月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒及其制备方法和应用，防锈母粒的各组分的质量百分占比为30～50％复配防锈剂、40～60％载体塑料和10～20％助剂；复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、六次甲基四胺按质量比为1～1.4：1.1～1.6：2.2～3.5：0.9～1.2的比例混合而成；助剂由硬酯酸酰胺、重质碳酸钙、蔗糖脂肪酸酯、抗氧剂246按质量比为0.9～1.3：4.8～6.5：2.5～3.3：0.8～1.1的比例混合而成。本发明采用月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯做添加剂，既具分散作用又具防锈作用，复配防锈剂既具有一定的极性，能穿透载体塑料挥发到被包装金属的表面形成保护膜，阻隔外界腐蚀物质的侵蚀，还不会因其极性过强而与载体塑料不相容发生析霜。不含有害组分，使用环保安全，能对多种金属起到防锈作用。

说明书

技术领域：

本发明涉及适应多种金属制品无毒气相防锈塑料制品领域，具体地指一种月桂酸二乙醇酰 胺硼酸酯气相防锈母粒及其制备方法和具体应用。

背景技术：

金属锈蚀是涉及国民经济各个领域的普遍问题，它是由于氧和水作用于金属表面生成氧化 物和氢氧化物混合物的电化学过程，对金属及其制品的性能和价值有极大危害，严重时会造成 重大事故致使设备报废。金属及其制品在生产、运输和贮存过程中，尤其是在海上运输和高热 潮湿的陆路运输过程中，不可避免地会遭遇腐蚀而发生锈蚀。据统计，2005年我国全年因锈蚀 而造成的经济损失在360亿元以上，其危害非常严重。目前常用的涂抹防锈油脂法属于接触性 防锈，不仅工艺繁琐、耗时费事、效果不佳，而且还需要在启封前进行脱脂清洗工序，极易造 成环境的二次污染，而且对于那些接触不到防锈油的拐角、缝隙部位，则不能形成有效的防锈 保护，此法已越来越不能被人们所接受。采用真空包装方法则成本较高，且对于大型工件来说 非常难于现实。干燥剂防锈虽然成本较低，使用方便，但受环境影响较大，效果很难保证。

气相防锈技术(即VCI技术，VCI是英文Volatile Corrosion Inhibitor的缩写)是目前非接触 性防锈的重要方法之一。它利用气相缓蚀剂在常温下自动挥发出气体在金属表面形成一层保护 膜，抑制了电化学反应的发生，同时还阻挡了一些加速金属腐蚀物质对金属表面的侵蚀，从而 减缓或阻止对金属表面锈蚀。气相防锈技术具有环境友好、使用方便、清洁干净等特点，近年 来已在金属及其制品生产、运输和贮存等环节的防锈蚀中得到了广泛的应用。国内基于气相防 锈技术开发的气相防锈产品也常有报道，特别是以塑料为气相防锈剂的载体而生产的气相防锈 薄膜，具有透明、柔韧、可加工成型、阻隔性高等特点。但是目前常用的气相防锈薄膜有吹膜 型和涂覆型，但它们均存在缺陷，前者如CN01128198.7、CN01127534.0公开的气相防锈薄膜 中，气相缓蚀剂组分中均含有国际上禁用的强致癌物亚硝酸盐，而且CN01127534.0公开的工 艺中将气相缓蚀剂直接加入到树脂中吹膜，由于没有进行混炼预处理，气相缓蚀剂颗粒分布不 均匀，所得膜制品会出现表面粗糙和析霜现象，而且以苯并三氮唑作为非铁金属的缓蚀剂组分， 因其较低的沸点(低于100℃)使其在达到吹膜工艺所需温度前，已熔融挥发，造成有效成分损 失，还会与其他组分物料聚合者塞滤网；后者则以塑料膜为基材，将缓蚀剂和粘接剂混合后涂 布于塑料薄膜上，这不仅能耗大，工序复杂，更不能清洁生产，还容易因混合不均匀而影响防 锈效果，该种工艺所得的防锈薄膜仅对黑色金属有防锈作用，而对有色或多金属组合件缺少甚 至没有保护功能。

由此可以看出，研制生产一种对多种多金属都具有优良防锈效果，而且兼具有环境友好、 操作简便、外观漂亮的气相防锈薄膜，对解决涉及国民经济的金属锈蚀问题显得尤为迫切，而 开发优质高效的气相防锈母粒则是实现这一需要最根本的途径和关键所在。

硼酸由于每个硼原子以SP2杂化与氧原子结合,硼仍是缺电子,很容易与有机醇类化合物反 应生成硼酸硼酸单酯、双酯、三酯及四取代螺环结构。硼酸酯具有良好的润滑、防锈、杀菌等 性能,而且对人体无毒害作用。但就目前来看，作为一种理想的绿色环保型添加剂，硼酸酯主 要应用在水基切削液领域(李玮，马涛，王森，谭海林.硼酸酯在水基切削液中的应用.工具 技术，2010，44(5)：93-95.)，分别起到极压润滑剂、表面活性剂、防锈剂、防腐杀菌剂的作 用，而它们作为添加剂在气相防锈技术方面还未见涉及，尤其还未见有关以无毒的无机盐、有 机胺硼酸酯为复配缓蚀剂的气相防锈母粒及其制备方法和应用方面的报道。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母 粒及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明提供的一种月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒，其特征在于 所述气相防锈母粒中各组分的质量百分占比为：35～50％复配防锈剂、40～80％载体塑料和 10～20％助剂；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、六次甲基 四胺按质量比为1～1.4：1.1～1.6：2.2～3.5：0.9～1.2的比例混合而成；所述助剂由硬酯酸酰胺、 重质碳酸钙、蔗糖脂肪酸酯、抗氧剂246按质量比为0.9～1.3：4.8～6.5：2.5～3.3：0.8～1.1的比 例混合而成。

进一步的，所述复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、六次甲基 四胺按质量比为1：1.3：3：1的比例混合而成；所述助剂由硬酯酸酰胺、重质碳酸钙、蔗糖脂 肪酸酯、抗氧剂246按质量比为1：5.5：3：1的比例混合而成。

进一步的，所述载体塑料为密度为0.90～0.96g/cm的聚乙烯。

更进一步的，所述载体塑料为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种的混合物。

进一步的，所述复配防锈剂的粒径为800～2800目。

更进一步的，所述复配防锈剂的粒径为900～1100目。

一种制备上述月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒的方法，包括以下步骤：(a)按所述 质量配比将复配防锈剂、载体塑料和助剂高速混合4～5分钟制得混合料；(b)对所得混合料进 行捏合、熔融处理，之后在150～180℃温度条件下混炼、塑化挤出，制得所述月桂酸二乙醇酰 胺硼酸酯气相防锈母粒。

一种上述月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒的应用，包括以下步骤：(a)将所述气相 防锈母粒按照质量比为1：25～50的比例添加到热塑性塑料的原料中，充分搅拌制成混合颗粒； (b)再将所述的混合颗粒防锈塑料混合颗粒经吹膜或淋膜，加工制成气相防锈薄膜包装材料。

本发明的有益效果主要体现在：提供一种月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒，首次将 月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯用于制备气相防锈母粒的复配防锈剂，其既具有分散作用又起到防锈 效果，与其它三种缓蚀剂组分之间产生协同效用，增强防锈性能。所采用的复配缓蚀剂是经粉 碎粒径为1000目左右的苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、六次甲基四胺混合 物。这种混合缓蚀剂既具有一定的极性，能穿透载体塑料挥发到被包装金属的表面形成保护膜， 阻隔外界腐蚀物质的侵蚀，还不会因其极性过强而与载体塑料不相容而发生析霜现象，而且不 含有亚硝酸盐有害组分，使所得相应的有机胺硼酸酯气相防锈母粒能够适用于更多金属类型， 使用更加环保安全。

具体实施方式：

为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不以任何方式限制本 发明。

下述实施例中的月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒所采用的制备方法，包括以下具体 步骤：(a)按所述质量配比将复配防锈剂、载体塑料和助剂倒入塑料高速混合机中，高速混合 4～5分钟制得混合料；(b)对所得混合料通过双转子连续混炼造粒机进行捏合、熔融处理，之 后在150～180℃温度条件下混炼、塑化挤出，制得所述月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒。

实施例1：

月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒a，其中各组分的质量百分占比为：37％复配防锈 剂、48％载体塑料和15％助剂；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼 酸酯、六次甲基四胺按质量比为1：1.3：3：1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900～1100 目；所述助剂由硬酯酸酰胺、重质碳酸钙、蔗糖脂肪酸酯、抗氧剂246按质量比为1：5.5：3： 1的比例混合而成。

实施例2：

月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒b，其中各组分的质量百分占比为38％复配防锈 剂、45％载体塑料和17％助剂；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼 酸酯、六次甲基四胺按质量比为1：1.3：3：1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900～1100 目；所述助剂由硬酯酸酰胺、重质碳酸钙、蔗糖脂肪酸酯、抗氧剂246按质量比为1：5.5：3： 1的比例混合而成。

实施例3：

月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒c，其中各组分的质量百分占比为：42％复配防锈 剂、44％载体塑料和14％助剂；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼 酸酯、六次甲基四胺按质量比为1：1.3：3：1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900～1100 目；所述助剂由硬酯酸酰胺、重质碳酸钙、蔗糖脂肪酸酯、抗氧剂246按质量比为1：5.5：3： 1的比例混合而成。。

实施例4：

月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒d，其中各组分的质量百分占比为：38％复配防锈 剂、42％载体塑料和20％助剂；所述复配防锈剂由苯甲酸钠、癸二酸钠、月桂酸二乙醇酰胺硼 酸酯、六次甲基四胺按质量比为1：1.3：3：1的比例混合而成，复配防锈剂的粒径为900～1100 目；所述助剂由硬酯酸酰胺、重质碳酸钙、蔗糖脂肪酸酯、抗氧剂246按质量比为1：5.5：3： 1的比例混合而成。

实施例5应用效果试验例

将实施例1，2，3，4所得的气相防锈母粒按照质量比为1：25～50的比例添加到热塑性塑 料的原料中，充分搅拌制成混合颗粒；再将所得的混合颗粒防锈塑料混合颗粒经吹膜或淋膜， 加工制成气相防锈薄膜包装材料。

在上述的实施例5中，还可以在共挤吹膜时加入适量不同颜色的色母料或阻燃剂，使气相 防锈薄膜呈现所需的颜色或具有一定的阻燃性能，这些附加的特性对气相防锈薄膜的防锈性能 不产生任何不良影响。

将实施例1，2，3，4所对应的气相防锈薄膜包装材料与多个不含有机胺硼酸酯添加剂的 同类产品一起对多金属进行气相防锈处理，并对它们的防锈性能进行比较，试验标准参照GB/T 19532-2004，试验结果见表1：

表1中国外同类产品选用德国布兰诺和美国洁乐特的市场销售产品，其市场价高于本发明 防锈薄膜二至三倍；国内同类产品选用中国恩东市场销售产品，价格与本发明防锈薄膜相当。 对比试验结果表明，本发明气相防锈薄膜对各种金属的防锈效果都优于所选用国外和国内的不 含有机胺硼酸酯添加剂的同类型产品，其中实施例3的效果最佳，为本发明的较佳实施方案。 本发明所述月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯气相防锈母粒和薄膜售价只有国外同类产品的二分之一 或三分之一，且无毒副作用、不污染环境，符合国家环保标准要求，完全可以取代进口产品。 分析认为它们的气相缓蚀机理可能为：挥发到金属表面的月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯，其分子中 的硼酸酯和有机醇胺分子中的N和O原子均含有孤对电子,可与Fe的d电子空轨道形成配位键, 发生了化学吸附；再加上复配缓蚀剂中无机盐的缓蚀作用，使复配缓蚀剂在金属表面形成牢固 的吸附膜,以抑制氧及水对金属表面的接触,从发挥了良好的防锈效果。