CN115110082B - 一种环保型复合气相缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种环保型复合气相缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型复合气相缓蚀剂及其制备方法,属于气相防锈领域。以复合气相缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:环己胺类缓蚀剂55~70wt%、增效剂20‑40wt%、缓蚀助剂5‑10wt%,其中,各组分的重量之和为100%。本发明的环保型复合气相缓蚀剂对碳钢等均具有良好的缓蚀性能,并且具有长效的气相缓蚀能力。

Description

一种环保型复合气相缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明属于气相防锈领域,具体涉及一种环保型复合气相缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
气相防锈技术是目前非接触性防锈的重要方法之一,它利用气相缓蚀剂在常温下自动挥发出气体在金属表面形成一层保护膜,抑制了电化学反应的发生,同时还阻挡了一些加速金属腐蚀物质(如水、氧气和其他酸性气体等)对金属表面的侵蚀,从而减缓或阻止对金属表面的锈蚀。
气相缓蚀剂防锈蚀是基于它具有挥发性,能在密闭空间达到饱和浓度。当气相缓蚀剂挥发分子在空间遇到H2O时,即与H2O发生反应,分解出有缓蚀作用的基团,它们运动到金属表面,与那些直接到达金属表面并被溶入水膜而水解出的缓蚀基团一起,与水膜中的H+、OH-、O2等反应,取代金属离子并吸附在金属表面形成保护膜,抑制“微电池反应”起到防锈蚀作用。由于缓蚀剂分子是气体状态,无孔不入,不管金属制品外形多么复杂,仍可获得理想的防锈效果。随着气相防锈技术的应用,对气相缓蚀剂的缓蚀性能,与金属的相容性以及环保性都提出了很高的要求,因此,有必要提供一种环保,缓蚀性能好并且与金属的相容性好的气相缓蚀剂,使其可以实现对多金属进行长期有效的防锈保护。
发明内容
为了提高碳钢等金属的防锈性能,本发明的主要目的是为一种环保型复合气相缓蚀剂及其制备方法,提高防锈性能,使其可以实现对多金属进行长期的防锈保护。
为了实现上述目的,本发明提供了一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合气相缓蚀剂的重量计,所述缓蚀剂包括如下组分:环己胺类缓蚀剂55~70wt%、增效剂20-40wt%、缓蚀助剂5-10wt%,其中,各组分的重量之和为100%。
本发明进一步,所述环己胺类缓蚀剂为碳酸环己胺、磷酸环己胺或苯甲酸二环己胺中的一种或几种任意配比的混合物。
本发明进一步,所述增效剂由苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵组成。
本发明进一步,所述苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵按照1:1.5:2的质量比复配而成。
本发明进一步,所述缓蚀助剂为十八胺、十六胺或苯并三氮唑中的一种或几种任意配比的混合物。
采用任意一项所述的环保型复合气相缓蚀剂的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
S1:取缓蚀助剂,温度升至40~70℃;
S2:加入环己胺类缓蚀剂和增效剂,混合均匀,即得到复合气相缓蚀剂。
本发明进一步,所述气相缓蚀剂在40~70℃、NaCl腐蚀介质条件下,反应72h缓蚀率平均为91.8%。
本发明进一步,所述S2中,所述混合均匀采用集热式恒温加热磁力搅拌器混合。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果:
本发明的环保型复合气相缓蚀剂包含环状化合物,其具有特殊的刚性结构,能有效阻碍腐蚀性物质接近金属表面;环己胺类缓蚀剂和增效剂分子中碱性官能团及N、O原子具有较好的吸附性能,它们吸附在金属表面后与Fe原子形成独特的分子结构,抑制了Fe在大气中的腐蚀;且缓蚀助剂不溶于水,可在金属表面形成一层单分子或多分子膜,起屏障隔离的作用,使水中的溶解氧不能同金属表面接触,该药品不含表面活性剂,成膜均匀,保护时间长,在密封不严的情况下也可发挥缓蚀作用。
本发明所述的气相缓蚀剂的制备方法简单,通过本发明制备方法得到的气相缓蚀剂环保且与金属的相容性好,可以实现对多金属进行长期的防锈保护。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果,以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明,否则文中使用的所有技术及科学上的字词,均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义,当有冲突情形时,应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制,无论是对或错,均不应以任何方式限制本发明的范围,即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中,所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此,数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中,若无特别说明,“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思,例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中,为使描述简洁,未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合,所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料,除非另作说明,都使用常规市售产品,其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中,如没有特别说明,“%”都表示重量百分比,“份”都表示重量份,比例都表示重量比。
本发明提供了一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合气相缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:环己胺类缓蚀剂55~70wt%、增效剂20-40wt%、缓蚀助剂5-10wt%,其中,各组分的重量之和为100%。
作为可选的方案,所述环己胺类缓蚀剂可以为碳酸环己胺、磷酸环己胺或苯甲酸二环己胺中的一种或多种任意比的混合物。
所述增效剂为苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵按照质量比为1:1.5:2复配而成。
环己胺类缓蚀剂和增效剂分子中碱性官能团及N、O原子具有较好的吸附性能,它们吸附在金属表面后与Fe原子形成独特的分子结构,抑制了Fe在大气中的腐蚀。
作为可选的方案,所述缓蚀助剂可以为十八胺、十六胺或苯并三氮唑中的一种或多种任意比的混合物。
所述的环保型复合气相缓蚀剂的制备方法,该制备方法包括如下步骤:按配方量称取缓蚀助剂,温度升至40~70℃,然后加入配方量的环己胺类缓蚀剂和增效剂,混合均匀,即得到最终的复合气相缓蚀剂。
本发明所述的环保型复合气相缓蚀剂不溶于水,可在金属表面形成一层单分子或多分子膜,起屏障隔离的作用,使水中的溶解氧不能同金属表面接触,所述缓蚀剂不含表面活性剂,成膜均匀,保护时间长,在密封不严的情况下也可发挥缓蚀作用。
实施例1
本实施例提供一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:碳酸环己胺70wt%、苯甲酸钠4.45wt%、六次甲基四胺6.67wt%、磷酸铵8.88wt%、十八胺10wt%。
制备方法为:按照上述配方量称取十八胺于集热式恒温加热磁力搅拌器中,温度升至70℃,然后加入碳酸环己胺、苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵,混合均匀,即得到最终的复合气相缓蚀剂。
实施例2
本实施例提供一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:碳酸环己胺55wt%、苯甲酸钠8.9wt%、六次甲基四胺13.3wt%、磷酸铵17.8wt%、十六胺5wt%。
制备方法为:按照上述配方量称取十六胺于集热式恒温加热磁力搅拌器中,温度升至60℃,然后加入碳酸环己胺、苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵,混合均匀,即得到最终的复合气相缓蚀剂。
实施例3
本实施例提供一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:磷酸环己胺60wt%、苯甲酸钠7.6wt%、六次甲基四胺11.3wt%、磷酸铵15.1wt%、苯并三氮唑6wt%。
制备方法为:按照上述配方量称取苯并三氮唑于集热式恒温加热磁力搅拌器中,温度升至60℃,然后加入磷酸环己胺、苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵,混合均匀,即得到最终的复合气相缓蚀剂。
实施例4
本实施例提供一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:磷酸环己胺62wt%、苯甲酸钠6.7wt%、六次甲基四胺10wt%、磷酸铵13.3wt%、苯并三氮唑8wt%。
制备方法为:按照上述配方量称取苯并三氮唑于集热式恒温加热磁力搅拌器中,温度升至50℃,然后加入磷酸环己胺、苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵,混合均匀,即得到最终的复合气相缓蚀剂。
实施例5
本实施例提供一种环保型复合气相缓蚀剂,以复合缓蚀剂的重量计,该缓蚀剂包括如下组分:苯甲酸二环己胺58wt%、苯甲酸钠7.8wt%、六次甲基四胺11.6wt%、磷酸铵15.6wt%、十八胺7wt%。
制备方法为:按照上述配方量称取十八胺于集热式恒温加热磁力搅拌器中,温度升至40℃,然后加入苯甲酸二环己胺、苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵,混合均匀,即得到最终的复合气相缓蚀剂。
实验例
参照GB/T 35491-2017《缓蚀剂气相缓蚀剂》对气相缓蚀剂进行静态挂片失重试验。选用碳钢金属作为腐蚀指示片,记录挂片实验数据,取1L具塞广口瓶,气相缓蚀剂置于试剂盛放皿中并放于广口瓶内,通过尼龙丝悬挂同类型金属材料的挂片3片,置于广口瓶内,尼龙丝末端系在瓶口,塞紧橡胶塞后,通过专用注射器向瓶内注入NaCl溶液,同时另取3片同类型金属材料的挂片按照上述方法做平行空白试验(不加气相缓蚀剂),然后将上述2个具塞广口瓶置于控温烘箱内,温度调节至70℃,记录开始时间,72小时后记录停止时间,取出挂片对表面进行处理后称重,通过计算获取的腐蚀速率、缓蚀率。
按照上述方法,分别对实施例1-5所得的气相缓蚀剂进行测试,结果如表1所示。
表1实施例1-5所得缓蚀剂的缓蚀性能数据
气相缓蚀剂的防腐性能主要由腐蚀速率和缓蚀率来表征,上述实施例的试验数据表明:实施例1~5在40~70℃、NaCl腐蚀介质条件下,反应72h前后腐蚀速率平均只有0.03036g/m2.h,远低于对比例的平均腐蚀速率0.3722g/m2.h;反应72h前后缓蚀率平均达到91.8%。本发明气相缓蚀剂能实现对多金属进行长期有效的防锈保护。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种环保型复合气相缓蚀剂,其特征在于,以复合气相缓蚀剂的重量计,所述缓蚀剂包括如下组分:环己胺类缓蚀剂55~70wt%、增效剂20-40wt%、缓蚀助剂5-10wt%,各组分的重量之和为100%;
所述环己胺类缓蚀剂为碳酸环己胺、磷酸环己胺或苯甲酸二环己胺中的一种或几种任意配比的混合物;
所述增效剂由苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵组成;
所述苯甲酸钠、六次甲基四胺和磷酸铵按照1:1.5:2的质量比复配而成;
所述缓蚀助剂为十八胺、十六胺或苯并三氮唑中的一种或几种任意配比的混合物。
2.采用权利要求1所述的环保型复合气相缓蚀剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
S1:取缓蚀助剂,升温至40~70℃;
S2:加入环己胺类缓蚀剂和增效剂,混合均匀,即得到复合气相缓蚀剂。
3.根据权利要求2所述的气相缓蚀剂的制备方法,其特征在于,所述气相缓蚀剂在40~70℃、NaCl腐蚀介质条件下,反应72h缓蚀率平均为91.8%。
4.根据权利要求2所述的气相缓蚀剂的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述混合均匀采用集热式恒温加热磁力搅拌器混合。
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