CN101942664B

CN101942664B - 金属酸洗缓蚀液及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN101942664B
Application number: CN 201010517647
Authority: CN
Inventors: 谢斌; 赖川; 易彬; 曾倪; 卢中明
Original assignee: Sichuan University of Science and Engineering; Luzhou Pinchuang Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan University of Science and Engineering; Luzhou Pinchuang Technology Co Ltd
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: CN101942664A

Abstract

本发明涉及金属酸洗缓蚀液及其制备方法和用途，属于金属酸洗腐蚀与防护领域。本发明所解决的技术问题是提供一种缓蚀效果较好的金属酸洗缓蚀液。本发明金属酸洗缓蚀液为酒糟的有机溶剂或无机酸提取物。本发明为酒糟的利用提供了一种新途径，同时提供了一种新的绿色环保金属酸洗缓蚀液，其缓蚀效率高、毒性小、生产成本低，解决了传统金属酸洗缓蚀液存在的诸多缺陷，具有广阔的应用前景。

Description

金属酸洗缓蚀液及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及金属酸洗缓蚀液及其制备方法和用途，属于金属酸洗腐蚀与防护领域。

背景技术

金属腐蚀是众多腐蚀中最重要的方面之一，金属腐蚀不仅给社会带来巨大经济损失，而且给人们生活和生产带来极大危害，所以人们不断地进行金属腐蚀与防护研究，希望通过努力能将金属腐蚀程度降至最低。金属酸洗腐蚀又是金属腐蚀的重要构成部分，目前降低金属酸洗腐蚀最重要、最有效的方法之一就是在酸洗过程中添加缓蚀剂或金属酸洗缓蚀液。近年来，制备金属酸洗缓蚀液和缓蚀剂的研究取得了重大进展，逐步从功能单一、缓蚀率低、毒性大、生产成本高、应用范围狭窄向多功能、高效、廉价、易得、应用范围广的方向发展。因此，绿色酸洗缓蚀剂或绿色酸洗缓蚀液的开发和研究尤为活跃。

我国是酿酒大国，酿酒需耗费大量高粱、玉米、山署、大麦和稻谷等粮食，酿造后将产生大量酒糟，酒糟中含有大量用途广的有机物及多种矿物质，所以在粮食危机、资源危机和倡导环境保护的今天，酒糟的综合利用愈显重要。目前酒糟的应用主要集中在以下几个方面：(1)用作畜禽饲料；(2)用作食用菌栽培原料；(3)制造吸附材料；(4)生产粗酶制剂；(5)沼气发酵；(6)制造食醋和生产甘油、植酸、乳酸、氨基酸和维生素等；(7)制造肥料。但国内外未见有利用酒糟中的提取成分制备金属酸洗缓蚀液的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种缓蚀效果较好的金属酸洗缓蚀液。

本发明金属酸洗缓蚀液为酒糟的有机溶剂或无机酸提取物。

其中，所述的有机溶剂优选为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、石油醚中至少一种；所述的无机酸优选为硫酸、盐酸中至少一种。

进一步的，所述的有机溶剂更优选为乙酸乙酯、甲醇或乙醇，所述的无机酸更优选为硫酸。

更进一步的，所述的有机溶剂最优选为乙酸乙酯。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供了一种具有缓蚀作用的金属酸洗液，其为酒糟经无机酸提取而制得，其中，所述的无机酸为硫酸、盐酸中至少一种。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供酒糟的有机溶剂或无机酸提取物在降低金属酸洗腐蚀中的用途。

其中，上述的有机溶剂优选为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、石油醚中至少一种；所述的无机酸优选为硫酸、盐酸中至少一种(硫酸、盐酸的质量浓度优选为30％以下)。进一步的，上述的有机溶剂更优选为乙酸乙酯、甲醇或乙醇，所述的无机酸更优选为硫酸。更进一步的，上述的有机溶剂最优选为乙酸乙酯。

本发明所要解决的第四个技术问题是提供上述金属酸洗缓蚀液的制备方法，该方法为：采用有机溶剂或无机酸提取酒糟即得。

其中，可以采用常规方法提取，优选如下方法：萃取、静置浸取、搅拌浸取、回流浸取、超声波浸取、微波浸取、水蒸气蒸馏法或索氏提取法。

其中，上述的有机溶剂优选为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、石油醚中至少一种；所述的无机酸优选为硫酸、盐酸中至少一种。进一步的，上述的有机溶剂更优选为乙酸乙酯、甲醇或乙醇，所述的无机酸更优选为硫酸。更进一步的，上述的有机溶剂最优选为乙酸乙酯。

其中，有机溶剂或无机酸提取酒糟后，可以按照常规方法过滤、浓缩(根据具体情况，也可不进行浓缩)得到金属酸洗缓蚀液。在使用时，将金属酸洗缓蚀液与酸液混合即可用于金属酸洗，一般情况下，酸洗液中的酒糟的有机溶剂或无机酸提取物的浓度(以干酒糟计)为80g/L左右即可(即80g干酒糟提取得到的有机溶剂或无机酸提取物)，根据具体需要，酸洗液中的酸浓度可以进行调节，酸洗液中的酸浓度一般为5wt％左右。当酒糟用无机酸提取时，提取并过滤后，可根据具体情况对滤液进行浓缩或加酸稀释，然后直接用作金属酸洗液。

本发明为酒糟的利用提供了一种新的途径，同时提供了一种新的绿色环保的金属酸洗缓蚀液，其缓蚀率高、毒性小、生产成本低，解决了传统的金属酸洗缓蚀液存在的诸多缺陷，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是酸液静置浸取酒糟提取物浓度与缓蚀率关系图；

图2是酸液搅拌浸取酒糟提取物浓度与缓蚀率关系图。

具体实施方式

本发明金属酸洗缓蚀液为酒糟的有机溶剂或无机酸提取物。

更进一步的，所述的有机溶剂最优选为乙酸乙酯。

本发明还提供了一种具有缓蚀作用的金属酸洗液，其为酒糟经无机酸提取而制得，其中，所述的无机酸为硫酸、盐酸中至少一种。

本发明所还提供了酒糟的有机溶剂或无机酸提取物在降低金属酸洗腐蚀中的用途。

本发明还提供了上述金属酸洗缓蚀液的制备方法，该方法为：采用有机溶剂或无机酸提取酒糟即得。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1本发明金属酸洗缓蚀液的制备

称取湿酒糟30g，放入1.5L大烧杯中，准确量取1L 5％(质量浓度，下同)的H₂SO₄溶液并将其倒入加有湿酒糟的烧杯中，搅拌后用保鲜膜将烧杯封口，室温下静置72h，再次搅拌，然后过滤，滤去不溶性杂质，所得溶液即为金属酸洗缓蚀液。

实施例2本发明金属酸洗缓蚀液的制备

称取湿酒糟20g，放入1.5L大烧杯中，准确量取1L 5％的HCl溶液并将其倒入加有湿酒糟的烧杯中，搅拌后用保鲜膜将烧杯封口，室温下置于恒温磁力搅拌器中搅拌36h，然后静置30min，最后过滤，滤去不溶性杂质，所得溶液即为金属酸洗缓蚀液。

实施例3本发明金属酸洗缓蚀液的制备

称取干酒糟10g，放入1.5L大烧杯中，准确量取1L 5％的H₂SO₄溶液并将其倒入加有干酒糟的烧杯中，用保鲜膜将烧杯封口，室温下置于超声波清洗仪中，超声波最大功率提取72h(超声功率：仪器型号：ASS5150B，功率：180W，超声频率：40 KHz)，然后静置20min，最后过滤，滤去不溶性杂质，所得溶液即为金属酸洗缓蚀液。

实施例4本发明金属酸洗缓蚀液的制备

称取湿酒糟10g，将其放入1L大烧杯中，向烧杯中加入有机溶剂(甲醇、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、石油醚)250mL，玻璃棒稍搅拌后用保鲜膜将烧杯封口，室温下静置72h，然后再次用玻璃棒搅动，最后过滤，滤去不溶物，并用相应有机溶剂洗涤不溶物2-3次，将所得有机溶液旋转蒸发除去相应溶剂，得黄色油状物即为金属酸洗缓蚀液。将黄色油状物与5wt％的盐酸或硫酸混合，所得溶液即为金属酸洗液。

试验例1本发明金属酸洗缓蚀液(酸静置提取)浓度与缓蚀率的关系

采用不同用量的湿酒糟，用相同体积相同浓度(15wt％)的H₂SO₄静置提取，制得不同浓度的本发明金属酸洗缓蚀液(由于采用H₂SO₄提取，可直接用作金属酸洗液)，在室温条件下，分别用于Q235钢酸洗，测定其缓蚀率，结果如表1所示。并以湿酒糟提取物浓度(g/L)为横坐标，缓蚀率IE(％)为纵坐标，得到湿酒糟提取物浓度与缓蚀率的关系图，如图1所示。

表1 酸液静置浸取湿酒糟提取物浓度与缓蚀率关系表

湿酒糟提取物浓度(g/L)	1	10	15	30	60
						缓蚀率(％)	74.31	89.65	94.34	95.64	95.73

试验例2本发明金属酸洗缓蚀液(酸搅拌提取)浓度与缓蚀率的关系

采用不同用量的湿酒糟，用相同体积相同浓度(15wt％)的HCl搅拌提取，制得不同浓度的本发明金属酸洗缓蚀液(由于采用HCl提取，可直接用作金属酸洗液)，在室温条件下，分别用于Q235钢酸洗，测定其缓蚀率，结果如表2所示。并以湿酒糟提取物浓度(g/L)为横坐标，缓蚀率IE(％)为纵坐标，得到湿酒糟提取物浓度与缓蚀率的关系图，如图2所示。

表2酸液搅拌浸取湿酒糟提取物浓度与缓蚀率关系表

湿酒糟提取物浓度(g/L)	1	10	15	30	60
						缓蚀率(％)	70.41	88.35	89.26	91.52	94.68

试验例3本发明金属酸洗缓蚀液(酸超声波提取)浓度与缓蚀率的关系

采用不同用量的干酒糟，用相同体积相同浓度(15wt％)的H₂SO₄超声波最大功率提取(仪器型号：ASS5150B，功率：180W，超声频率：40KHz)制得不同浓度的本发明金属酸洗缓蚀液(由于采用H₂SO₄提取，可直接用作金属酸洗液)，在室温条件下，分别用于Q235钢酸洗，测定其缓蚀率，结果如表3所示。

表3超声波酸液浸取干酒糟提取物浓度与缓蚀率关系表

干酒糟提取物浓度(g/L)	2	5	10	30	40	50
							缓蚀率(％)	89.36	91.17	94.64	94.56	95.26	95.32

试验例4本发明金属酸洗缓蚀液(不同有机溶剂提取)与缓蚀率的关系

采用相同用量(10g)的干酒糟，用相同体积(250ml)的不同有机溶剂(无水)搅拌提取，过滤，分离得到酒糟的有机溶剂提取物(即本发明金属酸洗缓蚀液)，然后将各提取物分别加250mL硫酸(浓度为5wt％)溶解，得到金属酸洗液。在室温条件下，分别用于Q235钢酸洗，测定其缓蚀率，结果如表4所示。

表4不同有机溶剂与缓蚀率关系表

有机溶剂	甲醇	无水乙醇	丙酮	乙酸乙酯	乙腈	石油醚
							缓蚀率(％)	95.36	95.52	94.89	97.38	94.17	94.27

从表4可以看出，采用乙酸乙酯提取的本发明金属酸洗缓蚀液的缓蚀率最好，甲醇和无水乙醇次之。

试验例5本发明金属酸洗缓蚀液与缓蚀率的关系

分别采用硫酸回流浸取、微波酸液浸取、水蒸气蒸馏法和索氏提取法制备本发明金属酸洗缓蚀液，浓缩或用硫酸溶液稀释，制得金属酸洗液(酸洗液中的硫酸浓度为5wt％)，在室温条件下，分别用于Q235钢酸洗，测定其缓蚀率，结果表明不同提取方法制备的本发明金属酸洗缓蚀液的缓蚀率略有差异，但均具有优良的缓蚀效果。

试验例6本发明金属酸洗缓蚀液与缓蚀率的关系

将实施例1～4制备的发明金属酸洗缓蚀液分别与硫酸溶液或盐酸溶液混合制得金属酸洗液，酸洗液中的酒糟的有机溶剂或无机酸提取物的浓度(以干酒糟计)为80g/L(即80g干酒糟提取得到的有机溶剂或无机酸提取物)，酸洗液中的酸浓度为5wt％。在室温条件下，分别用于铝、铜、镁铝合金的酸洗，结果表明，本发明金属酸洗缓蚀液对铝、铜、镁铝合金均具有优良的缓蚀效果。

上述试验例的酒糟提取物浓度采用如下公式计算：

上述各试验例中缓蚀率IE(％)的测定，采用如下的电化学方法进行：经典三电极体系进行测试，工作电极(Q235钢、铝、铜、镁铝合金等)，参比电极(饱和甘汞电极)，辅助电极(铂电极)，极化曲线扫描采用CHI440A电化学工作站，扫描速度0.5mV/s，极化范围为E_corr±250mV。根据所得电化学参数计算其缓蚀率IE(％)，计算公式如下：

IE % = \frac{I_{corr} - {I^{'}}_{corr}}{I_{corr}} \times 100 % . . . . (2)

式中，I_corr和

分别表示空白酸溶液和所制备的酸浓度相同的金属酸洗缓蚀液中工作电极的腐蚀电流密度，单位为μA/cm²。

Claims

1.金属酸洗缓蚀液，其特征在于：其为酒糟的乙酸乙酯提取物；提取酒糟的方法为萃取、静置浸取、搅拌浸取、回流浸取、超声波浸取、微波浸取、水蒸气蒸馏法或索氏提取法。

2.酒糟的乙酸乙酯提取物在降低金属酸洗腐蚀中的用途，其特征在于：提取酒糟的方法为萃取、静置浸取、搅拌浸取、回流浸取、超声波浸取、微波浸取、水蒸气蒸馏法或索氏提取法。

3.金属酸洗缓蚀液的制备方法，其特征在于：采用乙酸乙酯提取酒糟即得；提取酒糟的方法为萃取、静置浸取、搅拌浸取、回流浸取、超声波浸取、微波浸取、水蒸气蒸馏法或索氏提取法。