CN103820795A - 一种高效复配缓蚀剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效复配缓蚀剂及其制备方法与应用，所述高效复配缓蚀剂包括5-巯基-1-四氮唑乙酸钠0.1~2g/L、5-碘尿嘧啶0.1~2.0g/L、表面活性剂0.11~0.25g/L、辅助剂0.05~0.1g/L，余量为酸洗液。所述方法包括原料准备、配制步骤；所述应用为高效复配缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。本发明以5-巯基-1-四氮唑乙酸钠和5-碘尿嘧啶为基础，加入表面活性剂和辅助剂制备得到的酸洗缓蚀剂存在显著协同增效作用。本发明具有缓蚀效率高、协同作用明显、适应性强、后效性好等优势且明显抑制了酸对钢材的腐蚀作用，能适用于钢在无机酸和有机酸中酸洗，可应用于石油化工设备、锅炉、管道的清洗，本发明缓蚀剂使用方便、安全、操作简单、见效快。

Description

一种高效复配缓蚀剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于金属缓蚀剂技术领域，具体涉及一种高效复配缓蚀剂及其制备方法与应用。 

背景技术

金属材料在现代工农业、机械、交通、运输、国防和科学技术等部门占有非常重要的地位。钢具有价格低廉、机械加工性能良好、产量大等优点，是选材、用材过程中首先考虑的金属，也是目前用量最大、应用最广的金属之一。然而，金属材料极易发生腐蚀，危害十分严重。据估计，全世界每年因腐蚀而报废的钢铁量相当于年产量的1/4 - 1/3；每年由腐蚀引起的损失占国民经济生产总值（GDP）的3.1% ~ 4.5%。我国的每年腐蚀损失高达5000亿元左右。大力发展腐蚀与防护技术对推进资源节约型社会与环境友好型社会的建设具有非常重要的意义。缓蚀剂以其使用方便、适用范围广、投资少、见效快等优点，已成为最有效的防腐蚀技术之一。 

为清除钢在保存、加工、使用过程中的锈层，恢复钢材的良好性能，采用酸洗技术是一种方便、低成本的方法，已得到广泛应用，但在酸洗过程中要求既能清除锈层又要保护钢免受酸的进一步腐蚀，故在酸洗过程中需添加酸洗缓蚀剂。常用的酸包括无机酸和有机酸两大类，无机酸如盐酸（HCl）、硫酸（H₂SO₄）、磷酸（H₃PO₄）、硝酸（HNO₃）等；有机酸如柠檬酸（C₆H₈O₇）、氨基磺酸（NH₂SO₃H）、草酸(H₂C₂O₄)、乙酸(CH₃COOH)等。目前工业使用的缓蚀剂大多为两种或两种以上的复配有机缓蚀剂，主要利用它们之间的协同效应来提高缓蚀效果。缓蚀协同效应的发现是缓蚀剂研究历史上的重大飞跃，它在理论和实践中都占有非常重要的地位。与单一缓蚀剂相比，复配缓蚀剂具有缓蚀效果好、性能稳定、后效性强、适应范围宽、互补缓蚀剂之间的不足等优点；综上，研究开发出成协同高效复配缓蚀剂为全世界所共同关注。 

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高效复配缓蚀剂；第二目的在于提供所述高效复配缓蚀剂的制备方法；第三目的在于提供所述高效复配缓蚀剂的应用。 

本发明的第一目的是这样实现的，所述的高效复配缓蚀剂包括5-巯基-1-四氮唑乙酸钠0.1 ~ 2g/L、5-碘尿嘧啶0.1 ~ 2.0 g/L、表面活性剂0.11~0.25g/L、辅助剂0.05~0.1g/L，余量为酸洗液。 

本发明的第二目的是这样实现的，包括原料准备、配制步骤，具体包括： 

A、原料准备：准备原料5-巯基-1-四氮唑乙酸钠、5-碘尿嘧啶、表面活性剂、辅助剂及酸洗液；

B、配制：按原料配比将5-巯基-1-四氮唑乙酸钠、5-碘尿嘧啶、表面活性剂、辅助剂加入到酸洗液中搅拌混匀即得到目标物。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的高效复配缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。 

本发明以5-巯基-1-四氮唑乙酸钠0.1 ~ 2g/L；5-碘尿嘧啶为基础，加入表面活性剂溴代十四烷基吡啶和OP，辅助剂为碘化钾，余量酸洗液制备得到的酸洗缓蚀剂存在显著协同增效作用。本发明具有缓蚀效率高、协同作用明显、适应性强、后效性好等优势且明显抑制了酸对钢材的腐蚀作用，能适用于钢在无机酸和有机酸中酸洗，可应用于石油化工设备、锅炉、管道的清洗，本发明缓蚀剂使用方便、安全、操作简单、见效快。 

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。 

本发明所述的高效复配缓蚀剂包括5-巯基-1-四氮唑乙酸钠0.1 ~ 2g/L、5-碘尿嘧啶0.1 ~ 2.0 g/L、表面活性剂0.11~0.25g/L、辅助剂0.05~0.1g/L，余量为酸洗液。 

所述的表面活性剂为溴代十四烷基吡啶和聚乙二醇辛基苯基醚（OP，聚合度=10）。 

所述的溴代十四烷基吡啶为0.01~0.05g/L；所述的聚乙二醇辛基苯基醚（OP，聚合度=10）为0.1~0.2g/L。 

所述的辅助剂为碘化钾、碘化钠、溴化钾、溴化钠、氯化钠或氯化钾中的一种。 

所述的酸洗液为有机酸洗液或无机酸洗液。 

所述的有机酸为柠檬酸、氨基磺酸、草酸、乙酸中的一种或几种；所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的一种或几种。 

本发明所述的高效复配缓蚀剂制备方法，包括原料准备、配制步骤，具体包括： 

A、原料准备：准备原料5-巯基-1-四氮唑乙酸钠、5-碘尿嘧啶、表面活性剂、辅助剂及酸洗液；

B、配制：按原料配比将5-巯基-1-四氮唑乙酸钠、5-碘尿嘧啶、表面活性剂、辅助剂加入到酸洗液中搅拌混匀即得到目标物。

本发明的应用为所述的高效复配缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。 

本发明克服现有缓蚀剂复配有机缓蚀剂体系缺乏，缓蚀效果不够理想的不足，而从分子结构中具有大量N原子和大共轭体系的N-杂环化学物5-巯基-1-四氮唑乙酸钠和5-碘尿嘧啶复配为基础，加入表面活性剂溴代十四烷基吡啶和OP（聚乙二醇辛基苯基醚），辅助剂碘化钾，余量酸洗液制备得到的酸洗缓蚀剂存在协同增效作用。本发明具有缓蚀效率高、协同作用明显、适应性强、后效性好等优势且明显抑制了酸对钢材的腐蚀作用，能适用于钢在无机酸和有机酸中酸洗，可应用于石油化工设备、锅炉、管道的清洗，本发明缓蚀剂使用方便、安全、操作简单、见效快。 

实施例1 ——协同高效复配缓蚀剂 

取5-巯基-1-四氮唑乙酸钠0.5 g；5-碘尿嘧啶0.5 g；溴代十四烷基吡啶0.05 g；OP 0.1 g；碘化钾0.1 g，加入浓度0.5~ 5.0 mol/L的盐酸（HCl）洗液至1 L，得到目标物协同高效复配缓蚀剂。

    实施例2 ——协同高效复配缓蚀剂 

取5-巯基-1-四氮唑乙酸钠1.0 g；5-碘尿嘧啶0.5 g；溴代十四烷基吡啶0.03 g；OP 0.05 g；碘化钠0.1 g，加入浓度0.5~ 5.0 mol/L的硫酸（H₂SO₄）洗液至1 L，得到目标物协同高效复配缓蚀剂。

实施例3 ——协同高效复配缓蚀剂 

取5-巯基-1-四氮唑乙酸钠2.0 g；5-碘尿嘧啶2.0 g；溴代十四烷基吡啶0.05 g；OP 0.2 g；溴化钾0.1 g，加入浓度1.0~ 9.0 mol/L的磷酸（H₃PO₄）洗液至1 L，得到目标物协同高效复配缓蚀剂。

实施例4 ——协同高效复配缓蚀剂 

取5-巯基-1-四氮唑乙酸钠2.0 g；5-碘尿嘧啶1.5 g；溴代十四烷基吡啶0.05 g；OP 0.2 g；氯化钾0.1 g，加入浓度0.1~ 1.0 mol/L的柠檬酸（C₆H₈O₇）洗液至1 L，得到目标物协同高效复配缓蚀剂。

实施例5 ——协同高效复配缓蚀剂 

取5-巯基-1-四氮唑乙酸钠2.0 g；5-碘尿嘧啶1.5 g；溴代十四烷基吡啶0.05 g；OP 0.2 g；碘化钾0.1 g，加入浓度0.1~ 1.0 mol/L的氨基磺酸（NH₂SO₃H）洗液至1 L，得到目标物协同高效复配缓蚀剂。

试验例1 ——钢铁材料的酸洗 

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例1复配好的缓蚀剂注入，混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（2 ~148 h）均能在95%以上。表1为1.0 mol/L HCl试验数据，方法为失重法。

表1 复配缓蚀剂对冷轧钢在HCl中的缓蚀率 

试验例2  ——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例3复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~60℃）不同腐蚀浸泡时间（2~172 h）均能在95%以上。表2为3.0 mol/L H₃PO₄试验数据，方法为失重法。

表2 复配缓蚀剂对冷轧钢在H₃PO₄中的缓蚀率 

试验例3  ——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例4复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~60℃）不同腐蚀浸泡时间（6~108h）均能在90%以上。表3为0.2 mol/L柠檬酸（C₆H₈O₇）试验数据，方法为失重法。

表3 复配缓蚀剂对冷轧钢在0.2 mol/L柠檬酸（C₆H₈O₇）中的缓蚀率 

Claims (8)

1.一种高效复配缓蚀剂，其特征在于所述的高效复配缓蚀剂包括5-巯基-1-四氮唑乙酸钠0.1 ~ 2g/L、5-碘尿嘧啶0.1 ~ 2.0 g/L、表面活性剂0.11~0.25g/L、辅助剂0.05~0.1g/L，余量为酸洗液。

2.根据权利要求1所述的高效复配缓蚀剂，其特征在于所述的表面活性剂为溴代十四烷基吡啶和聚乙二醇辛基苯基醚。

3.根据权利要求2所述的高效复配缓蚀剂，其特征在于所述的溴代十四烷基吡啶为0.01~0.05g/L；所述的聚乙二醇辛基苯基醚为0.1~0.2g/L。

4.根据权利要求1所述的高效复配缓蚀剂，其特征在于所述的辅助剂为碘化钾、碘化钠、溴化钾、溴化钠、氯化钠或氯化钾中的一种。

5.根据权利要求1所述的高效复配缓蚀剂，其特征在于所述的酸洗液为有机酸洗液或无机酸洗液。

6.根据权利要求5所述的高效复配缓蚀剂，其特征在于所述的有机酸为柠檬酸、氨基磺酸、草酸、乙酸中的一种或几种；所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的一种或几种。

7.一种权利要求1~6任一所述的高效复配缓蚀剂制备方法，其特征在于包括原料准备、配制步骤，具体包括：

A、原料准备：准备原料5-巯基-1-四氮唑乙酸钠、5-碘尿嘧啶、表面活性剂、辅助剂及酸洗液；

B、配制：按原料配比将5-巯基-1-四氮唑乙酸钠、5-碘尿嘧啶、表面活性剂、辅助剂加入到酸洗液中搅拌混匀即得到目标物。

8.一种权利要求1~6任一所述的高效复配缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。