CN107177849A - 一种防止金属腐蚀的缓蚀剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，所述缓蚀剂是由2‑氨基苯并噻唑和2‑苯基咪唑啉组成。本发明能够解决现有技术中存在苯并咪唑及其衍生物对碳钢的缓蚀效率不高的问题。本发明提供的缓蚀剂由2‑氨基苯并噻唑和2‑苯基咪唑啉组成，当2‑氨基苯并噻唑和2‑苯基咪唑啉的重量比为0.78:1时，能够使2‑氨基苯并噻唑和2‑苯基咪唑啉之间的协同缓蚀作用发挥至最佳，相比单一缓蚀剂2‑氨基苯并噻唑或2‑苯基咪唑啉，缓蚀性能得到大幅提高，碳钢在HCl溶液中的缓蚀效率最高可达89.8％。

Description

一种防止金属腐蚀的缓蚀剂
技术领域
本发明涉及金属防腐技术领域，更具体的涉及一种防止金属腐蚀的缓蚀剂。
背景技术
碳钢具有优良的机械性能、简单的冶炼以及廉价等优点，而广泛应用于机械制造、石油化工、建筑工业、国防等众多行业中。然而在金属酸洗、酸洗除垢、油井酸化等化学及相关工业过程中，碳钢极易发生腐蚀，这会对工业设备安全引起潜在的危险，造成巨大的经济损失。添加缓蚀剂可以有效的抑制碳钢腐蚀，其中缓蚀抑制作用主要依赖于缓蚀剂的组成和结构，缓蚀剂分子通常为含有π键或N、O、S、P等杂原子的杂环结构化合物，在酸性媒介中对钢的腐蚀有很好的抑制作用。
大量的研究发现唑类及其衍生物对碳钢具有一定的缓蚀性能，如Aliourani等将苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑及2-疏基苯并咪唑用于碳钢在HCl及H2SO4体系中的缓蚀剂，发现2-疏基苯并咪唑的缓蚀性能最好，在这两种腐蚀介质中最高缓蚀效率可达到89.0％及90.1％。Jafari等研究了2-疏基苯并噻唑及2-氨基苯并噻唑在1M HCl溶液中对碳钢ST-37的缓蚀性能，其最高缓蚀效率为86.3及74.8。从以上研究结构可知，苯并咪唑及其衍生物对碳钢的缓蚀效率并不是很高，有待进一步寻找、开发或合成新型的高效碳钢缓蚀剂。
发明内容
本发明提供的目的在于提供一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，用以解决现有技术中存在苯并咪唑及其衍生物对碳钢的缓蚀效率不高的问题。
本发明是这样实现的，一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，所述缓蚀剂是由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉组成。
优选地，2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.75-0.98:1。
优选地，2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.78:1。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，能够解决现有技术中存在苯并咪唑及其衍生物对碳钢的缓蚀效率不高的问题。本发明提供的缓蚀剂由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉组成，当2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.78:1时，能够使2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉之间的协同缓蚀作用发挥至最佳，相比单一缓蚀剂2-氨基苯并噻唑或2-苯基咪唑啉，缓蚀性能得到大幅提高，碳钢在HCl溶液中的缓蚀效率最高可达89.8％。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，所述缓蚀剂是由2-氨基苯并噻唑(ABT)和2-苯基咪唑啉(2-PI)组成。本发明实施例提供的缓蚀剂可用于碳钢在酸性介质中抑制其腐蚀。
在本发明实施例中，2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.75-0.98:1。作为本发明实施例的优选方案，2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.78:1。
下面结合具体实施例来详细说明。
以下实施例所用主要实验试剂见表1。
表1主要实验试剂
本发明实施例通过失重法研究本发明提供的缓蚀剂在1.0mol/L HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能，所用碳钢试样(宝钢钢铁股份有限公司)为片状试样，试样厚度为1.5mm，规格为3.0*2.0cm，其化学成分如表2所示。
表2碳钢的化学成分
失重法主要是根据腐蚀前后试样重量的变化值来测定腐蚀速率，重量减少的越少，腐蚀速率越低。失重法测试操作简单、直观，是测量腐蚀的一种常用方法。碳钢试样在1.0mol/LHCl溶液中的腐蚀速率失重测量方法如下。
实验先用金相砂纸将碳钢试样打磨光亮，分别经去离子水、丙酮及无水乙醇清洗，干燥处理待用。酸性腐蚀介质为1.0mol/L HCl溶液，实验前向溶液中通入氮气30分钟以除去溶液中的氧气。然后在(298±1)K下，将片状碳钢试样悬挂于腐蚀介质中浸泡72h，取出后立即用硬橡皮擦腐蚀产物，并先后经离子水、丙酮及无水乙醇清洗，干燥至恒重后沉重。并由式(1)计算腐蚀速率V。
式中△W(mg)为碳钢试样在腐蚀介质中的减少的重量，S为试样的表面积(m2)，t(h)为试样在腐蚀介质中浸泡的时间。
根据式(1)计算缓蚀剂的缓蚀效率ηw(％)。
式中V0和V分别表示碳钢试样在HCl介质中未加和加有缓蚀剂时的腐蚀速率。
此外，为减小实验误差，每个测试试样准备3份，在相同的条件下进行3次测量，取其平均值。
实施例1
一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉按照重量比0.75:1组成。
实施例2
一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉按照重量比0.78:1组成。
实施例3
一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉按照重量比0.80:1组成。
实施例4
一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉按照重量比0.85:1组成。
实施例5
一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉按照重量比0.98:1组成。
将以上实施例1-实施例5不同比例组成的缓蚀剂，各称取1g加入到1L的1.0mol/LHCl溶液中，分别浸泡碳钢试样进行腐蚀实验，通过失重法测定各组实验的腐蚀速率，同时以未加入缓蚀剂的HCl溶液对碳钢试样进行腐蚀，以作对比。表3所示的是1.0mol/LHCl溶液中碳钢试样在未加和加有实施例1-实施例4不同比例组成的缓蚀剂的失重测试参数和缓蚀效率ηw％。
表3碳钢试样的失重测试参数和缓蚀效率
由表3的失重测试参数和缓蚀效率可以看出，在用了实施例1-实施例5的缓蚀剂后，碳钢试样在1.0mol/L HCl溶液腐蚀介质中的失重量均得到了减少，且随着缓蚀剂中2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比的增大，碳钢试样失重量呈现出先增大或逐渐减小的情况，缓蚀剂在组成m(ABT)：m(2-PI)＝0.78:1时，表现出最好的缓蚀性能，此时，具有最佳的缓蚀效率，缓蚀效率为89.8％，此时所对应的缓蚀剂在组成是m(ABT)：m(2-PI)＝0.78:1。由此表明，采用实施例2组成的缓蚀剂为缓蚀剂的最佳配比。
综上所述，本发明实施例提供的防止金属腐蚀的缓蚀剂，能够解决现有技术中存在苯并咪唑及其衍生物对碳钢的缓蚀效率不高的问题。本发明提供的缓蚀剂由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉组成，当2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.78:1时，能够使2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉之间的协同缓蚀作用发挥至最佳，相比单一缓蚀剂2-氨基苯并噻唑或2-苯基咪唑啉，缓蚀性能得到大幅提高，碳钢在HCl溶液中的缓蚀效率最高可达89.8％。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，其特征在于，所述缓蚀剂是由2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉组成。
2.如权利要求1所述的一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，其特征在于，2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.75-0.98:1。
3.如权利要求2所述的一种防止金属腐蚀的缓蚀剂，其特征在于，2-氨基苯并噻唑和2-苯基咪唑啉的重量比为0.78:1。
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