CN107829091A - 一种环保型碳钢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型碳钢缓蚀剂，由以下重量份的原料制成：农作物秸秆的固体提取物 40‑60、甲基丙烯酸羟乙酯 1‑5、硫酸锌 5‑10、硅酸钠 1‑5、钼酸钠 1‑2、自来水 800‑1000。本发明采用比现有技术公开的钼酸钠更低的用量，获得了极优的缓蚀效果，大大超出了本领域技术人员的预期，取得了意料不到的技术效果，大大降低了缓蚀剂的生产成本，提高了市场的接受度。
Description
技术领域
本发明属于金属缓蚀剂领域，具体涉及一种环保型碳钢缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
碳钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金，也叫碳素钢。一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%），中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）。低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发动机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不高的机械零件。低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含量在0.15%以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。
目前，越来越多的碳钢设备或构建应用在海洋环境中。由于海水中存在以NaCl为主要电解质的溶液，并溶于一定量的氧气，大多数金属在海水中都容易氧去极化腐蚀，而海浪、飞溅、流速等这些利于供氧的环境条件，更会促进氧的阴极去极化反应，促进金属的腐蚀。由此，对工业及经济造成了巨大的损失。
目前，在海水介质中添加缓蚀剂是对金属及其合金进行保护有效的措施之一。海水缓蚀剂能够有效地阻止或减缓海水对金属的腐蚀速度，并且使用方便，投加量少，见效快，成本低，因此缓蚀技术已成为主要的防腐手段。例如，现有技术公开了一些海水缓蚀剂产品，例如公布号为CN 103498163A的中国专利申请，公开了一种含植物提取物的环保型海水缓蚀剂，该缓蚀剂的有效成分是农作物秸秆提取物，无毒无污染，符合绿色缓蚀剂的发展趋势，并且该缓蚀剂对低碳钢具有优良的缓蚀性能，缓蚀效率最高可达85%，添加量为600mg/L 就可以有效的抑制金属在介质中的腐蚀，并且能够较长上时间的保持较高的缓蚀性能。但是，该缓蚀剂原料中钼酸钠市场价格较高，并且在组分中的用量较高，造成了该缓蚀剂的市场价格高于用户接受度。因此，研究出一种成本更低的环保型碳钢海水缓蚀剂成为一种迫切需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型碳钢缓蚀剂及其制备方法，为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种环保型碳钢缓蚀剂，其特征在于：其是由下述重量份的原料制成：
农作物秸秆的固体提取物 40-60
甲基丙烯酸羟乙酯 1-5
硫酸锌 5-10
硅酸钠 1-5
钼酸钠 1-2
自来水 800-1000。
优选地，所述的农作物秸秆为水稻、玉米或小麦的秸秆。
优选地，所述的农作物秸秆的固体提取物为纤维素类、有机酯类及有机酸类的混合固体物。
所述的农作物秸秆的固体提取物的制备方法：取15g农作物秸秆样品，加80％乙醇450 mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
所述的一种环保型碳钢缓蚀剂的制备方法：将所述重量比农作物秸秆的固体提取物与甲基丙烯酸羟乙酯、硫酸锌、硅酸钠、钼酸钠混合均匀，加入自来水中，搅拌均匀，制得所述环保型碳钢缓蚀剂。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明采用比现有技术公开的钼酸钠更低的用量，获得了极优的缓蚀效果，大大超出了本领域技术人员的预期，取得了意料不到的技术效果，大大降低了缓蚀剂的生产成本，提高了市场的接受度。尤其是实施例4的缓蚀剂，在使用浓度为100 mg/L的低浓度下，对Q235A低碳钢的缓蚀率高达83.2%，在使用浓度为200mg/L时，缓蚀率即可达到95%以上。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步地说明。本发明所涉及的内容并非仅限于这六个实例。这些实例仅仅列出有限的变化以更清楚的解释本发明，并不构成本发明实质内容的限制。
实施例1：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
水稻秸秆的固体提取物 40
甲基丙烯酸羟乙酯 5
硫酸锌 10
硅酸钠 5
钼酸钠 2
自来水 800。
具体制备方法：取15g农作物秸秆，加80％乙醇450 mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物；将提取的固体混合物与硫酸锌、硅酸钠、钼酸钠混合均匀，加入自来水中，搅拌均匀，制得所述环保型碳钢缓蚀剂。
实施例2：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
玉米秸秆的固体提取物 50
甲基丙烯酸羟乙酯 3
硫酸锌 5
硅酸钠 1
钼酸钠 1.5
自来水 900。
具体制备方法同实施例1。
实施例3：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
小麦秸秆的固体提取物 60
甲基丙烯酸羟乙酯 1
硫酸锌 5
硅酸钠 1
钼酸钠 1
自来水 1000。
具体制备方法同实施例1。
实施例4：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
水稻秸秆的固体提取物 60
甲基丙烯酸羟乙酯 1
硫酸锌 10
硅酸钠 1
钼酸钠 2
自来水 1000。
具体制备方法同实施例1。
对比实施例1：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
水稻秸秆的固体提取物 40
甲基丙烯酸羟乙酯 5
硫酸锌 10
硅酸钠 5
钼酸钠 40
自来水 800。
具体制备方法同实施例1。
对比实施例2：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
玉米秸秆的固体提取物 50
甲基丙烯酸羟乙酯 3
硫酸锌 5
硅酸钠 1
钼酸钠 30
自来水 900。
具体制备方法同实施例1。
对比实施例3：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
小麦秸秆的固体提取物 60
甲基丙烯酸羟乙酯 1
硫酸锌 5
硅酸钠 1
钼酸钠 20
自来水 1000。
具体制备方法同实施例1。
对比实施例4：
制备环保型碳钢缓蚀剂包括下列重量份的原料：
水稻秸秆的固体提取物 60
甲基丙烯酸羟乙酯 1
硫酸锌 10
硅酸钠 1
钼酸钠 40
自来水 1000。
具体制备方法同实施例1。
用同一海域取得的天然海水作为腐蚀介质，在同一环境中依据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。具体方法：用实施例1~4、对比实施例1~4制备的缓蚀剂配制含有不同浓度缓蚀剂的海水作为试验组，在各腐蚀介质中对Q235A低碳钢试样进行缓蚀率对比试验，用不加缓蚀剂的天然海水作为空白组，每组试验取三个平行试样，试验周期为72h。缓蚀率的计算方法为：（空白组腐蚀速率—试验组腐蚀速率）/空白组腐蚀速率，然后取三个平行试样缓蚀率的平均值，具体结果见表1~4：
表1 实施例1与对比实施例1的缓蚀率（%）
| 缓蚀剂浓度（mg/L） | 实施例1 | 对比实施例1 |
| 空白组 | -- | -- |
| 100 | 74.3% | 25.9% |
| 200 | 90.2% | 39.7% |
| 400 | 90.5% | 63.1% |
| 600 | 90.3% | 79.7% |
| 800 | 90.1% | 73.2% |
表2 实施例2与对比实施例2的缓蚀率（%）
| 缓蚀剂浓度（mg/L） | 实施例2 | 对比实施例2 |
| 空白组 | -- | -- |
| 100 | 75.4% | 28.6% |
| 200 | 92.5% | 45.9% |
| 400 | 93.8% | 65.8% |
| 600 | 93.9% | 83.1% |
| 800 | 93.4% | 70.8% |
表3 实施例3与对比实施例3的缓蚀率（%）
| 缓蚀剂浓度（mg/L） | 实施例3 | 对比实施例3 |
| 空白组 | -- | -- |
| 100 | 79.5% | 26.2% |
| 200 | 91.6% | 41.2% |
| 400 | 92.1% | 63.9% |
| 600 | 92.5% | 81.9% |
| 800 | 92.3% | 76.1% |
表4 实施例4与对比实施例4的缓蚀率（%）
| 缓蚀剂浓度（mg/L） | 实施例1 | 对比实施例1 |
| 空白组 | -- | -- |
| 100 | 83.2% | 31.2% |
| 200 | 95.1% | 45.8% |
| 400 | 95.2% | 67.1% |
| 600 | 95.5% | 83.7% |
| 800 | 95.4% | 71.1% |
通过上述试验结果，可见，本发明采用比现有技术公开的钼酸钠更低的用量，获得了极优的缓蚀效果，大大超出了本领域技术人员的预期，取得了意料不到的技术效果。尤其是实施例4的缓蚀剂，在使用浓度为100 mg/L的低浓度下，对Q235A低碳钢的缓蚀率高达83.2%，在使用浓度为200 mg/L时，缓蚀率即可达到95%以上。
Claims (5)
1.一种环保型碳钢缓蚀剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
农作物秸秆的固体提取物 40-60
甲基丙烯酸羟乙酯 1-5
硫酸锌 5-10
硅酸钠 1-5
钼酸钠 1-2
自来水 800-1000。
2.根据权利要求1所述的一种环保型碳钢缓蚀剂，其特征在于，所述的农作物秸秆为水稻、玉米或小麦的秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种环保型碳钢缓蚀剂，其特征在于，所述的农作物秸秆的固体提取物为纤维素类、有机酯类及有机酸类的混合固体物。
4.根据权利要求1所述的一种环保型碳钢缓蚀剂，其特征在于，所述的农作物秸秆的固体提取物的制备方法：取15g农作物秸秆，加80％乙醇450 mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
5.一种根据权利要求1、2、3或4所述的环保型碳钢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，将所述重量份的农作物秸秆的固体提取物与甲基丙烯酸羟乙酯、硫酸锌、硅酸钠、钼酸钠混合均匀，加入自来水中，搅拌均匀，制得所述环保型碳钢缓蚀剂。
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|---|---|---|---|---|
| CN116815188A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-09-29 | 深圳大学 | 缓蚀剂及其制备方法、缓蚀构件 |
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| CN103498163A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-08 | 合肥华清金属表面处理有限责任公司 | 一种含植物提取物的环保型海水缓蚀剂及其制备方法 |
| CN104562042A (zh) * | 2015-01-13 | 2015-04-29 | 衡阳师范学院 | 一种自来水介质中高效环保型钼系钢铁缓蚀剂 |
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2017
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