CN102031527B - 有机膦的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机膦的新用途，具体的说是将有机膦作为钛在硫酸溶液中的缓蚀剂的应用，所述的有机膦是氨基三甲叉膦酸及其盐或者羟基乙叉二膦酸及其盐或者乙二胺四甲叉膦酸及其盐或者二乙烯三胺五甲叉膦酸及其盐或者多元醇磷酸酯或者2-羟基膦酰基乙酸或者己二胺四甲叉膦酸及其盐或者多氨基多醚基甲叉膦酸或者双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸及其盐或者植酸的其中之一；属于金属材料/化工设备防腐蚀技术领域；该类缓蚀剂在低剂量下对硫酸能起到很好的缓蚀效果，具有较高的应用价值。

Description

有机膦的用途
技术领域
本发明提供了一种有机膦的新用途，尤其是有机膦作为钛在硫酸溶液中的缓蚀剂的应用，属于金属材料/化工设备防腐蚀技术领域。
背景技术
钛具有可塑性好、耐高温、机械强度和硬度与钢相近、在中性和氧化性环境中抗腐蚀性强等优点，因此在工业上有着广泛的用途，被称为“第三金属”，广泛应用于化工、冶金、真空制盐、电力等领域。虽然钛是耐腐蚀性较高的金属，但它在非氧化性介质中易受到强烈腐蚀。据研究，钛在硫酸溶液中的腐蚀速率随着酸浓度的增加而增大，在硫酸浓度为80%时，腐蚀速率达到最大值。
抑制钛在使用介质中腐蚀，简单有效的方法是在腐蚀介质中添加缓蚀剂。早期的研究，抑制钛在硫酸溶液中腐蚀的物质有无机物（Fe3+、Cu2+、Cr6+等）、有机物（硝基及亚硝基芳香族化合物、金莲橙、茜素类化合物等）和复配物（如碘化钾与乌洛托品复配）。缓蚀剂品种虽多，但无机类缓蚀剂添加到硫酸溶液中会沉积到钛金属表面，给生产带来不良影响；有机类缓蚀剂有的污染大、有的价格高或与使用体系不兼容，也给其应用带来限制。有机膦酸及其盐是目前工业上广泛使用的一类水处理剂，不但阻垢能力强，还对黑色金属具有较好的缓蚀能力。有机膦用作缓蚀剂多见于对黑色金属和铜及其合金的研究，目前尚无将其用于钛缓蚀的报道。针对这些问题，我们开发了将有机膦用作钛在硫酸介质中的缓蚀剂，取得了良好的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机膦的新用途，是将有机膦作为钛在硫酸溶液中的缓蚀剂的应用，该缓蚀剂对抑制钛在硫酸介质中的腐蚀有很好的缓蚀效果，且用量少，成本低。
本发明的技术方案：一种有机膦的新用途，是将有机膦作为钛在硫酸溶液中的缓蚀剂的应用。
上述的一种有机膦的新用途，其中所述的有机膦是氨基三甲叉膦酸(ATMP)及其盐或者羟基乙叉二膦酸(HEDP)及其盐或者乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)及其盐或者二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)及其盐或者多元醇磷酸酯(PAPE)或者2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)或者己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)及其盐或者多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)或者双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸(BHMTPMPA)及其盐或者植酸的其中之一。
本发明的有益效果：本发明拓宽了有机膦的使用范围，将有机膦作为钛在硫酸溶液中的缓蚀剂，该类缓蚀剂对低浓度的硫酸在低剂量下就能起到很好的缓蚀效果，在较高浓度的硫酸中仍有很强的缓蚀能力，具有较高的应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
试验方法：
测试采用失重法。试验材料为纯钛片，规格8cm×4.5cm×0.2cm。实验介质为一定浓度的硫酸溶液。试片用600目砂纸打磨，除去表面的腐蚀产物，并除油，水洗，吹干，称重。然后将其放入一定浓度的硫酸溶液中，置于一定温度的恒温水浴锅。静置72小时后，取出，水洗，吹干，称重。由试片放入前后的质量变化计算钛片的腐蚀速率和缓蚀剂对钛的缓蚀效率。计算公式如下：
腐蚀速率：v(mm/a)=△m×8.76/(s·t·d)
式中，△m为钛片浸泡前后的质量变化（g），s为钛片表面积（m2），t为浸泡时间（h），d为钛材密度（g/cm3）。
缓蚀效率：E(%)=(v0-v)×100/v0
式中，v0为未加缓蚀剂的钛片腐蚀速率(mm/a)，v为添加缓蚀剂的钛片腐蚀速率(mm/a)。
有机膦用于硫酸介质中钛的缓蚀时，只需选用其中一种，取适量直接添加到硫酸溶液中，对钛的缓蚀效率即可达到99%以上。缓蚀剂的使用浓度根据硫酸溶液的浓度和温度而定。50℃10%H2SO4溶液中，缓蚀剂的使用浓度大部分在10～21ppm，即可达到99%以上的缓蚀效率；ATMP只需4ppm；而HEDP和植酸用量较高，需0.5g/L以上才能达到相同的效果。硫酸溶液浓度的增加和使用温度的升高，缓蚀剂的用量也相应增大；具体的使用浓度，应根据不同的工作状况，通过实验进行确定。
实施例1
实验介质为10%H2SO4，实验温度为（50±1）℃。按上述方法分别测试不加缓蚀剂和添加缓蚀剂的钛片的腐蚀速率和缓蚀效率。测试结果如下表：
缓蚀剂及其浓度 腐蚀速率（mm/a） 缓蚀效率（%） 试片外观
无 3.97   灰白无光泽
ATMP 4mg/L 0.00265 99.93 光亮
BHMTPMPA7 mg/L 0.00908 99.77 光亮
EDTMPA 10 mg/L 0.000805 99.98 光亮
PAPEMP 10 mg/L 0.00199 99.95 光亮
HDTMPA 15 mg/L 0.00436 99.89 光亮
PAPE 20 mg/L 0.0276 99.30 光亮
DTPMPA 21 mg/L 0.00168 99.96 光亮
HPAA 21 mg/L 0.0265 99.33 光亮
HEDP 0.51g/L 0.00242 99.94 光亮
植酸 5.4g/L 0.00296 99.93 光亮
实施例2：
实验介质为不同浓度的H2SO4溶液，实验温度为（50±1）℃，缓蚀剂为ATMP。按上述方法分别测试钛片的腐蚀速率和缓蚀效率。测试结果如下表： 
H2SO4浓度 缓蚀剂浓度 腐蚀速率(mm/a) 缓蚀效率（%） 试片外观
10% 4mg/L 0.00265 99.93 光亮
30% 0.1g/L 0.00502 99.97 光亮
50% 5g/L 0.00359 99.98 光亮
70% 64g/L 0.682 99.51 灰白无光泽
实施例3：
实验介质为10%H2SO4，缓蚀剂为DTPMPA。按上述方法分别测试不同温度下钛片的腐蚀速率和缓蚀效率。测试结果如下表：
温度 缓蚀剂浓度 腐蚀速率(mm/a) 缓蚀效率（%） 试片外观
30℃ 5 mg/L 0.000917 99.93 光亮
50℃ 21mg/L 0.00168 99.96 光亮
70℃ 0.1g/L 0.00518 99.95 光亮
90℃ 11g/L 0.00836 99.97 光亮

Claims (1)

1.一种有机膦的用途，其特征在于，将有机膦作为钛在硫酸溶液中的缓蚀剂的应用；
所述的有机膦为二乙烯三胺五甲叉膦酸及其盐或者多元醇磷酸酯或者2-羟基膦酰基乙酸或者己二胺四甲叉膦酸及其盐或者多氨基多醚基甲叉膦酸或者双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸及其盐或者植酸的其中之一。 
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