CN105949925B - 一种商业用暖通风管表层防锈剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种商业用暖通风管表层防锈剂及其制备方法和应用，由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐，十二烯基琥珀酸酐，N‑乙基对甲苯磺酰胺，对亚硝基二甲替苯胺，1‑[(2‑羟乙基)氨基]‑4‑(甲氨基)‑9,10‑蒽醌，2‑氨基‑3‑羟基蒽醌，对甲氧基苯甲醇，纳米级锆酸锂微粒，4,4`‑二氨基‑3,3`‑二乙基二苯甲烷，十二烷基三甲基溴化铵，3,3`‑二甲基联苯基‑4,4`‑二异氰酸酯，苯并三唑‑1‑三(三甲氨基)‑三氟磷酸酯，N‑(α‑苯并三唑烷基)氨基甲酸酯，α‑溴代正己酸，去离子水。该发明优点在于：首先防锈剂皂化，降低了油粒的表面张力，从而使得金属表面的油粒附着牢固；该防锈剂具有化学性质稳定、适用广、防锈效果好、金属表面洁净比高的优点。
Description
技术领域
本发明属于暖通风管表层防锈剂领域，尤其涉及一种商业用暖通风管表层防锈剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前在大型商场、剧院、会堂暖通风管维修过程中，风管的大量锈蚀以及在风管表面残留的锈蚀物、氧化皮等，造成送风短路，严重影响着新鲜风的送达和室内的冷热交换，为此广大科技工作者试图解决这一难题，并研制了各种组份的金属防锈剂。但是一些防锈剂使用过程均不是十分理想。
如申请号为CN200910096919.4的中国专利中，公开了一种建筑用标准原料和标准件的防锈剂及其使用方法，该防锈剂包括四种防锈剂，每种防锈剂需要按一定的体积百分比混合后使用；当所需要防锈的标准原料是钢材或钢材制作的标准件时，采用三种防锈剂中的一种；当所需要防锈的标准原料是有色金属或有色金属制作的标准件时，采用第四种防锈剂。但是该防锈剂的碱性较高，易造成设备的腐蚀，且易影响操作人员的身体健康。
又如申请号为CN201310735929.4的中国专利中，公开了一种金属表面液体防锈剂，其各组份重量配比为：主成膜剂8～10％、碱性缓蚀剂3～5％、防锈剂5～10％、促进剂1～20、表面活性剂0.5～1％、余量为水。其中，主成膜剂为三聚磷酸盐、碱性缓蚀剂为石油稀土磺酸盐、防锈剂为有机胺、促进剂为纯碱。使用时将其按1：2～1：3的重量配比与水稀释，用于喷涂经过水喷砂除锈处理后的铁路车辆表面；或将其按1：8～1：10的重量配比添加到水喷砂除锈工艺用循环水中，直接对铁路车辆表面进行水喷砂除锈处理。但是金属表面液体防锈剂有毒性和污染环境，该防锈剂易燃烧、易爆炸，对设备有损伤作用。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种商业用暖通风管表层防锈剂，由以下组分按重量份数配比组成：去离子水220～445份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐12～54份，十二烯基琥珀酸酐15～124份，N-乙基对甲苯磺酰胺11～28份，对亚硝基二甲替苯胺14～71份，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌17～78份，2-氨基-3-羟基蒽醌14～37份，对甲氧基苯甲醇11～56份，纳米级锆酸锂微粒19～74份，4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷12～54份，十二烷基三甲基溴化铵2～45份，3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯3～39份，苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯14～54份，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯21～65份，质量浓度为11ppm～278ppm的α-溴代正己酸44～98份。
进一步的，由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐13～51份，十二烯基琥珀酸酐16～111份，N-乙基对甲苯磺酰胺14～21份，对亚硝基二甲替苯胺15～70份，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌18～77份，2-氨基-3-羟基蒽醌15～36份，对甲氧基苯甲醇10～54份，纳米级锆酸锂微粒20～73份，4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷13～51份，十二烷基三甲基溴化铵3～44份，3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯4～38份，苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯15～53份，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯22～64份，质量浓度为12ppm～279ppm的α-溴代正己酸45～97份，去离子水221～444份。
进一步的，本发明还公开了一种商业用暖通风管表层防锈剂的制备方法，按重量份计，包括如下步骤：
第1步：在反应釜中，加入去离子水和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐，启动反应釜中的搅拌机，转速为13rpm～59rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至28℃～39℃，加入十二烯基琥珀酸酐，N-乙基对甲苯磺酰胺，搅拌均匀，进行酯化反应5～16小时；之后在反应釜中加入对亚硝基二甲替苯胺，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.8～8.9之间；
第2步：另取2-氨基-3-羟基蒽醌，对甲氧基苯甲醇，纳米级锆酸锂微粒，进行粉碎研磨，并通过400～500目筛网，混合均匀后采用能量为2MeV～30MeV、剂量为50kGy～90kGy的伽马射线辐照14～39分钟，得到性状改变的三者混合物；
第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为15ppm～245ppm的4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷中，并流加至反应釜中，流加速度为150～878毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，设定转速为19rpm～59rpm；搅拌均匀后再加入十二烷基三甲基溴化铵，升温至49℃～86℃，通入氮气4～45分钟，保温静置39～69分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为14rpm～59rpm，加入3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.45～10.89，保温静置38～78分钟；
第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为11rpm～78rpm，边搅拌边向反应釜中加入苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯，质量浓度为11ppm～278ppm的α-溴代正己酸，温度为89℃～145℃，压力为0.11MPa～0.21MPa，反应4～29小时；之后降压至0MPa，降温至54℃出料，即得到一种商业用暖通风管表层防锈剂。
进一步的，所述纳米级锆酸锂微粒的粒径为19nm～29nm。
进一步的，本发明还公开了一种商业用暖通风管表层防锈剂的应用；该商业用暖通风管表层防锈剂主要用于针对含有合金材料钢板的防锈处理中的应用。
进一步的，所述合金材料为铁锰合金、铁镍合金、铁铜合金中的至少一种。
进一步的，所述一种商业用暖通风管表层防锈剂与稀释剂配合使用，一种商业用暖通风管表层防锈剂与稀释剂配合质量比为1:440～880；所述稀释剂为聚氨酯、聚醚氨酯、聚氯醚中的一种。
本发明专利公开的一种商业用暖通风管表层防锈剂及其制备方法和应用，其优点在于：
(1)在采用本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂时，首先防锈剂皂化，使油料粒子从原料中分离出来；其次将脱落的油粒子分散、吸收；
(2)本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂能够大大降低防锈剂在金属表面上油粒的表面张力，从而产生润滑、渗透、乳化、分散等多重作用，从而使得金属表面的油粒附着牢固；
(3)本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂具有化学性质稳定、适用广、pH值范围广、附着牢固率高、防锈效果好、金属表面洁净比高的优点；
(4)本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂在使用过后不会产生沉淀，不会对周边环境造成污染；应用本发明所述的一种商业用暖通风管表层防锈剂，设备要求简单、运营成本低。
附图说明
图1是不同反应时间条件下实施例与对照例吸附紧固率变化图。
图2是不同反应时间条件下实施例与对照例防锈剂稳定率变化图。
图3是不同反应时间条件下实施例与对照例防锈剂再生率变化图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制备本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂，并按重量份计：
第1步：在反应釜中，加入去离子水220份和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐12份，启动反应釜中的搅拌机，转速为13rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至28℃，加入十二烯基琥珀酸酐15份，N-乙基对甲苯磺酰胺11份，搅拌均匀，进行酯化反应5小时；之后在反应釜中加入对亚硝基二甲替苯胺14份，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌17份，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.8之间；
第2步：另取2-氨基-3-羟基蒽醌14份，对甲氧基苯甲醇11份，纳米级锆酸锂微粒19份，进行粉碎研磨，并通过400目筛网，混合均匀后采用能量为2MeV、剂量为50kGy的伽马射线辐照14分钟，得到性状改变的三者混合物；
第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为15ppm的4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷12份中，并流加至反应釜中，流加速度为150毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，设定转速为19rpm；搅拌均匀后再加入十二烷基三甲基溴化铵2份，升温至49℃，通入氮气4分钟，保温静置39分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为14rpm，加入3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯3份，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.45，保温静置38分钟；
第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为11rpm，边搅拌边向反应釜中加入苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯14份，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯21份，质量浓度为11ppm的α-溴代正己酸44份，温度为89℃，压力为0.11MPa，反应4小时；之后降压至0MPa，降温至54℃出料，即得到一种商业用暖通风管表层防锈剂。
所述纳米级锆酸锂微粒的粒径为19nm。
实施例2
按照以下步骤制备本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂，并按重量份计：
第1步：在反应釜中，加入去离子水445份和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐54份，启动反应釜中的搅拌机，转速为59rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至39℃，加入十二烯基琥珀酸酐124份，N-乙基对甲苯磺酰胺28份，搅拌均匀，进行酯化反应16小时；之后在反应釜中加入对亚硝基二甲替苯胺71份，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌78份，调整反应釜中溶液的pH值范围至8.9之间；
第2步：另取2-氨基-3-羟基蒽醌37份，对甲氧基苯甲醇56份，纳米级锆酸锂微粒74份，进行粉碎研磨，并通过500目筛网，混合均匀后采用能量为30MeV、剂量为90kGy的伽马射线辐照39分钟，得到性状改变的三者混合物；
第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为245ppm的4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷54份中，并流加至反应釜中，流加速度为878毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，设定转速为59rpm；搅拌均匀后再加入十二烷基三甲基溴化铵45份，升温至86℃，通入氮气45分钟，保温静置69分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为59rpm，加入3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯39份，使其反应液的亲水亲油平衡值为10.89，保温静置78分钟；
第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为78rpm，边搅拌边向反应釜中加入苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯54份，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯65份，质量浓度为278ppm的α-溴代正己酸98份，温度为145℃，压力为0.21MPa，反应29小时；之后降压至0MPa，降温至54℃出料，即得到一种商业用暖通风管表层防锈剂。
所述纳米级锆酸锂微粒的粒径为29nm。
实施例3
按照以下步骤制备本发明所述一种商业用暖通风管表层防锈剂，并按重量份计：
第1步：在反应釜中，加入去离子水245份和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐12.54份，启动反应釜中的搅拌机，转速为13.59rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至29℃，加入十二烯基琥珀酸酐85份，N-乙基对甲苯磺酰胺11.28份，搅拌均匀，进行酯化反应5.16小时；之后在反应釜中加入对亚硝基二甲替苯胺14.71份，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌17.78份，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.889之间；
第2步：另取2-氨基-3-羟基蒽醌14.37份，对甲氧基苯甲醇11.56份，纳米级锆酸锂微粒19.74份，进行粉碎研磨，并通过405目筛网，混合均匀后采用能量为20MeV、剂量为53kGy的伽马射线辐照24分钟，得到性状改变的三者混合物；
第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为115ppm的4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷22份中，并流加至反应釜中，流加速度为178毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，设定转速为51rpm；搅拌均匀后再加入十二烷基三甲基溴化铵24份，升温至50℃，通入氮气12分钟，保温静置50分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为45rpm，加入3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯12份，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.99，保温静置48分钟；
第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为21rpm，边搅拌边向反应釜中加入苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯23份，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯45份，质量浓度为144ppm的α-溴代正己酸56份，温度为111℃，压力为0.19MPa，反应12小时；之后降压至0MPa，降温至54℃出料，即得到一种商业用暖通风管表层防锈剂。
所述纳米级锆酸锂微粒的粒径为21nm。
对照例
对照例采用市售某品牌的暖通风管表层防锈剂进行暖通风管表层防锈实验。
实施例4
将实施例1～3和对照例所获得的暖通风管表层防锈剂用于暖通风管表层防锈试验，其中暖通风管表层防锈剂与稀释剂的质量比为1:600，所述稀释剂为聚氨酯，处理时间为20～120月，处理结束后对五年完好率、防锈率、风管表面洁净比3个参数进行分析。其中处理30月的数据如表1所示。
从表1可见，本发明所述的一种商业用暖通风管表层防锈剂，其五年完好率、防锈率、风管表面洁净比均高于现有技术生产的产品。
此外，如图1～3所示，是本发明所述的一种商业用暖通风管表层防锈剂与对照例所进行的，随使用时间变化试验数据统计。图中看出，实施例1～3在吸附紧固率、防锈剂稳定率、防锈剂再生率技术指标，均大幅优于现有技术生产的产品。
Claims (4)
1.一种商业用暖通风管表层防锈剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：去离子水220～445份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐12～54份，十二烯基琥珀酸酐15～124份，N-乙基对甲苯磺酰胺11～28份，对亚硝基二甲替苯胺14～71份，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌17～78份，2-氨基-3-羟基蒽醌14～37份，对甲氧基苯甲醇11～56份，纳米级锆酸锂微粒19～74份，4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷12～54份，十二烷基三甲基溴化铵2～45份，3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯3～39份，苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯14～54份，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯21～65份，质量浓度为11ppm～278ppm的α-溴代正己酸 44～98份；
所述的一种商业用暖通风管表层防锈剂的制备方法，其特征在于，按重量份计，包括如下步骤：
第1步：在反应釜中，加入去离子水和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐，启动反应釜中的搅拌机，转速为13rpm～59rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至28℃～39℃，加入十二烯基琥珀酸酐，N-乙基对甲苯磺酰胺，搅拌均匀，进行酯化反应5～16小时；之后在反应釜中加入对亚硝基二甲替苯胺，1-[(2-羟乙基)氨基]-4-(甲氨基)-9,10-蒽醌，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.8～8.9之间；
第2步：另取2-氨基-3-羟基蒽醌，对甲氧基苯甲醇，纳米级锆酸锂微粒，进行粉碎研磨，并通过400～500目筛网，混合均匀后采用能量为2MeV～30MeV、剂量为50kGy～90kGy的伽马射线辐照14～39分钟，得到性状改变的三者混合物；
第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为15ppm～245ppm的4,4`-二氨基-3,3`-二乙基二苯甲烷中，并流加至反应釜中，流加速度为150～878毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，设定转速为19rpm～59rpm；搅拌均匀后再加入十二烷基三甲基溴化铵，升温至49℃～86℃，通入氮气4～45分钟，保温静置39～69分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为14 rpm～59rpm，加入3,3`-二甲基联苯基-4,4`-二异氰酸酯，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.45～10.89，保温静置38～78分钟；
第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为11rpm～78rpm，边搅拌边向反应釜中加入苯并三唑-1-三(三甲氨基)-三氟磷酸酯，N-(α-苯并三唑烷基)氨基甲酸酯，质量浓度为11ppm～278ppm的α-溴代正己酸，温度为89℃～145℃，压力为0.11MPa～0.21MPa，反应4～29小时；之后降压至0MPa，降温至54℃出料，即得到一种商业用暖通风管表层防锈剂；
所述的一种商业用暖通风管表层防锈剂的制备方法，其特征在于，所述纳米级锆酸锂微粒的粒径为19nm～29nm。
2.根据权利要求1所述的一种商业用暖通风管表层防锈剂用于针对含有合金材料钢板的防锈处理中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述合金材料为铁锰合金、铁镍合金、铁铜合金中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述一种商业用暖通风管表层防锈剂与稀释剂配合使用，一种商业用暖通风管表层防锈剂与稀释剂配合质量比为1:440～880；所述稀释剂为聚氨酯、聚醚氨酯、聚氯醚中的一种。
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