一種植酸型氣相防銹母粒及其制備方法和應用
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及適應多種金屬制品無毒氣相防銹塑料制品領域，具體地指一種植酸型 氣相防銹母粒及其制備方法和具體應用。
【背景技術】：
[0002] 金屬銹蝕是涉及國民經(jīng)濟各個領域的普遍問題，它是由于氧和水作用于金屬表面 生成氧化物和氫氧化物混合物的電化學過程，對金屬及其制品的性能和價值有極大危害， 嚴重時會造成重大事故致使設備報廢。金屬及其制品在生產、運輸和貯存過程中，尤其是在 海上運輸和高熱潮濕的陸路運輸過程中，不可避免地會遭遇腐蝕而發(fā)生銹蝕。據(jù)統(tǒng)計，2005 年我國全年因銹蝕而造成的經(jīng)濟損失在360億元以上，其危害非常嚴重。目前常用的涂抹 防銹油脂法屬于接觸性防銹，不僅工藝繁瑣、耗時費事、效果不佳，而且還需要在啟封前進 行脫脂清洗工序，極易造成環(huán)境的二次污染，而且對于那些接觸不到防銹油的拐角、縫隙部 位，則不能形成有效的防銹保護，此法已越來越不能被人們所接受。采用真空包裝方法則成 本較高，且對于大型工件來說非常難于現(xiàn)實。干燥劑防銹雖然成本較低，使用方便，但受環(huán) 境影響較大，效果很難保證。
[0003] 氣相防銹技術（即VCI技術，VCI是英文VolatileCorrosionInhibitor的縮寫） 是目前非接觸性防銹的重要方法之一。它利用氣相緩蝕劑在常溫下自動揮發(fā)出氣體在金 屬表面形成一層保護膜，抑制了電化學反應的發(fā)生，同時還阻擋了一些加速金屬腐蝕物質 對金屬表面的侵蝕，從而減緩或阻止對金屬表面銹蝕。氣相防銹技術具有環(huán)境友好、使用方 便、清潔干凈等特點，近年來已在金屬及其制品生產、運輸和貯存等環(huán)節(jié)的防銹蝕中得到了 廣泛的應用。國內基于氣相防銹技術開發(fā)的氣相防銹產品也常有報道，特別是以塑料為氣 相防銹劑的載體而生產的氣相防銹薄膜，具有透明、柔韌、可加工成型、阻隔性高等特點。但 是目前常用的氣相防銹薄膜有吹膜型和涂覆型，但它們均存在缺陷，前者如CN01128198. 7、 CN01127534. 0公開的氣相防銹薄膜中，氣相緩蝕劑組分中均含有國際上禁用的強致癌物亞 硝酸鹽，而且CN01127534. 0公開的工藝中將氣相緩蝕劑直接加入到樹脂中吹膜，由于沒有 進行混煉預處理，氣相緩蝕劑顆粒分布不均勻，所得膜制品會出現(xiàn)表面粗糙和析霜現(xiàn)象，而 且以苯并三氮唑作為非鐵金屬的緩蝕劑組分，因其較低的沸點（低于l〇〇°C)使其在達到吹 膜工藝所需溫度前，已熔融揮發(fā)，造成有效成分損失，還會與其他組分物料聚合者塞濾網(wǎng)； 后者則以塑料膜為基材，將緩蝕劑和粘接劑混合后涂布于塑料薄膜上，這不僅能耗大，工序 復雜，更不能清潔生產，還容易因混合不均勻而影響防銹效果，該種工藝所得的防銹薄膜僅 對黑色金屬有防銹作用，而對有色或多金屬組合件缺少甚至沒有保護功能。
[0004] 由此可以看出，研制生產一種對多種多金屬都具有優(yōu)良防銹效果，而且兼具有環(huán) 境友好、操作簡便、外觀漂亮的氣相防銹薄膜，對解決涉及國民經(jīng)濟的金屬銹蝕問題顯得尤 為迫切，而開發(fā)優(yōu)質高效的氣相防銹母粒則是實現(xiàn)這一需要最根本的途徑和關鍵所在。
[0005] 植酸亦稱肌醇六磷酸酯，廣泛存在于油料和各類種子中，屬于天然提取成分，提取 植酸的原料主要有米糠或麥麩，毒性極低。植酸分子結構中具有能同金屬配合的24個氧原 子、12個羥基和6個磷酸基，是一種高效的金屬多齒螯合劑，在水溶液中易發(fā)生電離帶負電 荷，容易與失去電子帶正電荷的金屬結合；磷酸基中的氧原子作為配位原子也容易與金屬 離子螯合，在金屬表面發(fā)生化學吸附，同金屬絡合形成很穩(wěn)定的絡合物。因此，植酸常用作 電鍍添加劑、水溶性介質中金屬緩蝕劑、防腐蝕涂料添加劑、鍍鋅和鍍錫材的鈍化劑，一般 認為植酸可在金屬表層形成堅固致密的單分子保護膜，抑制金屬的氧化腐蝕。有研宄結果 表明，氣相防銹紙中植酸的氣相緩蝕性能比亞硝酸二環(huán)己胺的還要強，對鍍錫鋼板、鍍鋅鋼 板等有色金屬也有良好的氣相緩蝕性能，是一種高效多金屬氣相緩蝕劑（張洪生.植酸在 氣相金屬防銹包裝中的應用研宄.中國包裝工業(yè)，2003,103 :27-28.)。
[0006] 一般認為有機羧酸及衍生物中含有極性的-COOH和-CONH-等基團，與金屬有 一定的親和力，容易在金屬表面產生吸附，從而起到一定的防銹效果，其中有機羧酸醇胺 鹽結構就能滿足這一要求。因為當羧酸與醇胺混合后，體系中同時具有強極性的-COOH 和-CONH-基團，這些極性基團上的N和0原子上的孤對電子與Fe原子上的空d軌道形成 配位鍵，在金屬表面作定向排列，而較長的非極性基團則定向排列于金屬的外表面，一方面 阻礙了鐵的離子化，使金屬表面水分子中的電子減少，另一方面阻礙了氫離子向金屬表面 擴散而抑制了陰極的還原反應，因此阻礙了陽極金屬的腐蝕，是性能優(yōu)良的緩蝕劑。
[0007] 硼酸由于每個硼原子以SP2雜化與氧原子結合，硼仍是缺電子，很容易與有機醇 類化合物反應生成硼酸硼酸單酯、雙酯、三酯及四取代螺環(huán)結構。硼酸酯具有良好的潤滑、 防銹、殺菌等性能，而且對人體無毒害作用。但就目前來看，作為一種理想的綠色環(huán)保型添 加劑，硼酸酯主要應用在水基切削液領域（李瑋，馬濤，王森，譚海林.硼酸酯在水基切削液 中的應用.工具技術，2010,44(5) :93-95.)，分別起到極壓潤滑劑、表面活性劑、防銹劑、防 腐殺菌劑的作用，而它們作為添加劑在氣相防銹技術方面還未見涉及，尤其還未見有關以 無毒的天然產物植酸、有機羧酸醇胺鹽和有機胺硼酸酯為復配緩蝕劑的氣相防銹母粒及其 制備方法和應用方面的報道。

【發(fā)明內容】
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[0008] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中的不足，提供一種植酸型氣相防銹母粒及其制 備方法和應用。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種植酸型氣相防銹母粒，其特征在于所述防銹 母粒中各組分的質量百分占比為：35~50%復配防銹劑、40~80%載體塑料和10~20% 助劑；所述復配防銹劑由苯甲酸鈉、植酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸單乙醇胺按質量比為 1. 0~1. 5 :2. 5~3. 2 :2. 0~3. 0 :1. 0~1. 3的比例混合而成；所述助劑由硅酸鈉、二氧化 硅、硬酯酸酰胺、抗氧劑1076按質量比為1. 0~1. 3 :5. 0~6. 5 :2. 5~3. 3 :0? 8~1. 1的 比例混合而成；
[0010] 其中植酸的處理方法為：將市售植酸溶液與蒸餾水配置成一定濃度，用氨水將其 pH值調至9. 0左右，減壓蒸餾去除溶劑，在60°C條件下真空干燥。
[0011] 進一步的，所述復配防銹劑由苯甲酸鈉、植酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸單乙醇胺 按質量比為1 :2. 8 :2. 5 :1. 2的比例混合而成；所述助劑由硅酸鈉、二氧化硅、硬酯酸酰胺、 抗氧劑1076按質量比為1 :5. 5 :3 :1的比例混合而成。
[0012] 進一步的，所述載體塑料為密度為0. 90~0. 96g/cm的聚乙稀。
[0013] 更進一步的，所述載體塑料為低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種 的混合物。
[0014] 進一步的，所述復配防銹劑的粒徑為800~2800目。
[0015] 更進一步的，所述復配防銹劑的粒徑為900~1100目。
[0016]-種制備上述植酸型氣相防銹母粒的方法，包括以下步驟：(a)按所述質量配比 將復配防銹劑、載體塑料和助劑高速混合4~5分鐘制得混合料；(b)對所得混合料進行捏 合、熔融處理，之后在150~180°C溫度條件下混煉、塑化擠出，制得所述植酸型氣相防銹母 粒。
[0017] -種上述植酸型氣相防銹母粒的應用，包括以下步驟：(a)將所述防銹母粒按照 質量比為1 :25~50的比例添加到熱塑性塑料的原料中，充分攪拌制成混合顆粒；(b)再將 所述的混合顆粒防銹塑料混合顆粒經(jīng)吹膜或淋膜，加工制成氣相防銹薄膜包裝材料。
[0018] 本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：提供一種植酸型氣相防銹母粒，首次將堿性植酸 和三乙醇胺硼酸酯同時用于制備防銹母粒的復配防銹劑，其中植酸是強的金屬螯合劑，三 乙醇胺硼酸酯則既發(fā)揮分散作用又起到防銹效果，與其它兩種緩蝕劑組分之間產生協(xié)同效 用，增強氣相防銹性能。所采用的復配緩蝕劑是經(jīng)粉碎粒徑為1〇〇〇目左右的苯甲酸鈉、植 酸、三乙醇胺硼酸酯、苯甲酸單乙醇胺混合物。這種混合緩蝕劑既具有一定的極性，能穿透 載體塑料揮發(fā)到被包裝金屬的表面形成保護膜，阻隔外界腐蝕物質的侵蝕，還不會因其極 性過強而與載體塑料不相容而發(fā)生析霜現(xiàn)象，而且不含有