CN109355666A - 一种碳钢酸洗缓蚀剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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朱华静
李冬
栗煜
邹昊
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Abstract

本发明公开了一种碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将2‑苯基咪唑啉季铵盐加入到去离子水中并使其均匀混合，再加入烟柴杆提取物并均匀混合，然后分别加入碘化钾、三乙醇胺、EDTA二钠盐和新洁尔灭并均匀混合，其中，以重量百分比计，2‑苯基咪唑啉季铵盐为10～15wt％，烟柴杆提取物为20～25wt％，碘化钾为10～15wt％，三乙醇胺为5～10wt％，EDTA二钠盐为1～5wt％，新洁尔灭为5～10wt％，余量为去离子水。本发明中使用烟柴杆的来源广，价钱低，又可被生物降解，是一种环境友好的缓蚀剂。本发明的缓蚀剂适用于减缓碳钢设备在酸洗过程的腐蚀，具有良好的缓蚀性能，缓蚀率最高可达97％。

Description

一种碳钢酸洗缓蚀剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于金属表面缓蚀处理技术领域，具体来说涉及一种碳钢酸洗缓蚀剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着现代工业的发展，腐蚀给国民经济带来的损失越来越严重。在酸性介质中，一般用含有O、N或S的有机缓蚀剂来防止钢铁表面的腐蚀，然而有的缓蚀剂具有生物毒性，对环境产生危害，从安全的角度考虑，开发无毒高效的缓蚀剂已经成为亟待解决的问题。
烟草是茄科草茄目属的草本植物。我国烟草分布广泛，每年香烟产量达(500～550)×106t，其中烟柴杆占烟草总质量的60％，是烟草生产中最大的副产品，目前烟柴杆的处理方式一般都直接丢弃或是作为农业废弃物进行焚烧，这样不仅会造成资源的严重浪费，也成为环境的污染源之一。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种上述制备方法得到的碳钢酸洗缓蚀剂。
本发明的另一个目的在于提供一种上述缓蚀剂在降低盐酸中碳钢腐蚀速率中的应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
将2-苯基咪唑啉季铵盐加入到去离子水中并使其均匀混合(分散)，再加入烟柴杆提取物并均匀混合，然后分别加入碘化钾、三乙醇胺、EDTA二钠盐和新洁尔灭(苯扎溴铵)并均匀混合，其中，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为10～15wt％，烟柴杆提取物为20～25wt％，碘化钾为10～15wt％，三乙醇胺为5～10wt％，EDTA二钠盐为1～5wt％，新洁尔灭为5～10wt％，余量为去离子水。
在上述技术方案中，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为10～13wt％，烟柴杆提取物为20～23wt％，碘化钾为10～13wt％，三乙醇胺为5～8wt％，EDTA二钠盐为1～4wt％，新洁尔灭为5～8wt％，余量为去离子水。
在上述技术方案中，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为13～15wt％，烟柴杆提取物为23～25wt％，碘化钾为13～15wt％，三乙醇胺为8～10wt％，EDTA二钠盐为4～5wt％，新洁尔灭为8～10wt％，余量为去离子水。
在上述技术方案中，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为13wt％，烟柴杆提取物为23wt％，碘化钾为13wt％，三乙醇胺为8wt％，EDTA二钠盐为4wt％，新洁尔灭为8wt％，余量为去离子水。
在上述技术方案中，所述均匀混合的方式为机械搅拌。
上述制备方法制得的碳钢酸洗缓蚀剂。
上述碳钢酸洗缓蚀剂在降低盐酸中碳钢腐蚀速率中的应用。
在上述技术方案中，所述盐酸的浓度为1～2mol/L。
在上述技术方案中，所述碳钢为A3碳钢。
在上述技术方案中，所述碳钢酸洗缓蚀剂的缓蚀率为95～97％。
本发明的优点和有益效果为：
1、组分中的烟柴杆提取物是以水作溶剂得到的一种天然提取物，具有较好的缓蚀效果；2-苯基咪唑啉季铵盐是一种性能优异的表面活性剂，对钢铁、铜、铝等多种金属具有良好的缓蚀作用；碘化钾是阳极抑制为主的混合型缓蚀剂；三乙醇胺能形成稳定的螯合物，从而除去了水中具有催化氧化作用的金属离子，减少了氧化作用的发生；新洁尔灭是常用的表面活性剂之一，具有洁净、杀菌消毒和灭藻作用，广泛用于杀菌、消毒、防腐、乳化、去垢、增溶等方面；EDTA二钠盐与金属离子可形成络合物，进而在碳钢表面成膜，减少腐蚀的产生；
2、烟柴杆的来源广，价钱低，又可被生物降解，是一种环境友好的缓蚀剂；
3、实验证明，本发明的缓蚀剂适用于减缓碳钢设备在酸洗过程的腐蚀，具有良好的缓蚀性能，缓蚀率最高可达97％。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
在以下各个实施例中，所用烟柴杆提取物为自制，依据文献(郭勇,王荷芳,刘智勇，烟柴杆提取物的阻垢和缓蚀性能，化工学报，2014，65(1):298-304)；2-苯基咪唑啉季铵盐的纯度为98％，购自湖北远成科技发展有限公司；新洁尔灭为分析纯，购自上海广锐生物科技有限公司；其余药品均为分析纯，购自天津市科密欧化学试剂有限公司。
实施例1
将2-苯基咪唑啉季铵盐20g加入到98g去离子水中充分溶解，再加入烟柴杆提取物40g搅拌均匀，接着加入碘化钾20g搅拌均匀、再加入三乙醇胺10g搅拌均匀、再加入EDTA二钠盐2g搅拌均匀，最后加入新洁尔灭10g搅拌均匀。
实施例2
将2-苯基咪唑啉季铵盐22g加入到86g去离子水中充分溶解，再加入烟柴杆提取物42g搅拌均匀，接着加入碘化钾22g搅拌均匀、再加入三乙醇胺12g搅拌均匀、再加入EDTA二钠盐4g搅拌均匀，最后加入新洁尔灭12g搅拌均匀。
实施例3
将2-苯基咪唑啉季铵盐24g加入到74g去离子水中充分溶解，再加入烟柴杆提取物44g搅拌均匀，接着加入碘化钾24g搅拌均匀、再加入三乙醇胺14g搅拌均匀、再加入EDTA二钠盐6g搅拌均匀，最后加入新洁尔灭14g搅拌均匀。
实施例4
将2-苯基咪唑啉季铵盐26g加入到62g去离子水中充分溶解，再加入烟柴杆提取物46g搅拌均匀，接着加入碘化钾26g搅拌均匀、再加入三乙醇胺16g搅拌均匀、再加入EDTA二钠盐8g搅拌均匀，最后加入新洁尔灭16g搅拌均匀。
实施例5
将2-苯基咪唑啉季铵盐28g加入到50g去离子水中充分溶解，再加入烟柴杆提取物48g搅拌均匀，接着加入碘化钾28g搅拌均匀、再加入三乙醇胺18g搅拌均匀、再加入EDTA二钠盐10g搅拌均匀，最后加入新洁尔灭18g搅拌均匀。
实施例6
将2-苯基咪唑啉季铵盐30g加入到40g去离子水中充分溶解，再加入烟柴杆提取物50g搅拌均匀，接着加入碘化钾30g搅拌均匀、再加入三乙醇胺20g搅拌均匀、再加入EDTA二钠盐10g搅拌均匀，最后加入新洁尔灭20g搅拌均匀。
为说明本发明的碳钢酸洗缓蚀剂的缓蚀作用，将上述实施例1～6得到的缓蚀剂分别加入到1mol/L盐酸溶液(实验用水)中，然后根据标准(中国石油天然气总公司，SY-T5405-1996，酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标，北京：中国标准出版社，2004)进行缓蚀性能测试。
其中，缓蚀率(IE)的计算公式如下：
V0——未加缓蚀剂的总平均腐蚀速率，g·(m2·h)-1；
V——加有缓蚀剂的总平均腐蚀速率，g·(m2·h)-1。
其中挂片为A3碳钢，实验温度为45℃，挂片旋转速率为90r/min，缓蚀剂加入量为每3000ml实验用水加入4g缓蚀剂，经测试得到本发明各实施例产品的缓蚀效果如下：
通过上表可知，加入了本发明制备的缓蚀剂后，碳钢在实验用水中的缓蚀率均在95％以上，说明该缓蚀剂具有良好的缓蚀性能。
在1～2mol/L的盐酸中添加本发明的缓蚀剂均可实现与上述实施例一致的技术效果。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将2-苯基咪唑啉季铵盐加入到去离子水中并使其均匀混合，再加入烟柴杆提取物并均匀混合，然后分别加入碘化钾、三乙醇胺、EDTA二钠盐和新洁尔灭并均匀混合，其中，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为10～15wt％，烟柴杆提取物为20～25wt％，碘化钾为10～15wt％，三乙醇胺为5～10wt％，EDTA二钠盐为1～5wt％，新洁尔灭为5～10wt％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为10～13wt％，烟柴杆提取物为20～23wt％，碘化钾为10～13wt％，三乙醇胺为5～8wt％，EDTA二钠盐为1～4wt％，新洁尔灭为5～8wt％，余量为去离子水。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为13～15wt％，烟柴杆提取物为23～25wt％，碘化钾为13～15wt％，三乙醇胺为8～10wt％，EDTA二钠盐为4～5wt％，新洁尔灭为8～10wt％，余量为去离子水。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述2-苯基咪唑啉季铵盐为13wt％，烟柴杆提取物为23wt％，碘化钾为13wt％，三乙醇胺为8wt％，EDTA二钠盐为4wt％，新洁尔灭为8wt％，余量为去离子水。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述均匀混合的方式为机械搅拌。
6.如权利要求1～5任意一项所述的制备方法得到的碳钢酸洗缓蚀剂。
7.如权利要求6所述的碳钢酸洗缓蚀剂在降低盐酸中碳钢腐蚀速率中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述盐酸的浓度为1～2mol/L。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述碳钢为A3碳钢。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述碳钢酸洗缓蚀剂的缓蚀率为95～97％。
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