專利名稱:一種防止鋼鐵腐蝕的緩蝕劑的制作方法
本發(fā)明屬于金屬防腐領(lǐng)域，添加在冷卻用水或工業(yè)用水中，對(duì)與水接觸的鐵有顯著的防腐蝕效果，對(duì)環(huán)境無污染的金屬緩蝕劑。
一般金屬如鐵，在使用環(huán)境中會(huì)發(fā)生種種腐蝕，對(duì)它們的防腐方法之一是加緩蝕劑。
金屬緩蝕劑有無機(jī)物及有機(jī)物、無機(jī)物系列的緩蝕劑如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、亞硝酸鹽等，它們?cè)诮饘俦砻妫纬梢粚逾g化膜以防止金屬腐蝕;有機(jī)物系列的緩蝕劑如胺類、亞胺類、醛類、醇類、樹脂酸類、雜環(huán)化合物和咪唑類等，它們吸附在金屬表面形成一個(gè)隔離層，而防止金屬腐蝕，故亦稱為吸附型緩蝕劑。
無機(jī)物系列緩蝕劑有顯著的防腐蝕效果，但是有毒，對(duì)環(huán)境有污染，有的使用不安全易發(fā)生孔蝕。因此有機(jī)物緩蝕劑為人們所關(guān)注，應(yīng)用較多的有胺類及羧酸類。胺類緩蝕劑有惡臭，且已有的緩蝕劑有的僅適用于中性或堿性介質(zhì)，有的僅適用于酸性介質(zhì)，對(duì)介質(zhì)的PH適應(yīng)范圍較窄。
本發(fā)明針對(duì)上述缺點(diǎn)，研制了防蝕效果大，低毒或無毒，安全性好，對(duì)介質(zhì)的PH適應(yīng)范圍較寬的緩蝕劑。
本發(fā)明提供的緩蝕劑可用于冷卻循環(huán)水或其他工業(yè)用水中及礦井酸性水中碳鋼和鐵制件的緩蝕劑。它能夠提高金屬的自然腐蝕電位，減緩金屬腐蝕，如一種碳鋼在無緩蝕劑的中性水中，其自然腐蝕電位為-684Vm，加入2%本發(fā)明的緩蝕劑后，其自然腐蝕電位為-180Vm，自然腐蝕電位提高了504Vm，使用本發(fā)明的緩蝕劑，不會(huì)有孔蝕的危險(xiǎn)，而且能自動(dòng)修復(fù)破損的保護(hù)膜。
這種含有植物提取物的緩蝕劑，可作為冷卻循環(huán)水，酸性水介質(zhì)或堿性水介質(zhì)中碳鋼和鐵的緩蝕劑，既可用于PH為6～8的中性水介質(zhì)或PH為8～10的堿性水介質(zhì)中碳鋼和鐵的緩蝕劑，也可作為PH為1～5的稀硫酸，稀鹽酸或稀硝酸的水介質(zhì)中碳鋼和鐵的緩蝕劑，具有較寬的PH適用范圍。
本發(fā)明提供的這種防止鋼鐵腐蝕的緩蝕劑，組成物中含有(重量%)0.4～6.0的植物提取物，0～5.0的配合劑和平衡量的水。這類組成物的PH為1～11。
本發(fā)明提供的緩蝕劑配方中，含有的植物提取物是從造紙黑液或亞銨法造紙廢液中提取，提取物是一種含有羰基化合物，羧基化合物及多種氨基酸的混合物。它的提取方法，對(duì)二種不同的造紙廢液不盡相同，主要包括以下幾個(gè)步驟用酸酸化造紙廢液，酸化可以用鹽酸也可以用硫酸，使PH＝1～5，有沉淀物析出，過濾分離沉淀物并用水進(jìn)一步提純，提純物用氨水中和，也可以用三乙醇胺，二甲基亞礬、三羥基胺基甲烷或氫氧化鈉中任何一種，然后加入配合劑，用一般的方法混合成本發(fā)明中所說的緩蝕劑。這里所說的配合劑本質(zhì)上是亞硝酸鈉，碳酸氫鈉或磷酸鈉中的一種。
為了進(jìn)一步說明問題，下面再用一個(gè)實(shí)際例子來說明上述制備工藝過程取100毫升的造紙黑液，在不斷攪拌下，加入10～40毫升36～38%的鹽酸溶液，使黑液的PH＝1～5，繼續(xù)攪拌片刻，濾去液體，得到固體沉淀物，以水洗滌提純沉淀物，提純物再用10～20毫升氨水中和，漿料經(jīng)濃縮成干粉或不濃縮，直接與配合劑混合，制成所說的緩蝕劑。
按本發(fā)明提供的緩蝕劑配制方法，可配制適用于中性或堿性水介質(zhì)中的鋼鐵緩蝕劑，其組成物含量(重量%)為0.4～1.2的植物提取物，0.4～5.0的配合劑和平衡量的水，制成緩蝕劑的PH為9～11。這種緩蝕劑可以作為冷卻水系統(tǒng)，PH為6～8的水介質(zhì)或PH為8～10的其他工業(yè)用水系統(tǒng)中碳鋼和鐵的緩蝕劑，使用量為1～5%。如在自來水中加2%這種緩蝕劑，用失重法測(cè)定碳鋼在24小時(shí)、48小時(shí)和360小時(shí)的緩蝕率分別為100%、98.4%和98.2%。
配制適用于酸性介質(zhì)中鋼鐵緩蝕劑，其組成物含量(重量%)為4～6的植物提取物和平衡量的水，組成物的PH為6～7。這種緩蝕劑配方，可以作為PH1～5的酸性介質(zhì)中碳鋼和鐵的緩蝕劑。這里所說的酸性介質(zhì)可以是稀硫酸，也可以是稀鹽酸或稀硝酸的水介質(zhì)，酸的含量(重量%)在0.01～0.06范圍內(nèi)，水介質(zhì)的PH值為1～5。在上述這三種稀酸水介質(zhì)中，本發(fā)明的緩蝕劑，對(duì)碳鋼和鐵具有近乎相似的緩蝕效果，使用量為1～10%。如在PH＝3的酸性介質(zhì)中，加入1%的這種緩蝕劑，用失重法測(cè)定了碳鋼在稀硫酸、稀鹽酸和稀硝酸水溶液中72小時(shí)的緩蝕率，分別為88.2%、88.8%和80.2%。
本發(fā)明提供的緩蝕劑，在中性水介質(zhì)中與現(xiàn)有緩蝕劑磷酸鈉、氨水比較了對(duì)碳鋼的緩蝕性能。磷酸鈉或氨水的使用量為0.5%，本發(fā)明緩蝕劑的使用量為2%，分別按失重計(jì)算了24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)及360小時(shí)的緩蝕率。在24小時(shí)內(nèi)的緩蝕率，磷酸鈉、氨水與本緩蝕率分別為93.2%、96.7%和100%，三者均在90%以上。但是經(jīng)過48小時(shí)及72小時(shí)之后，含磷酸鈉或氨水體系的緩蝕率激劇下降，磷酸鈉的緩蝕率分別為75.0%和46.8%，氨水的緩蝕率分別為59.9%和17.0%，而本緩蝕劑在360小時(shí)后的緩蝕性能仍保持穩(wěn)定，緩蝕率為98.4%和98.2%。實(shí)驗(yàn)表明，把碳鋼浸泡在含2%本緩蝕劑的中性水中，一年之久也不生銹，取出后還可歷時(shí)長(zhǎng)久不生銹。如果把碳鋼在上述體系中處理一個(gè)月，取出暴露于空氣中，可保持2至3個(gè)月不生銹，具有優(yōu)良的緩蝕性能，且毒性低或無毒，無惡臭，成本低廉。
下面再用幾個(gè)實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是并不局限在這幾個(gè)實(shí)例配方范圍。
選擇碳鋼試樣尺寸為50毫米×25毫米×2.5毫米，經(jīng)表面酸洗除去氧化皮。在試驗(yàn)介質(zhì)中，根據(jù)試樣失重，按下式計(jì)算緩蝕率η= (v0-v)/(v0) ×100%η-緩蝕率;
V0-無緩蝕劑時(shí)試樣的腐蝕速度，用克/米2·小時(shí)表示;
V-有緩蝕劑時(shí)試樣的腐蝕速度，用克/米2·小時(shí)表示。
實(shí)例1、2是以亞硝酸鈉為配合劑。
實(shí)例 1 2組分 重量%植物提取物 0.9 0.6亞硝酸鈉 2 4氨 0.4 0.5水 平衡量 平衡量性能使用介質(zhì)PH 8.5 8.5使用量 2% 2%緩蝕率24小時(shí) 100 10048小時(shí) 98.4 98.472小時(shí)360小時(shí) 98.2 98.0應(yīng)用效果 試樣浸泡一年不生銹，與例一基本浸泡一個(gè)月，移出后 相似。
3個(gè)月不生銹。
實(shí)例3是用碳酸氫鈉為配合劑;實(shí)例4用磷酸鈉為配合劑;實(shí)例5未加配合劑。
實(shí)例 3 4 5組分 重量%植物提取物 0.5 1.2 6碳酸氫鈉 5.0磷酸鈉 1.2氫氧化鈉 0.8水 平衡量 平衡量 平衡量性能使用介質(zhì)PH 8.0 10 6.5使用量 5% 2% 1%緩蝕率24小時(shí) 89.2 99.8 84.9% 48小時(shí) 72.3 97.6 84.272小時(shí) 56.2 97.4 84.3應(yīng)用效果 試樣浸泡20 試樣浸泡 試樣浸20天不生銹，移 半年不生 天不生銹。
出后一周內(nèi)不銹，移出生銹。 后3個(gè)月不生銹。
實(shí)例6是在酸性介質(zhì)中，不加配合劑時(shí)本緩蝕劑的緩蝕性能比較。
實(shí)例 6組分 重量%植物提取物 4水 平衡量性能使用介質(zhì) 0.06%HCl 0.02%HNO20.01%H2SO4PH 3 3 3使用量 1% 1% 1%緩蝕率24小時(shí) 89.2 80.6 88.448小時(shí)72小時(shí) 88.8 80.2 88.2應(yīng)用效果試樣在上列體系中24小時(shí)變成藍(lán)黑色，觀察25天仍不生銹，不腐蝕。
實(shí)例7，與已知緩蝕劑緩蝕性能比較。
權(quán)利要求
1.一種防止鋼鐵腐蝕的緩蝕劑，其特征在于含有一種植物提取物，其組成含量(重量%)為0.4-6.0 植物提取物0-5.0 配合劑平衡量的水。
2.按照權(quán)利要求
1所述的緩蝕劑，其特征在于所說的植物提取物是從造紙黑液或亞銨法造紙廢液中提取，提取物是含有羰基化合物，羧基化合物及多種氨基酸的混合物。
3.按照權(quán)利要求
1所述的緩蝕劑，其特征在于所說的配合劑是亞硝酸鈉、碳酸氫鈉或磷酸鈉中的一種。
4.按照權(quán)利要求
1所述的緩蝕劑，其特征在于所說的緩蝕劑的PH為1-11。
5.按照權(quán)利要求
1所述的緩蝕劑，其特征在于含有(重量%)0.4-1.2的植物提取物，0.4-5.0的配合劑和平衡量的水。
6.按照權(quán)利要求
5所述的緩蝕劑，其特征在于所說的緩蝕劑的PH為9-11。
7.按照權(quán)利要求
1所述的緩蝕劑，其特征在于含有(重量%)4-6的植物提取物和平衡量的水。
8.按照權(quán)利要求
7所述的緩蝕劑，其特征在于所說的緩蝕劑的PH為6-7。
9.按照權(quán)利要求
1、2所述的緩蝕劑的制備方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟a)用鹽酸或硫酸酸化造紙廢液;b)分離沉淀物及提純分離物;c)中和提純物;d)用一般已知方法加入配合劑制成緩蝕劑。
10.按照權(quán)利要求
9所述的方法，其特征在于操作步驟c中所用的中和劑是氨，三乙醇胺、二甲基亞砜、三羥基胺基甲烷或氫氧化鈉中的一種。
11.應(yīng)用權(quán)利要求
1所述的緩蝕劑，作為冷卻循環(huán)水，酸性水介質(zhì)或堿性水介質(zhì)中碳鋼、鐵制件的緩蝕劑。
12.應(yīng)用權(quán)利要求
1、3所述的緩蝕劑作為冷卻水系統(tǒng)，PH為6～8的水解質(zhì)或PH為8～10的水介質(zhì)中碳鋼和鐵的緩蝕劑。
13.應(yīng)用權(quán)利要求
1、7所述的緩蝕劑作為PH為1～5的稀硫酸，稀鹽酸或稀硝酸水介質(zhì)中碳鋼和鐵的緩蝕劑。
專利摘要
本發(fā)明提供的鋼鐵緩蝕劑，組分中含有(重量％)0.4～6的植物提取物，在pH＝1—10的水溶液中，對(duì)碳鋼和鐵均有優(yōu)良的緩蝕性能。碳鋼在含2％本緩蝕劑的中性水中，24及360小時(shí)后的緩蝕率為100％和98.2％。碳鋼在該體系中浸泡一年不生銹；在該體系中浸泡一個(gè)月，取出后表面可保持3個(gè)月不生銹。
文檔編號(hào)C23F11/10GK86104445SQ86104445
公開日1987年12月30日 申請(qǐng)日期1986年6月21日
發(fā)明者蘇永廉 申請(qǐng)人:蘇永廉導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan