CN101139723B - 一种三唑类碳钢酸洗缓蚀剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢材酸洗缓蚀剂，具体地说是一种三唑类化合物碳钢酸洗缓蚀剂及其应用，缓蚀剂成分为1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮中的一种或一种以上的组合。本发明缓蚀剂能防止在酸洗过程中基体金属的过度浸蚀和酸液的过度消耗，具有用量低、效率高、持续作用能力强；合成简单，无毒无害，符合缓蚀剂的发展趋势，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及钢材酸洗缓蚀剂，具体地说是用以防止碳钢及其制品在酸洗过程中不必要的腐蚀和酸液消耗的一种三唑类高效碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。
背景技术
强酸清洗表面锈蚀、污垢是金属材料表面预处理、管道和锅炉系统清洁除垢的重要清洗手段。从社会经济的角度来看，可减少因污垢带来的燃料耗费；从环境保护的角度来看，减少了燃料废气和大气污染；从安全角度来看，锅炉和换热器等热力设备在使用过程中逐渐形成各类污垢，而这些污垢导热不良致使炉管局部温度升高，降低了钢材的强度，常常发生爆管事故，影响设备运行。因此，酸洗对维持设备的正常运行具有重要意义。
酸洗最常用的酸是盐酸、硫酸、柠檬酸等。但由于酸对金属设备均有腐蚀作用，特别是无机酸的腐蚀非常严重；同时所放出的氢会向金属内部扩散，使被洗设备有发生氢脆的可能；另外所析出的大量的酸性气体，会使劳动条件恶化。因此在酸洗时要加入缓蚀剂，以抑制金属在酸性介质中的腐蚀，减少酸的使用量，提高酸洗效果，延长设备的使用寿命。
目前常用的缓蚀剂中，主要包括铬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等无机缓蚀化合物，由于其具有毒副作用，环境友好性较差，其应用正在受到限制并将逐步淘汰，不具备市场竞争力。
因此，开发新的高效环保，廉价，易得的有机缓蚀剂成为目前缓蚀剂发展的新趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效，廉价，来源广泛，无公害的三唑类高效碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种三唑类碳钢酸洗缓蚀剂，所述缓蚀剂成分为三唑类化合物1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮中的一种或一种以上的组合；组合比例可为任意比。
所述缓蚀剂为二种三唑类化合物组合时，它们间按重量份数的较好复配比例为：(1-100)∶(1-100)；
所述缓蚀剂为三种三唑类化合物组合时，它们间按重量份数的较好复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)；
所述缓蚀剂为四种三唑类化合物组合时，它们间按重量份数的较好复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)∶(1-100)。
所述的三唑类碳钢酸洗缓蚀剂的应用是用加有三唑类缓蚀剂的清洗液浸没清洗钢材；清洗液为酸液，每升酸液中加入缓蚀剂的量为0.001g-2.0g，浸没温度为室温，时间为1-4h；
其中：酸液为稀盐酸或稀硫酸，浓度为0.1mol/L-1mol/L。
本发明的原理在于：三唑衍生物是具有三氮杂环类的化合物，此化合物还含有二氮杂环，分子内含有氮、氧、氟、氯、杂环等原子或原子团，能有效地吸附于碳钢表面，起到缓蚀作用。
本发明的有益效果是：
1.成本低。本发明缓蚀剂为三唑及其衍生物，合成步骤简单，原料廉价易得；属环保型缓蚀剂，且应用效率高。
2.环境友好。本发明缓蚀剂为三唑类化合物，是有机缓蚀剂，无毒无害；与目前常用的无机缓蚀剂相比，不存在使用后的环境问题；对环境和生物无毒无害，符合缓蚀剂发展的趋势，具有良好的应用前景。
3.用量低，使用效果好。本发明用于碳钢及其产品的表面酸洗，可有效抑制金属基体在酸洗过程中基体金属的过度浸蚀(即有害腐蚀)以及酸液的过度消耗，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
本发明按照GB10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行挂片失重试验。
实施例1
酸洗液为稀盐酸，浓度为0.6M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮30g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中4h。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为95％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例2
酸洗液为稀盐酸，浓度为0.6M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮15g和1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮15g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没4h。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为92％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例3
酸洗液为稀盐酸，浓度为1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮35g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没1h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为96％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例4
酸洗液为稀盐酸，浓度为1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮20g和1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮40g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没1h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为95％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例5
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮0.1g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没4h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为89％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例6
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g和1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没4h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为94％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例7
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮50g和1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮50g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没4h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为97％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例8
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.8M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮30g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没4h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为85％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例9
酸洗液为稀硫酸，浓度为1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮30g，1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮15g和1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮15g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没0.5h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为97％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例10
酸洗液为稀盐酸，浓度为0.6M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g和1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没2.5h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为95％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例11
酸洗液为稀盐酸，浓度为1M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮20g和1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g和1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没1h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为96％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例12
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5M，酸洗液用量100L，加入1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮20g和1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g和1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮10g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没1h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为97％，显示为高效的缓蚀剂。
Claims (1)
1.一种三唑类碳钢酸洗缓蚀剂的应用，其特征在于：所述缓蚀剂用于清洗钢材，用加有三唑类缓蚀剂的酸洗液浸没清洗钢材；酸洗液为酸液，每升酸液中加入缓蚀剂的量为0.001g-2.0g，浸没温度为室温，时间为1-4h；
其中：酸液为稀盐酸或稀硫酸，浓度为0.1mol/L-1mol/L；
所述缓蚀剂成分为三唑类化合物1-(4，5-二氢-3-(4-氟苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-(4-氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-(2，4-二氯苯基吡唑)-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮、1-(4，5-二氢-3-苯基吡唑-1-基)-2-(1氢-1，2，4-三唑-1-基)乙酮中的一种以上的组合；
所述缓蚀剂为二种三唑类化合物组合时，它们间按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)；
所述缓蚀剂为三种三唑类化合物组合时，它们间按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)；
所述缓蚀剂为四种三唑类化合物组合时，它们间按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)∶(1-100)。
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