CN101988201A - 一种壳寡糖类碳钢海水缓蚀剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢材(碳钢)海水缓蚀剂，具体地说是一种壳寡糖类缓蚀剂及其应用，缓蚀剂成分是壳聚糖降解后具有更好的水溶性的壳寡糖或其与硫酸锌或六次甲基四胺的一种或两种的组合。本发明缓蚀剂能有效防止海水对碳钢的腐蚀，具有用量低、缓蚀效率高、持续作用能力强的突出优点。本发明产品是一种“环境友好”的绿色缓蚀剂，来源广泛，具有广阔的市场前景和很好的应用价值。

Description

一种壳寡糖类碳钢海水缓蚀剂及其应用

技术领域

本发明涉及钢材海水缓蚀剂，具体地说是用以防止碳钢及其制品在苛刻的海水环境中碳钢材料的腐蚀和缓蚀剂过度消耗的一种壳寡糖缓蚀剂及其应用。

背景技术

当代世界，人类面临淡水资源严重缺乏的危机，海水利用是保障水资源安全和社会经济可持续发展的重要措施之一，是具有重要现实意义和长远意义的朝阳产业，是缓解全球淡水资源紧缺的重要途径。但由于海水含盐量高，微生物、大生物种类多，含量高，具有腐蚀性的离子浓度远高于一般淡水，因此金属在海水中的使用，存在严重的腐蚀问题。而在海水介质中使用缓蚀剂对海水环境中的金属进行防护是金属保护较有效的措施之一。

海水介质中碳钢缓蚀剂的研究起步晚，进展慢，至今仍然处于实验探索阶段。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。20世纪80～90年代发展起来来葡萄糖酸盐、钼酸盐、锌盐、铝系金属盐等无机缓蚀剂也具有很好的缓蚀效果，但是对绿色有机缓蚀剂的研究相对较少。

壳聚糖的原料甲壳素是地球上最丰富的天然高分子化合物之一，其年生物合成量估计可达百亿吨之多，但是壳聚糖一般不溶于水，应用受到限制，而壳聚糖降解后聚合度为2-10的产物-壳寡糖具有更好的水溶性，独特的生理活性和功能性质。目前它们主要应用于化妆品、医药、食品等行业，而对腐蚀防护的研究甚少。壳寡糖含有大量的羟基、氨基，从结构上完全符合良好缓蚀剂的特点。再加上对环境无毒，能被微生物或真菌完全降解，因此是一种“环境友好”的绿色缓蚀剂。因此，对壳寡糖类缓蚀剂的研发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、环保的壳寡糖类绿色海水缓蚀剂及其应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种壳寡糖有机物碳钢海水缓蚀剂，所述缓蚀剂成分为壳寡糖及其与硫酸锌或六次甲基四胺的一种或两种的组合；组合比例可为任意比。

所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者按重量份数的复配比较好为：(100-800)∶(1000-2000)。

所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者按重量份数的复复配比较好为(100-800)∶(1000-2000)。

所述缓蚀剂为壳寡糖时，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，其质量浓度为(100-800)mg/L，在海水介质中，当缓蚀剂浓度达到400mg/L时对A3碳钢的缓蚀作用达到最大。

所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者于海水介质中的浓度为：100-800mg/L和1000-2000mg/L；

所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者于海水介质中的浓度为：100-800mg/L和1000-2000mg/L。

本发明的原理在于：本发明涉及的壳寡糖类缓蚀剂是具有大量的氨基、羟基，分子内含有具有孤对电子的氮原子、氧原子、-C＝N-双键等原子团，能够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。本发明缓蚀剂为壳寡糖类，合成步骤简单，原料廉价易得；属绿色型缓蚀剂；

2.环境友好。本发明缓蚀剂为壳寡糖类化合物，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。本发明用于碳钢海水缓蚀，添加少量的缓蚀剂就可有效抑制金属材料在海水环境中金属的过度浸蚀(即有害腐蚀)以及缓蚀剂的过度消耗，与目前常用的缓蚀剂比较，具有用量低、缓蚀效率高、持续作用能力强的突出优点。

4.持续能力强。本发明能承受清洗条件的变化，如清洗剂浓度、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》进行失重试验。

实施例1

介质为3.5％NaCl溶液，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖(壳寡糖的浓度为400mg/L)，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。

通过试验测试获得的最高缓蚀效率为76.5％，对于有机物而言显示为高效的缓蚀剂。

按上述操作过程，分别测定壳寡糖不同浓度的缓蚀效率如下：

实施例2

介质为海水，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。在室温条件下将碳钢钢浸没在该介质中浸没15d。

通过试验测试获得的最高缓蚀效率为74.23％，对于有机物而言显示为高效的缓蚀剂。

实施例3

介质为3.5％NaCl溶液，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖和500mg硫酸锌，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。

通过试验测试获得的最高缓蚀效率为78.53％，显示为高效的缓蚀剂。

实施例4

介质为天然海水溶液，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖和500mg硫酸锌，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。

通过试验测试获得的最高缓蚀效率为76.48％，显示为高效的缓蚀剂。

实施例5

介质为3.5％NaCl溶液，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖和500mg六次甲基四胺，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。

通过试验测试获得的最高缓蚀效率为84.76％，显示为高效的缓蚀剂。

实施例6

介质为天然海水溶液，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖和500mg六次甲基四胺，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。

通过试验测试获得的最高缓蚀效率为82.28％，显示为高效的缓蚀剂。

本发明缓蚀剂能有效防止在苛刻的海洋环境过程中对碳钢的腐蚀，具有用量低、缓蚀效率高、持续能力强的突出优点。本发明产品是一种“环境友好”的绿色缓蚀剂，来源广泛，具有广阔的市场前景和应用价值。

Claims (7)

1.一种壳寡糖类碳钢海水缓蚀剂，其特征在于：所述缓蚀剂的有效成分是壳寡糖或其与硫酸锌或六次甲基四胺的一种或两种的组合。

2.按照权利要求1所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于：

所述缓蚀剂为壳寡糖时，在海水介质中，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，其质量浓度为100-800mg/L。

3.按照权利要求2所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于：

所述缓蚀剂为壳寡糖时，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，在海水介质中，当缓蚀剂浓度达到400mg/L时对A3碳钢的缓蚀作用达到最大。

4.按照权利要求1、2、或3所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于：

所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者按重量份数的复配比为：(100-800)∶(1000-2000)。

5.按照权利要求1、2、或3所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于：

所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者按重量份数的复复配比为(100-800)∶(1000-2000)。

其中：各物质的浓度单位均为mg/L。

6.一种权利要求1所述碳钢海水缓蚀剂的应用，其特征在于：所述缓蚀剂为壳寡糖时，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，其质量份数为100-800mg/L，在海水介质中，当缓蚀剂浓度达到400mg/L时对A3碳钢的缓蚀作用达到最大。

7.按照权利要求6所述碳钢海水缓蚀剂的应用，其特征在于：

所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者于海水介质中的浓度为：100-800mg/L和1000-2000mg/L；

所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者于海水介质中的浓度为：100-800mg/L和1000-2000mg/L。