專利名稱：環(huán)境友好型硅鋼專用氣相緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型硅鋼專用氣相緩蝕劑以及用該緩蝕劑生產(chǎn)的各種硅鋼專用氣相緩蝕劑包裝材料。
背景技術(shù)：
近年來國際上十分注意對(duì)環(huán)境和人體健康的保護(hù)，加強(qiáng)了環(huán)保立法，對(duì)緩蝕劑的發(fā)展提出了更高要求，特別要求提倡發(fā)展綠色化學(xué)。環(huán)境友好緩蝕劑的概念就是在綠色化學(xué)基礎(chǔ)上提出的。
2003年3月在美國San Deigo舉行的美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)Corrosion/2003學(xué)術(shù)年會(huì)和展覽會(huì)上明確新型、高效、低毒氣相緩蝕劑的開發(fā)是氣相緩蝕劑技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵(材料保護(hù)、2004VOL.37NO.1，62)。
自上世紀(jì)50年代以來，人們一直在為尋求高效、低毒的氣相緩蝕劑進(jìn)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1957年3月21日在武漢市科委舉辦(湖北醫(yī)學(xué)院陳敏誨教授《關(guān)于亞硝酸二環(huán)己胺毒性》的學(xué)術(shù)報(bào)告)以來，更是引起人們的關(guān)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、尿素與苯甲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(hào)氣相防銹紙等(E.J.Schwoegle andC.A.Hutter，U.S patent 2521311(1950)；M.Senkus，U.S.Patent 2739870、2739871(1956)；C.A.VOL.66，81815(1967)；胡林林、徐文嘉主編，汽車防銹技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社(2004))。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鉻酸環(huán)己胺。КОНСЕРВАЦИЯ И УЛАКОВКА МАШИНОСТРОИТЕЛЪНОЙ ПРОДУКЦИИ 83-89(1973)介紹了一批對(duì)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)。КОРРОЗИЯМЕТАЛЛОВ ИСПЛАВОВ(СБОРНИК NO.2)284-295(1965)重點(diǎn)闡述了對(duì)Γ-2、Γ-3、Γ-4和Γ-5的研究，認(rèn)為Γ-4對(duì)銅、鋅、鎘防銹效果更好，而Γ-5對(duì)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(yù)為“萬能氣相緩蝕劑”。
縱觀國內(nèi)外對(duì)單一黑色金屬和多種金屬組合件氣相緩蝕劑的研究發(fā)現(xiàn)，主要是在硝基化合物及其鹽類、鉻酸鹽類、三唑類及雜環(huán)胺和鹽類及其衍生物等。其中一些比較典型的緩蝕劑及其配方如2，4-二硝基苯酚二環(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；鉻酸鉀+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+苯駢三部曲氮唑+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(yīng)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+a-硝基萘+苯駢三氮唑等等。不難看出，這些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(yīng)用過程中還需大量的有機(jī)溶劑，不僅給生產(chǎn)造成一些困難，甚至還會(huì)帶來環(huán)境污染。人們迫切需要盡快開發(fā)出一些防銹效果好、防銹期長(zhǎng)、價(jià)廉物美、高效低毒、對(duì)環(huán)境友好的氣相緩蝕劑。
需要說明的是，硅鋼不是普通黑色金屬。對(duì)普通碳鋼等黑色金屬有效的氣相緩蝕劑不一定適合硅鋼。電器工業(yè)所用硅鋼片其化學(xué)成分含硅量1.0-4.5％，含碳量≤0.06～0.08％，并嚴(yán)格要求不得含有其它有害雜質(zhì)。含硅量1.0～2.5％的低硅鋼主要用來制造電機(jī)；含硅量3.0～4.5％的高硅鋼一般用來制造變壓器等。隨著硅含量的增加，材料的脆性也增加，同時(shí)抗腐蝕性也隨之變得更差[(安繼儒主編，中外常用金屬材料手冊(cè)，陜西科學(xué)技術(shù)出版社(2004.1)；張康夫等編，防銹封存包裝手冊(cè)，北京1665號(hào)信箱出版發(fā)行(1982)]。實(shí)踐證明，硅鋼防銹是個(gè)比較難攻的課題，尤其是用氣相緩蝕劑對(duì)其防銹難度較大。盡管亞硝酸二環(huán)己胺、亞硝酸鈉+尿素+苯甲酸單乙醇胺等傳統(tǒng)氣相緩蝕劑有一定緩蝕效果，但真正搞出對(duì)硅鋼有緩蝕效果的高效、低毒、對(duì)環(huán)境友好的氣相緩蝕劑還是有難度的。

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(zhǎng)，使用方便，安全無害，原材料易得的環(huán)境友好型硅鋼專用氣相緩蝕劑，以及用該緩蝕劑生產(chǎn)的各種硅鋼專用氣相防銹包裝材料。用這些包裝材料均可滿足取向硅鋼與無取向硅鋼片或帶狀板材及其制成品的長(zhǎng)期封存與短期臨時(shí)防銹。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種環(huán)境友好硅鋼專用氣相緩蝕劑是由蘋果酸嗎啉10份、硼酸三乙醇胺23～40份、六亞甲基四胺30～55份的質(zhì)量配份，在水介質(zhì)中于5～40℃溫度，0.08～0.11MPa壓力下反應(yīng)合成。
本氣相緩蝕劑通過氣相防銹紙生產(chǎn)工藝制造硅鋼專用氣相防銹包裝材料的應(yīng)用按質(zhì)量取蘋果酸嗎啉10份、硼酸三乙醇胺23～40份、六亞甲基四胺30～55依次溶解于去離子水300～570份中，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其反?yīng)完全后加入涂布助劑48wt％的聚醋乙烯乳液(PVA乳劑)3～7份，使成涂布液，涂敷在防銹原紙或無紡布上，或涂敷在外層復(fù)合了防潮抗透氣層塑料薄膜的防銹原紙或無紡布上，或涂敷在防潮抗透氣層為塑料薄膜、骨架材料為塑料扁絲或線或纖維的編織物、連結(jié)料為樹脂、載體材料為防銹原紙或無紡布等組成的復(fù)合材料(塑料/編織物/樹脂/原紙或塑料/編織物/樹脂/無紡布)的載體材料防銹原紙層或無紡布層上，便可制成環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹紙、環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹無紡布；環(huán)境友好硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹紙、環(huán)境友好硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹無紡布；環(huán)境友好硅鋼專用加骨氣相防銹紙、環(huán)境友好硅鋼專用加骨氣相防銹無紡布。
本發(fā)明所用上述原材料國內(nèi)均有規(guī)模化生產(chǎn)。蘋果酸嗎啉(VPI-PM)可以用質(zhì)量配份為8份羥基丁二酸和12.5～25份1，4-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(yīng)合成。
硼酸三乙醇胺可以由質(zhì)量份數(shù)這10份的硼酸和27～38份的三乙醇胺依次溶解于145～200份水中，在5～40℃溫度、0.08～0.11Mpa壓力下，攪拌反應(yīng)合成，在制備本環(huán)境友好緩蝕劑時(shí)，當(dāng)作步驟之一，同步進(jìn)行。所用硼酸屬低毒(LD50 4000mg/kg，大白鼠徑口)，三乙醇胺對(duì)大鼠及豚鼠LD50為8000mg/kg，屬實(shí)際無毒；六亞甲基四胺LD50無資料記載，只記載有加熱時(shí)會(huì)分解出甲醛及氨，有刺激性。
該緩蝕劑嚴(yán)格按上述配比總量操作，其反應(yīng)物溶液中加進(jìn)足量涂布助劑PVA乳劑后，混合均勻，即成涂布液，可直接生產(chǎn)氣相防銹包裝材料，既省事，又經(jīng)濟(jì)，除水蒸氣外，無任何污染物排放。
本發(fā)明環(huán)保友好硅鋼專用氣相緩蝕劑及其硅鋼專用氣相防銹包裝材料用于取向與無取向硅鋼的防銹包裝。將涂敷了緩蝕劑的一面作為有效面，按QB1319-91附錄A、附錄B和GB/T5009.00.12.13-1996、GB18006.1-99，進(jìn)行氣相甄別試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)接觸濕熱試驗(yàn)、曝露后的動(dòng)態(tài)接觸濕熱試驗(yàn)、重金屬鉛、砷和亞硝酸鹽含量試驗(yàn)。
具體實(shí)施例方式
下面實(shí)施例中所述的份數(shù)均是指質(zhì)量份數(shù)實(shí)施例1將10份的硼酸與33份75％三乙醇胺依次溶解于175份去離子水中，在25℃溫度、0.1MPa壓力下，充分?jǐn)嚢?，使其反?yīng)完全后，再加去離子水至300份(即再加125份)。在上述反應(yīng)條件下，依次將10份蘋果酸嗎啉和45份六亞甲基四胺加入，使其充分溶解，并反應(yīng)完全后，加入濃度為48wt％的PVA乳劑3份，使成均勻的涂布液，按上方法涂敷于防銹原紙或無紡布上，制成環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹紙、環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹無紡布。
實(shí)施例2將12份硼酸與38份75％的三乙醇胺依次溶解于200份去離子水中，在15℃溫度，0.09MPa壓力下，充分?jǐn)嚢?，使其反?yīng)完全后，再加入去離子水至570份(即再加入370份)，在上述反應(yīng)條件下依次將15份蘋果酸嗎啉、55份六亞甲基四胺加入，使其充分?jǐn)嚢瑁⒎磻?yīng)完全后加入濃度為48wt％的PVA乳劑7份，使成均勻的涂布液，按上述方法涂敷于外層復(fù)合了防潮抗透氣層塑料薄膜的防銹原紙或無紡布上，制成環(huán)境友好硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹紙、環(huán)境友好硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹無紡布。
實(shí)施例3將11份硼酸與33.5份75％的三乙醇胺依次溶解于188份去離子水中，在20℃溫度，0.11MPa壓力下，充分?jǐn)嚢?，使其反?yīng)完全后，再加足去離子水至435份(即再加247份)，在上述反應(yīng)條件下，依次將12.5份蘋果酸嗎啉和50份六亞甲基四胺加入，使其充份溶解，并反應(yīng)完全后，再加入濃度為48wt％的PVA乳劑5份，使成均勻的涂布液，按上述方法涂敷于復(fù)合載體塑料/編織物/樹脂/防銹原紙或復(fù)合載體塑料/編織物/樹脂/無紡布的防銹原紙層或無紡布層上，制成環(huán)境友好硅鋼專用加骨氣相防銹紙、環(huán)境友好硅鋼專用加骨氣相防銹無紡布。
將實(shí)施例1-3制得的環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹紙、氣相防銹無紡布、增強(qiáng)氣相防銹紙、增強(qiáng)氣相防銹無紡布、加骨氣相防銹紙、加骨氣相防銹無紡布，其取6個(gè)樣品進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果列于表1。

表1注實(shí)施例4，環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹紙實(shí)施例5，環(huán)境友好硅鋼專用氣相防銹無紡布實(shí)施例6，環(huán)境友好硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹紙實(shí)施例7，環(huán)境友好硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹無紡布實(shí)施例8，環(huán)境友好硅鋼專用加骨氣相防銹紙實(shí)施例9，環(huán)境友好硅鋼專用加骨氣相防銹無紡布本發(fā)明的環(huán)境友好硅鋼專用氣相緩蝕及其硅鋼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，無論是對(duì)取向硅鋼還是無取向硅鋼及其制成品其防銹效果確鑿。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好氣相緩蝕劑，其特征是由蘋果酸嗎啉10份、硼酸三乙醇胺23～40份、六亞甲基四胺30～55份的質(zhì)量配份，在水介質(zhì)中于5～40℃溫度，0.08～0.11MPa壓力下反應(yīng)合成。
2.權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好氣相緩蝕劑的應(yīng)用，其特征是將所述的緩蝕劑15質(zhì)量份溶解于45～85質(zhì)量份無離子水中，加入48wt％的聚醋酸乙烯乳液3～7質(zhì)量份，制成涂布液，然后將其涂敷在防銹原紙或無紡布上，生產(chǎn)硅鋼專用氣相防銹紙或硅鋼專用氣相防銹無紡布。
3.權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好氣相緩蝕劑的應(yīng)用，其特征是將所述的緩蝕劑質(zhì)量15份溶解于45～85質(zhì)量份無離子水中，加入48wt％的聚醋酸乙烯乳液3～7質(zhì)量份，制成涂布液，然后將其涂敷在塑料膜與防銹原紙復(fù)合材料的防銹原紙層上或者塑料膜與無紡布復(fù)合材料的無紡布層上，生產(chǎn)硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹紙或硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹無紡布。
4.權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好氣相緩蝕劑的應(yīng)用，其特征是所述述的緩蝕劑質(zhì)量15份溶解于45～85質(zhì)量份無離子水中加入48wt％的聚醋酸乙烯乳液3～7質(zhì)量份，制成涂布液，然后將其涂敷在塑料膜與編織物和樹脂及防銹原紙復(fù)合材料的原紙層上，或?qū)⑵渫糠笤谒芰夏づc編織物和樹脂及無紡布復(fù)合材料的無紡布層上，生產(chǎn)硅鋼專用加骨氣相防銹紙或硅鋼專用加骨氣相防銹無紡布。
5.一種用于權(quán)利要求1所述的氣相緩蝕劑的硼酸三乙醇胺的制備方法，其特征是將質(zhì)量份數(shù)為10份的硼酸和27～38份的三乙醇胺依次溶解于145～200份水中，在5～40℃溫度、0.08～0.11Mpa壓力下，充分?jǐn)嚢柚练磻?yīng)完全即得到硼酸三乙醇胺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)境友好硅鋼專用氣相緩蝕劑及采用該緩蝕劑生產(chǎn)的各種硅鋼專用氣相緩蝕劑包裝材料。該硅鋼專用氣相緩蝕劑系由蘋果酸嗎啉與硼酸三乙醇胺、六亞甲基四胺協(xié)同組成，無論是對(duì)取向硅鋼還是無取向硅鋼都具有獨(dú)特的氣相緩蝕效果。用該環(huán)境友好型氣相緩蝕劑生產(chǎn)的硅鋼專用氣相防銹紙、硅鋼專用氣相防銹無紡布、硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹紙、硅鋼專用增強(qiáng)氣相防銹無紡布、硅鋼專用加骨氣相防銹紙、硅鋼專用加骨氣相防銹無紡布可適用于取向硅鋼與無取向硅鋼片和帶材及其制成品的長(zhǎng)期封存或短期臨時(shí)防銹。該環(huán)境友好硅鋼專用氣相緩蝕劑包裝材料防銹效果好、防銹期長(zhǎng)、使用方便、安全無害。
文檔編號(hào)C23F11/10GK1603469SQ200410061010
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者向東, 袁作啟, 朱志剛 申請(qǐng)人:武漢市洪福防銹包裝化工有限公司