CN110863208B - 一种基于黄精多糖的碳钢酸洗缓蚀剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种基于黄精多糖的碳钢酸洗缓蚀剂。所述缓蚀剂为黄精多糖可用于防止碳钢及其制品在酸洗过程中金属或酸液消耗。本发明的缓蚀剂为天然植物提取物，具有环保、廉价、来源广泛、无公害特点，适用于碳钢及其制品的工业酸洗，具有良好的应用前景。

Description

一种基于黄精多糖的碳钢酸洗缓蚀剂
技术领域
本发明涉及缓蚀剂领域，具体涉及一种基于黄精多糖的碳钢酸洗缓蚀剂。
背景技术
在各种金属材料中，碳钢价格低廉，冶炼过程较为容易，能满足大多数工程上的要求，因而被广泛用于机械制造的各个方面。但碳钢在铸造、锻造、焊接以及热处理等过程中，其表面容易形成一层质密且附着力强的氧化层，影响其外表质量和使用性能，必须予以清除。
酸洗是去除碳钢表面氧化层的重要手段之一。然而，为了防止酸洗过程的“过蚀”现象造成钢材材料损失，或避免表面粗糙度增大，以及金属表面氢脆化等现象，在酸洗过程中加入缓蚀剂是一种经济、有效的手段（Zhang, W., et al.J. Mol. Liq.2016, 222,671;Mobin, M., et al.Carbohyd. Polym.2017, 160, 172）。
目前常用的缓蚀剂中，主要包括含有毒铬酸根的无机缓蚀剂化合物，以及一些有机磷缓蚀剂化合物，其排放可能造成水体的富营养化。现有同领域的缓蚀剂大都具有毒副作用，或者是合成的成本较高，不具备市场竞争力。
因此，开发新的环保、廉价、来源广泛及无公害的缓蚀剂是目前缓蚀剂开发的新方向。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种黄精提取物绿色酸洗缓蚀剂及其应用，解决现有缓蚀剂存在毒性大、难降解、水溶性差、成本高、工艺复杂、易对环境造成二次污染等问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
（1）提取多糖粗提物：将黄精真空干燥后，粉碎过80目筛，然后按照料液比1g：40mL与水混合，在70-80℃下浸提30-40min，然后超声提取30-40min，离心，将离心得到的上清液旋转蒸发60-80min，然后再加入乙醇溶液中搅拌，静置12-24h，过滤，将所得沉淀冷冻干燥，得到多糖粗提物；
（2）萃取：按照物料比1g：10mL将多糖粗提物加入氯仿-正丁醇混合液中，重复萃取3次，合并3次萃取得到的水相，然后向水相中加入乙醇溶液至乙醇的质量浓度为80%，静置12-24h，过滤，将所得固体依次用乙醇溶液、无水乙醇、丙酮、***分别洗涤2次，烘干干燥，制得缓蚀剂。
（3）称取10~60mg步骤（2）得到缓蚀剂充分溶解于酸洗溶液中定容至100mL即可制得测试溶液。
（4）在室温下，在步骤（3）制备好的腐蚀溶液中的进行失重挂片实验，评价其缓蚀性能。
进一步，所述的缓蚀剂黄精多糖由黄精根部提取；
进一步，所述酸洗溶液为1mol/L的稀盐酸和0.5 mol/L的稀硫酸。
进一步，所述温度为30℃，将待酸洗的碳钢样品加入混合液中，浸没3h。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
（1）本发明的提取生产工艺简单，提取条件温和，能耗低，易于生产。
（2）本发明的缓蚀剂从黄精植物中提取，为天然来源植物提取物质，为无毒无害绿色缓蚀剂。与目前化学合成的缓蚀剂相比，它在大自然中能迅速分解，不存在使用后的环境问题，对环境和生物无毒无害，符合清洗剂发展的趋势，具有良好的应用前景。
（3）本发明用于碳钢及其产品的清洗，可有效抑制金属基体在酸中的有害腐蚀以酸液的过度消耗，与目前常用的缓蚀剂比较，具有用量低、效率高、持续作用能力强的突出优点，可反复使用。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
（1）将黄精根用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目，利用水提醇沉法提取黄精多糖。
（2）用1mol/L的稀盐酸分别配制浓度为100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L的清洗溶液。在30℃条件下对碳钢进行清洗，浸没3 h即可，而后进行挂片失重实验。根据公式：S = (K0−K1)/K0计算缓蚀效率，其中K0为不加缓蚀剂的腐蚀率，K1为加缓蚀剂的腐蚀率。
实施例2
（1）将黄精根用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目，利用水提醇沉法提取黄精多糖。
（2）用0.5 mol/L的稀硫酸分别配制浓度为100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600mg/L的清洗溶液。在30℃条件下对碳钢进行清洗，浸没3 h即可，而后进行挂片失重实验。根据公式：S = (K0−K1)/K0计算缓蚀效率，其中K0为不加缓蚀剂的腐蚀率，K1为加缓蚀剂的腐蚀率。
以上2个实例制备的黄精多糖缓蚀剂在酸性溶液中对碳钢的缓蚀率如下表：
表1实施例1
Figure 445717DEST_PATH_IMAGE001
表2实施例2
Figure 287771DEST_PATH_IMAGE002
。

Claims (1)

1.一种基于黄精多糖的碳钢酸洗缓蚀剂的用途，其特征在于缓蚀剂为黄精多糖，黄精多糖能够抑制钢材及其制品在酸洗过程中金属腐蚀或酸液消耗，酸溶液为1 mol/L盐酸、0.5 mol/L硫酸，操作方法如下：
（1）提取多糖粗提物：将黄精真空干燥后，粉碎过80目筛，然后按照料液比1g：40mL与水混合，在70-80℃下浸提30-40min，然后超声提取30-40min，离心，将离心得到的上清液旋转蒸发60-80min，然后再加入乙醇溶液中搅拌，静置12-24h，过滤，将所得沉淀冷冻干燥，得到多糖粗提物；
（2）萃取：按照物料比1g：10mL将多糖粗提物加入氯仿-正丁醇混合液中，重复萃取3次，合并3次萃取得到的水相，然后向水相中加入乙醇溶液至乙醇的质量浓度为80%，静置12-24h，过滤，将所得固体依次用乙醇溶液、无水乙醇、丙酮、***分别洗涤2次，烘干干燥，制得缓蚀剂；
（3）称取10 ~ 60mg步骤（2）得到缓蚀剂充分溶解于酸溶液中定容至100mL即可制得酸洗溶液，所述的酸溶液为1 mol/L盐酸、0 .5 mol/L硫酸。
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