CN101851761A - 一种硫酸酸洗缓蚀抑雾剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫酸酸洗缓蚀抑雾剂及其制备方法，该硫酸酸洗缓蚀抑雾剂包括抑制剂、络合剂和湿润剂，抑制剂包括二邻甲苯硫脲、邻甲基苯胺、磺化蛋白质和乙二胺四乙酸，络合剂包括柠檬酸钠、酒石酸钠、羟基醋酸和没食子酸，湿润剂包括磺酸钠、羧酸钠、L-548和OP-10。本发明产品既可减缓硫酸对钢铁基体的过腐蚀，又可作为酸洗抑雾剂，并在高温下有良好的稳定性，其抑制酸雾的能力达95％以上、缓蚀能力最高可达98％以上、稳定性不小于5小时。

Description

一种硫酸酸洗缓蚀抑雾剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种硫酸酸洗缓蚀抑雾剂,属于化学防腐领域。

背景技术

金属的除锈目前大多数都是采用酸洗的方法，但是在酸洗的过程中，如果酸洗速度太快，就会造成金属的腐蚀，同时由于酸洗过程中会放出大量的氢原子，这些氢原子渗入金属机体后，就会使金属产生“氢脆”，使金属性能恶化，所以在金属的酸洗过程中都需要投加酸洗缓蚀剂，以减少金属在酸洗时的腐蚀速度，从而减少金属材料的表面腐蚀、氢脆及金属的失重。20世纪80年代以来，国外在酸洗缓蚀剂方面的主攻方向是开发氮杂环季胺盐类酸洗缓蚀剂；这类合成产品的优点是在酸洗中的缓蚀效果好，热稳定性高，兼有缓蚀、破乳、阳离子表面活性等功能，是一种多功能缓蚀剂，但价格较高。国内商品缓蚀剂最早在1958年开始出现，主要分为以下几类：醛-胺缩聚物类；硫脲及其衍生物类；吡啶、喹啉及衍生物类；国内商品缓蚀剂的缓蚀效果由于受技术条件的限制，其缓蚀率实际都不大于95%，并且在高温下稳定性差、消耗量大。

抑雾剂是一种抑制金属在酸洗过程中产生酸雾的制剂，金属在酸洗过程中会产生大量的酸雾，这些酸雾不仅会造成环境污染，还会腐蚀周围的器具和用品，甚至对人体健康产生影响，目前国内使用的抑雾剂效果不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型硫酸酸洗缓蚀抑雾剂，其抑制酸雾效果明显、缓蚀率高，以克服现有技术中的不足。

本发明的技术方案：该硫酸酸洗缓蚀抑雾剂包括抑制剂、络合剂和湿润剂，各组份重量百分比如下：

a、抑制剂：

二邻甲苯硫脲6%-10%、邻甲基苯胺2%-8%、磺化蛋白质5%-11%、乙二胺四乙酸1%-15%；

b、络合剂：

柠檬酸钠5%-6%、酒石酸钠12%-18%、羟基醋酸12%-18%、没食子酸5%-6%；

c、湿润剂：

磺酸钠20%-25%、羧酸钠5%-12%、L-548 1%-2%、OP-10 1%-2%。

本发明添加的多种抑制剂，具有协同效应，提高了缓蚀能力。这种缓蚀效果不是两者简单的相加，而是互相促进的结果。在硫酸溶液中，抑制剂中的磺化蛋白质通过其中心原子的独对电子与铁原子的空电子轨道形成共价键，同时又与抑制剂中的二邻甲苯硫脲发生共吸附，覆盖在基体金属表面，生成了抑制吸附层，阻止金属离子通过，起到了隔离酸液保护金属的作用。同时又抑制了流过氧化铁皮与基体金属之间的腐蚀电流，显著地增加了氢的超电压，使电极反应减慢达几个数量级，减少了渗入钢中的氢原子数量，对氢脆有一定的抑制作用。

本发明添加的络合剂能降低硫酸溶液的表面张力，并毫无间隙地密布于溶液的表上，形成单分子膜，阻止了酸雾的挥发，在酸液内部形成胶束，使被洗钢材迅速与酸液接触，加快了除氧化铁皮的速度。

本发明添加的湿润剂能防止酸液与抑制剂、络合剂的互相排斥，使抑制剂和络合剂以小粒子稳定地分散于硫酸中，对除去氧化铁皮和保护基体金属有促进作用。

本发明的硫酸酸洗缓蚀抑雾剂的制备方法如下：

a、将邻甲基苯胺置于三口反应器中，搅拌下缓慢加入磺化蛋白质、二邻甲苯硫脲和乙二胺四乙酸，温度控制在60-70℃，搅拌反应0.5-1.5小时，至有橙色胶态物生成为止。

b、加入柠檬酸钠、酒石酸钠、羟基醋酸、没食子酸、磺酸钠、羧酸钠、L-548和OP-10，加热升温至150℃-165℃，搅拌反应至颜色加深到棕黄色即可。

使用时，将本发明的硫酸酸洗缓蚀抑雾剂按酸洗液总重量的0.1%-0.3%加入酸洗液，搅拌均匀后即可使用。

与现有技术相比，本发明使用在硫酸的酸洗除锈中，在酸洗溶液表面会形成一层稳定泡沫层，起到覆盖缓冲作用，防止气泡升到液面破灭时带出酸性气体或液体微粒而形成酸雾环境。因而，本发明产品既可减缓硫酸对钢铁基体的过腐蚀，又可作为酸洗抑雾剂，并在高温下有良好的稳定性。

本发明的硫酸酸洗缓蚀抑雾剂在酸洗过程中对除去氧化铁皮起物理化学协同作用，使锈层和氧化铁皮迅速膨胀、溶解、直至脱落。它对金属表面具有单分子层吸附，排列紧密，根据放射法研究结果证明，这种吸附具有高效的抗酸浸蚀性，防止渗氢，保护金属，延长酸液使用寿命。

本发明的性能数据如下：

1、在不同除锈液硫酸浓度时，本发明不同添加量的酸洗腐蚀速度和缓蚀率

配液配方以及试验条件：除锈液硫酸浓度分别取10%、15%、20%、25%；本发明添加量分别取0、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%、0.12%，酸洗温度：65-75℃，酸洗时间：10-20min，具体数据如下：

2、在不同除锈液硫酸浓度时，本发明添加量为0.1%与未加本发明产品的腐蚀情况比较

配液配方以及试验条件：除锈液硫酸浓度分别取10%、15%、20%、25%；本发明添加量取0.1%，酸洗温度：65-70℃，酸洗时间：2-30min，具体数据如下：

本发明具有如下优点：

1、除锈液硫酸液中添加本发明0.1%-0.3%比不添加本发明产品的酸雾降低95%以上，用试纸测定PH值为7，是中性的，低于国家标准规定，抑制酸雾效果明显，无异味、不呛人，不刺脸，改善环境，深受操作者欢迎。

2、酸洗时添加0.06%本发明产品后，缓蚀率达89%以上；添加0.1%-0.2%后，缓蚀率高达96%-98%。在大生产时，添加0.2-0.3%后缓蚀率可达98%以上。

3、在相同的酸洗工艺条件下，硫酸中添加本发明产品后，酸洗同样的钢材，硫酸浓度降低缓慢，Fe²⁺含量增加较少，可减少酸耗30%。

4、在工厂现行酸洗工艺条件下，酸液中添加本发明产品后，不降低酸洗效率，完全可除去氧化铁皮，钢材酸洗后还具有一定的防锈能力。

5、本发明产品可在较高温度（90℃）、较长时间内操作使用，其稳定性不小于5小时。

具体实施方式

本发明的实施例1-6：本发明的成分包括抑制剂、络合剂和湿润剂，抑制剂包括二邻甲苯硫脲、邻甲基苯胺、磺化蛋白质和乙二胺四乙酸，络合剂包括柠檬酸钠、酒石酸钠、羟基醋酸和没食子酸，湿润剂包括磺酸钠、羧酸钠、L-548和OP-10，其重量百分比如下（%）：

该硫酸酸洗缓蚀抑雾剂的制备方法：

a、将邻甲基苯胺置于三口反应器中，搅拌下缓慢加入磺化蛋白质、二邻甲苯硫脲和乙二胺四乙酸，温度控制在60-70℃，搅拌反应0.5-1.5小时，至有橙色（取样10ml装入20ml的试管中与标准比色试管比较）胶态物生成为止。

b、加入柠檬酸钠、酒石酸钠、羟基醋酸、没食子酸、磺酸钠、羧酸钠、L-548和OP-10，加热升温至150℃-165℃，搅拌反应至颜色加深到棕黄色（取样10ml装入20ml的试管中与标准比色试管比较）即可。

Claims (2)

1.一种硫酸酸洗缓蚀抑雾剂，它包括抑制剂、络合剂和湿润剂，其特征在于：各组份重量百分比如下：

a、抑制剂：

二邻甲苯硫脲6%-10%、邻甲基苯胺2%-8%、磺化蛋白质5%-11%、乙二胺四乙酸1%-15%；

b、络合剂：

柠檬酸钠5%-6%、酒石酸钠12%-18%、羟基醋酸12%-18%、没食子酸5%-6%；

c、湿润剂：

磺酸钠20%-25%、羧酸钠5%-12%、L-548 1%-2%、OP-10 1%-2%。

2.如权利要求1所述的硫酸酸洗缓蚀抑雾剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、将邻甲基苯胺置于三口反应器中，搅拌下缓慢加入磺化蛋白质、二邻甲苯硫脲和乙二胺四乙酸，温度控制在60-70℃，搅拌反应0.5-1.5小时，至有橙色胶态物生成为止。

b、加入柠檬酸钠、酒石酸钠、羟基醋酸、没食子酸、磺酸钠、羧酸钠、L-548和OP-10，加热升温至150℃-165℃，搅拌反应至颜色加深到棕黄色即可。