專利名稱：一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在氨基磺酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復(fù)配緩蝕劑配方，更具體的說是由 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)組成的復(fù)配緩蝕劑及其制 備方法。
背景技術(shù)：
隨著大容量火電機(jī)組的建設(shè)，設(shè)備材質(zhì)的復(fù)雜化，對鍋爐化學(xué)清洗工藝的要求也 越來越高，傳統(tǒng)的無機(jī)酸如鹽酸對鋼鐵腐蝕性強(qiáng)，對貴重設(shè)備、特種金屬材料清洗時受到限 制，廢液排放污染環(huán)境，而有機(jī)酸如氨基磺酸，無毒、無味、不污染，屬于安全型清洗劑。由于 氨基磺酸對鈣鎂垢有很強(qiáng)的溶解能力，清洗效率高、對鋼鐵腐蝕性較小，非常適合用于清洗 鈣鎂垢含量高的熱力設(shè)備。氨基磺酸畢竟是酸，對金屬材料還是要產(chǎn)生一定的腐蝕作用，而 添加緩蝕劑，特別是高效、環(huán)保型緩蝕劑是一種工藝簡單、成本低廉、適應(yīng)性強(qiáng)的腐蝕控制 方法。目前碳鋼的酸洗緩蝕劑以有機(jī)化合物為主，如帶苯環(huán)的芳香烴類緩蝕劑，但它們 的主要缺點是毒性較大，難降解。而本發(fā)明而本發(fā)明正是為了解決上述問題，提出了一種復(fù) 配緩蝕劑，其成分之一 2_十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉低毒無味，pH值為7. 0 9. 5，具有良好的潤濕性、抗靜電性及生物降解性，并對人的皮膚刺激性極小，是一種優(yōu)良的 環(huán)境友好性緩蝕劑；成分之二 碘化鉀，無毒。因此本復(fù)配緩蝕劑是一種環(huán)保型緩蝕劑。本發(fā)明在保持緩蝕劑用量不變的情況下，通過復(fù)配提高緩蝕劑在氨基磺酸介質(zhì)中 對碳鋼的緩蝕效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與 碘化鉀(KI)組成的碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，在保持緩蝕劑用量不變的情況下，通 過復(fù)配提高緩蝕劑在氨基磺酸介質(zhì)中對碳鋼的緩蝕效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案—種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水， 溶質(zhì)由2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)組成，總濃度為 0. 4%，UHCI 與 KI 按質(zhì)量配比即 UHCI KI 為(0. 25%-0. 39% ) (0. 01 %-0. 15% )復(fù) 配而成。上述的一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下將2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)先后加入去 離子水中，攪拌混勻即得上述的一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所使用的緩蝕劑2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和添加 劑碘化鉀(KI)均為環(huán)保型化合物，在緩蝕劑總濃度不變的情況下，通過調(diào)整UHCI與KI的復(fù)配比來提高對碳鋼的緩蝕效果。在8%氨基磺酸溶液中0. 4% UHCI對碳鋼的緩蝕效率達(dá) 到86. 81%,0. 4% KI對碳鋼的緩蝕效率達(dá)到72. 71%，在總濃度為0. 4%, UHCI與KI的質(zhì) 量濃度比介于(0. 25% -0. 39%) (0. 15% -0. 01% )時，緩蝕效率均優(yōu)于UHCI單獨使用 的效果，顯示兩者之間具有協(xié)同效應(yīng)。


圖1、碳鋼電極在含不同復(fù)配比緩蝕劑的8%氨基磺酸溶液中浸泡4h后的極化曲 線圖
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。對2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)單獨使用，以及由2_ i^一烷 基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑對 碳鋼的緩蝕效果比較，包括下列步驟(1)0.4% UHCI單獨使用時對碳鋼的緩蝕效果采用極化曲線研究在8%氨基磺酸溶液中0. 4% UHCI單獨使用時對碳鋼的緩蝕效 果；(2) UHCI與KI復(fù)配對碳鋼的緩蝕效果采用極化曲線研究在8%氨基磺酸溶液中當(dāng)總濃度為0. 4%時，UHCI與KI復(fù)配對 碳鋼的緩蝕效果.極化曲線獲得方法實驗在三電極體系中進(jìn)行，測試介質(zhì)為含與不含緩蝕劑的8%氨基磺酸溶液，工作 電極為45號碳鋼電極，取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈。輔助電極和參比電極分別為Pt電極 和飽和甘汞電極(SCE)。極化曲線測量使用美國普林斯頓應(yīng)用研究公司的VerSaSTAT3電化 學(xué)工作站，極化曲線掃描速率5mV/s，掃描電位-0. 9 -0. IV。實施例1一種碳鋼的酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，總濃度為0.4%， UHCI 與 KI 的質(zhì)量配比，S卩 UHCI KI 為 0.39 0.01;上述的一種碳鋼的復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下將0.39%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0.01%的碘化 鉀(KI)先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI, (0. 39% UHCI+0. 01% KI)的8%氨基磺酸溶液中，極化曲線測試結(jié)果顯示(0. 39% UHCI+0. 01% KI) 的緩蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI或0. 4% KI。實施例2—種碳鋼的酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，總濃度為0.4%， UHCI 與 KI 的質(zhì)量配比，S卩 UHCI KI 為 0.36 0.04;上述的一種碳鋼的復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下將0.36%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0.04%的碘化 鉀(KI)先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI, (0. 36% UHCI+0. 04% KI)的8%氨基磺酸溶液中，極化曲線測試結(jié)果顯示(0. 36% UHCI+0. 04% KI) 的緩蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI或0. 4% KI。實施例3一種碳鋼的酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，總濃度為0.4%， UHCI 與 KI 的質(zhì)量配比，S卩 UHCI KI 為 0.25 0.15;上述的一種碳鋼的復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下將0.25%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 15%的碘化 鉀(KI)先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI, (0. 25% UHCI+0. 15% KI)的8%氨基磺酸溶液中，極化曲線測試結(jié)果顯示(0. 25% UHCI+0. 15% KI) 的緩蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI或0. 4% KI。極化曲線分析圖1為碳鋼電極在實施例1、2及3所得的含不同復(fù)配比緩蝕劑的8%氨基磺酸溶 液中浸泡4h后的極化曲線圖，由極化曲線分析得到的電化學(xué)參數(shù)列于表1中。表1經(jīng)M352 QuickCalcu軟件擬合圖1的極化曲線參數(shù) 由表1可知，單獨加入UHCI以及加入復(fù)配緩蝕劑后，碳鋼電極的腐蝕電位E。m變 化不大；加入緩蝕劑的碳鋼電極腐蝕電流密度I。OT都明顯減小。在總濃度為0.4%時，UHCI 與KI的復(fù)配比分別為0.39 0.01,0. 36 0. 04及0. 25 0. 15時的緩蝕效率分別為 91. 13%,95. 65%和91. 57%，均大于0.4% UHCI的緩蝕效率(86. 81 ，說明此時UHCI與 KI之間產(chǎn)生了較好的協(xié)同緩蝕效應(yīng)。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，其特征在于所述的溶質(zhì)為2 十一烷基 N 羧甲基 N 羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)復(fù)配而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其 中溶劑為去離子水，其特征在于復(fù)配緩蝕劑總濃度為0. 4%，其中所述的溶質(zhì)由UHCI與KI 按質(zhì)量配比即 UHCI KI 為(0. 25%-0. 39% ) (0. 01 %-0. 15% )復(fù)配而成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其 中溶劑為去離子水，其特征在于復(fù)配緩蝕劑總濃度為0. 4%，其中所述的溶質(zhì)由UHCI與KI 按質(zhì)量配比即UHCI KI優(yōu)選為0.36% 0.04%復(fù)配而成。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑的制備方法，其特 征在于如下將UHCI與KI先后加入到去離子水中，攪拌混勻即得本發(fā)明的一種碳鋼的氨基磺酸酸 洗復(fù)配緩蝕劑。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，其特征在該復(fù)配 緩蝕劑用于減緩氨基磺酸對碳鋼的腐蝕作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳鋼的氨基磺酸酸洗復(fù)配緩蝕劑及其制備方法，由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)復(fù)配而成，其中UHCI的濃度在0.25％-0.39％，KI的濃度在0.01％-0.15％。單一UHCI在濃度為0.4％時效果最佳，而在總濃度保持0.4％的情況下，在上述范圍內(nèi)復(fù)配后的緩蝕效果均優(yōu)于單獨0.4％UHCI或0.4％KI，顯示兩者之間具有較好協(xié)同緩蝕效應(yīng)。在8％氨基磺酸溶液中加入本發(fā)明的0.36％UHCI和0.04％KI后，碳鋼的腐蝕電流大大降低，緩蝕效率為95.65％，本發(fā)明的復(fù)配緩蝕劑成本低，綠色，環(huán)保，對環(huán)境危害小，對碳鋼具有明顯的緩蝕效果。
文檔編號C23G1/06GK101906635SQ20101023431
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者岳忠文, 廖強(qiáng)強(qiáng), 柴林華, 陳亞瓊 申請人:上海電力學(xué)院