CN108425119A - 一种金属缓蚀剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属缓蚀剂的制备方法，属于缓蚀剂领域。本发明将马来酸酐、氨水进行混合干燥，得到干燥物，将干燥物加到氢氧化钠溶液中，再加入乙醇进行沉析，抽滤烘干，得烘干物；将柚子皮烘干研磨，得研磨物，将研磨物、乙醇溶液进行混合提取，得提取液，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发再干燥得干燥物a，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚混合搅拌，得搅拌物；将搅拌物、水、戊二醛、盐酸溶液，搅拌得搅拌液，将吐温80、环己烷混合，搅拌均匀，得混合物，向混合物中滴加搅拌液，乳化，得初乳液；将聚乙烯醇、水、聚乙二醇、初乳液搅拌，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤干燥，即得金属缓蚀剂。

Description

一种金属缓蚀剂的制备方法

技术领域

本发明属于缓蚀剂领域，具体涉及一种金属缓蚀剂的制备方法。

背景技术

从古至今，金属材料与人的生活息息相关。在现代工业中，钢铁仍是最重要的材料之一，广泛应用于海、陆、空交通运输、桥梁、车辆、机械设备、石油化工、城市建设等诸多领域，但是金属腐蚀一直困扰着人们，据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5~2.4％。为了应对金属腐蚀，人们对金属缓蚀剂的使用越来越多。在美国材料与试验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。”一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。尤其在石油产品的生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为主要的防腐蚀手段之一。

缓蚀剂种类繁多，主要有砷、氯化亚铜、碘化物、酰胺及其衍生物、咪唑啉、噻唑啉、烷基吡啶等，这些种类的缓蚀剂虽然也取得了一定了效果，但是含有某些成分如亚硝酸钠、铬酸盐等物质属于致癌物质，影响工人安全，污染环境。因此开发缓蚀效率高、对环境友好的缓蚀剂成为金属缓蚀发展的迫切需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前部分缓蚀剂中含有某些成分如亚硝酸钠、铬酸盐等物质属于致癌物质，影响工人安全，污染环境的问题，提供一种金属缓蚀剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种金属缓蚀剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比1：7~8，将马来酸酐、氨水进行混合，在温度70~80℃下静置，再在温度200~220℃下干燥，得到干燥物，按质量比1：5~6，将干燥物加入到氢氧化钠溶液中，在温度60~70℃下水解，再加入干燥物质量3~4倍的乙醇进行沉析，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度50~60℃下烘干，得烘干物；

（2）将柚子皮在温度50~60℃下烘干，研磨，得研磨物，按质量比1：10~15，将研磨物、乙醇溶液进行混合，在温度70~75℃下提取，得提取液，按质量比1：4~5，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发，再在温度58~60℃下干燥，得干燥物a，按质量比1：0.8：0.6，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚进行混合，搅拌均匀，得搅拌物；

（3）按重量份数计，取30~40份水、10~15份盐酸溶液、5~6份搅拌物、1~2份戊二醛，将搅拌物、水进行混合，搅拌均匀，再加入戊二醛、盐酸溶液，搅拌1~2h，得搅拌液，按质量比7~8：1，将吐温80、环己烷进行混合，搅拌均匀，得混合物，按质量比10~15：5~6，向混合物中滴加搅拌液，乳化，得初乳液；

（4）按重量份数计，取40~50份初乳液、20~30份水、5~6份聚乙烯醇、3~4份聚乙二醇，将聚乙烯醇、水进行混合，在温度95~98℃下搅拌，加入聚乙二醇，搅拌均匀，在搅拌条件下加入初乳液，搅拌，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤，在温度50~60℃下干燥，即得金属缓蚀剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以柚子皮提取物为主要原料，与可生物降解的绿色高分子聚合物进行复配，其中柚子皮提取物分子结构中含有大量的羟基等活性基团，这些基团带有较多负电荷，能够向金属的空轨道提供电子，吸附在金属表面，从而减缓金属表面的化学腐蚀而达到缓蚀的作用，可生物降解的绿色高分子聚合物是以马来酸酐、氨水制备，其极性基团吸附到金属表面带正电荷的区域，改变电位能垒, 降低电子的迁移速度，减缓了金属的腐蚀，而其非极性基团远离金属表面作定向排布，形成一层疏水膜阻止了腐蚀产物铁离子向溶液中扩散和溶液中的氢离子移向金属的腐蚀反应过程，使腐蚀反应速率变慢，从而进一步提高金属缓蚀剂的效果，两者复配过程中加入十二烷基酚聚氧乙烯醚，由于十二烷基酚聚氧乙烯醚分子中引入了聚氧乙烯链，大大提高了水溶性，从而使两者有效成分在溶液中更好地分散，同时十二烷基酚聚氧乙烯醚能产生泡沫层，覆盖在酸洗液表面，抑制酸的挥发，其分子结构中的憎水基有很强的疏水作用，可使十二烷基酚聚氧乙烯醚分子从溶液中逃离出来，富集于溶液界面，在界面定向排列，起到抑雾作用，从而减少对环境的污染。

本发明还以聚乙烯醇、聚乙二醇为成膜剂制备微胶囊，其能够在金属表面形成一层保护膜，有效成分能够缓慢释放，从而防止药剂在腐蚀环境中失活，提高其有效利用率，延长药剂的有效期限，并且能够降低其给环境造成的副作用。

具体实施方式

一种金属缓蚀剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比1：7~8，将马来酸酐、氨水进行混合，在温度70~80℃下静置2~3h，再在温度200~220℃下干燥40~60 min，得到干燥物，按质量比1：5~6，将干燥物加入到0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在温度60~70℃下水解25~30 min，再加入干燥物质量3~4倍的乙醇进行沉析，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度50~60℃下烘干，得烘干物；

（2）将柚子皮在温度50~60℃下烘干，研磨，得研磨物，按质量比1：10~15，将研磨物、乙醇溶液进行混合，在温度70~75℃下提取1~2h，得提取液，按质量比1：4~5，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发，再在温度58~60℃下干燥4~5h，得干燥物a，按质量比1：0.8：0.6，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚进行混合，搅拌均匀，得搅拌物；

（3）按重量份数计，取30~40份水、10~15份盐酸溶液、5~6份搅拌物、1~2份戊二醛，将搅拌物、水进行混合，搅拌均匀，再加入戊二醛、0.2mol/L盐酸溶液，以500~600r/min搅拌1~2h，得搅拌液，按质量比7~8：1，将吐温80、环己烷进行混合，搅拌均匀，得混合物，按质量比10~15：5~6，向混合物中滴加搅拌液，乳化25~30min，得初乳液；

（4）按重量份数计，取40~50份初乳液、20~30份水、5~6份聚乙烯醇、3~4份聚乙二醇，将聚乙烯醇、水进行混合，在温度95~98℃下搅拌1~2h，加入聚乙二醇，搅拌均匀，在800~900r/min搅拌条件下加入初乳液，搅拌1~2h，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤，在温度50~60℃下干燥，即得金属缓蚀剂。

一种金属缓蚀剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比1：7，将马来酸酐、氨水进行混合，在温度70℃下静置2h，再在温度200℃下干燥40min，得到干燥物，按质量比1：5，将干燥物加入到0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在温度60℃下水解25min，再加入干燥物质量3倍的乙醇进行沉析，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度50℃下烘干，得烘干物；

（2）将柚子皮在温度50℃下烘干，研磨，得研磨物，按质量比1：10，将研磨物、乙醇溶液进行混合，在温度70℃下提取1h，得提取液，按质量比1：4，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发，再在温度58℃下干燥4h，得干燥物a，按质量比1：0.8：0.6，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚进行混合，搅拌均匀，得搅拌物；

（3）按重量份数计，取30份水、10份盐酸溶液、5份搅拌物、1份戊二醛，将搅拌物、水进行混合，搅拌均匀，再加入戊二醛、0.2mol/L盐酸溶液，以500r/min搅拌1h，得搅拌液，按质量比7：1，将吐温80、环己烷进行混合，搅拌均匀，得混合物，按质量比10：5，向混合物中滴加搅拌液，乳化25min，得初乳液；

（4）按重量份数计，取40份初乳液、20份水、5份聚乙烯醇、3份聚乙二醇，将聚乙烯醇、水进行混合，在温度95℃下搅拌1h，加入聚乙二醇，搅拌均匀，在800r/min搅拌条件下加入初乳液，搅拌1h，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤，在温度50℃下干燥，即得金属缓蚀剂。

一种金属缓蚀剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比1：8，将马来酸酐、氨水进行混合，在温度80℃下静置3h，再在温度220℃下干燥60 min，得到干燥物，按质量比1：6，将干燥物加入到0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在温度70℃下水解30 min，再加入干燥物质量4倍的乙醇进行沉析，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度60℃下烘干，得烘干物；

（2）将柚子皮在温度60℃下烘干，研磨，得研磨物，按质量比1：15，将研磨物、乙醇溶液进行混合，在温度75℃下提取2h，得提取液，按质量比1：5，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发，再在温度60℃下干燥5h，得干燥物a，按质量比1：0.8：0.6，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚进行混合，搅拌均匀，得搅拌物；

（3）按重量份数计，取40份水、15份盐酸溶液、6份搅拌物、2份戊二醛，将搅拌物、水进行混合，搅拌均匀，再加入戊二醛、0.2mol/L盐酸溶液，以600r/min搅拌2h，得搅拌液，按质量比8：1，将吐温80、环己烷进行混合，搅拌均匀，得混合物，按质量比15：6，向混合物中滴加搅拌液，乳化30min，得初乳液；

（4）按重量份数计，取50份初乳液、30份水、6份聚乙烯醇、4份聚乙二醇，将聚乙烯醇、水进行混合，在温度98℃下搅拌2h，加入聚乙二醇，搅拌均匀，在900r/min搅拌条件下加入初乳液，搅拌2h，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤，在温度60℃下干燥，即得金属缓蚀剂。

一种金属缓蚀剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比1：7.5，将马来酸酐、氨水进行混合，在温度75℃下静置2.5h，再在温度210℃下干燥50min，得到干燥物，按质量比1：5.5，将干燥物加入到0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在温度65℃下水解27.5min，再加入干燥物质量3.5倍的乙醇进行沉析，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度55℃下烘干，得烘干物；

（2）将柚子皮在温度55℃下烘干，研磨，得研磨物，按质量比1：12.5，将研磨物、乙醇溶液进行混合，在温度73℃下提取1.5h，得提取液，按质量比1：4.5，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发，再在温度59℃下干燥4.5h，得干燥物a，按质量比1：0.8：0.6，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚进行混合，搅拌均匀，得搅拌物；

（3）按重量份数计，取35份水、12.5份盐酸溶液、5.5份搅拌物、1.5份戊二醛，将搅拌物、水进行混合，搅拌均匀，再加入戊二醛、0.2mol/L盐酸溶液，以550r/min搅拌1.5h，得搅拌液，按质量比7.5：1，将吐温80、环己烷进行混合，搅拌均匀，得混合物，按质量比12.5：5.5，向混合物中滴加搅拌液，乳化27.5min，得初乳液；

（4）按重量份数计，取45份初乳液、25份水、5.5份聚乙烯醇、3.5份聚乙二醇，将聚乙烯醇、水进行混合，在温度97℃下搅拌1.5h，加入聚乙二醇，搅拌均匀，在850r/min搅拌条件下加入初乳液，搅拌1.5h，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤，在温度55℃下干燥，即得金属缓蚀剂。

对比例：秦皇岛市某公司生产的金属缓蚀剂。

分别将本实施例制备得到的金属缓蚀剂与对比例的金属缓蚀剂配制成质量分数为千分之五的缓蚀剂水溶液，进行腐蚀评价，测试结果见表1。

表1：

安全性测试：将上述实施例所得金属缓蚀剂以0.2mg/10mg的剂量给小鼠灌胃，每天灌胃一次，连续观察21天，21天后小鼠活动正常，进食、二便正常，说明本发明无毒，再将上述实施例所得金属缓蚀剂以2mg/10mg的剂量投放到土壤中，连续观察6个月，6个月后土壤中重金属含量低，说明本发明对环境无污染。

综合上述，本发明的金属缓蚀剂缓蚀效率高且以柚子皮为主要原料，不会对环境造成污染，值得推广使用。

Claims (1)

1.一种金属缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比1：7~8，将马来酸酐、氨水进行混合，在温度70~80℃下静置，再在温度200~220℃下干燥，得到干燥物，按质量比1：5~6，将干燥物加入到氢氧化钠溶液中，在温度60~70℃下水解，再加入干燥物质量3~4倍的乙醇进行沉析，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度50~60℃下烘干，得烘干物；

（2）将柚子皮在温度50~60℃下烘干，研磨，得研磨物，按质量比1：10~15，将研磨物、乙醇溶液进行混合，在温度70~75℃下提取，得提取液，按质量比1：4~5，将提取液、石油醚进行脱脂脱色，得脱脂物，将脱脂物进行旋转蒸发，再在温度58~60℃下干燥，得干燥物a，按质量比1：0.8：0.6，将烘干物、干燥物a、十二烷基酚聚氧乙烯醚进行混合，搅拌均匀，得搅拌物；

（3）按重量份数计，取30~40份水、10~15份盐酸溶液、5~6份搅拌物、1~2份戊二醛，将搅拌物、水进行混合，搅拌均匀，再加入戊二醛、盐酸溶液，搅拌1~2h，得搅拌液，按质量比7~8：1，将吐温80、环己烷进行混合，搅拌均匀，得混合物，按质量比10~15：5~6，向混合物中滴加搅拌液，乳化，得初乳液；

（4）按重量份数计，取40~50份初乳液、20~30份水、5~6份聚乙烯醇、3~4份聚乙二醇，将聚乙烯醇、水进行混合，在温度95~98℃下搅拌，加入聚乙二醇，搅拌均匀，在搅拌条件下加入初乳液，搅拌，抽滤，得滤饼a，将滤饼a用水洗涤，在温度50~60℃下干燥，即得金属缓蚀剂。