CN103194762A - 植物型绿色酸洗缓蚀剂及其制备方法及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物型绿色酸洗缓蚀剂及其制备方法及使用方法，它的成分为麻疯树饼粕水解液。本发明采用麻疯树种子榨油后的副产物麻疯树饼粕为材料，通过制备其水解液作为缓蚀剂的有效成分，由于其含有毒性，少部分作为肥料用外，大部分都丢弃，属于废弃物；麻疯树在世界各国广泛种植，目前我国种植面积达近800万公顷，其来源丰富，价格低廉。本发明生产工艺简单，提取条件温和，能耗低，易于投产。本发明的缓蚀剂为天然物质提取物，为可生物降解、无毒无害的绿色物质，与目前化学合成的缓蚀剂相比，对环境不产生影响，符合酸洗缓蚀剂发展的趋势，可适用于碳钢、铝、铜、不锈钢及其产品的工业酸洗，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其是一种植物型绿色酸洗缓蚀剂及其制备方法及使用方法。
背景技术
酸洗广泛应用于金属材料、冶金、化工、机械等行业，为除锈、除垢的重要手段。常用的酸有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸等无机酸以及柠檬酸、氨基磺酸等有机酸。但这些酸对金属设备都具有腐蚀作用，尤其无机酸的腐蚀性更为严重。为了抑制金属腐蚀、减少酸的使用量、提高酸洗效果、延长设备的使用寿命，在进行酸洗时要添加缓蚀剂。目前常用的缓蚀剂多为无机缓蚀剂和人工合成的有机缓蚀剂，它们存在各种各样的缺陷，有的成本高，有的毒性较大，对人体伤害大或造成污染。随着人类环保意识的增强，迫切需要开发无毒无害的绿色环保高效缓蚀剂来取代有毒缓蚀剂。
发明内容
本发明的目的是：提供一种植物型绿色酸洗缓蚀剂及其制备方法及使用方法，它无毒、环保，能防止碳钢、铝等产品在酸洗过程中出现的腐蚀问题，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：植物型绿色酸洗缓蚀剂，它的成分为麻疯树饼粕水解液。
植物型绿色酸洗缓蚀剂的制备方法，用质量百分比浓度为4-6%的稀酸与麻疯树饼粕按液固比为6-8：1的比例混合，将混合物在温度为80-100℃下保持搅拌提取，提取2-10小时后进行过滤，将滤液进行加热浓缩，浓缩至滤液的体积缩减至1/2即可。
所述的稀酸为盐酸、硫酸或硝酸的一种或几种的任意组合。
植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以质量百分比浓度为3-10%的稀酸为酸洗液，加入占稀酸质量总量的1-10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂与稀酸混合均匀，将混合液的温度控制在30-60℃，然后将待清洗的材料加入混合液中，浸没2-4小时即可。
所述的稀酸为盐酸、硫酸、硝酸，磷酸、氢氟酸或氨基磺酸中的一种或几种的任意组合。
本发明的原理在于：植物氨基酸类缓蚀剂中含有未配对电子元素和极性基，及其结构中疏水基和亲水基共同作用。这些基团是吸附型的能在金属表面形成十分牢固的络合物保护膜，这层保护膜能防止金属进一步氧化。氨基酸中亲水氨基、羧基及憎水-R基，具有一定的表面活性，能够在金属/溶液液界面上比较活泼的地方产生吸附，结果使界面反应的活化能增大，也使界面的双电层结构发生变化，从而使腐蚀电池的共轭反应中的阴极或阳极受到强烈阻滞，使金属腐蚀的速率急剧降低。此外，极性基团氨基、羧基在金属表面吸附后，非极性基团-R一端在金属表面定向排列，形成疏水薄膜，阻止和腐蚀反应有关的电荷或物质转移，结果使得酸性介质被缓蚀剂分子排挤出来与金属表面隔开，减缓了金属的腐蚀速率。氨基酸类物质在金属表面有很强的吸附作用，因而对金属有较好的缓蚀效果。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用麻疯树种子榨油后的副产物麻疯树饼粕为材料，通过制备其水解液作为缓蚀剂的有效成分，由于其含有毒性，少部分作为肥料用外，大部分都丢弃，属于废弃物；麻疯树在世界各国广泛种植，目前我国种植面积达近800万公顷，其来源丰富，价格低廉。本发明生产工艺简单，提取条件温和，能耗低，易于投产。本发明的缓蚀剂为天然物质提取物，为可生物降解、无毒无害的绿色物质，与目前化学合成的缓蚀剂相比，对环境不产生影响，符合酸洗缓蚀剂发展的趋势，可适用于碳钢、铝、铜、不锈钢及其产品的工业酸洗，具有较好的应用前景。
具体实施方式
本发明的实施例1：植物型绿色酸洗缓蚀剂，它的成分为麻疯树饼粕水解液。
植物型绿色酸洗缓蚀剂的制备方法，用质量百分比浓度为5%的盐酸与麻疯树饼粕按液固比为7：1的比例混合，将混合物在温度为90℃下保持搅拌提取，提取5小时后进行过滤，将滤液进行加热浓缩，浓缩至滤液的体积缩减至1/2即可。
本发明的实施例2：植物型绿色酸洗缓蚀剂的制备方法，用质量百分比浓度为4%的盐酸与麻疯树饼粕按液固比为6：1的比例混合，将混合物在温度为80℃下保持搅拌提取，提取10小时后进行过滤，将滤液进行加热浓缩，浓缩至滤液的体积缩减至1/2即可。
本发明的实施例3：植物型绿色酸洗缓蚀剂的制备方法，用质量百分比浓度为6%的盐酸与麻疯树饼粕按液固比为8：1的比例混合，将混合物在温度为100℃下保持搅拌提取，提取2小时后进行过滤，将滤液进行加热浓缩，浓缩至滤液的体积缩减至1/2即可。
本发明的实施例4：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量1%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
对实施例4的方法进行测试，测试方法采用挂片失重法，根据公式：
缓蚀率S=（K0-K1）/K0×100%
K0—不加缓蚀剂的腐蚀率；K1—加缓蚀剂时的腐蚀率。
测试结果为对碳钢的缓蚀率为82.6%。
本发明的实施例5：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量5%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为88.5%。
本发明的实施例6：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为90.0%。
本发明的实施例7：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为3%的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为96.7%。
本发明的实施例8：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为5%的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为96.3%。
本发明的实施例9：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为2%的稀氢氟酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 60℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为98.1%。
本发明的实施例10：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀硫酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 60℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为99.5%。
本发明的实施例11：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀磷酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 60℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为99.3%。
本发明的实施例12：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀氨基磺酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 40℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对碳钢的缓蚀率为91.2%。
本发明的实施例13：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗铝为例，选用摩尔浓度为1mol/L的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗2小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对铝的缓蚀率为96.6%。
本发明的实施例14：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗铜为例，选用摩尔浓度为1mol/L的稀盐酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对铜的缓蚀率为98.6%。
本发明的实施例15：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗铜为例，选用质量百分比浓度为10%的稀硝酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对铜的缓蚀率为97.8%。
本发明的实施例16：植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，以清洗铜为例，选用质量百分比浓度为10%的稀氨基磺酸为酸洗液，加入占酸洗液总质量10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂，在 30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果为对铜的缓蚀率为98.2%。
本发明的对比例1：以清洗碳钢为例，选用质量百分比浓度为10%的稀盐酸为酸洗液，加入乌洛托品进行复配，在30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果如表1所示：
本发明的对比例2：碳钢清洗酸洗液为稀盐酸，浓度为5%，加入苯并三氮唑进行复配，在30℃条件下清洗4小时。
测试方法同实施例4，对本应用方法进行测试，测试结果如表2所示：
从以上测试结果可以明显看出，本缓蚀剂对金属具有较高的腐蚀保护性能，是一种很有发展潜力的绿色环保型缓蚀剂。
实施例4-实施例17采用的绿色酸洗缓蚀剂采用实施例1制备获得的绿色酸洗缓蚀剂。
Claims (5)
1.一种植物型绿色酸洗缓蚀剂，其特征在于：它的成分为麻疯树饼粕水解液。
2.一种如权利要求1所述的植物型绿色酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于：用质量百分比浓度为4-6%的稀酸与麻疯树饼粕按液固比为6-8：1的比例混合，将混合物在温度为80-100℃下保持搅拌提取，提取2-10小时后进行过滤，将滤液在80℃条件下进行加热浓缩，浓缩至滤液的体积缩减至1/2即可。
3.根据权利要求2所述的植物型绿色酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述的稀酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或几种的任意组合。
4.一种如权利要求1所述的植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，其特征在于：以质量百分比浓度为3-10%的稀酸为酸洗液，加入占稀酸质量总量的1-10%的植物型绿色酸洗缓蚀剂与稀酸混合均匀，将混合液的温度控制在30-60℃，然后将待清洗的材料加入混合液中，浸没2-4小时即可。
5.根据权利要求4所述的植物型绿色酸洗缓蚀剂的使用方法，其特征在于：所述的稀酸为盐酸、硫酸、硝酸，磷酸、氢氟酸或氨基磺酸中的一种或几种的任意组合。
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