CN107841747A - 一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

本发明属于金属缓蚀剂技术领域，具体涉及一种高效耐酸腐蚀且具有自修复功能的复配缓蚀剂及其制备方法与应用。每升复配缓蚀剂为二乙胺10‑20mg/L、阴离子型表面活性剂5‑10mg/L、低分子量表面活性剂50‑100mg/L、非离子表面活性剂10‑15mg/L、余量为酸洗液；其中，低分子量表面活性剂为2‑氨基吡啶。本发明中复配组分间协同效应明显，具有抑制酸腐蚀的缓蚀效率高、随时间延迟缓蚀自增强性能好、制备工艺简单等优点，可广泛应用于设备的酸洗、除锈过程中钢铁材料、铝制材料、铜制材料的腐蚀防护过程中，本发明缓蚀剂加注方便、操作简单、安全、见效快。

Description

一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂及其制备 方法与应用
技术领域
本发明属于金属缓蚀剂技术领域，具体涉及一种高效耐酸腐蚀且具有自修复功能的复配缓蚀剂及其制备方法与应用。
背景技术
金属材料及设备在工业生产和人民生活中占有非常重要的地位。服役过程中在表面形成的腐蚀氧化膜层疏松且容易发生局部脱落，大幅度降低了服役设备的性能，也对外观造成严重的影响。因此，在进行设备表面处理、深加工等操作之前，需要通过酸洗和除锈等操作除去表面锈垢，以防止因锈垢与基体结合力不强带来的负面影响。在此过程中，基体金属在酸洗和除锈液中容易发生析氢腐蚀，加注缓蚀剂保护基体减缓腐蚀成为目前最简便、高效的技术手段。
传统酸洗缓蚀剂多用沉淀膜型和氧化膜型缓蚀剂抑制集体金属在酸洗和除锈过程中的腐蚀。而这两种类型缓蚀剂中常含有重金属离子，在使用过程中易对环境造成影响。此外，沉淀膜型和氧化膜型缓蚀剂容易发生局部脱落，且在其加注量较少时，容易诱发金属表面严重的局部腐蚀。有机物表面活性剂作为缓蚀剂通过分子自身含有的杂原子、双键及多键、芳香环结构自发均匀的吸附在金属表面，可有效避免因局部腐蚀的发生。此外，有机物表面活性剂较为温和，不易对环境造成影响。因此，以有机物表面活性剂作为复配缓蚀剂原料抑制金属腐蚀成为目前关注的焦点。开发高效、环保缓蚀剂成为目前缓蚀剂研究领域的重中之重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂，每升复配缓蚀剂为二乙胺10-20mg/L、阴离子型表面活性剂5-10mg/L、低分子量表面活性剂50-100mg/L、非离子表面活性剂10-15mg/L、余量为酸洗液；其中，低分子量表面活性剂为2-氨基吡啶。
所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚；酸洗液为盐酸。
所述酸洗液浓度为0.5-1mol/L。
一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂的制备方法，按上述比例将阴离子表面活性剂、低分子量表面活性剂和非离子型表面活性剂充分混匀后，加入酸洗液中，再经搅拌均匀即得到缓蚀剂。
所述低分子量表面活性剂为2-氨基吡啶；阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚；酸洗液为盐酸。所述酸洗液浓度为0.5-1mol/L。
制备方式进一步说为：
A、配料准备：准备阴离子表面活性剂、低分子量表面活性剂、二乙胺、非离子型表面活性剂，酸洗液备用。
B、配制：按照配料配比称取阴离子表面活性剂、低分子量表面活性剂、二乙胺、非离子型表面活性剂，加入酸洗液中搅拌均匀即得到目标物。
步骤B中所述的加入酸洗液中具体为先将阴离子表面活性剂、低分子量表面活性剂、二乙胺、非离子型表面活性剂加入到适量水中溶解搅拌均匀，然后加入酸到酸洗液中充分溶解并搅拌混合均匀，最后加入剩余体积的水，搅拌均匀即可。
一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂的应用，所述的高效复配缓蚀剂在作为铁制品的清洗剂中的应用。
本发明所述的高效且具有自修复功能的复配缓蚀剂在制备铁及铁材设备清洗剂中的应用。
本发明耐酸腐蚀复配缓蚀剂随着加注时间的延长，缓蚀剂吸附膜由单层向双层转变，对基体的保护性能增强。
与现有的技术对比，本发明的有益效果如下：
1.本发明的复配缓蚀剂中，十二烷基硫酸钠在溶液中溶解后带有负电荷，添加的小分子带有氨基基团，在酸性环境中容易质子化而携带正电荷。两种分子可通过长程相互作用，在金属表面形成第二层吸附保护膜层，这体现了缓蚀剂的自修复性能。随着作用时间的延长，该保护膜层的致密性增加，这体现了缓蚀剂的吸附稳定性和保护作用的持久性。
2.本发明克服传统铁制品酸洗用无机缓蚀剂易诱发点蚀、添加量较多等缺点。基于十二烷基硫酸钠与2-氨基吡啶之间的复配协同效应，选用具有化学吸附的二乙胺和辛基酚聚氧乙烯醚进行复配，填补了单一组分缓蚀性能的缺失。
3.本发明的复配缓蚀剂协同缓蚀作用明显，较少添加量即可有效抑制铁制品在酸洗液中的腐蚀，可在较宽酸浓度范围内的酸洗液中使用。本发明缓蚀剂使用操作便捷、无污染、成本低廉、缓蚀效率高。
具体实施方法
下面将结合实施案例对本发明进行进一步说明，基于本发明交到所做的任何变换或替换，均属本发明的保护范围，但不以任何方式对本说明加以限制。
本发明中复配组分间协同效应明显，具有抑制酸腐蚀的缓蚀效率高、随时间延迟缓蚀自增强性能好、制备工艺简单等优点，可广泛应用于设备的酸洗、除锈过程中钢铁材料、铝制材料、铜制材料的腐蚀防护过程中，本发明缓蚀剂加注方便、操作简单、安全、见效快。
实施例
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：
上述各实施例记载的缓蚀剂制备是：按上述用量将十二烷基硫酸钠，2-氨基吡啶，二乙胺和辛基酚聚氧乙烯醚充分溶解搅拌均匀后，倒入一定浓度的盐酸溶液，搅拌混合均匀后，加水至1L，即得到目标复配缓蚀剂。
对上述各实施例获得缓蚀剂进行相应的测试：
试验例1——铁材料的盐酸酸洗
铁材料选择为碳素结构钢(A3)，化学成分组成为(wt.％)C(0.20％),Si(0.35％),Mn(1.40％),P(0.040％),S(0.040％),其余为Fe。将实施2复配好的缓蚀剂注入，搅拌混合均匀，缓蚀剂性能在不同温度(25～65)、不同浸泡时间(1～7h)均能在93％以上。表1为采用失重测试试验方法获得的A3材料在0.5mol/L盐酸酸洗液中的试验数据。
表1 A3钢在含有复配缓蚀剂0.5mol/L盐酸酸洗液中的缓蚀效率
试验例2——铁材料的盐酸酸洗
铁材料选择为碳素结构钢(A3)，化学成分组成为(wt.％)C(0.20％),Si(0.35％),Mn(1.40％),P(0.040％),S(0.040％),其余为Fe。将实施5复配好的缓蚀剂注入，搅拌混合均匀，缓蚀剂性能在不同温度(25～65)、不同浸泡时间(1～7h)均能在90％以上。表2为采用失重测试试验方法获得的A3材料在0.5mol/L盐酸酸洗液中的试验数据。
表2 A3钢在含有复配缓蚀剂0.5mol/L盐酸酸洗液中的缓蚀效率
试验例3——铁材料的盐酸酸洗
铁材料选择为碳素结构钢(A3)，化学成分组成为(wt.％)C(0.20％),Si(0.35％),Mn(1.40％),P(0.040％),S(0.040％),其余为Fe。将实施7复配好的缓蚀剂注入，搅拌混合均匀，缓蚀剂性能在不同温度(25～65)、不同浸泡时间(1～48h)均能在87％以上。表3为采用失重测试试验方法获得的A3材料在0.5mol/L盐酸酸洗液中的试验数据。
表3 A3钢在含有复配缓蚀剂0.5mol/L盐酸酸洗液中的缓蚀效率
试验例4——铁材料的盐酸酸洗
铁材料选择为碳素结构钢(A3)，化学成分组成为(wt.％)C(0.20％),Si(0.35％),Mn(1.40％),P(0.040％),S(0.040％),其余为Fe。将实施10复配好的缓蚀剂注入，搅拌混合均匀，缓蚀剂性能在不同温度(25～65)、不同浸泡时间(1～7h)均能在90％以上。表4为采用失重测试试验方法获得的A3材料在1.0mol/L盐酸酸洗液中的试验数据。
表4 A3钢在含有复配缓蚀剂0.5mol/L盐酸酸洗液中的缓蚀效率

Claims (7)

1.一种高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂，其特征在于：每升复配缓蚀剂为二乙胺10-20mg/L、阴离子型表面活性剂5-10mg/L、低分子量表面活性剂50-100mg/L、非离子表面活性剂10-15mg/L、余量为酸洗液；其中，低分子量表面活性剂为2-氨基吡啶。
2.按权利要求1所述的高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚；酸洗液为盐酸。
3.按权利要求2所述的高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂，其特征在于：所述酸洗液浓度为0.5-1mol/L。
4.一种权利要求1所述的高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂的制备方法，其特征在于：按上述比例将阴离子表面活性剂、低分子量表面活性剂和非离子型表面活性剂充分混匀后，加入酸洗液中，再经搅拌均匀即得到缓蚀剂。
5.按权利要求4所述的高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述低分子量表面活性剂为2-氨基吡啶；阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚；酸洗液为盐酸。
6.按权利要求4所述的高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述酸洗液浓度为0.5-1mol/L。
7.一种权利要求1所述的高效且具有自修复功能的耐酸腐蚀复配缓蚀剂的应用，其特征在于：所述的高效复配缓蚀剂在作为铁制品的清洗剂中的应用。
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