CN104961248A - 一种冷冻盐水复合缓蚀剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷冻盐水复合缓蚀剂，属于水处理技术领域，其配料重量百分比组成为：二乙基二硫代氨基甲酸钠15~30%、六偏磷酸钠3~6%、硫酸锌1.5~3%、高分子量聚马来酸酐5~10%和余量的水。本发明采用的复配原料均无毒、廉价、高效，其中SDDTC属于混合型缓蚀剂、(NaPO₃)₆属于阳极型缓释剂、ZnSO₄属于阴极型缓释剂，通过将这三种不同类型的缓释剂进行复配，起到优异的协同作用，再复配上大分子量聚马来酸酐（HPMA），HPMA具有很好的分散功能和阻垢性能，提高散热效果，减少垢下腐蚀。

Description

一种冷冻盐水复合缓蚀剂

技术领域

本发明涉及一种复合缓蚀剂，特别是一种冷冻盐水复合缓蚀剂，属于水处理技术领域。

背景技术

在化工、制药、食品等行业的冷冻盐水，表示用于低温冷量输送情况下的盐溶液。一般应用较多的盐溶液包括：氯化钙溶液、氯化钠溶液等，其中又以氯化钙溶液应用最为广泛，具有对环境无污染、不易燃、价格低廉等优势。

目前，在各种冷冻剂、防冻剂中，工业氯化钙水溶液以其冰点低、需要降温的设备和场合。在冷冻盐水系统中，在CaCl₂溶液的强电解质作用下，阀门、管道、设备材质不同就构成了腐蚀宏电池。系统中有不锈钢设备、铸铁阀门、碳钢管道时，碳钢管道因电位低处于阳极被首先腐蚀溶解。

国内主要研究了无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和复合缓蚀剂三种类型缓蚀剂对冷冻盐水系统中金属腐蚀的抑制效果。无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐和聚磷酸盐。有机缓蚀剂主要包括含磷有机缓蚀剂和有机胺类缓蚀剂，其中苯丙三氮唑(BTA)是现今对于抑制铜及其合金腐蚀最广泛的有机缓蚀剂，然而BTA最大的缺陷是对环境存在毒性，且研究表明单一的有机缓蚀剂缓蚀效果有限。

由于复合缓蚀剂各组分之间具有协同作用，其缓蚀效果往往比单纯使用一种缓蚀剂效果要好，现在研究者已将兴趣逐渐转移到复合缓蚀剂的研究应用上。复合缓蚀剂主要包括铬酸盐系复合缓蚀剂、磷酸盐系复合缓蚀剂、锌系复合缓蚀剂、钼酸盐系复合缓蚀剂和硅酸盐系复合缓蚀剂。铬酸盐系复合缓蚀剂由于其中的重铬酸盐有剧毒，对环境有害，进一步限制了它的应用。钼酸盐系复合缓蚀剂中钼酸盐具有价格昂贵的缺点，因此为了节省处理费用，必须大幅度的降低它的使用浓度。

基于上述问题，有必要开发一种无毒、高效、廉价的复合缓蚀剂，做好氯化钙冷冻盐水的防腐蚀工作，尽量避免对安全生产带来隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无毒、高效、廉价的冷冻盐水复合缓蚀剂。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种冷冻盐水复合缓蚀剂，其配料重量百分比组成为：

进一步地优选，所述的一种冷冻盐水复合缓蚀剂其配料重量百分比组成为：

进一步地优选，所述高分子量聚马来酸酐的分子量大于5500。

进一步地优选，所述的一种冷冻盐水复合缓蚀剂的制备方法步骤为：

(1)将二乙基二硫代氨基甲酸钠、六偏磷酸钠、硫酸锌和水加入反应釜中常温搅拌20～30分钟，使配料充分溶解；

(2)最后在反应釜中加入高分子量聚马来酸酐搅拌20～30分钟，搅拌均匀后即得产品。

本发明中二乙基二硫代氨基甲酸钠(SDDTC)分子中同时含有2个S原子和1个N原子，它们的孤对电子结构容易跟金属形成牢固的共价键，从而对金属的腐蚀起到更好的抑制作用，且SDDTC属于混合型缓蚀剂，其分子中有两种性质相反的极性基团，能吸附在清洁的金属表面形成单分子膜，它们既能在阳极成膜，也能在阴极成膜，阻止水与水中溶解氧向金属表面的扩散，起到缓蚀作用；六偏磷酸钠((NaPO₃)₆)属于阳极型缓释剂，这种缓蚀剂是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程；硫酸锌(ZnSO₄)属于阴极型缓蚀剂，可在腐蚀电池的阴极高电位区快速沉积形成保护膜，但厚度不均，且不牢固，容易产生局部腐蚀，单独使用时不理想。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中SDDTC属于混合型缓释剂、(NaPO₃)₆属于阳极型缓释剂、ZnSO₄属于阴极型缓释剂，通过将这三种不同类型的缓释剂进行复配，起到优异的协同作用，极大增加了缓蚀效果。

(2)本发明复配上大分子量聚马来酸酐(HPMA)，HPMA具有很好的分散功能，可以使得SDDTC、(NaPO₃)₆和ZnSO₄得到良好的分散性，从而在金属表面形成厚度较为均一的保护膜，提高缓蚀作用；与此同时HPMA还具有优良的阻垢性能，降低管道内的结垢，提高散热效果，减少垢下腐蚀。

(3)本发明的配方和制备方法均绿色化。本发明采用的复配原料均无毒、廉价；且本发明制备方法简单可行，为清洁工艺，无工业三废排放。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

一种冷冻盐水复合缓蚀剂，其配料重量百分比组成为：

所述高分子量聚马来酸酐的分子量大于5500。

一种冷冻盐水复合缓蚀剂的制备方法步骤为：

(1)将二乙基二硫代氨基甲酸钠、六偏磷酸钠、硫酸锌和水加入反应釜中常温搅拌20～30分钟，使配料充分溶解；

(2)最后在反应釜中加入高分子量聚马来酸酐搅拌20～30分钟，搅拌均匀后即得产品。

为了证明本发明的缓蚀性能，上述实施例所得的一种冷冻盐水复合缓蚀剂的性能评定方法如下：

缓蚀性能测定

采用旋转挂片失重法(HG/T 2159—1991)进行缓蚀性能测定；

仪器设备：旋转挂片腐蚀试验仪RCC-III型；

试验条件：试验水为A企业股份有限公司双乙烯酮车间的冷冻盐水，冷冻盐水氯化钙浓度约为21％，冷冻温度约-15℃，旋转速度80r/min，试验时间72h，试验试片为冷却水化学处理标准腐蚀试片Ⅰ型，腐蚀率按下式计算：

Y₀＝8760×m₀×10/(s×ρ×t)

Y₁＝8760×m×10/(s×ρ×t)

W＝(Y₀-Y₁)/Y₀×100％

Y₀——空白试验试片的腐蚀率，mm/a；

Y₁——加药剂后试片的腐蚀率，mm/a；

W——缓蚀率，％；

m₀——空白试验试片的质量损失，g；

m——加药剂后试片的质量损失，g；

s——试片表面积，cm²；

ρ——试片密度，g/cm³；

t——试验时间，h；

8760——与1年相当的小时数，h/a；

10——与1cm相当的毫米数；mm/cm。

缓蚀性能测定结果见下表：

由表可知，本发明的一种冷冻盐水复合缓蚀剂药剂浓度在0.1％～0.3％条件下的缓蚀性能良好，其中药剂对黄铜试片的缓蚀效果最明显。本发明的药剂配方属无毒、高效、环保，具有处理效果强、综合成本低等优点，在低药剂浓度0.1％条件下，黄铜腐蚀率0.0030mm/a、不锈钢腐蚀率0.0035mm/a、碳钢腐蚀率0.0276mm/a，均可达到国家控制的腐蚀率标准(黄铜、不锈钢腐蚀率≤0.005mm/a，碳钢腐蚀率≤0.075mm/a)。

以上描述了本发明的主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种冷冻盐水复合缓蚀剂，其特征在于，其配料重量百分比组成为：

    二乙基二硫代氨基甲酸钠      15~30%

    六偏磷酸钠      3~6%

    硫酸锌      1.5~3%

高分子量聚马来酸酐      5~10%

    余量的水 。

2.根据权利要求1所述的一种冷冻盐水复合缓蚀剂，其特征在于，其配料重量百分比组成为：

    二乙基二硫代氨基甲酸钠      25~30%

    六偏磷酸钠      5~6%

    硫酸锌      2.5~3%

高分子量聚马来酸酐      6~8%

    余量的水  。

3.根据权利要求1所述的一种冷冻盐水复合缓蚀剂，其特征在于，所述高分子量聚马来酸酐的分子量大于5500。

4.根据权利要求1所述的一种冷冻盐水复合缓蚀剂，其特征在于，其制备方法的步骤为：

（1）将二乙基二硫代氨基甲酸钠、六偏磷酸钠、硫酸锌和水加入反应釜中常温搅拌20~30分钟，使配料充分溶解；

（2）再在反应釜中加入水溶性铜缓蚀剂搅拌10分钟；

（3）最后在反应釜中加入高分子量聚马来酸酐搅拌20~30分钟，搅拌均匀后即得产品。