[發(fā)明專利]一種由生物肌醇制成的無磷、無氟、無重金屬的環(huán)保皮膜劑、其制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN104894550B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳濤;江濤
• 申請（專利權(quán)）人: 陳濤;江濤
• 主分類號(hào): C23C22/46
• 分類號(hào): C23C22/46;C23C22/73
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司32112
• 代理人: 李建芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由生物肌醇制成的無磷、無氟、無重金屬的環(huán)保皮膜劑、其制備方法及其應(yīng)用，屬于金屬表面處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

皮膜劑作為一種金屬表面處理劑，可防止金屬表面氧化，也可增強(qiáng)后續(xù)漆膜噴涂時(shí)漆膜的附著力，廣泛應(yīng)用于金屬制品領(lǐng)域。

現(xiàn)有的皮膜劑包括含磷皮膜劑和無磷皮膜劑。含磷皮膜劑環(huán)境污染大，隨著環(huán)境保護(hù)工作的日益加強(qiáng)，磷元素的污染問題已受到國內(nèi)外有關(guān)部門和企業(yè)的高度重視，中國已有不少地區(qū)和城市，嚴(yán)禁使用含磷洗衣粉和含磷清洗劑，環(huán)保部門對涂裝前處理后的廢水中的含磷治理要求，也越來越嚴(yán)格，導(dǎo)致涂裝前處理的綜合成本大大增加。國家規(guī)定，皮膜劑中磷含量低于15％即被視為無磷皮膜劑，因此現(xiàn)有技術(shù)中的無磷皮膜劑大多含有一定量的磷。且現(xiàn)有技術(shù)中的無磷皮膜劑與金屬表面附著力差，容易脫落，且使用時(shí)必須使用去離子水，一旦有離子進(jìn)入，就會(huì)報(bào)廢。

且現(xiàn)有技術(shù)中的皮膜劑針對性過強(qiáng)，不同的金屬需要使用不同的皮膜劑，因此不同的金屬不能在同一槽液中上膜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中皮膜劑含有磷、含有大量氟鋯酸、重金屬，污染大、投資高、不同的金屬需要不同的皮膜劑、附著力差、使用要求高等缺陷，本發(fā)明提供一種以由生物肌醇制成的無磷、無氟、無重金屬的環(huán)保皮膜劑、其制備方法及其應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種由生物肌醇制成的無磷、無氟、無重金屬的環(huán)保皮膜劑，由摩爾比為(1:1)-(1:10)的生物肌醇和多元有機(jī)酸制備而成。

申請人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，肌醇與有機(jī)多元酸進(jìn)行酯化反應(yīng)合成了螯合能力強(qiáng)的多羧基化合物，當(dāng)與金屬絡(luò)合時(shí)，易形成多個(gè)螯合環(huán)，絡(luò)合物穩(wěn)定性高，即使在強(qiáng)酸性環(huán)境中，也能與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。

本申請皮膜劑零污染、投資小、適于各種不同的金屬、附著力強(qiáng)、使用要求低，從根本上解決了現(xiàn)有無磷皮膜劑氟含量高，含重金屬，使用過程中穩(wěn)定性差，操作控制復(fù)雜等問題。

作為本申請的一種改進(jìn)，上述的由生物肌醇制成的無磷、無氟、無重金屬的環(huán)保皮膜劑，其原料組分為：生物肌醇1.0-20％，多元有機(jī)酸1-80％，十二烷基磺酸鈉0-10.0％，乳化劑0.1-5％，余量為水，所述百分比為質(zhì)量百分比。這樣進(jìn)一步提高了所得皮膜劑的分散性。

上述利用生物肌醇分子與有機(jī)多元酸進(jìn)行酯化反應(yīng)合成皮膜劑的前體物質(zhì)，進(jìn)而采用生物表面活性劑試劑制備成完全無磷皮膜劑，其潤濕、滲透效果好，泡沫低，防銹性能佳、適應(yīng)面廣，與塑粉、油漆的接合力、附著力均達(dá)到優(yōu)良，且符合綠色環(huán)保要求；所得產(chǎn)品質(zhì)量符合《歐盟電氣和電子有害物質(zhì)指令》，即ROHS標(biāo)準(zhǔn)。

上述多元有機(jī)酸為二元以上的多元酸，也可以為酸酐，為能和生物肌醇形成單酯化合物的有機(jī)酸。

為了進(jìn)一步促進(jìn)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，提高皮膜劑的附著力，同時(shí)保證所得膜的厚度可調(diào)性，優(yōu)選，多元有機(jī)酸包括草酸0-80％、丁二酸0-80％和檸檬酸0-30％，所述百分比為質(zhì)量百分比；進(jìn)一步優(yōu)選，多元有機(jī)酸包括草酸0.1-20％、丁二酸1.0-20％和檸檬酸0-5.0％，所述百分比為質(zhì)量百分比。

為了提高上述皮膜劑的潤濕、滲透、分散性、穩(wěn)定性，并且能夠使所得的膜更加牢固、均勻，優(yōu)選，乳化劑為TX-10、OP-10或脂肪醇類表面活性劑中一種或兩種以上任意配比的混合物。

為了能使各組分之間的協(xié)同效應(yīng)發(fā)揮到最佳，同時(shí)降低成本，優(yōu)選，生物肌醇的質(zhì)量含量為1-5％；多元有機(jī)酸的質(zhì)量含量為15-25％，十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量含量為1-3％，所述百分比為質(zhì)量百分比。

為了提高上述皮膜劑的潤濕、滲透、分散性、穩(wěn)定性，并且能夠使所得的膜更加牢固、均勻，乳化劑進(jìn)一步優(yōu)選為TX-10或脂肪醇類表面活性劑或兩者任意配比的混合物；所述乳化劑的質(zhì)量含量優(yōu)選為0.1-5％，所述百分比為質(zhì)量百分比。

上述皮膜劑的制備可采用現(xiàn)有技術(shù)中的皮膜的制備方法制備，為了節(jié)約成本，只要將上述各組分混勻，在10-90℃條件下完成酯化反應(yīng)后即可使用，可將各組分一起倒入水中混勻，也可使一種原料在水中溶完后，再溶下一種，各種組分的添加順序不限；但為了進(jìn)一步提高皮膜劑的附著力，優(yōu)選，上述由生物肌醇制成的無磷、無氟、無重金屬的環(huán)保皮膜劑的制備方法，先將乳化劑溶于水后，再與其余各組分混勻，然后在10-90℃條件下反應(yīng)1-6h，即得。

為了進(jìn)一步提高所得皮膜劑的分散性和穩(wěn)定性，優(yōu)選，先將乳化劑和十二烷基磺酸鈉溶于水后，再與其余各組分混勻，然后在10-90℃條件下反應(yīng)1-6h，即得。反應(yīng)溫度優(yōu)選為60-90℃。