CN103882452A - 柠檬酸酸洗缓蚀剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柠檬酸酸洗缓蚀剂，按质量百分比由以下组分混合而成：醇醚羧酸咪唑啉5%～10%、月桂酸3%～6%、亚甲基二萘磺酸钠6%～10%、季铵盐阳离子型双子表面活性剂2%～6%、乙二醇2%～15%、一乙醇胺6%～9%，余量为水。本发明的柠檬酸酸洗缓蚀剂具有原料易得、成本适中、易降解、对环境影响小、配伍性好、对清洗奥氏体不锈钢材质缓蚀效果显著等特性，各组分之间的协同作用好，具有很强的抑制Fe³⁺腐蚀的能力，可应用于电厂锅炉等热力设备的柠檬酸酸洗液中。

Description

柠檬酸酸洗缓蚀剂

技术领域

本发明属于用酸溶液洗金属材料用缓蚀剂技术领域，具体涉及一种柠檬酸酸洗缓蚀剂，其可作为火力发电厂、石油化工、冶金机械设备以及管道酸洗用缓蚀剂。

背景技术

电厂锅炉参数高、容量大，酸洗对于保证设备安全高效运行、降低热损失起着至关重要的作用。目前使用的酸洗剂包括盐酸、硝酸、氢氟酸等无机酸和氨基磺酸、柠檬酸、乙酸、甲酸、羟基乙酸等有机酸。无机酸清洗具有作用力强、速度快、效果明显、所需费用低等优点，尤其对含有复杂硅酸盐及硫化物的硬垢，清洗效果更为显著；但使用无机酸清洗对金属材料的腐蚀性大，易产生氢脆、应力腐蚀等不利影响；另外，在用无机酸清洗的过程中，往往会有大量的酸雾生成，造成环境污染。

近些年来，人们用柠檬酸作清洗剂逐渐增多。柠檬酸是一种无毒、易溶于水、易生物降解的有机酸，因其对氧化铁垢有很强的溶解能力，对基体金属的腐蚀性小、危害性小、使用方便、价格适中等优点，目前在火力发电厂锅炉清洗中应用相当广泛，国内外在柠檬酸缓蚀剂方面也做了不少研究。专利201010234295.0公开了一种在柠檬酸溶液中碳钢的复配缓蚀剂及其制备方法，由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）与碘化钾复配而成，在总浓度保持0.4%的情况下，复配后的缓蚀效果优于0.4%UHCI，显示两者之间具有较好的协同缓蚀效应。李波等研制了以杂环化合物和有机胺为主剂的DDN-001柠檬酸缓蚀剂，参照DL/T523-93标准进行了浸泡腐蚀试验、电化学试验、毒性试验、金相试验，评价了缓蚀剂性能。张云云等以2-巯基苯并咪唑为主剂，与KI、三乙醇胺、OP-10及平平加复配，通过挂片正交试验筛选出一种高效、环保型柠檬酸复合酸洗缓蚀剂，利用失重法、极化曲线和电化学阻抗法对复合缓蚀剂的缓蚀性能进行了研究，结果表明该复合缓蚀剂具有良好的缓蚀效果，静态条件下对A20钢的缓蚀率为98.8%；复合缓蚀剂以阳极控制为主，为电荷传递控制型缓蚀剂；复合缓蚀剂吸附服从Langmuir吸附等温式。

目前，柠檬酸酸洗缓蚀剂大多以芳香烃类、硫脲等有机化合物为主，但它们的主要缺点是毒性较大，难降解，随着人类环保意识的提高，有毒有害的缓蚀剂将被限制使用，高效、环保缓蚀剂的研制成为现今缓蚀剂研究的趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种绿色环保的柠檬酸酸洗缓蚀剂，该缓蚀剂所用原料易得、成本适中、易降解、对环境影响小、氯离子含量低，对清洗奥氏体不锈钢材质缓蚀效果显著。

解决上述技术问题所采用的技术方案是该缓蚀剂由下述质量百分比的原料组成：

上述的柠檬酸酸洗缓蚀剂优选由下述质量百分比的原料组成：

上述的醇醚羧酸咪唑啉的结构式如下所示：

式中R代表C₈～C₁₈的烃基，优选C₈～C₁₈的烷基，n为10～20的整数。

上述的季铵盐阳离子型双子表面活性剂选择如下结构式所示化合物中的至少一种：

式中R₁代表C₁₂H₂₅、C₁₄H₂₉、C₁₆H₃₃、C₁₈H₃₇中的任意一种，R₂代表C₂H₅、CH₃、H中的任意一种，m为2～6的整数。

本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂的制备方法为：按照上述原料的质量百分配比，将醇醚羧酸咪唑啉、月桂酸、亚甲基二萘磺酸钠、季铵盐阳离子型双子表面活性剂、一乙醇胺、乙二醇加入水中，搅拌均匀即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂所用原料易得、成本低、易降解、对环境影响小，是一种绿色环保型缓蚀剂，有效解决了目前柠檬酸缓蚀剂成本高的问题。

（2）本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂中各组分之间的协同作用好，且氯离子含量低，对清洗奥氏体不锈钢材质缓蚀效果显著，其腐蚀抑制能力优于目前市场上销售的柠檬酸缓蚀剂。

（3）本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂具有很强的抑制Fe³⁺腐蚀的能力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

以制备本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：

其制备方法为：将80g2-十二醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉、40g月桂酸、80g亚甲基二萘磺酸钠、50g二亚甲基-1,2-双(十六烷基二甲基溴化铵)、80g一乙醇胺、80g乙二醇加入590g水中，搅拌均匀即可。

本实施例中2-十二醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉和二亚甲基-1,2-双(十六烷基二甲基溴化铵)均由陕西省石油化工研究设计院提供，其中2-十二醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉的结构式为

实施例2

以制备本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：

其制备方法与实施例1相同。

本实施例中2-十六醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉和二亚甲基-1,2-双(十六烷基二甲基溴化铵)、二亚甲基-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵)均由陕西省石油化工研究设计院提供，其中2-十六醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉的结构式为

实施例3

以制备本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：

其制备方法与实施例1相同。

本实施例中2-十六醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉和二亚甲基-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵)、二亚甲基-1,2-双(十八烷基二甲基溴化铵)均由陕西省石油化工研究设计院提供，其中2-十六醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉的结构式为

实施例4

以制备本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：

其制备方法与实施例1相同。

本实施例中2-辛醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉和二亚甲基-1,2-双(十四烷基二甲基溴化铵)均由陕西省石油化工研究设计院提供，其中2-辛醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉的结构式为

实施例5

以制备本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：

其制备方法与实施例1相同。

本实施例中2-十八醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉和二亚甲基-1,2-双(十四烷基二甲基溴化铵)、二亚甲基-1,2-双(十八烷基二甲基溴化铵)均由陕西省石油化工研究设计院提供，其中2-十八醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉的结构式为

实施例6

在实施例1中，所用的2-十二醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉用等质量的1-十四烯醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉替换，其结构式如下所示：

所用的二亚甲基-1,2-双(十六烷基二甲基溴化铵)用等质量的六亚甲基-1,6-双(十六烷基二乙基溴化铵)替换，其他原料及其用量与实施例1相同，得到柠檬酸酸洗缓蚀剂。

实施例7

在实施例1中，所用的2-十二醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉用等质量的1-十二炔醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉替换，其结构式如下所示：

所用的二亚甲基-1,2-双(十六烷基二甲基溴化铵)用等质量的四亚甲基-1,4-双(十六烷基溴化铵)替换，其他原料及其用量与实施例1相同，得到柠檬酸酸洗缓蚀剂。

实施例8

在实施例1中，所用的2-十二醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉用等质量的苯乙醇醚亚甲基-N-胺乙基咪唑啉替换，

其他原料及其用量与实施例1相同，得到柠檬酸酸洗缓蚀剂。

以上列举的仅是本发明的具体实施例子，本领域普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形均在本发明的保护范围内。

发明人按照DL/T523-2007《化学清洗缓蚀剂应用性能评价指标及试验方法》中3.1.2表6静态试验条件的要求，对实施例1～3制备成的柠檬酸酸洗缓蚀剂进行了性能测试，结果见表1。

表1本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂对20#钢的腐蚀速率

由表1可见，本发明柠檬酸酸洗缓蚀剂对20^#钢的腐蚀速率远小于指标<1.0g/(m²·h)的要求。

Claims (4)

1.一种柠檬酸酸洗缓蚀剂，其特征在于它由下述质量百分比的原料组成：

上述的醇醚羧酸咪唑啉的结构式如下所示：

式中R代表C₈～C₁₈的烃基，n为10～20的整数。

2.根据权利要求1所述的柠檬酸酸洗缓蚀剂，其特征在于它由下述质量百分比的原料组成：

3.根据权利要求1所述的柠檬酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的醇醚羧酸咪唑啉的结构式中R代表C₈～C₁₈的烷基。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的柠檬酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的季铵盐阳离子型双子表面活性剂选择如下结构式所示化合物中的至少一种：

式中R₁代表C₁₂H₂₅、C₁₄H₂₉、C₁₆H₃₃、C₁₈H₃₇中的任意一种，R₂代表C₂H₅、CH₃、H中的任意一种，m为2～6的整数。