CN109811350B

CN109811350B - 一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109811350B
Application number: CN201910157710.8A
Authority: CN
Inventors: 杨成; 潘贵英; 曾广能; 范百龄; 王晓丹; 朱四喜; 王志康; 黄承玲
Original assignee: Guizhou Minzu University
Current assignee: Guizhou Minzu University
Priority date: 2019-03-02
Filing date: 2019-03-02
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2039-03-02
Also published as: CN109811350A

Abstract

本发明公开了属于缓蚀剂技术领域的一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂及其制备方法。本发明优化麻疯树饼粕提取酸缓蚀剂的工艺，去除了毒蛋白及佛波酯，克服了麻疯树饼粕提取的酸缓蚀剂有毒的问题，并用柚皮提取物与麻疯树饼粕提取物发生协同增效作用，缓蚀效率高、适应性强、明显抑制了酸对钢、铝材的腐蚀作用，更重要的对锌、锌铝合金具有很好的缓蚀作用。本发明缓蚀剂安全无害、可生物降解、使用方便，可应用于石油化工设备、锅炉、甚至自来水管道的清洗，具有良好的发展前景。

Description

一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缓蚀剂，具体涉及一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

金属作为最重要的工程材料在全世界广泛应用具有悠久的历史，然而金属的腐蚀也随之成为一个全球性的问题。金属腐蚀就是金属在水、氧、电解质离子、酸、碱、化工气体和矿物油等腐蚀介质作用下发生损坏的现象，金属材料在加工利用过程中，需要去掉表面被腐蚀的氧化层，经常使用盐酸、硫酸等无机酸进行清洗去除。为了去除氧化层，同时又要保证有效部分不被酸腐蚀，常用的方法是在酸洗液中添加缓蚀剂。缓蚀剂使金属的腐蚀率大大降低，并有优良的抑制钢铁在酸洗过程中析氢的能力，避免钢铁发生“氢脆”，同时抑制酸洗过程中Fe对金属的腐蚀，使金属不产生孔蚀。目前所使用的缓蚀剂多为无机缓蚀剂和人工合成的有机缓蚀剂，它们存在各种各样的缺陷，有的成本高，有的毒性较大，对人体伤害大或造成污染。随着人类环保意识的增强，研发新型高效、环境友好的缓蚀剂越来越受到重视。从天然物质中提取有效成分作为缓蚀剂，是目前环境友好型缓蚀剂研究的热点。

麻疯树是国际公认的生产生物柴油的树种，在世界各地都广泛种植。麻疯树饼粕是麻疯树种子经过提取麻疯树油后的副产物，产量巨大，但由于麻疯树籽饼粕存在毒性，一般生产后都丢弃或者做肥料，并没有进行综合利用，从而导致生产产品的成本太高，制约了发展。麻疯树饼粕中含有丰富的蛋白质（粗蛋白含量高达30％以上)，通过提取可获得多种氨基酸，制备成缓蚀剂用于金属的腐蚀防护。课题组对麻疯树饼粕提取液对碳钢和铝的缓蚀作用做了大量研究，用1%～5%的盐酸在液固比为8：1 (g /mL)，提取温度为60～80℃，提取时间为2～4 h 的条件下提取，得到麻疯树饼粕提取液，对铝的缓蚀效果好，对碳钢的缓蚀效果较好，并没有对锌、锌铝合金或热浸镀锌、锌铝合金镀层钢材缓蚀方面进行研究。由于麻疯树饼粕含有佛波醇酯、植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子和毒素，在应用领域上有一定的局限性，并且目前并没有关于麻疯树提取酸洗缓蚀剂跟其他植物提取物复合或增效的研究报道，有待进一步研究与开发。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种麻疯树饼粕提取物且安全、高效的复合酸洗缓蚀剂。

为达到上述目的，采用如下技术方案：

一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂，包括如下质量份数的组份：麻疯树饼粕提取物20-50份、聚乙二醇2-4份、月桂酸钠3-5份、抗坏血酸1-5份。

一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂，包括如下质量份数的组份：麻疯树饼粕提取物20-50份、聚乙二醇2-4份、月桂酸钠3-5份、抗坏血酸1-5份，还包括柚皮提取物10-20份。

所述一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂的制备方法，将原料麻疯树饼粕提取物20-50份、柚皮提取物10-20份、月桂酸钠3-5份、抗坏血酸1-5份按配比量加入反应釜中混合搅拌，加热至70℃并反应至各个物料完全溶解，再加入2-4份聚乙二醇，混合均匀后降温出料。

所述一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂，所述麻疯树饼粕提取物的制备方法如下：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为60-100目；

（2）将麻疯树饼粕在浓度为0.04-0.08%的NaHCO₃溶液，温度为120-130℃条件下热处理20-30分钟；

（3）以85％乙醇为提取剂、按乙醇溶液与麻疯树饼粕1:（12-15）的比例、温度为52℃-53℃条件下浸提２-3小时；

(4)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为（6-9）:1的比例加入酸溶液，在温度为60-100℃、搅拌条件下提取5-8小时；所述酸溶液为3%盐酸、1-2%草酸、1-2%单宁酸的混合溶液。

（5）将上述酸溶液和麻疯树饼粕的混合液进行过滤或离心，收集滤液或上清液；

所述柚皮提取物的提取方法为以pH2.5的盐酸和pH7.5、pH8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液作为提取液，料液比为26-30mL/g，60-70℃条件下提取60-90分钟。

麻疯树饼粕提取物含有大量未配对的极性基团，这些基团是能在金属表面形成十分牢固的络合物保护膜，这层保护膜能防止金属进一步氧化。其中的氨基酸具有亲水氨基、羧基及憎水-R基，有一定的表面活性，能够在金属与溶液界面上产生吸附，使界面反应的活化能增大，使界面的双电层结构发生变化，从而使共轭反应中的阴极或阳极受到强烈阻滞，使金属腐蚀的速率急剧降低。此外，极性基团氨基、羧基在金属表面吸附后，非极性基团-R一端在金属表面定向排列，形成疏水薄膜，阻止和腐蚀反应有关的电荷或物质转移，结果使得酸性介质被缓蚀剂分子排挤出来与金属表面隔开，减缓了金属的腐蚀速率。柚皮提取物含有黄酮类物质、与麻疯树饼粕提取物存在显著缓蚀协同效应。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明优化了麻疯树饼粕提取酸缓蚀剂的工艺，克服了麻疯树饼粕提取的酸缓蚀剂存在有毒成分的问题，麻疯树饼粕提取物与柚皮提取物协同效应明显、缓蚀效率高、适应性强、明显抑制了酸对钢、铝材的腐蚀作用，更重要的对锌、锌铝合金具有很好的缓蚀作用。本发明缓蚀剂安全无害、可生物降解、使用方便，可应用于石油化工设备、锅炉、甚至自来水管道的清洗，具有良好的发展前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。

实施例1

1.制备麻疯树饼粕提取物：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为60目；

（2）将麻疯树饼粕在浓度为0.04%的NaHCO₃溶液，温度为120℃条件下热处理20分钟；

（3）以85％乙醇为提取剂、按乙醇溶液与麻疯树饼粕1: 12的比例、温度为52℃条件下浸提２小时；

(4)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为6:1的比例加入酸溶液，在温度为60℃、搅拌条件下提取5小时；所述酸溶液为3%盐酸、1%草酸、1%单宁酸的混合溶液。

2.制备柚皮提取物：以pH2.5的盐酸和pH7.5、pH8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液作为提取液，料液比为26mL/g，60℃条件下提取60分钟。

3.制备麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂：将原料麻疯树饼粕提取物20份、柚皮提取物10份、月桂酸钠3份、抗坏血酸1份按配比量加入反应釜中混合搅拌，加热至70℃并反应至各个物料完全溶解，再加入2份聚乙二醇，混合均匀后降温出料。

实施例2

1.制备麻疯树饼粕提取物：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为100目；

（2）将麻疯树饼粕在浓度为0.08%的NaHCO₃溶液，温度为130℃条件下热处理30分钟；

（3）以85％乙醇为提取剂、按乙醇溶液与麻疯树饼粕1: 15的比例、温度为53℃条件下浸提3小时；

(4)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为9:1的比例加入酸溶液，在温度为100℃、搅拌条件下提取8小时；所述酸溶液为3%盐酸、2%草酸、2%单宁酸的混合溶液。

2.制备柚皮提取物：以pH2.5的盐酸和pH7.5、pH8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液作为提取液，料液比为30mL/g，70℃条件下提取90分钟。

3.制备麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂：将原料麻疯树饼粕提取物50份、柚皮提取物20份、月桂酸钠5份、抗坏血酸5份按配比量加入反应釜中混合搅拌，加热至70℃并反应至各个物料完全溶解，再加入4份聚乙二醇，混合均匀后降温出料。

实施例3

1.制备麻疯树饼粕提取物：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目；

（2）将麻疯树饼粕在浓度为0.06%的NaHCO₃溶液，温度为128℃条件下热处理26分钟；

（3）以85％乙醇为提取剂、按乙醇溶液与麻疯树饼粕1:13的比例、温度为53℃条件下浸提2.8小时；

(4)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为8:1的比例加入酸溶液，在温度为80℃、搅拌条件下提取7小时；所述酸溶液为3%盐酸、2%草酸、1%单宁酸的混合溶液。

2.制备柚皮提取物：以pH2.5的盐酸和pH7.5、pH8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液作为提取液，料液比为27mL/g，65℃条件下提取80分钟。

3.制备麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂：将原料麻疯树饼粕提取物45份、柚皮提取物12份、月桂酸钠4份、抗坏血酸2份按配比量加入反应釜中混合搅拌，加热至70℃并反应至各个物料完全溶解，再加入3份聚乙二醇，混合均匀后降温出料。

实施例4

1.制备麻疯树饼粕提取物：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目；

(4)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为8:1的比例加入酸溶液，在温度为80℃、搅拌条件下提取7小时；所述酸溶液为6%盐酸溶液。

2.制备麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂：将原料麻疯树饼粕提取物45份、月桂酸钠4份、抗坏血酸2份按配比量加入反应釜中混合搅拌，加热至70℃并反应至各个物料完全溶解，再加入3份聚乙二醇，混合均匀后降温出料。

实施例5

1.制备麻疯树饼粕提取物：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目；

实施例6

对实施例1-5 提取的缓蚀剂进行测试，测试方法采用挂片失重法，根据公式：缓蚀率S=（K0-K1）/K0×100%

K0—不加缓蚀剂的腐蚀率；K1—加缓蚀剂时的腐蚀率。

腐蚀试片为标准的 I 型；A3 碳钢片腐蚀介质为质量浓度为10% 的盐酸，腐蚀时间为4小时，腐蚀温度为30℃。铝片、锌片、锌铝合金片：腐蚀介质为1 mol/L的盐酸，腐蚀时间为2小时，腐蚀温度为30℃，缓蚀剂加入量为10%，所配溶液采用自来水。

经过测试，实施例1-5的缓蚀效果如表一所示：

表一

由表一可看出，实施例3为最佳实施方案，实施例4与实施例3比较，区别在于制取麻疯树饼粕提取物步骤4中，实施例3酸溶液为3%盐酸、2%草酸、1%单宁酸的混合溶液，实施例4中酸溶液为6%盐酸溶液，由此可见，草酸、单宁酸的加入，保护了麻疯树饼粕中的一些氨基酸基团，提高了缓蚀剂的缓蚀效果。实施例5与实施例3比较，实施例3为麻疯树饼粕提取物与柚皮提取物复合使用，实施例5为单一的麻疯树饼粕提取物，由此可见，柚皮提取物的加入，增加了麻疯树饼粕提取物的缓蚀效果，具有协同增效的作用。

实施例7

麻疯树饼粕提取物工艺优化后毒性物质对比，分别按下述两种工艺制备麻疯树饼粕提取物：

第一种工艺：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目；

(2)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为8:1的比例加入酸溶液，在温度为80℃、搅拌条件下提取7小时；所述酸溶液为6%盐酸溶液。

（3）将上述酸溶液和麻疯树饼粕的混合液进行过滤或离心，收集滤液或上清液；

第二种本发明的工艺：

（1）将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目；

将上述提取液浓缩并测定毒素含量，并计算毒素降低率，结果如表二所示：

表二

	Curcin毒蛋白	蛋白酶抑制剂	佛波酯
				降低率	99.8%	100%	99.3%

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.制备麻疯树饼粕提取物：

(1)将麻疯树饼粕用粉碎机进行粉碎，使其粒径为80目；

(2)将麻疯树饼粕在浓度为0.06％的NaHCO₃溶液，温度为128℃条件下热处理26分钟；

(3)以85％乙醇为提取剂、按乙醇溶液与麻疯树饼粕1:13的比例、温度为53℃条件下浸提2.8小时；

(4)取浸提后的麻疯树饼粕，按液固比为8:1的比例加入酸溶液，在温度为80℃、搅拌条件下提取7小时；所述酸溶液为3％盐酸、2％草酸、1％单宁酸的混合溶液；

(5)将上述酸溶液和麻疯树饼粕的混合液进行过滤或离心，收集滤液或上清液；

S2.制备柚皮提取物：以pH2.5的盐酸和pH7.5、pH8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液作为提取液，料液比为27mL/g，65℃条件下提取80分钟；

S3.制备麻疯树饼粕提取物的复合酸洗缓蚀剂：将原料麻疯树饼粕提取物45份、柚皮提取物12份、月桂酸钠4份、抗坏血酸2份按配比量加入反应釜中混合搅拌，加热至70℃并反应至各个物料完全溶解，再加入3份聚乙二醇，混合均匀后降温出料。