CN101117716A - 一种绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂，属防腐蚀化学制剂技术领域。本发明的一种金属防腐蚀缓蚀剂，是由肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS组成；将上述两种物质配制成混合溶液的总浓度为25～35mg/L；并且肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的浓度比，即PA∶PAAS＝1.5～2.0∶1；构成一种含有肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的复配型金属防腐蚀缓蚀剂。本发明的PA与PAAS的复配溶液缓蚀剂具有良好的对金属的防腐蚀缓蚀作用，具有用量低、缓蚀阻垢能力强的突出优点；另外对环境无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂，属金属防腐蚀化学制剂技术领域。
背景技术
金属腐蚀是金属在环境中的腐蚀介质发生作用而使金属成为氧化状态的热力学自发过程。据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5～2.4％。为了应对金属腐蚀加剧，人们对缓蚀剂使用越来越多。但是目前应用的缓蚀剂大多数并不是绿色环保的缓蚀剂，或多或少会对环境产生一定的危害。现有技术中，公开了采用植酸(PA)即肌醇六磷酸脂作为缓蚀剂，由于它独特的分子结构、理化性质以及天然无毒特性，在食品、医药、化工、冶金、机械和环保等诸多领域得到越来越广泛的应用。植酸对Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+等有着特别强的螯合能力，形成鳌合物附着在金属容器表面阻止金属腐蚀，该有机化合物对环境污染极少，是一种绿色环保的缓蚀剂和阻垢剂。另外，据资料报道，聚丙烯酸钠(PAAS)也可用作缓蚀剂，是一类聚阴离子的高分子电介质，是近代发展起来的一类用途非常广泛的重要化工产品。在环保、食品、医药、纺织、水处理、石油化学、冶金等部门有着广泛的应用，属无毒级。目前，国内外对这两种缓蚀剂的应用都有了一定的研究，但将PA与PAAS复配用于减缓金属腐蚀的研究，尚未见诸报道。本发明通过大量实验发现PA与PAAS的复配缓蚀作用能有效减缓金属的腐蚀，具有用量低，缓蚀阻垢能力较强的突出优点。另外该缓蚀剂对环境无污染。
发明内容
本发明目的在于提供一种绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂，具体来说是提供一种肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS复配的高效绿色环保型防腐蚀缓蚀剂。
本发明的一种绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂，其特征在于该缓蚀剂由肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS组成；上述两种物质配制成混合溶液的总浓度为25～35mg/L；并且肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的浓度比，即PA∶PAAS＝1.5～2.0∶1；构成一种含有肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的复配型金属防腐蚀缓蚀剂。
上述所配制成混合溶液的总浓度为30mg/L；并且肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的浓度比，即PA∶PAAS＝2.0∶1。
本发明的PA与PAAS的复配溶液缓蚀剂具有良好的对金属的防腐蚀缓蚀作用，具有用量低、缓蚀阻垢能力强的突出优点；另外对环境无污染。
附图说明
图1是本发明实验中铜镍合金电极分别浸入不同缓蚀剂的3％Nacl溶液中的交流阻抗图(Nyquist图)。
图2是本发明实验中铜镍合金电极分别浸入不同缓蚀剂的3％Nacl溶液中的交流阻抗图(Bofe图)。
图3是本发明实验中铜镍合金电极分别浸入不同缓蚀剂的3％Nacl溶液中的极化曲线图。
具体实施方式
实施例一
将化学纯的肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的称重后，放入容器中，用去离子水配制成混合溶液，该混合溶液中肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的的总浓度为30mg/L，其中PA的浓度为20mg/L，PAAS浓度为10mg/L。由此构成复配型的金属防腐属缓蚀剂。
实施例二：对本发明复配型金属防腐蚀缓蚀剂及其个别单一型缓蚀剂的对比研究试验以及对实验结果的评价。
本发明的试验过程中，金属研究对象采用铜镍合金，并根据电化学仪器测试要求，制成铜镍合金电极。
将铜镍合金电极分别浸入含不同缓蚀剂的3％Nacl溶液中，即以Nacl溶液为腐蚀介质。
实验中采用四种不同缓蚀剂的方式进行，分别以数字代码表示，即1-空白试验；2-加有30mg/l的PAAS；3-加有30mg/l的PA，4-加有10mg/l的PAAS和20mg/l的PA。
具体试验过程如下：
1.溶液配制：实验所用药品为：PA：C6H6(PO4H2)6，分子量为660.08，无色或淡黄色液体，属无毒级。PAAS：
无毒，易溶于水。
实施体系：3％NaCl溶液
实验中所用器皿都要用去离子水洗涤。所有溶液的配制均用去离子水。
2.铜镍合金电极(白铜)：电极选用铜镍合金材料进行试验。铜镍合金电极非工作面用环氧树脂密封制成。电极面积为0.35cm-2，进行测量前铜镍合金电极用0#～6#金相砂纸逐级打磨抛光，去离子水清洗，然后用无水乙醇进行除油，最后用去离子水冲洗干净后放入电解池。
3.实验测试：交流阻抗和极化曲线的测定仪器为：PAPC M283恒电位仪，PARC 1025频谱分析仪，配套软件为PARC M398、PARC M352，交流阻抗的测试频率范围在50mHz～100kHz，激励信号峰值为5mV，极化曲线法的扫描速率为1mV/s。
实验中采用三电极体系，铜镍合金电极为工作电极；铂电极作为辅助电极；
参比电极为双液接饱和甘汞电极。交流阻抗和极化曲线的测量均是在铜镍合金电极浸入含各种浓度缓蚀剂的3％NaCl溶液中0.5h后在开路电位下进行的。
测试时将电极竖直浸入被测溶液中，浸入液面的深度与参比电极、辅助电极相同，约为2cm。
参见图1，图1是铜镍合金电极浸入含不同缓蚀剂的3％NaCl溶液中0.5h小时后的交流阻抗图(曲线1代表空白、2代表30mg/LPAAS、3代表30mg/LPA、4代表10mg/L PAAS+20mg/L PA)。当溶液中存在缓蚀剂时，缓蚀剂与金属作用生成一种保护膜，体现出良好的缓蚀效果。对应的交流阻抗测试结果为阻抗谱图1(Nyquist图)，该阻抗谱均显示一个弧形，弧形至Z轴上的弦长对应于电极的膜电阻Rf，Rf越大缓蚀剂的缓蚀效果越好。图1中可看出，单一PA、单一PAAS及复配缓蚀剂与空白相比对铜镍合金均有一定的缓蚀作用，PA和PAAS以2∶1复配Rf最大，缓蚀效果最佳。
参见图2，图2是铜镍合金电极浸入含不同缓蚀剂的3％NaCl溶液中0.5h小时后的交流阻抗(Bode)图(曲线1代表空白、2代表30mg/L PAAS、3代表30mgg/L PA、4代表10mg/L PAAS+20mg/LPA)。电极的耐蚀性能可以由低频点的阻抗模值|Z|表征，阻抗模值|Z|越大，则电极的缓蚀效果越好，从图2中也可以看出单一PA、单一PAAS及复配缓蚀剂与空白相比对铜镍合金均有一定的缓蚀作用，以复合配方|Z|0.05最大，缓蚀效果最佳。
参见图3，图3是铜镍合金分别浸入含不同缓蚀剂的3％NaCl溶液中0.5h后的极化曲线图(曲线1代表空白、2代表30mg/L PAAS、3代表30mg/L PA、4代表10mg/LPAAS+20mg/L PA)，其相关的电化学数据列于表1(其中η＝(Icorr-I’corr)/IcorrIcorr、I’corr各表示溶液中未添加和添加缓蚀剂电极的腐蚀电流密度)。
表1铜镍合金电极在含不同缓蚀剂3％NaCl溶液中0.5h腐蚀电位、腐蚀电流密度和缓蚀率
| 缓蚀剂 | Ecoor/mV | Icoor/μA·cm-2 | η/％ |
| 空白30mg/L PAAS30mg/L PA10mg/L PAAS+20mg/L PA | -324.3-318.6-307.3-292.5 | 15.82.612.301.57 | /83.585.490.1 |
从表1可知3％NaCl溶液空白试验时铜镍合金电极的腐蚀电流是15.8μA·cm-2，加入30mg/L PAAS后腐蚀电流降低，为2.61μA·cm-2，加入30mg/L PA后腐蚀电流也降低，为2.30μA·cm-2，在加入10mg/L PAAS和20mg/L PA的复配缓蚀剂后腐蚀电流明显降低，仅有1.57μA·cm-2，缓蚀率为90.1％，说明PA和PAAS复配对3％NaCl溶液中的铜镍合金具有明显的缓蚀效果，而且具有缓蚀协同效应。这个结果符合交流阻抗法得出的结论。另从极化曲线图中也可看出加入复配缓蚀剂后铜镍合金电极的腐蚀电位正移，阳极极化曲线发生明显正移，说明复配缓蚀剂是阳极型缓蚀剂。
Claims (2)
1.一种绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂，其特征在于该缓蚀剂由肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS组成；上述两种物质配制成混合溶液的总浓度为25～35mg/L；并且肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的浓度比，即PA∶PAAS＝1.5～2.0∶1；构成一种含有肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的复配型金属防腐蚀缓蚀剂。
2.根据权利要求1所述的绿色环保型金属防腐蚀缓蚀剂，其特征在于所配制成混合溶液的总浓度为30mg/L；并且肌醇六磷酸酯PA和聚丙烯酸钠PAAS的浓度比，即PA∶PAAS＝2.0∶1。
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