水溶性防锈剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种水溶性防锈剂，同时涉及该水溶性防锈剂的制备方法，包含以下步骤：(1)将己内酰胺加入强碱水溶液中，回流水解形成氨基己酸盐水溶液；(2)将所述氨基己酸盐水溶液冷却至‑5～5℃，向其中缓慢滴加脂肪酰氯，整个滴加过程保持反应体系温度在‑5～5℃；(3)所述脂肪酰氯滴加完毕后，缓慢升温，继续反应；(4)将步骤(3)的反应体系冷却至室温后，加盐酸酸化，静置分层，取上层有机相得到水溶性防锈剂的中间体；(5)将所述中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度低于200ppm后，与三乙醇胺反应即得水溶性防锈剂。本发明专利技术还涉及所述的水溶性防锈剂在水基金属加工液和水基液压液的防锈添加剂中的应用。

【技术实现步骤摘要】
水溶性防锈剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种水溶性防锈剂及其制备方法与用途，特别是涉及一种水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐及其制备方法与用途。本专利技术属新型化合物制备及金属加工液添加剂制备工艺

技术介绍
水基金属加工液中含有大量水，在使用过程中容易引起加工设备及工件的锈蚀，而且金属加工液一般在敞开或半封闭的环境中使用，工件易与空气、切屑等杂质频繁接触，也容易引发锈蚀。因此，水基金属加工液的防锈性能是关乎工件加工成败的重要性能，防锈剂也成为水基金属加工液中必不可少的重要组分。传统水基防锈剂多使用亚硝酸盐、铬酸盐等，尤其是亚硝酸钠由于防锈效果好、价廉易得，其使用最为广泛。但铬酸盐易致癌，而亚硝酸盐在使用过程中与二元胺形成的亚硝胺也是强致癌物质。因此这些传统水基防锈剂直接危害着环境安全和人们的身体健康，已逐步被禁用或限制使用。开发环保型水基防锈剂产品，替代亚硝酸盐等有毒防锈添加剂，一直是业内人士潜心研究的重要课题。目前低毒环保型的水溶性防锈剂主要有长链二元羧酸、有机硼酸酯、多元羧酸等。N-酰基氨基酸型防锈剂虽出现较早，如国内牌号为T711的N-油酰基肌氨酸十八胺盐，但多为油溶性产品，无法应用于水基金属加工液等领域。近几年来，关于N-酰基氨基酸型物质表面活性及制备方法的研究相对较多，如中国专利CN104693061A、CN105330562A、CN106076192A、CN105348133A等，但关于其防锈性能的研究相对较少。仅专利CN1760352A公开了一种N-脂肪酰基谷氨酸三乙醇胺盐防锈剂及其制备方法，并对其防锈性能和减摩性能等做了考察，结果显示加入1％N-脂肪酰基谷氨酸三乙醇胺盐时，水溶液体系的防锈性能、润滑性能均有所提升。但其关于防锈性能的考察方法不是标准试验方法，难以对其防锈性能进行评判。而本专利技术的创新点主要在于制备了一种N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐防锈剂，与上述专利文献相比，首先，本专利技术涉及的防锈剂结构明显不同，未使用氨基酸类原料；其次，制备工艺流程不同且制备产物有效组分含量高。综上所述，本专利与上述专利存在显著区别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐防锈剂及其制备方法和用途。本专利技术提供一种水溶性防锈剂，其中，具有如式(I)所示的分子式结构：式中R为C5～C17的直链或支链烷基。本专利技术还提供一种水溶性防锈剂的制备方法，包含以下步骤：(1)将己内酰胺加入强碱水溶液中，回流水解形成氨基己酸盐水溶液；(2)将所述氨基己酸盐水溶液冷却至-5～5℃，向其中缓慢滴加脂肪酰氯，整个滴加过程保持反应体系温度在-5～5℃；(3)所述脂肪酰氯滴加完毕后，缓慢升温，继续反应；(4)将步骤(3)的反应体系冷却至室温后，加盐酸酸化，静置分层，取上层有机相得到水溶性防锈剂的中间体；(5)将所述中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度低于200ppm后，与三乙醇胺反应即得水溶性防锈剂。本专利技术所述的水溶性防锈剂的制备方法，其中，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。本专利技术所述的水溶性防锈剂的制备方法，其中，己内酰胺：强碱：水的摩尔比为1：1～4：10～40。本专利技术所述的水溶性防锈剂的制备方法，其中，己内酰胺：脂肪酰氯的摩尔比为1：0.6～1.2。本专利技术所述的水溶性防锈剂的制备方法，其中，步骤(5)中，中间体：三乙醇胺的摩尔比为1：1～3。本专利技术所述的水溶性防锈剂的制备方法，其中，步骤(3)中，所述脂肪酰氯滴加完毕后，缓慢升温至60～100℃继续反应2～6h。本专利技术所述的水溶性防锈剂的制备方法，其中，步骤(4)中，加盐酸酸化至pH为1～3。本专利技术还提供一种上述的水溶性防锈剂在水基金属加工液和水基液压液的防锈添加剂中的应用。本专利技术还可以详述如下：本专利技术的一种水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐，具有如式(I)所示的分子式结构：式中R为C5～C17的直链或支链烷基。本专利技术的一种水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐的制备方法，包含以下过程和步骤：①将己内酰胺加入到氢氧化钠或氢氧化钾强碱水溶液中，己内酰胺：强碱：水的摩尔比为1：1～4：10～40。回流水解形成氨基己酸盐水溶液。②将氨基己酸盐水溶液冷却至-5～5℃，向其中缓慢滴加脂肪酰氯，己内酰胺：脂肪酰氯的摩尔比为1：0.6～1.2。整个滴加过程保持反应体系温度在-5～5℃。③脂肪酰氯滴加完毕后，缓慢升温至60～100℃继续反应2～6h。④上述反应体系冷却至室温后，加盐酸酸化至pH为1～3。静置分层，取上层有机相得到N-脂肪酰基氨基己酸中间体。⑤将N-脂肪酰基氨基己酸中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度低于200ppm后，与三乙醇胺以摩尔比为1：1～3反应，即得水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐防锈剂。本专利技术的一种水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐的用途，其可作为水基金属加工液和水基液压液的防锈添加剂，加量在1～5％。本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐防锈剂，低毒易降解，防锈性能良好，水溶性优异，且有一定的硬水适应性，可取代或降低水基金属加工液配方中亚硝酸钠等毒性防锈剂的使用，具有显著的环保特性。(2)本专利技术的N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐防锈剂，具有一定的表面活性，可促进半合成和乳化液等水基产品中的油水平衡。(3)本专利技术的水溶性N-脂肪酰基氨基己酸三乙醇胺盐防锈剂制备方法，原料廉价易得，制备工艺简单，反应条件温和，不使用有机溶剂，易于工业化。具体实施方式以下对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。氨基己酸盐水溶液冷却至-5～5℃：在本专利技术中，对氨基己酸盐水溶液冷却并无特殊要求，通常氨基己酸盐水溶液冷却至-5～5℃；如果氨基己酸盐水溶液冷却至小于-5℃，由于温度过低，容易使反应速率下降，甚至阻止反应进行；而氨基己酸盐水溶液冷却高于5℃，由于温度过高，容易使反应原料脂肪酰氯水解，并无其他有益效果。反应体系温度在-5～5℃：在本专利技术中，对反应体系温度在-5～5℃并无特殊要求，通常反应体系温度在-5～5℃；如果反应体系温度小于-5℃，由于温度过低，容易使反应速率下降，甚至阻止反应进行；而反应体系温度大于5℃，由于温度过高，容易使反应原料脂肪酰氯水解，并无其他有益效果。所述中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度低于200ppm：在本专利技术中，对中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度并无特殊要求，通常中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度低于200ppm；如果中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度高于200ppm，在后期应用过程中，产物中高浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性防锈剂，其特征在于，具有如式(I)所示的分子式结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种水溶性防锈剂，其特征在于，具有如式(I)所示的分子式结构：



式中R为C5～C17的直链或支链烷基。


2.一种水溶性防锈剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)将己内酰胺加入强碱水溶液中，回流水解形成氨基己酸盐水溶液；
(2)将所述氨基己酸盐水溶液冷却至-5～5℃，向其中缓慢滴加脂肪酰氯，整个滴加过程保持反应体系温度在-5～5℃；
(3)所述脂肪酰氯滴加完毕后，缓慢升温，继续反应；
(4)将步骤(3)的反应体系冷却至室温后，加盐酸酸化，静置分层，取上层有机相得到水溶性防锈剂的中间体；
(5)将所述中间体用热蒸馏水洗涤至其氯离子浓度低于200ppm后，与三乙醇胺反应即得水溶性防锈剂。


3.如权利要求2所述的水溶性防锈剂的制备方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李团乐，徐宁，陈馥婧，段况华，周旭光，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11