一种用于铝制品表面处理的缓蚀剂及其制备方法

文献发布时间：2024-04-18 19:52:40

技术领域

本发明属于防腐材料领域，具体涉及一种用于铝制品表面处理的缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

铝制品数量巨大，在工业生产、制造和日常生活中被广泛地使用。铝制品的材质主要是铝合金，因为单纯金属铝的材质比较柔软，而铝合金由于合金化的作用，表现出的强度和硬度都很高，可加工的程度和可塑性更大。然而，铝制品在使用过程中很容易遭到腐蚀。虽然铝表面容易形成一层氧化层，在一定环境下可起到保护作用，但是在酸性或碱性介质中浸泡后，原本在铝制品表面形成的电阻性氧化膜会被侵蚀性离子破坏，腐蚀加剧，使其使用寿命缩短，造成严重的环境污染和经济损失。因此，铝制品的防腐一直是业界关注的热点问题。

铝制品的防腐方法有阳极氧化法、表面涂层法和缓蚀剂法等，其中缓蚀剂法具有材料使用量少、经济成本低、防腐作用持续时间长且环境友好等优点。因此，研发绿色环保、缓蚀效率高的新型缓蚀剂成为铝制品防腐技术领域中的研究热点。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于铝制品表面防腐处理的缓蚀剂。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种氨基酸型缓蚀剂，它具有如下的结构通式：

式中，R

进一步地，本发明还提供上述氨基酸型缓蚀剂的制备方法，将2-氨基烷基酸甲酯和脂肪醇在催化剂作用下，于140～160℃下反应1～3h，反应结束后除去催化剂，然后经萃取即得；反应方程式如下：

式中，R

进一步地，所述的催化剂为纳米氧化铝催化剂。

优选地，所述的脂肪醇和2-氨基烷基酸甲酯的摩尔比为(3.5～4.0):1。

优选地，所述的催化剂的用量为脂肪醇和2-氨基烷基酸甲酯总质量的0.5～1.5wt％。

优选地，反应得到的溶液用去离子水进行萃取，收集上层液；萃取次数为3～5次；每次萃取时，反应所得溶液与萃取用去离子水的体积比为1:(1～2)。

更进一步地，本发明所述氨基酸型缓蚀剂的制备方法中，所述的纳米氧化铝催化剂通过如下步骤制备得到：

S1：将铝源和模板剂加入到研磨机中研磨混合，得到固相反应混合料；

S2：将固相反应混合料置于超临界晶化反应釜中，通入二氧化碳气体，升温增压，进行晶化反应，得到反应产物；

S3：将步骤S2的晶化产物冷却至室温，然后用去离子水洗涤，直至滤液pH为7.0，最后干燥、焙烧，得到纳米氧化铝催化剂。

具体地，步骤S1中，所述的铝源为乙醇铝、异丙醇铝或季戊四醇铝中的任意一种，铝源用量以Al

所述的模板剂为N-己酰-N-丙基十六烷基酸铵，其结构如下：

具体地，步骤S2中，所述晶化反应的温度为50～100℃，釜内压力为7.5～10MPa，反应时间为1～3h；

步骤S3中，所述干燥的温度为100～120℃，时间为12～24h；所述焙烧的温度为450～500℃，时间为1～3h。

更进一步地，本发明还要求保护上述氨基酸型缓蚀剂在用于铝制品表面防腐材料中的应用。

有益效果：

本发明创新性通过长链脂肪醇与2-氨基烷基酸甲酯在纳米氧化铝催化剂作用下同时发生催化脱水反应和酯交换反应，使制得的氨基酸表面活性剂型的缓蚀剂结构中含有较多的长碳链疏水基团，其分子结构中的亲水基团与铝合金表面发生强烈的吸附反应，而带有长碳链结构的疏水基团在铝合金表面形成较厚的疏水膜，阻隔了强腐蚀性介质与铝合金表面接触，从而抑制了腐蚀的发生，缓蚀效率高。同时，纳米氧化铝具有高比表面积，且表面含有丰富的酸性位点，有利于原料在表面充分接触、反应，催化活性高，提高产物收率。本发明反应温度低，反应中无副产物生成，产物选择性和收率高，且原料成本低，生产工艺绿色环保，反应后依据醇、酯在水中的溶解度差异，用水进行萃取分离提纯，操作简单，产物纯度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是打磨后的铝合金样品表面SEM图。

图2是铝合金样品直接在氢氧化钠溶液中浸泡后表面SEM图。

图3是铝合金样品在缓蚀剂和氢氧化钠溶液中依次浸泡后表面SEM图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

实施例1