CN101245465A - 一种环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂及其应用 - Google Patents
一种环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
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酸对碳钢材料的腐蚀和酸液过度消耗的一种环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。缓蚀剂成分为苯戊酮－O－1－(1.3.4－三氮唑)亚甲基肟、4－甲氧基苯乙酮－O－1′－(1′.3′.4′－三氮唑)亚甲基肟和4－氟基苯乙酮－O－1′－(1′.3′.4′－三氮唑)亚甲基肟中的一种或其组合。缓蚀剂应用为用加有三氮唑类缓蚀剂的酸液浸没清洗钢材；本发明缓蚀剂能有效防止在酸洗过程中酸对碳钢材料的腐蚀，具有用量低、缓蚀效率高、缓蚀性能稳定、合成简单的突出优点。本发明产品对环境无污染，具有较高的生产价值和广阔的市场前景。
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酸对碳钢材料的腐蚀和酸液过度消耗的一种环境友好型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。因酸洗对维持设备的正常运行具有重要意义，迄今仍在金属材料、机械、冶金、化工等行业中广泛使用。
由于强酸对金属设备均有腐蚀作用，酸洗过程中常出现“过蚀”现象，即酸洗过程中不仅清除了金属表面的锈蚀和污垢，同时将部分金属基材也一并清除掉了。因此酸洗过程中既会造成金属材料的腐蚀，同时产生的大量酸液，对环境造成了严重破坏。缓蚀剂的使用能有效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，延长设备使用寿命，因而作为一种经济有效的防护技术，缓蚀剂广泛地应用于化工、石油、能源、交通、机电、建筑等工业部门。
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。同时随着人类环境保护意识的增强和可持续发展思想的深入，对缓蚀剂的开发和应用提出了新的要求，围绕性能和经济目标研究开发对环境不构成破坏作用即环境友好缓蚀剂成为未来缓蚀剂的发展方向。因此，开发新的高效，环保，廉价，易得的有机缓蚀剂具有较高的生产价值和广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效，环保，廉价，易得的一种环境友好型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：
洗缓蚀剂：缓蚀剂成分为三氮唑类化合物，所述三氮唑类化合物为：苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟、4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟中的一种或其组合。
所述缓蚀剂为上述二种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)；所述缓蚀剂为上述三种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)。
缓蚀剂的应用：用加有三氮唑类缓蚀剂的酸液浸没清洗钢材；其中，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。
缓蚀剂成分为三氮唑类化合物，所述三氮唑类化合物为：苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟、4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟中的一种或其组合。
所述缓蚀剂为上述二种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)；所述缓蚀剂为上述三种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)。
本发明的原理在于：本发明涉及的三氮唑类缓蚀剂是具有三氮杂环类的化合物，此化合物还含有三氮杂环，分子内含有氮、氧、氟、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。
本发明所具有的优点：
1.成本低。本发明缓蚀剂为三氮唑类化合物及其衍生物，合成步骤简单，原料廉价易得；属绿色型缓蚀剂，
2.环境友好。本发明缓蚀剂为三氮唑类化合物，为有机缓蚀剂，与目前常用的无机缓蚀剂相比，无毒无害，不存在使用后的环境问题；对环境和生物无毒无害，符合绿色缓蚀剂发展的趋势，
3.用量低，使用效果好。本发明用于碳钢表面酸洗，添加少量的缓蚀剂就可有效抑制金属材料在酸洗过程中金属的过度浸蚀(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、缓蚀效率高、持续作用能力强、可反复使用的突出优点。
4.缓蚀性能稳定。本发明能承受清洗条件的变化，如清洗剂浓度、温度、流速等，不影响缓蚀剂的缓蚀效果。
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0.5M，酸洗液用量100L，加入苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟35g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中3h。
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2
酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5M，酸洗液用量100L，加入4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g和苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟20g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没3h。
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3
酸洗液为稀盐酸，浓度为1M，酸洗液用量100L，加入4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟35g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没3h即可。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为88％，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4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没3h即可。
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5
酸洗液为稀盐酸，浓度为0.6M，酸洗液用量100L，加入4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟40g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中3h。
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6
酸洗液为稀盐酸，浓度为0.6M，酸洗液用量100L，加入苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟20g和4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g，在室温条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没3h。
通过试验测试获得的最高缓蚀效率为98％，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，加入苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟25g，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93％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例8
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.1M，酸洗液用量100L，加入4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g和苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟25g，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95％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例9
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.1M，酸洗液用量100L，加入4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟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93％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例10
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.1M，酸洗液用量100L，加入4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟10g和4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟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95％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例11
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5M，酸洗液用量100L，加入4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟40g，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87％，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，加入苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟15g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟25g，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92％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例13
酸洗液为稀盐酸，浓度为1M，酸洗液用量100L，加入苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟20g，4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟25g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟15g，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98％，显示为高效的缓蚀剂。
实施例14
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5M，酸洗液用量100L，加入苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟10g，4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟30g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15
与实施例1不同之处在于：
其所采用的缓蚀剂为4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟25g，加入量为200g。
实施例16
与实施例1不同之处在于：
其所采用的缓蚀剂为4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟，加入量为0.01g。
实施例17
与实施例12不同之处在于：
其所采用的缓蚀剂为苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟，加入量为苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟1g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟100g。
实施例18
与实施例12不同之处在于：其所采用的缓蚀剂为4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟100g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟1g，加入量4-甲氧基苯乙酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟100g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟1g。
实施例19
与实施例14不同之处在于：
其所采用的缓蚀剂为苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟，4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟，加入量为苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟1g，4-甲氧基苯乙酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟100g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟99g。
实施例20
与实施例14不同之处在于：
其所采用的缓蚀剂为苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟10g，4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟20g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟30g，加入量为苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟100g，4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟99g和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟1g。
Claims (5)
1. 一种环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：缓蚀剂成分为三氮唑类化合物，所述三氮唑类化合物为：苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟、4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟中的一种或其组合。
2. 按照权利要求1所述的环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述缓蚀剂为上述二种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)；所述缓蚀剂为上述三种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)。
3. 一种权利要求1所述环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂的应用，其特征在于：用加有三氮唑类缓蚀剂的酸液浸没清洗钢材；其中，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。
4. 按照权利要求3所述环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂的应用，其特征在于：缓蚀剂成分为三氮唑类化合物，所述三氮唑类化合物为：苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟、4-甲氧基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟和4-氟基苯乙酮-O-1′-(1′.3′.4′-三氮唑)亚甲基肟中的一种或其组合。
5. 按照权利要求3所述环境友好型碳钢酸洗缓蚀剂的应用，其特征在于：所述缓蚀剂为上述二种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)；所述缓蚀剂为上述三种三氮唑类化合物组合时，其按重量份数的复配比例为：(1-100)∶(1-100)∶(1-100)。
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