本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于三元聚羧酸的阻銹溶液及其制備方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵材料具有很高的強(qiáng)度和硬度，同時具有良好的塑性和加工性，因此，它是當(dāng)今世界使用量最大的一種結(jié)構(gòu)材料。但是，鋼鐵材料無論在大氣環(huán)境中長期使用或者放置，都會逐漸和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用，引起表面的銹蝕。輕度銹蝕可以使表面失去金屬光澤，降低精度，嚴(yán)重時表面產(chǎn)生銹坑，使鋼鐵材料制品力學(xué)性能惡化甚至斷裂，影響其使用壽命。據(jù)報(bào)道，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，每年由于鋼鐵的腐蝕而造成的損失占國民經(jīng)濟(jì)總值的1.5％～4.2％；隨各國不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度和腐蝕控制水平而異。全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵有10％變成鐵銹，30％的鋼鐵設(shè)備因腐蝕而損壞。

三元聚羧酸是一種無灰水溶性防銹劑，用于所有類型的水基潤滑劑和清洗系統(tǒng)的水溶性緩蝕劑，半合成和全合成金屬加工液0.25-1.1％，發(fā)動機(jī)防凍液(冷卻液)0.5％，水-乙二醇抗燃液0.055-1.4％。宜用99％三乙醇胺調(diào)整PH值至8以上高溶解度，適當(dāng)加熱可加速溶解。具有綠色、環(huán)保：所用原料無毒無害，生產(chǎn)過程中無三廢產(chǎn)生。聚羧酸母液近年來得到越來越多的重視，其優(yōu)勢在于：(1)酯化過程，工藝簡單，生產(chǎn)周期短；(2)原料的封端基團(tuán)中含有不飽和雙鍵，可以進(jìn)行一步法直接聚合，降低生產(chǎn)成本；(3)可以直接生產(chǎn)高濃度聚羧酸母液。

聚羧酸減水劑的合成方法主要有：可聚合單體直接共聚、聚合后功能化法、原位聚合與接枝。其中可聚合單體直接共聚一般分為兩步:第一步合成大單體，第二步高分子聚合反應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于三元聚羧酸的阻銹溶液及其制備方法，通過三聚氰胺與甲醛的羥甲基化反應(yīng)、羥甲基化產(chǎn)物與磺化劑的磺化反應(yīng)得到三聚氰胺磺化產(chǎn)物，能夠與聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體、丙烯酸發(fā)生共聚，使得共聚單體鏈上接枝具有阻銹功能的三聚氰胺含氮官能團(tuán)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種基于三元聚羧酸的阻銹溶液，包括如下成分：聚乙二醇單甲醚；丙烯酸；磺化劑；甲醛；2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸鈉；三聚氰胺。

進(jìn)一步地，所述聚乙二醇單甲醚與丙烯酸通過酯化反應(yīng)制得聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體。

進(jìn)一步地，所述聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體與丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸鈉共聚制得三元聚羧酸。

一種基于三元聚羧酸的阻銹溶液的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，在裝有溫度計(jì)、攪拌器、分水器、回流冷凝管的在四口圓底燒瓶中，常溫下加入三聚氰胺和甲醛，用濃度為30％-34％的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值為10～12，溫度升高到60-70℃，反應(yīng)30～60分鐘；加入磺化劑，調(diào)節(jié)PH值為10～12，溫度保持為65℃左右，反應(yīng)30～60分鐘，然后加入一定量的聚乙二醇單甲醚和對苯二酚，加熱至80℃使之完全溶解；

步驟二，在步驟一的溶液中依次加入一定量的丙烯酸、對甲苯磺酸，逐步升溫到反應(yīng)溫度130℃,攪拌，低真空反應(yīng)7h，即可制得聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯；

步驟三，將聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體和丙烯酸置于裝有溫度計(jì)、機(jī)械攪拌器、冷凝回流裝置及恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，添加水，加熱至75℃，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和過硫酸銨混合后通過滴液漏斗緩慢滴加，在2h內(nèi)滴加完畢，然后升溫到80℃，保溫1h；

步驟四，將步驟三保溫后的溶液冷卻至室溫，用氫氧化鈉中和混合物至pH＝7，制得三元聚羧酸。

進(jìn)一步地，所述步驟二中依次加入一定量的丙烯酸、對甲苯磺酸，逐步升溫到反應(yīng)溫度130℃,攪拌，低真空反應(yīng)7h，其中，每隔1h測定體系的酸值，直到體系酸值恒定，即確定酯化反應(yīng)結(jié)束。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明通過三聚氰胺與甲醛的羥甲基化反應(yīng)、羥甲基化產(chǎn)物與磺化劑的磺化反應(yīng)得到三聚氰胺磺化產(chǎn)物，能夠與聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體、丙烯酸發(fā)生共聚，使得共聚單體鏈上接枝具有阻銹功能的三聚氰胺含氮官能團(tuán)。

2、本發(fā)明的聚乙二醇單甲醚與丙烯酸通過酯化反應(yīng)制得聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體與丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸鈉共聚制得具有阻銹功能的三元聚羧酸溶液。

3、本發(fā)明制得具有阻銹功能的三元聚羧酸溶液的工藝相對簡單，反應(yīng)條件溫和，原料廣泛，易于規(guī)?；a(chǎn)。

4、本發(fā)明的具有阻銹功能的三元聚羧酸溶液用于金屬表面的阻銹作用，有效提高金屬表面的抗氧化性、抗腐蝕性。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種基于三元聚羧酸的阻銹溶液，包括如下成分：聚乙二醇單甲醚；丙烯酸；磺化劑；甲醛；2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸鈉；三聚氰胺。

其中，聚乙二醇單甲醚與丙烯酸通過酯化反應(yīng)制得聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體。

其中，聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體與丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸鈉共聚制得三元聚羧酸。

一種基于三元聚羧酸的阻銹溶液的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，在裝有溫度計(jì)、攪拌器、分水器、回流冷凝管的在四口圓底燒瓶中，常溫下加入三聚氰胺和甲醛，用濃度為30％-34％的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值為10～12，溫度升高到60-70℃，反應(yīng)30～60分鐘；加入磺化劑，調(diào)節(jié)PH值為10～12，溫度保持為65℃左右，反應(yīng)30～60分鐘，然后加入一定量的聚乙二醇單甲醚和對苯二酚，加熱至80℃使之完全溶解；

步驟二，在步驟一的溶液中依次加入一定量的丙烯酸、對甲苯磺酸，逐步升溫到反應(yīng)溫度130℃,攪拌，低真空反應(yīng)7h，每隔1h測定體系的酸值，直到體系酸值恒定，即確定酯化反應(yīng)結(jié)束，即可制得聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯；

步驟三，將聚乙二醇單甲醚-丙烯酸酯類大分子單體和丙烯酸置于裝有溫度計(jì)、機(jī)械攪拌器、冷凝回流裝置及恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，添加水，加熱至75℃，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和過硫酸銨混合后通過滴液漏斗緩慢滴加，在2h內(nèi)滴加完畢，然后升溫到80℃，保溫1h；

步驟四，將步驟三保溫后的溶液冷卻至室溫，用氫氧化鈉中和混合物至pH＝7，制得三元聚羧酸。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。