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓耀文，周海军，廖有为，
申请(专利权)人：岳阳凯门水性助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43