CN110003977A - 液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型全合成液压支架用浓缩液防锈剂制备方法。以单乙醇胺、三乙醇胺、癸二酸、己二酸、苯甲酸钠和苯并三氮唑为原料，在常压和室温下制备得到复合防锈剂组分。相比已有技术，该液压支架浓缩液防锈剂不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，具有环境友好、原材料常见易得、室温下即可制备、可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品等特点。

Description

液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种水溶性防锈剂，特别涉及一种环保液压支架用浓缩液防锈剂。

背景技术

液压支架液作为液压支架的工作介质，不仅起动力传递作用，而且要起润滑、冷却、防腐、防锈作用。相比传统的乳化型液压支架液在使用过程中很容易出现析油、析皂等情况，由于析出物性能较为稳定、不易降解、堵塞液压***过滤器组件的问题，全合成型液压支架用浓缩液以其具有优异的高低温和储存稳定性、不会产生油皂析出的特点而受到越来越多的关注。

液压支架液产品牌号按照适用水质硬度和使用浓度需要区分，但都需要满足MT76-2011《液压支架用乳化油、浓缩物及其高含水液压液》标准，在该标准中，分别针对浓缩液和高含水液压液的多种性能制定了考核指标，涉及浓缩液的的主要指标有：外观、气味、运动粘度、低温性能、运输和使用安全、乳化性能等方面，涉及高含水液压液的指标有：高温和室温储存稳定性、防锈性能、防腐性能、消泡性能、与密封材料的相容性等方面。为了是产品满足该标准，液压支架用浓缩液产品的功能添加剂主要包括防锈防腐剂、润滑剂、消泡剂、染色剂等。

防锈防腐剂的筛选是全合成液压支架用浓缩液配方的核心技术，也是产品开发的难点。在MT76-2011标准中，涉及到防锈防腐性能评价方法主要有HT300铸铁块室温(15-35℃)防锈以及防腐性试验中15号钢棒和HT62铜棒的高温(70℃)防锈试验。在铸铁块防锈试验中，不仅存在弱碱性介质中铸铁块主要化学腐蚀类型—吸氧腐蚀，还存在高浓度氯离子(200mg/L)对铸铁点蚀破坏作用。而在防腐性试验中，钢棒除了上述存在的吸氧腐蚀和更高浓度氯离子(1775mg/L)的点蚀作用外，还存在钢/黄铜共处同一电解质中的不同金属间的电偶腐蚀，由此可见，要使产品通过如此苛刻的防锈防腐性能测试，就需要高效的防锈剂组分，而目前现有液压支架用浓缩液配方技术为了解决产品的防锈防腐性能，同时考虑到性价比等问题，一类添加硼酸酯(酰胺)类、羧酸类等中间体防锈剂。

比如在CN 105154174A公开的专利中，提及了采用三乙醇胺、单乙醇胺、癸二酸、辛酸和硼酸在95～100℃下制备防锈剂。

在CN 102634405A公开的专利中提及了含有硼酸酯类添加剂，这类防锈剂的特点是大多采用需要经过一定条件下化学反应制备才能得到，具有生产工艺不简化、在生产产品之前需要预先生产此类中间过程用添加剂等问题，二是直接添加了亚硝酸钠、钼酸盐等对人体或环境有害添加剂。

在CN 103740440B中采用硼酸、癸二酸和三乙醇胺为原材料，在70-80℃下保温反应得到硼酸酯防锈剂组分，同时还添加了钼酸钠。

而CN 101029273B中则直接包含了对人体有害的致癌物亚硝酸钠，这类添加剂的特点是对人体或环境有害。

上述这些举例中共同特点是：无一例外的都含有硼、亚硝酸钠或钼酸盐中的一种或两种，三是添加市售的水溶性防锈剂组分主要有脂肪酸酰胺、硼酸酯等，但防锈效果都不理想、防锈剂添加量较大、原材料成本较高、性价比较差等问题。因此，这就需要研制出不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，具有环境友好、原材料常见、室温下即可制备、性价比良好，可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品等特点的防锈剂组分。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供环保型全合成液压支架用浓缩液的防锈剂，它具有不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，环境友好、原材料常见易得、室温下即可制备、可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品等特点。

本发明提供一种液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，包括如下步骤：以三乙醇胺、单乙醇胺、癸二酸、己二酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑、软化水为原料，在常压和室温下制得。

由于本发明是以三乙醇胺、单乙醇胺、癸二酸、己二酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑、软化水为原料，在常压和室温下制得，因此与现有技术相比，不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，具有环境友好、原材料常见易得、室温下即可制备、可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品等特点。

本发明所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其中：优选的是，所述原料的用量比例如下：按照质量百分数计，三乙醇胺40～50wt％、单乙醇胺10～15wt％、癸二酸4～6wt％、己二酸1-3wt％、苯甲酸钠5～8wt％、苯并三氮唑0.5～1.0wt％、软化水20～30wt％。

由于本发明使用的三乙醇胺优选为40～50wt％，因此确保了体系稳定性，避免了在高温储存时出现分层或低温耐冻融试验时不能恢复原状等问题，同时不会造成三乙醇胺以及有机醇胺的浪费，且确保了产品的抗泡性能。

由于本发明使用的单乙醇胺优选为10～15wt％，因此不会造成体系pH较小，有滋生微生物的可能，从而缩短液压支架用浓缩液的使用寿命；同时，不会造成单乙醇胺的浪费，且引起有机酸的添加量提升，防锈性能过剩，产品成本升高等问题。

由于本发明使用的癸二酸优选为4～6wt％，不会造成防腐试验中钢棒出现锈点、腐蚀坑等及防锈试验中铸铁块出现锈蚀等问题；同时，不会出现产品成本上升，造成防锈剂的浪费，且由于其固有的多种极性官能团对产品的储存稳定性带来潜在的不利影响，不会造成防锈防腐剂的浪费以及由于其固有的多种极性官能团对产品的储存稳定性带来潜在的不利影响。

由于本发明使用的己二酸优选为1-3wt％，不会造成难以与癸二酸起到相互协同的防锈作用，由此造成产品的防锈性能卡边通过，甚至不能通过的问题；同时，不会造成己二酸的浪费，铸铁防锈性能过剩，并无其他有益效果。

由于本发明使用的苯甲酸钠优选为5～8wt％，不会容易造成防锈防腐试验中气-液界面的钢棒螺纹丝扣发生严重的锈蚀现象；同时，不会造成“苯甲酸钠的浪费，且苯甲酸钠属于粉末状物质，过量添加以后，在生产过程中有可能引起粉末飞溅、污染等后果”。

由于本发明使用的苯并三氮唑优选为0.5～1.0wt％，不会容易使含铜组件的液压支架***在长周期使用过程中，随着苯并三氮唑的逐渐消耗而出现腐蚀、变色等现象；同时，不会造成苯并三氮唑的浪费，防腐性能过剩，以及苯并三氮唑在体系中的溶解性能不是很好，因此，实际生产过程中会延长搅拌时间等问题。

由于本发明使用的软化水优选为20～30wt％，不会造成产品储存稳定性不佳，在较长时间内储存或敞口放置时析出固体物质，性价比较差等问题；同时，不会造成软化水的浪费，以及造成产品的有效成分含量较低，不能起到此类产品应具有的冷却、润滑和防锈防腐等功能。

本发明所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其中：优选的是，包含以下步骤：在室温下，将软化水、三乙醇胺、单乙醇胺加入反应釜中，搅拌均匀，接着加入癸二酸、己二酸，直至体系透亮，然后加入苯甲酸钠和苯并三氮唑，搅拌，待体系透亮后即得产品。

由于本发明优选采用如下步骤：在室温下，将软化水、三乙醇胺、单乙醇胺加入反应釜中，搅拌均匀，接着加入癸二酸、己二酸，直至体系透亮，然后加入苯甲酸钠和苯并三氮唑，搅拌，待体系透亮后即得产品。因此，与现有技术相比，不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，具有环境友好、原材料常见易得、室温下即可制备、可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品等特点。

本发明所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其中：所述室温优选为15～35℃。

由于本发明室温为15～35℃，不会造成上述多种固体添加剂溶解速度缓慢、不充分、搅拌时间延长等问题；同时，不会造成水分缓慢蒸发，造成水的实际添加量比理论要小，并无其他有益效果。

本发明所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其中：所述搅拌的搅拌时间优选至少30min。

本发明所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其中：所述搅拌的搅拌时间进一步优选为30-60min。

由于本发明搅拌时间优选为30-60min，不会造成固体添加剂溶解不充分；同时，不会造成时间上的浪费。

本发明还可以详述如下：

为实现上述目的设计防锈剂及其制备工艺，其中各原料组分按照重量百分比计算，其组成、含量及生产制备工艺如下：

本发明用于环保型全合成液压支架用浓缩液的防锈剂，其特征在于，以单乙醇胺、癸二酸、己二酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑为原料，在常压和室温(15～35℃)下制得，主要原料及用量比例如下(wt％)：三乙醇胺40～50％、单乙醇胺10～15％、癸二酸4～6％、己二酸1-3％、苯甲酸钠5～8％、苯并三氮唑0.5～1.0％、软化水20～30％。

本发明的制备方法是：在室温15～35℃下，将软化水、三乙醇胺、单乙醇胺加入反应釜中，搅拌均匀后，接着加入癸二酸、己二酸，直至体系透亮，然后加入苯甲酸钠和苯并三氮唑，搅拌至少30min，待体系透亮后即得产品。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，具有环境友好、原材料常见易得、室温下即可制备、可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品等特点，值得推广应用。

附图说明

图1：实施例1的步骤流程图；

图2：实施例2的步骤流程图；

图3：实施例3的步骤流程图；

图4：实施例4的步骤流程图。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

三乙醇胺：

在本发明中，对三乙醇胺并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的三乙醇胺为40～50wt％，如果三乙醇胺的用量小于为40wt％，由于三乙醇胺用量过小，容易造成体系稳定性不佳，在高温储存时出现分层或低温耐冻融试验时不能恢复原状等问题；而三乙醇胺的用量大于50wt％，由于三乙醇胺用量过大，造成三乙醇胺的浪费，且由于三乙醇胺用量过大，造成有机醇胺的浪费，且有机醇胺类物质对体系的泡沫生成有一定贡献，进而恶化产品的抗泡性能，并无其他有益效果；

单乙醇胺：

在本发明中，对单乙醇胺并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的单乙醇胺为10～15wt％，如果单乙醇胺用量小于10wt％，由于单乙醇胺用量过小，容易造成体系pH较小,有滋生微生物的可能，从而缩短液压支架用浓缩液的使用寿命；而单乙醇胺用量大于15wt％，由于单乙醇胺用量过大，造成单乙醇胺的浪费，且引起有机酸的添加量提升，防锈性能过剩，产品成本升高等问题，并无其他有益效果；

癸二酸：

在本发明中，对癸二酸并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的癸二酸为4～6wt％，如果癸二酸用量小于4wt％，由于癸二酸用量过小，容易造成防腐试验中钢棒出现锈点、腐蚀坑等及防锈试验中铸铁块出现锈蚀等问题；而癸二酸用量大于6wt％，由于由于防锈剂用量过大，产品成本上升，造成防锈剂的浪费，且由于其固有的多种极性官能团对产品的储存稳定性带来潜在的不利影响，用量过大，产品成本上升，造成防锈防腐剂的浪费，且由于其固有的多种极性官能团对产品的储存稳定性带来潜在的不利影响，并无其他有益效果；

己二酸：

在本发明中，对己二酸并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的己二酸为1-3wt％，如果己二酸用量小于1wt％，由于己二酸用量过小，容易造成难以与癸二酸起到相互协同的防锈作用，由此造成产品的防锈性能卡边通过，甚至不能通过的问题；而己二酸用量大于3wt％，由于己二酸用量过大，造成己二酸的浪费，铸铁防锈性能过剩，并无其他有益效果；

苯甲酸钠：

在本发明中，对苯甲酸钠并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的苯甲酸钠为5～8wt％，如果苯甲酸钠用量小于5wt％，由于苯甲酸钠用量过小，容易造成防锈防腐试验中气-液界面的钢棒螺纹丝扣发生严重的锈蚀现象；而苯甲酸钠用量大于8wt％，由于苯甲酸钠用量过大，造成苯甲酸钠的浪费，且苯甲酸钠属于粉末状物质，过量添加以后，在生产过程中有可能引起粉末飞溅、污染等后果，并无其他有益效果；

苯并三氮唑：

在本发明中，对苯并三氮唑并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的苯并三氮唑为0.5～1.0wt％，如果苯并三氮唑用量小于0.5wt％，由于苯并三氮唑用量过小，容易使含铜组件的液压支架***在长周期使用过程中，随着苯并三氮唑的逐渐消耗而出现腐蚀、变色等现象；而苯并三氮唑用量大于1wt％，由于苯并三氮唑用量过大，造成苯并三氮唑的浪费，防腐性能过剩，且苯并三氮唑在体系中的溶解性能不是很好，因此，实际生产过程中会延长搅拌时间等问题，并无其他有益效果；

软化水：

在本发明中，对软化水并无特别限定，通常按照质量百分数计，本发明使用的软化水为20～30wt％，如果软化水用量小于20wt％，由于软化水用量过小，容易造成产品储存稳定性不佳，在较长时间内储存或敞口放置时析出固体物质，性价比较差等问题；而软化水用量大于30wt％，由于软化水用量过大，造成软化水的浪费，由于软化水用量过大，造成产品的有效成分含量较低，不能起到此类产品应具有的冷却、润滑和防锈防腐等功能，并无其他有益效果。

室温：

在本发明中，对室温的要求并无特别限定，通常，本发明所述室温为15～35℃，如果小于15℃，由于温度过低，容易造成上述多种固体添加剂溶解速度缓慢、不充分、搅拌时间延长等问题；而大于35℃，由于温度过高，造成水分缓慢蒸发，造成水的实际添加量比理论要小，并无其他有益效果。

搅拌时间：

在本发明中，对搅拌时间并无特别限定，通常搅拌时间为30-60min，如果搅拌时间小于30min，由于搅拌时间过小，造成固体添加剂溶解不充分；而搅拌时间超过60min，由于搅拌时间过长，造成能源浪费，并无其他有益效果。

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

在室温15℃下，将30％软化水、45％三乙醇胺、单乙醇胺10％加入反应釜中，搅拌均匀后，接着加入5％癸二酸、2％己二酸，直至体系透亮，然后加入7％苯甲酸钠和1％苯并三氮唑，搅拌30min，待体系透亮后即得产品。

实施例2

在室温25℃下，将20％软化水、47.5％三乙醇胺、单乙醇胺15％加入反应釜中，搅拌均匀后，接着加入6％癸二酸、3％己二酸，直至体系透亮，然后加入8％苯甲酸钠和0.5％苯并三氮唑，搅拌45min，待体系透亮后即得产品。

实施例3

在室温35℃下，将28.5％软化水、40％三乙醇胺、单乙醇胺15％加入反应釜中，搅拌均匀后，接着加入6％癸二酸、2％己二酸，直至体系透亮，然后加入8％苯甲酸钠和0.5％苯并三氮唑，搅拌60min，待体系透亮后即得产品。

实施例4

在室温30℃下，将27.3％软化水、50％三乙醇胺、单乙醇胺12％加入反应釜中，搅拌均匀后，接着加入4％癸二酸、1％己二酸，直至体系透亮，然后加入5％苯甲酸钠和0.7％苯并三氮唑，搅拌50min，待体系透亮后即得产品。

实施例5

在室温30℃下，将27.5％软化水、47％三乙醇胺、单乙醇胺12％加入反应釜中，搅拌均匀后，接着加入5％癸二酸、2％己二酸，直至体系透亮，然后加入6％苯甲酸钠和0.5％苯并三氮唑，搅拌40min，待体系透亮后即得产品。

在使用时，将制备好的防锈剂直接加入浓缩液中，搅拌均匀使之成为稳定均一体系。

将制备的防锈剂与其它功能添加剂混合得到液压支架浓缩液，这里提及的其它功能添加剂主要包括表面活性剂、抗硬水剂、消泡剂和染色剂等，同时进行下列性能试验：

防锈性：参照MT76-2011《液压支架用乳化油、浓缩物及其高含水液压液》，将浓缩液分别与500mg/L，1000mg/L、1500mg/L的人工硬水配成5％的稀释液，在室温15-35℃下，在铸铁表面进行点滴防锈试验，放置24h后观察试件表面，应无锈迹，无色变。

防腐蚀性：参照MT76-2011《液压支架用乳化油、浓缩物及其高含水液压液》，将浓缩液与0.05mol/L的氯化钠配成2％的稀释液，将15号钢棒浸和HT62铜棒浸在温度为70±2℃的试液中，放置24h后观察试件表面，应无腐蚀、锈蚀，无色变。

表1本发明液压支架用浓缩液防锈剂的主要性能数据

表1给出的是本发明实施例防锈剂的主要性能数据，从表中可以看出，3个实施例除了能够满足必需的防腐蚀性要求，还能够满足不同硬度的人工硬水的防锈要求，由此来看，采用上述防锈剂组分可以用来制备适用于不同水质硬度的多种牌号产品。

Claims (9)

1.一种液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，包括如下步骤：以三乙醇胺、单乙醇胺、癸二酸、己二酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑、软化水为原料，在常压和室温下制得。

2.根据权利要求1所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述原料的用量比例如下：按照质量百分数计，三乙醇胺40～50wt％、单乙醇胺10～15wt％、癸二酸4～6wt％、己二酸1-3wt％、苯甲酸钠5～8wt％、苯并三氮唑0.5～1.0wt％、软化水20～30wt％。

3.根据权利要求1或2所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：在室温下，将软化水、三乙醇胺、单乙醇胺加入反应釜中，搅拌均匀，接着加入癸二酸、己二酸，直至体系透亮，然后加入苯甲酸钠和苯并三氮唑，搅拌，待体系透亮后即得产品。

4.根据权利要求1或2所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述室温为15～35℃。

5.根据权利要求3所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述室温为15～35℃。

6.根据权利要求1或2或5所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌的搅拌时间至少30min。

7.根据权利要求4所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌的搅拌时间至少30min。

8.根据权利要求6所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌的搅拌时间为30-60min。

9.根据权利要求7所述的液压支架用浓缩液防锈剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌的搅拌时间为30-60min。