[发明专利]一种聚丙烯酸类气相缓蚀剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属腐蚀与防护技术领域，涉及一种可用于机械、钢铁等行业金属制品储运期间防腐蚀的，具有吸水性的聚合物气相缓蚀剂，尤其涉及一种聚丙烯酸类气相缓蚀剂的制备方法。

背景技术

大气腐蚀是存在最广泛的一种腐蚀，所造成的损失占全部腐蚀损失的一半以上。传统的金属制品防锈包装工艺，是包装前在金属制品表面涂沫一层防锈油，在包装启封前需采用氟氯烃等有机溶剂脱除金属表面残留的油脂，不仅繁琐，而且氟氯烃可以破环地球的大气臭氧层，此法受到越来越多的限制。气相缓蚀剂（vapor phase inhibitor, 简称VPI），又叫挥发性缓蚀剂（volatile corrosion inhibitor, 简称VCI）或气相防锈剂，是一种在常温下能自动挥发的气体被吸附在金属的表面，从而防止金属腐蚀的防腐蚀化学品。气相缓蚀技术具有使用方便、干净、清洁的特点，已成为防止大气腐蚀技术发展的一个重要方向。目前，以气相缓蚀剂为核心的气相防锈材料和防锈工艺在国外已大量应用于工业设备的防锈管理中。

由于气相缓蚀剂的挥发受到环境温度、湿度的制约，潮湿的气氛可以影响它的防锈性能。所以在高湿的条件下使用气相缓蚀剂时，往往需要同时放置干燥剂。常用干燥剂为硅胶、三氧化铝、沸石分子筛等。将气相缓蚀剂和干燥剂按一定比例复合可以制成气相防锈干燥剂，国内外已有较多的文献报道气相防锈干燥剂的制备方法，如日本的藤田敏雄选择了孔径合适、pH值中性的天然沸石处理气相缓蚀剂，制备的两种气相防锈干燥剂，其中气相缓蚀剂的含量在20%－25%（重量比），主要成分有机酸的胺盐、亚硝酸盐和苯并三氮唑等。中国专利（200410051943.3）公开了一种气相缓蚀剂和干燥剂复合制成的气相防锈干燥剂，其特征在于：将气相缓蚀剂和干燥剂按比例制作成气相防锈干燥包，所述气相缓蚀剂和干燥剂的重量比为2％－40%，它们在同一包装密闭环境中同时起到防锈和吸湿的作用。但目前专利报道大都直接采用无机多孔载体，对气相缓蚀剂进行改性，制成的气相防锈干燥剂。其主要缺点是：无机多孔载体对气相缓蚀剂具有吸附作用，从而抑制气相缓蚀剂的挥发和扩散；另一方面，气相缓蚀剂被干燥剂的吸附，也抑制了干燥剂的吸水能力，从而导致其吸水能力不强。

吸水树脂是一种新型功能高分子材料，以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力，广泛应用于生理卫生用品，利用高吸水性树脂制作工业防潮剂也有报道。中国发明专利（CN101052747）公开了一种羟胺化合物和吸水性树脂结合的防锈剂，其特征在于：防锈剂由胺、羟胺或肼化合物构成，吸水性树脂为亲水性环氧树脂，并将防锈剂和吸水性树脂以及将被保护的金属部件共同保存在阻气性容器中。目前用于医药卫生用品的大部分吸水树脂是丙烯酸类高吸水聚合物，与其它类型高吸水剂比较，该类聚合物除了具备高吸水性能外，其还具有生产成本低，工艺简单，产品质量稳定，长时间储存不会变质等特点。但是采用聚丙烯酸吸水树脂和气相缓蚀剂复合的研究，将具有防锈功能的基团直接接枝到聚丙烯酸聚合物上，通过聚合物的吸水性能调控其防锈基团的释放，从而改善其挥发性能和气相缓蚀能力，尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚丙烯酸类聚合物气相缓蚀剂的制备方法，在吸水性树脂分子上直接接枝有机胺基团，弥补气相缓蚀剂在高湿环境下防锈性能的不足，增强防锈效果。

为达到上述目的，采取的技术方案是：

一种聚丙烯酸类气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴合成聚丙烯酸：在装有搅拌器，温度计和两个滴液漏斗的四口烧瓶中，加入60mL去离子水和60－80mL链转移剂，不断搅拌下加热至65-75℃，将分置于两个滴液漏斗中的21mL丙烯酸单体和链引发剂水溶液，在20min内同时开始滴加，并在2－3小时内滴完，保持回流温度反应两个小时左右得聚丙烯酸溶液；采用端基分析法，分析测定聚丙烯酸的分子量，然后改成蒸馏装置，加热蒸出链转移剂以回收利用；

⑵制备聚丙烯酸气相缓蚀剂：步骤⑴所制得的聚丙烯酸烧杯中加入20mL左右的丙酮，再缓慢逐滴加入与所述聚丙烯酸等摩尔量的有机胺，搅拌使其充分反应，并控制pH值为7－8，滴加完毕再搅拌20min，降温至60℃出料，最后得到淡黄色的聚丙烯酸有机胺粘稠液体，所得产物经减压旋转蒸发、蒸出溶剂后，得到的固体产品研磨得到淡黄色的聚丙烯酸有机胺固体粉末。

所述丙烯酸与有机胺的摩尔比为1∶（1.1～1.2）。

所述链引发剂为过硫酸铵、或过硫酸钾、或过氧化苯甲酰、或过氧化月桂酰。

所述链转移剂为异丙醇、或疏基乙醇。