CN103774159A - 一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方及其制备方法 - Google Patents

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刘振法
闫美芳
李娜
贺蕊
田彩莉
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本发明公开了一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方及其制备方法，该铝材质酸洗缓蚀剂的配方按照质量百分比包括：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％；该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法包括以下步骤：在常温下，按配方的质量百分比，将十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)和壬基酚聚氧乙烯醚倒入水中，机械搅拌15分钟；搅拌均匀后，将六次甲基四胺、二乙基硫脲和糊精依次加入，并继续搅拌，直到全部溶解，混合均匀，即为酸洗缓蚀剂。本发明提高了缓蚀效率，持续作用时间长，使用剂量小，无毒无害，生产成本低，是一种很有应用潜力的绿色缓蚀剂。

Description

一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方及其制备方法
技术领域
本发明属于铝材质清洗技术领域，尤其涉及一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方及其制备方法。
背景技术
为清除金属表面的垢类和腐蚀产物，恢复热交换设备的换热功能，采用化学清洗技术是一种方便、低成本的方法。化学清洗是通过在金属表面上的化学反应将难溶性物变成可溶性盐。在酸洗过程中，去除水垢和锈垢的同时，H+离子会对金属基体产生腐蚀并出现氢脆现象，实践证明，在化学清洗过程中添加酸洗缓蚀剂可大大减弱对金属基体的腐蚀，这样既能除垢又能保护金属设备。因此在清洗的同时添加化学清洗缓蚀剂。
金属铝具有外观美、质量轻、导热、耐腐蚀性好(氧化产物致密，附着力强)，氧化物腐蚀产物无毒，不污染环境。广泛应用于铝翅片式冷凝设备、空冷器、冷凝器、干燥器、槽车及配管等电力、航空、化工等许多部门及日常生活中。
现有的铝合金缓蚀剂，从物理化学角度出发分为氧化膜型、沉淀膜型和吸附膜缓蚀剂，如：重铬酸盐、铬酸盐、亚磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐、聚磷酸盐、砷离子、锑离子等。用无机物作缓蚀剂，如铬酸盐和亚硝酸盐但这类缓蚀剂环境污染严重，受到限制。有机缓蚀剂是一类重要的酸洗缓蚀剂，在低浓度的溶液中提高了铝合金的抗点腐蚀能力；当其浓度较高时，会造成铝合金的腐蚀，其使用浓度受到限制。
硫酸是一种极其常见的廉价的清洗剂，在日常设备清洗中应用非常广泛。由于硫酸具有腐蚀性，采用硫酸酸洗时对铝材质存在腐蚀问题，因此针对铝材质清洗需要加入专用酸洗缓蚀剂，
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方及其制备方法，旨在解决采用硫酸酸洗存在对铝材质材料的过程中的腐蚀问题。
本发明实施例是这样实现的，一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方，该铝材质酸洗缓蚀剂的配方按照质量百分比包括：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％。
本发明实施例的另一目的在于提供一种铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法包括以下步骤：
在常温下，按十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％的质量百分比，准备材料；
将十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)和壬基酚聚氧乙烯醚倒入水中，机械搅拌15分钟；
搅拌均匀后，将六次甲基四胺、二乙基硫脲和糊精依次加入，并继续搅拌，直到全部溶解，混合均匀，即为酸洗缓蚀剂。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的使用方法为：将铝材质酸洗缓蚀剂加入到浓度为8％～15％的硫酸溶液中，缓蚀剂的浓度为1g/L～3g/L，温度控制在20℃～50℃，将清洗的金属铝浸没时间为6h～12h。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲6％；六次甲基四胺12％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水57％。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺13％；糊精4％；壬基酚聚氧乙烯醚6％；水57％。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)20％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺14％；糊精3％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水50％。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲7％；六次甲基四胺12％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水56％。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％；二乙基硫脲6％；六次甲基四胺10％；糊精4％；壬基酚聚氧乙烯醚10％；水60％。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺15％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚10％；水58％。
进一步，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲4％；六次甲基四胺14％；糊精3％；壬基酚聚氧乙烯醚12％；水52％。
本发明提供的铝材质酸洗缓蚀剂的配方及其制备方法，采用有机和无机缓蚀剂复配而成，提高了缓蚀效率，持续作用时间长，使用剂量小，无毒无害，不存在环境污染问题，生产成本低，是一种很有应用潜力的绿色缓蚀剂。本发明的方法简单，操作方便，较好的解决了采用硫酸酸洗存在对铝材质材料的过程中的腐蚀问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
本发明实施例的铝材质酸洗缓蚀剂的配方按照质量百分比包括：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％；
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)为双烷基季铵盐类活性剂，既含有长链烷基，又含有亚硫酸酯的结构，其杀菌、缓蚀功能均优于传统的季铵盐。
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)是一种高效杀生剂，可将污垢中的菌类、藻类杀死，同时也具有缓蚀功能，本身无毒，可生物降解，与其它缓蚀剂具有协同作用。
季铵盐类表面活性剂具有良好的渗透能力和表面浸润作用，在酸洗时可促进氧化皮的溶解，加之本身具有杀菌灭藻的功能，可大大加快污垢的剥离，它还能在金属表面形成致密的吸附膜，延长了酸洗除锈活化金属表面的返锈时间，起到缓蚀作用。
六次甲基四胺无毒、无异味，由于其分子中有一个较大的环，与金属表面接触时，在金属表面吸附成膜，同时与毒性低得二乙基硫脲混合，产生协同作用，形成高效缓蚀作用。
糊精是使用麦芽糊精为原料，采用双氧水制备的改性氧化麦芽糊精，结构上存在羰基基团，可以吸附于金属表面活性点或整个表面，形成保护膜，减小材质的腐蚀。
壬基酚聚氧乙烯醚为非离子型表面活性剂，对水和酸都比较稳定，在清洗液中具有润湿、乳化、扩散等性能，同时增加保护膜的疏水性，作为复合型缓蚀剂的成分而起到很好的协同作用。
如图1所示，本发明实施例的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法包括以下步骤：
S101：在常温下，按十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％的质量百分比，准备材料；
S102：将十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)和壬基酚聚氧乙烯醚倒入水中，机械搅拌15分钟；
S103：搅拌均匀后，将六次甲基四胺、二乙基硫脲和糊精依次加入，并继续搅拌，直到全部溶解，混合均匀，即为酸洗缓蚀剂。
本发明实施例的铝材质酸洗缓蚀剂的使用方法为：将铝材质酸洗缓蚀剂加入到浓度为8％～15％的硫酸溶液中，缓蚀剂的浓度为1g/L～3g/L，温度控制在20℃～50℃，将清洗的金属铝浸没时间为6h～12h。
结合以下具体实施例对本发明的使用效果做补充说明：
实施例1：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量，十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲6％；六次甲基四胺12％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水57％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为10％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为2g/L，温度调整到40℃，在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中10小时。
通过试验测试腐蚀率为0.07g/(m2·h)，远低于国家标准1.5g/(m2·h)，最高缓蚀率达到97％，表明为高性能缓蚀剂。
实施例2：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量：
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺13％；糊精4％；壬基酚聚氧乙烯醚6％；水57％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为12％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为1.5g/L，温度调整到30℃，在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中8小时。
通过试验测试腐蚀率为0.09g/(m2·h)，远低于国家标准1.5g/(m2·h)，最高缓蚀率达到96％，表明为高性能缓蚀剂。
实施例3：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量：
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)20％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺14％；糊精3％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水50％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为15％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为1g/L，温度调整到50℃，在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中6小时。
通过试验测试腐蚀率为0.11g/(m2·h)，远低于国家标准1.5g/(m2·h)，通过测试最高缓蚀率达到95％，表明为高性能缓蚀剂。
实施例4：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量：
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲7％；六次甲基四胺12％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水56％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为8％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为3g/L，温度调整到35℃，在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中9小时。
通过试验测试腐蚀率为0.05g/(m2·h)，远低于国家标准1.5g/(m2·h)，通过测试缓蚀率达到98％，表明为高性能缓蚀剂。
实施例5：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量：
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％；二乙基硫脲6％；六次甲基四胺10％；糊精4％；壬基酚聚氧乙烯醚10％；水60％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为11％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为1g/L，温度调整到25℃，在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中8小时。
通过试验测试腐蚀率为0.15g/(m2·h)，远低于国家标准1.5g/(m2·h)，通过测试最高缓蚀率达到93％，表明为高性能缓蚀剂。
实施例6：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量：
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺15％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚10％；水58％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为12％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为2.5g/L，温度调整到30℃在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中12小时。
通过试验测试腐蚀率为0.07g/(m2·h)，远低于国家标准1.5g/(m2·h)，通过测试缓蚀率达到97％，表明为高性能缓蚀剂。
实施例7：
酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量
十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲4％；六次甲基四胺14％；糊精3％；壬基酚聚氧乙烯醚12％；水52％。
缓蚀剂在硫酸酸洗液中的应用方法：
将上述药剂混合均匀后得到缓蚀剂，加入到硫酸酸洗液中，酸洗液的浓度为10％，酸洗液的用量为1500mL，缓蚀剂的加入量为2g/L，温度调整到50℃，在恒温水浴条件下将清洗的金属铝放到试片支架上，浸没在酸洗液中10小时。
本发明通过试验测试腐蚀率为0.13g/(m2·h)，远低于国家标准1.5％，(m2·h)，通过测试缓蚀率达到94％，表明为高性能缓蚀剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝材质酸洗缓蚀剂的配方，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的配方按照质量百分比包括：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％。
2.一种铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法包括以下步骤：
在常温下，按十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％～20％，二乙基硫脲4％～8％，六次甲基四胺10％～15％，糊精2％～5％，壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％，水50％～65％的质量百分比，准备材料；
将十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)和壬基酚聚氧乙烯醚倒入水中，机械搅拌15分钟；
搅拌均匀后，将六次甲基四胺、二乙基硫脲和糊精依次加入，并继续搅拌，直到全部溶解，混合均匀，即为酸洗缓蚀剂。
3.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的使用方法为：将铝材质酸洗缓蚀剂加入到浓度为8％～15％的硫酸溶液中，缓蚀剂的浓度为1g/L～3g/L，温度控制在20℃～50℃，将清洗的金属铝浸没时间为6h～12h。
4.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲6％；六次甲基四胺12％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水57％。
5.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺13％；糊精4％；壬基酚聚氧乙烯醚6％；水57％。
6.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)20％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺14％；糊精3％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水50％。
7.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲7％；六次甲基四胺12％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚8％；水56％。
8.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％；二乙基硫脲6％；六次甲基四胺10％；糊精4％；壬基酚聚氧乙烯醚10％；水60％。
9.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)10％；二乙基硫脲5％；六次甲基四胺15％；糊精2％；壬基酚聚氧乙烯醚10％；水58％。
10.如权利要求2所述的铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该铝材质酸洗缓蚀剂的制备方法的酸洗缓蚀剂化学组分质量百分含量可以为：十六烷基二甲基(2-亚硫酸)乙基铵(C20)15％；二乙基硫脲4％；六次甲基四胺14％；糊精3％；壬基酚聚氧乙烯醚12％；水52％。
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