一种铝合金无镍环保封孔剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金无镍环保封孔剂的制备方法，包括如下步骤：(一)2‑(3‑氯丙基)‑1,3‑二噁戊环离子化(1,4,7,10‑四氮杂‑环十二‑1‑基)‑烯丙基乙酸酯的制备；(二)丙烯酸‑2,3‑环氧丙酯十八烯酸基胞苷‑5'‑二磷酸甘油酯二钠盐的制备；(三)共聚物的制备；(四)离子交换；(五)封孔剂的制备。本发明专利技术还公开了根据所述铝合金无镍环保封孔剂的制备方法制备而成的铝合金无镍环保封孔剂。本发明专利技术公开的铝合金无镍环保封孔剂成本低、稳定性好、环保无污染、封孔速度快且封孔效果好。

A nickel-free environmental sealing agent for aluminium alloy and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金无镍环保封孔剂及其制备方法
本专利技术涉及金属表面腐蚀防护处理
，尤其涉及一种铝合金无镍环保封孔剂及其制备方法。
技术介绍
铝合金是一种重要的金属材料，与人们的生活息息相关，已经成为了人们生活的一部分。其具有质量轻、耐蚀性强、导热导电良好等优点，在航空、航天、汽车、机械制造、民用工业中广泛应用。然而，这类材料有个致命的缺点就是耐腐蚀性能差。为避免铝合金的腐蚀，扩大其应用范围，常需要采用阳极氧化技术处理，使在其表面形成一层阳极氧化膜来提高铝合金的耐腐蚀性，但形成的氧化膜层通常由含大量空隙的无定型氧化铝组成，孔通常延伸至氧化物与金属的交界面附近，一个孔周围的区域组成一个晶胞，具有较强的化学活性。在阳极化过程中阻挡层的形成和溶解同时发生，并保持一定厚度不变，随着氧化过程的进行，孔的深度增加，故而需要进行封孔表面处理。在封孔表面处理过程中必不可少的一种试剂是封孔剂。现阶段我国铝建筑型材生产基本采用镍氟盐类封孔剂，而这种封孔剂由于含有大量镍离子和氟化物而对环境和操作人员均带来很大的污染和毒害。作为改进，现有技术中公开了稀土封孔、沸水封孔、重铬酸盐封孔，但这些封孔剂均存在易受腐蚀，在潮湿环境中易失去封孔效果的问题难以克服。目前在不高的环境温度(<200℃)下，主要应用有机封孔剂，如酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、微晶石蜡系列等，而溶剂大多采用醇类、酯类和芳香族碳氢化合物等。酚醛树脂、有机硅树脂、环氧树脂等耐水性好、渗透能力强，但与基材相容性差；微晶石蜡系列封孔剂化学性能十分稳定，能耐海水、淡水、酸和碱的腐蚀，并具有气体密封的效果，但不耐热(熔点在85℃左右)。因此，开发一种工艺简单、能耗较低、符合环保要求、封孔处理效果稳定、耐腐蚀性能和耐热性优异的铝合金无镍环保封孔剂符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提供一种成本低、稳定性好、环保无污染、封孔速度快且封孔效果好的铝合金无镍环保封孔剂。同时，本专利技术还提供了所述铝合金无镍环保封孔剂的制备方法。本专利技术通过以下方案实现：一种铝合金无镍环保封孔剂的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯的制备：将2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环、(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯混合，在30-40℃下搅拌反应6-8小时，后用乙醚洗涤产物3-5次，再旋蒸除去乙醚，得到2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯；Ⅱ丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐的制备：将丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸、胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐、阻聚剂加入到有机溶剂中，在60-80℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸除去溶剂，并异丙醇洗涤产物3-5次，后旋蒸除去异丙醇，得到丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐；Ⅲ共聚物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯、经过步骤Ⅱ制备得到的丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐、头孢妥仑母核、6-[1-[(叔丁基二甲基硅)氧]乙基]-7-氧代-3-(四氢-3-呋喃基)-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚-2-烯-2-羧酸烯丙酯、甘油单油酸酯、[N-(2-马来酰亚胺基乙基)]二乙烯三胺五乙酸单酰胺、引发剂加入到四氢呋喃中，在60-70℃，氮气或惰性气体氛围下搅拌反应4-6小时，后浇注在模板上，置于真空干燥箱80-90℃下干燥8-10小时，得到加聚物；Ⅳ离子交换：将经过步骤Ⅲ制备得到的加聚物、六氟铝酸钠加入到水中，搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去水，用高沸点溶剂溶解产物，过滤分离出生产的氯化钠，再旋蒸除去高沸点溶剂，得到中间产物；Ⅴ封孔剂的制备：将经过步骤Ⅳ制备而成的中间产物、表面活性剂、助溶剂、水混合，在60-80℃下搅拌30-50分钟，后向其中加入地贝卡星调节PH至5-6.5即可。进一步地，步骤Ⅰ中所述2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环、(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯的质量比为3.9:1。优选地，步骤Ⅱ中所述丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸、胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐、阻聚剂、有机溶剂的质量比为1:1.54:(0.1-0.3):(10-15)。优选地，所述阻聚剂选自四氯苯醌、l,4-萘醌中的至少一种。优选地，所述有机溶剂选自四氢呋喃、丙酮、甘油中的至少一种。进一步地，步骤Ⅲ中所述2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯、丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐、头孢妥仑母核、6-[1-[(叔丁基二甲基硅)氧]乙基]-7-氧代-3-(四氢-3-呋喃基)-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚-2-烯-2-羧酸烯丙酯、甘油单油酸酯、[N-(2-马来酰亚胺基乙基)]二乙烯三胺五乙酸单酰胺、引发剂、四氢呋喃的质量比为1:1:0.3:0.2:0.8:1:(0.02-0.05):(12-18)。优选地，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈中的至少一种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。进一步地，步骤Ⅳ中所述加聚物、六氟铝酸钠、水的质量比为1:0.3:(5-10)。优选地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。进一步地，步骤Ⅴ中所述中间产物、表面活性剂、助溶剂、水的质量比为1:(0.05-0.1):(5-8):(30-50)。优选地，所述表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮、脂肪酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷基磺基苯氧基苯磺酸二钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的一种或多种；所述助溶剂选自乙醇、异丙醇、丙三醇中的一种或几种。进一步地，一种铝合金无镍环保封孔剂，采用上述铝合金无镍环保封孔剂的制备方法制成。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的铝合金无镍环保封孔剂，制备方法工艺简单、操作方便、制备成本低廉、原料来源丰富，适合规模化生产，具有较好的推广应用价值。2)本专利技术提供的铝合金无镍环保封孔剂，克服了传统无机孔剂易对环境和人体身体健康造成危害，易受腐蚀，在潮湿环境中易失去封孔效果的技术问题，也克服了现有技术中有机封孔剂或多或少存在的与基材相容性差、不耐热等缺陷，具有耐水性好、渗透能力强、化学性能十分稳定，能耐海水、淡水、酸和碱的腐蚀，并具有气体密封的效果，制备工艺简单、能耗较低、符合环保要求、封孔处理效果稳定、封孔速度快且封孔效果好，耐腐蚀性能和耐热性优异的优点。3)本专利技术提供的铝合金无镍环保封孔剂，分子链上同时引入杂环，胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐，甘油单油酸酯和[N-(2-马来酰亚胺基乙基)]二乙烯三胺五乙酸单酰胺结构，显著提高了封孔效果，对铝合金表面能起到清洁作用，易与铝合金接触反应，也可以清除微孔中的残留物质，从内部消除腐蚀隐患；分子链上引入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金无镍环保封孔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：Ⅰ2‑(3‑氯丙基)‑1,3‑二噁戊环离子化(1,4,7,10‑四氮杂‑环十二‑1‑基)‑烯丙基乙酸酯的制备：将2‑(3‑氯丙基)‑1,3‑二噁戊环、(1,4,7,10‑四氮杂‑环十二‑1‑基)‑烯丙基乙酸酯混合，在30‑40℃下搅拌反应6‑8小时，后用乙醚洗涤产物3‑5次，再旋蒸除去乙醚，得到2‑(3‑氯丙基)‑1,3‑二噁戊环离子化(1,4,7,10‑四氮杂‑环十二‑1‑基)‑烯丙基乙酸酯；Ⅱ丙烯酸‑2,3‑环氧丙酯十八烯酸基胞苷‑5'‑二磷酸甘油酯二钠盐的制备：将丙烯酸‑2,3‑环氧丙酯十八烯酸、胞苷‑5'‑二磷酸甘油酯二钠盐、阻聚剂加入到有机溶剂中，在60‑80℃下搅拌反应8‑10小时，后旋蒸除去溶剂，并异丙醇洗涤产物3‑5次，后旋蒸除去异丙醇，得到丙烯酸‑2,3‑环氧丙酯十八烯酸基胞苷‑5'‑二磷酸甘油酯二钠盐；Ⅲ共聚物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的2‑(3‑氯丙基)‑1,3‑二噁戊环离子化(1,4,7,10‑四氮杂‑环十二‑1‑基)‑烯丙基乙酸酯、经过步骤Ⅱ制备得到的丙烯酸‑2,3‑环氧丙酯十八烯酸基胞苷‑5'‑二磷酸甘油酯二钠盐、头孢妥仑母核、6‑[1‑[(叔丁基二甲基硅)氧]乙基]‑7‑氧代‑3‑(四氢‑3‑呋喃基)‑4‑硫杂‑1‑氮杂双环[3.2.0]庚‑2‑烯‑2‑羧酸烯丙酯、甘油单油酸酯、[N‑(2‑马来酰亚胺基乙基)]二乙烯三胺五乙酸单酰胺、引发剂加入到四氢呋喃中，在60‑70℃，氮气或惰性气体氛围下搅拌反应4‑6小时，后浇注在模板上，置于真空干燥箱80‑90℃下干燥8‑10小时，得到加聚物；Ⅳ离子交换：将经过步骤Ⅲ制备得到的加聚物、六氟铝酸钠加入到水中，搅拌反应6‑8小时，后旋蒸除去水，用高沸点溶剂溶解产物，过滤分离出生产的氯化钠，再旋蒸除去高沸点溶剂，得到中间产物；Ⅴ封孔剂的制备：将经过步骤Ⅳ制备而成的中间产物、表面活性剂、助溶剂、水混合，在60‑80℃下搅拌30‑50分钟，后向其中加入地贝卡星调节PH至5‑6.5即可。...

【技术特征摘要】
1.一种铝合金无镍环保封孔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：Ⅰ2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯的制备：将2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环、(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯混合，在30-40℃下搅拌反应6-8小时，后用乙醚洗涤产物3-5次，再旋蒸除去乙醚，得到2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯；Ⅱ丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐的制备：将丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸、胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐、阻聚剂加入到有机溶剂中，在60-80℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸除去溶剂，并异丙醇洗涤产物3-5次，后旋蒸除去异丙醇，得到丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐；Ⅲ共聚物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环离子化(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯、经过步骤Ⅱ制备得到的丙烯酸-2,3-环氧丙酯十八烯酸基胞苷-5'-二磷酸甘油酯二钠盐、头孢妥仑母核、6-[1-[(叔丁基二甲基硅)氧]乙基]-7-氧代-3-(四氢-3-呋喃基)-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚-2-烯-2-羧酸烯丙酯、甘油单油酸酯、[N-(2-马来酰亚胺基乙基)]二乙烯三胺五乙酸单酰胺、引发剂加入到四氢呋喃中，在60-70℃，氮气或惰性气体氛围下搅拌反应4-6小时，后浇注在模板上，置于真空干燥箱80-90℃下干燥8-10小时，得到加聚物；Ⅳ离子交换：将经过步骤Ⅲ制备得到的加聚物、六氟铝酸钠加入到水中，搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去水，用高沸点溶剂溶解产物，过滤分离出生产的氯化钠，再旋蒸除去高沸点溶剂，得到中间产物；Ⅴ封孔剂的制备：将经过步骤Ⅳ制备而成的中间产物、表面活性剂、助溶剂、水混合，在60-80℃下搅拌30-50分钟，后向其中加入地贝卡星调节PH至5-6.5即可。2.根据权利要求1所述的一种铝合金无镍环保封孔剂的制备方法，其特征在于，步骤Ⅰ中所述2-(3-氯丙基)-1,3-二噁戊环、(1,4,7,10-四氮杂-环十二-1-基)-烯丙基乙酸酯的质量比为3.9:...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：邓华斌，
类型：发明
国别省市：湖南,43