專利名稱：鋅材專用氣相緩蝕劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣相緩蝕劑蘋果酸嗎啉及其鍍鋅專用氣相防銹包裝材料。
背景技術：
2003年3月在美國San Deigo舉行的美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)Corrosion/2003學術年會和展覽會上明確新型、高效、低毒氣相緩蝕劑的開發(fā)是氣相緩蝕技術發(fā)展的關鍵(材料保護.2004VOL.37NO.1，62)。
自上世紀50年代以來，人們一直在為尋求高效、低毒的氣相緩蝕劑進行不懈努力，尤其是前蘇聯(lián)人浦里斯自1958年提出亞硝酸二環(huán)己胺及二環(huán)己胺有致癌作用和1975年3月21日在武漢市科委舉辦(湖北醫(yī)學院陳敏誨 教授《關于亞硝酸二環(huán)己胺毒性》的學術報告)以來，更是引起人們的關注。為了不用或少用亞硝酸二環(huán)己胺，人們相繼研制出亞硝酸鈉尿素與苯鉀酸鹽的混合物作氣相緩蝕劑，如捷克的SVIK、日本的KC-VCI、美國的DAUBRIFE500和我國一些廠家生產(chǎn)的11號氣相防銹紙等(E.J.Schwoegle and C.A.Hutter，U.S patent 2521311(1950)；M.Senkus，U.S.Patent 2739870、2739871(1956)；C.A.VOL.6681815(1967)；胡林林、徐文嘉主編，汽車防銹技術，化學工業(yè)出版社(2004))。據(jù)資料介紹，與此同時的還有意大利和前蘇聯(lián)也有生產(chǎn)。除此之外，還有美國配方亞硝酸鈉+硼酸鈉(3∶1)(P.E.Shick，U.S.Patent 3433577)；英國的亞硝酸鈉(24％)+苯甲酸二乙醇胺(60％)+苯甲酸單乙醇胺(15％)+潤濕劑(1％)等。КОНСЕРВАЦИЯ И УЛАКОВКА ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ 55-59(1972)介紹了苯甲酸鈉(66％)+亞硝酸鈉(34％)、磷酸氫二銨(35％)+亞硝酸鈉(54％)+碳酸氫鈉(11％)和亞硝酸鈉+烏洛托品(1∶1)及鋅材有效的緩蝕劑ХЦА(鉻酸環(huán)己胺)。КОНСЕРВАЦИЯ И УЛАКОВКА МАШИНОСТРОИТЕЛЪНОЙ ПРОДУКЦИИ 83-89(1973)介紹了一批對黑色金屬及有色金屬均有效的氣相緩蝕劑，如Γ-2(間-硝基苯甲酸環(huán)己胺)、Γ-3(鄰-硝基苯甲酸環(huán)己胺)、Γ-4(3.5-二硝基苯甲酸環(huán)己胺)與Γ-5(3.5-二硝基苯甲酸六氫吡啶)。КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ(СБОРНИК NO.2)284-295(1965)重點闡述了對Γ-2、Г-3、Г-4和Г-5的研究，認為Γ-4對銅、鋅、鎘防銹效果更好，而Γ-5對鋼、銅、黃銅、鋅、鎘、鋁、鉛、錫和鎳等均有較好的緩蝕性能，后來被業(yè)內(nèi)人士譽之為“萬能氣相緩蝕劑”。
縱觀國內(nèi)外對鋅材有緩蝕性能的氣相緩蝕劑的研究，主要是在硝基化合物及其鹽類、鉻酸鹽類、三唑類及雜環(huán)胺(鹽)類及其衍生物等，有單一緩蝕劑也有由幾種緩蝕劑組成的混合型緩蝕劑。其中一些比較典型的緩蝕劑及其配方如2，4-硝基苯酚二環(huán)己胺+亞硝酸二環(huán)己胺+鄰-硝基苯酚鈉；2，4-二硝基苯酚銨+苯駢三氮唑+苯酚銨；鉻酸鈉+亞硝酸鈉+苯駢三氮唑；硝基辛基苯酚四乙烯五胺+乙二酸二丁酯+苯駢三氮唑+鄰-硝基酚三乙醇胺；間-二硝基苯+辛酸二環(huán)己胺；苯駢三氮唑與胍類的反應物+鉻酸鉀；辛酸二環(huán)己胺+3-氨基-1，2，4-三氮唑；3-氨基-1，2，4-三氮唑+間-硝基苯+α-硝基萘+苯駢三氮唑，最近日本特開平5-329990介紹了一個鍍鋅專用氣相緩蝕劑3-甲基吡唑啉酮-[5]，即在吡唑啉酮-[5]第3位上接一甲基而成；2003年美國Corrosion/3學術年會上，印度的Quraishi介紹了他們新近研究的4種2-苯丙烯咪唑啉芳香酸鹽氣相緩蝕劑，稱其對鋼、鋁、鋅具有較好的氣相緩蝕能力，基中CIP 的緩蝕能力最好。
從以上文獻介紹的情況看來，對于鋅材有緩蝕能力的氣相緩蝕劑，要么毒性較大，要么防銹效果不甚理想；要么原材料難得，使得生產(chǎn)成本較高；有些緩蝕劑在生產(chǎn)和應用過程中還需大量的有機溶劑，不僅給生產(chǎn)造成一引起困難，甚至還會帶來環(huán)境污染。所以至今一些鋅材用氣相防銹包裝材料都不盡人意，與快速發(fā)展的當今社會格格不入。人們迫切需要盡快開發(fā)出一些防銹效果好，防銹期長，價廉物美，高效低毒，對環(huán)境友好的氣相緩蝕劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防銹效果好，防銹期長，使用方便，安全無害，原材料易得的鋅材專用氣相緩蝕劑及用該緩蝕劑生產(chǎn)的各種鍍鋅專用氣相防銹包裝材料，其包裝材料滿足小自鍍鋅螺釘螺帽，大到重型鍍鋅卷、帶、板材等各類鍍鋅產(chǎn)品的長期封存與短期臨時防銹。
本發(fā)明目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的，一種氣相緩蝕劑蘋果酸嗎啉(VP1-PM)是由質(zhì)量為8～12份羥基丁二酸和15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷在水介質(zhì)中于10～35℃溫度，0.08～0.11Mpa壓力下反應合成。
本氣相緩蝕劑在制鍍鋅專用氣相包裝材料的應用將8～12份羥基丁二酸與15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于242～265分去離子水中，并進行充分攪拌，使其反應完全后加入涂布助劑48wt％的聚醋酸乙烯乳液(PVA乳劑)5～13份，使成涂布液后，涂敷在防銹原紙或無紡布上，或涂敷在外層復合了防潮抗透氣層聚烯烴塑料膜的防銹原紙或無紡布上，便成鍍鋅專用氣相防銹紙、鍍鋅專用氣相防銹無紡布。
將8～12份羥基丁二酸與15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于102～125份去離子水中，并進行充分攪拌，使其反應完全后加入48wt％的PVA乳液3～7份，使成涂布液，涂敷在防潮抗透層為聚烯烴的塑料膜、骨架材料層為聚烯烴扁絲或絲線或纖維編織物、連結(jié)料為同種聚烯烴樹脂、載體材料為防銹原紙或聚烯烴纖維無紡布等組成的復合材料(塑料/編織物/樹脂/原紙或無紡布)的載體材料防銹原紙或無紡布層上便可加工成鍍鋅專用加骨氣相防銹紙、鍍鋅專用加骨氣相防銹無紡布。
將8～12份羥基丁二酸與15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷反應生成物純化后的純品固體VPI-PM。取VPI-PM10～30份、CaCO3(粒徑為0.5～5μm，超細)55～75份、石蠟油5～15份、鄰苯二甲酸二辛脂0.2～0.5份、2.6-二叔丁基對甲酚0.3～0.7份混合均勻制成VPI-PM載體。在100份低密度聚乙烯LDPE中添加10份VPI-PM載體，吹塑成膜，即得鍍鋅專用加骨氣相防銹塑料薄膜。
本發(fā)明所用上述原料國內(nèi)均有規(guī)?；a(chǎn)。羥基丁二酸別稱蘋果酸，是重要的食品添加劑，無毒；4-氧氮雜環(huán)己烷別稱嗎啉，常用化工原料，低毒(LD501050mg/kg，大白鼠徑口)。
VP1-PM按上述反應將羥基丁二酸和4-氧氮雜環(huán)己烷在水介質(zhì)中的反應物溶液作涂布液直接生產(chǎn)氣相防銹包裝材料，既省事，又經(jīng)濟；生產(chǎn)氣相防銹塑料薄膜時，用VP1-PM的純化品。
本發(fā)明VP1-PM及其鍍鋅專用氣相防銹包裝材料用于鍍鋅材料的防銹包裝。將涂敷或滲透了VP1-PM的一面作為有效面，按QB1319-91附錄A、附錄B和GB/T16266接觸腐蝕試驗方法進行氣相銹甄別試驗、動態(tài)接觸濕熱試驗和接觸腐蝕性試驗。
具體實施例方式
實施例1將質(zhì)量為8份羥基丁二酸與15份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于242份離子水中，在25℃溫度、0.1Mpa壓力下，充分攪拌，使其反應完全后加入濃度為48wt％的PVA 5份，使成涂布液，按上述方法涂敷于原紙和無紡布上制作鍍鋅專用氣相防銹紙和鍍鋅專用氣相防銹無紡布。
實施例2將質(zhì)量為12份羥基丁二酸與25份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于125份離子水中，并進行充分攪拌，使其反應完全后加入濃度為48wt％的PVA 7份，使成涂布液，涂敷在防潮抗透層為聚烯烴的塑料膜，骨架材料層為聚烯烴編織物，連結(jié)料為同種聚烯烴樹脂，載體材料為防銹原紙或無紡布上組成的復合材料上加工成鍍鋅專用加骨氣相防銹紙和加骨防銹無紡布。
實施例3將質(zhì)量為10份羥基丁二酸與20份4-氧氮雜環(huán)己烷反應生成物純化后的固體VPI-PM，按質(zhì)量取20份VPI-PM、粒徑為0.5～5μm CaCO360份、石蠟油10份、鄰苯二甲酸二辛脂0.3份、2.6-二叔丁基對甲酚0.5份混合均勻制成VPI-PM載體。按質(zhì)量比100份低密度聚乙烯中添加10份VPI-PM載體，吹塑成膜，制得鍍鋅專用加骨氣相防銹塑料薄膜。
將實施例1～3制得的鍍鋅專用氣相防銹紙、氣相防銹無紡布、加骨氣相防銹紙、加骨氣相防銹布和防銹塑料薄膜，共取5個樣品，進行性能測試，其結(jié)果列于表1表1

注實施例4鍍鋅專用氣相防銹紙實施例5鍍鋅專用加骨氣相防銹紙實施例6鍍鋅專用氣相防銹無紡布實施例7鍍鋅專用加骨氣相防銹無紡布實施例8鍍鋅專用氣相防銹塑料薄膜本發(fā)明的VPI-PM及其鍍鋅專用氣相防銹包裝材料，按照氣相防銹包裝材料操作要求，正常使用，對鍍鋅產(chǎn)品防銹效果確鑿。
權(quán)利要求
1.一種氣相緩蝕劑，其特征是蘋果酸嗎啉，它由質(zhì)量為8～12份羥基丁二酸和15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷在水介質(zhì)中于10～35℃溫度，0.08～0.11Mpa壓力下反應合成。
2.權(quán)利要求1所述的氣相緩蝕劑的應用，其特征是在由質(zhì)量為8～12份羥基丁二酸和15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于242～265分去離子水中攪拌合成完后加入加48wt的聚醋酸乙烯乳液5～13份，使成涂布液后將其涂敷在防銹原紙或無紡布上，生產(chǎn)鍍鋅專用氣相防銹紙，或鍍鋅專用氣相防銹無紡布。
3.權(quán)利要求1所述的氣相緩蝕劑的應用，其特征是將其涂敷在塑料與原紙復合材料或者塑料與無紡布復合材料上生產(chǎn)鍍鋅專用氣相防銹紙或鍍鋅專用氣相防銹無紡布。
4.權(quán)利要求1所述緩蝕劑的應用，其特征是將8～12份羥基丁二酸與15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于102～125份去離子水，攪拌合成完后，加入48wt％的聚醋酸乙烯乳液3～7份使成涂布液，在塑料與編織物和樹脂及原紙復合材料的原紙層上，生產(chǎn)鍍鋅專用加骨氣相防銹紙。
5.權(quán)利要求1所述緩蝕劑的應用，其特征是將8～12份羥基丁二酸與15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷分次溶解于102～125份去離子水，攪拌合成完后，加入48wt％的聚醋酸乙烯乳液3～7份使成涂布液，將其涂敷在塑料與編織物和樹脂及無紡布復合材料的無紡布層上，生產(chǎn)鍍鋅專用加骨氣相防銹無紡布。
6.權(quán)利要求1所述緩蝕劑的應用，其特征是將質(zhì)量8～12份羥基丁二酸與15～25份4-氧氮雜環(huán)己烷反應生成物純化后的純品固體氣相緩蝕劑，取質(zhì)量為10～30份與粒徑為0.5～5μmCaCO355～75份、石蠟油5～15份、鄰苯二甲酸二辛脂0.2～0.5份、2.6-二叔丁基對甲酚0.3～0.7份混合均勻制成蘋果酸嗎啉氣相緩蝕劑載體，在質(zhì)量100份低密度聚乙烯中添加1份所述的氣相緩蝕劑載體，吹塑成膜，制成鍍鋅專用加骨氣相防銹塑料薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋅材專用氣相緩蝕劑VP1－PM及其鍍鋅專用氣相防銹包裝材料的生產(chǎn)方法。該VP1－PM系羥基丁二酸(Malic Acid或Pingguo Acid)與4－氧氮雜環(huán)己烷(Morpholine)的反應生成物，對鋅材具有獨特的氣相緩蝕作用。用VP1－PM生產(chǎn)的鍍鋅專用氣相防銹紙、鍍鋅專用氣相防銹無紡布、鍍鋅專用加骨氣相防銹紙、鍍鋅專用加骨氣相防銹無紡布、鍍鋅專用氣相防銹塑料薄膜可適用于從小自鍍鋅螺釘螺帽，大到重型鍍鋅卷、帶、板材等各類鍍鋅產(chǎn)品的長期封存和臨時防銹。該鍍鋅專用氣相防銹包裝材料防銹效果好，防銹期長，使用方便，安全無害。
文檔編號C23F11/02GK1594657SQ200410013420
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者向東, 袁作啟, 朱志剛 申請人:武漢市洪福防銹包裝化工有限公司