CN101538718A - 一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法 - Google Patents

一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法，其特征在于组份A与表面活性剂和溶剂的重量百分比为20∶3∶77，所述组份A为60％～70％的季铵盐、16％～17％的咪唑啉衍生物和13％～23％的硫脲，组份A各原料的组份含量之和为100％；碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法为：将组份A与表面活性剂按照任意顺序加入到溶剂中，搅拌均匀即可。本发明缓蚀剂组份具有易合成，原料廉价的优点；缓蚀剂无毒无害，不存在环境污染问题，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。用于碳钢制品的酸洗，可有效抑制金属基体在酸液中的腐蚀，与目前常用的缓蚀剂比较，具有用量低，效率高的突出优点。

Description

一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法，属于金属防腐领域，特别涉及一种用以防止在酸洗过程中酸对碳钢制品的腐蚀的高效碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。
背景技术
某些金属材料或金属设备在使用过程中会出现生锈、产生污垢的现象。为此，需要对金属材料表面进行酸洗，即用盐酸、硫酸或其他酸对金属表面进行处理。为了防止酸洗过程中酸性介质对金属的腐蚀，需要在酸洗液中加入缓蚀剂来抑制金属的腐蚀。
目前市场上使用的缓蚀剂品种较多，但多数缓蚀剂的用量较大，成本较高，同时为了增加缓蚀剂的缓蚀效果，经常添加一些对环境有害的物质，如铬酸盐、硝酸盐、炔醇等。因此，开发新型的高效、环保、价廉的缓蚀剂具有广阔的应用前景。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法，具有高效，环保，价廉，用量小；能有效防止碳钢制品在酸洗过程中的腐蚀等特点。
技术方案
本发明的基本思想是：
本发明的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于组份A与表面活性剂和溶剂的重量百分比为20∶3∶77，所述组份A为60％～70％的季铵盐、16％～17％的咪唑啉衍生物和13％～23％的硫脲，组份A各原料的组份含量之和为100％；碳钢酸洗缓蚀剂的的制备方法为：将组份A与表面活性剂按照任意顺序加入到溶剂中，搅拌均匀即可。
所述组份A为64％的季铵盐、16％的咪唑啉衍生物和20％的硫脲。
所述溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
所述表面活性剂为含有10个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚、含有15个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚或含有20个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚。
一种使用碳钢酸洗缓蚀剂的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：在每升酸液中加入0.2％的缓蚀剂形成清洗液；所述的酸液为0.5M的稀盐酸或1.0M的稀硫酸；
步骤2：将温度为50～90℃的清洗液浸没被清洗的碳钢，浸没时间为4h。
一种用于制备碳钢酸洗缓蚀剂的季铵盐，其特征在于将0.5mol的十八胺、1.0mol的2-巯基苯并噻唑加入到装有150ml无水乙醇的反应釜中，加入1.1mol的36％的甲醛水溶液，加热搅拌，控制反应温度50～70℃，反应5～8小时后将反应产物温度降至室温，在加入1.0mol的苄基氯，在回流温度下反应12～16小时后将温度降至室温，得到季铵盐。
一种用于制备碳钢酸洗缓蚀剂的咪唑啉衍生物，其特征在于将0.5mol油酸甲酯和0.5mol三乙烯四胺加入到反应釜中，通入氮气，控制温度在150～160℃反应1.5～2小时后，升温至180℃反应3小时，补加0.05mol的三乙烯四胺，控制温度在225～230℃反应2小时，降温至65～70℃，加入1.25mol的丙烯酸甲酯，控制温度在90℃反应2小时后降温至室温，得到咪唑啉衍生物。
有益效果
本发明提出的一种碳钢酸洗缓蚀剂及其使用方法，其优越性在于：
1.本发明缓蚀剂主要组份具有易合成，原料廉价的优点。
2.本发明缓蚀剂无毒无害，不存在环境污染问题，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.本发明用于碳钢制品的酸洗，可有效抑制金属基体在酸液中的腐蚀，与目前常用的缓蚀剂比较，具有用量低，效率高的突出优点。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步描述：
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，试验酸液为0.5M的盐酸和1.0M的硫酸，试片为API N80钢，试验温度为50～90℃，试验时间为4h。
实施例1
取14克季铵盐，3.4克咪唑啉衍生物，2.6克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为1.0M的稀硫酸，在50℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为97.5％。
实施例2
取13.2克季铵盐，3.4克咪唑啉衍生物，3.4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为1.0M的稀硫酸，在50℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为99.3％。
实施例3
取12.8克季铵盐，3.2克咪唑啉衍生物，4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为1.0M的稀硫酸，在50℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为99.4％。
实施例4
取12克季铵盐，3.4克咪唑啉衍生物，4.6克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为1.0M的稀硫酸，在50℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为98.7％。
实施例5
取12.8克季铵盐，3.2克咪唑啉衍生物，4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为1.0M的稀硫酸，在70℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为96.8％。
实施例6
取12.8克季铵盐，3.2克咪唑啉衍生物，4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为1.0M的稀硫酸，在90℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为95.4％。
实施例7
取12.8克季铵盐，3.2克咪唑啉衍生物，4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为0.5M的稀盐酸，在50℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为97.7％。
实施例8
取12.8克季铵盐，3.2克咪唑啉衍生物，4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为0.5M的稀盐酸，在70℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为96.1％。
实施例9
取12.8克季铵盐，3.2克咪唑啉衍生物，4克硫脲，3克OP-10，与77克乙醇混合制成含有20克有效成分的金属酸洗缓蚀剂。使用时添加酸洗液重量的0.2％，酸洗液为0.5M的稀盐酸，在50℃条件下将待清洗的N80钢浸没在酸洗液中4h。
本实施例缓蚀剂通过试验测试获得的缓蚀效率为92.7％。

Claims (7)

1.一种碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于组份A与表面活性剂和溶剂的重量百分比为20∶3∶77，所述组份A为60％～70％的季铵盐、16％～17％的咪唑啉衍生物和13％～23％的硫脲，组份A各原料的组份含量之和为100％；碳钢酸洗缓蚀剂的的制备方法为：将组份A与表面活性剂按照任意顺序加入到溶剂中，搅拌均匀即可。
2.根据权利要求1所述的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述组份A为64％的季铵盐、16％的咪唑啉衍生物和20％的硫脲。
3.根据权利要求1或2所述的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
4.根据权利要求1或2所述的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述表面活性剂为含有10个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚、含有15个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚或含有20个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚。
5.一种使用权利要求1～4中所述的任一种碳钢酸洗缓蚀剂的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：在每升酸液中加入0.2％的缓蚀剂形成清洗液；所述的酸液为0.5M的稀盐酸或1.0M的稀硫酸；
步骤2：将温度为50～90℃的清洗液浸没被清洗的碳钢，浸没时间为4h。
6.一种用于权利要求1或2所述的碳钢酸洗缓蚀剂的季铵盐，其特征在于将0.5mol的十八胺、1.0mol的2-巯基苯并噻唑加入到装有150ml无水乙醇的反应釜中，加入1.1mol的36％的甲醛水溶液，加热搅拌，控制反应温度50～70℃，反应5～8小时后将反应产物温度降至室温，在加入1.0mol的苄基氯，在回流温度下反应12～16小时后将温度降至室温，得到季铵盐。
7.一种用于权利要求1或2所述的碳钢酸洗缓蚀剂的咪唑啉衍生物，其特征在于将0.5mol油酸甲酯和0.5mol三乙烯四胺加入到反应釜中，通入氮气，控制温度在150～160℃反应1.5～2小时后，升温至180℃反应3小时，补加0.05mol的三乙烯四胺，控制温度在225～230℃反应2小时，降温至65～70℃，加入1.25mol的丙烯酸甲酯，控制温度在90℃反应2小时后降温至室温，得到咪唑啉衍生物。
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