一種無磷固體緩釋型緩蝕劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種無磷固體緩釋型緩蝕劑。該緩蝕劑中硼酸含量為20~30%，硼砂含量為25~35%，Na2O含量為10~20%，SiO2含量為15~25%，Na2SO4含量為5%，(NH4)6Mo7O24含量為5%。本發(fā)明提供的緩蝕劑是無磷緩蝕劑，有益于減少水中磷酸鹽含量，降低受納水體富營養(yǎng)化風險；該緩蝕劑針對酸性水質(zhì)（pH：≥3）、中高鹽度水質(zhì)（以Cl?計：≤0.5 mol/L）和中高堿度水質(zhì)（以CaCO3計：≤250 mg/L）研發(fā)，可有效減緩碳鋼材料在以上三種環(huán)境中的腐蝕；該緩蝕劑屬于緩釋型藥劑，藥劑緩蝕效果達到30天以上。
【專利說明】
-種無磯固體緩釋型緩蝕劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種無憐固體緩釋型緩蝕劑，具體地說，設(shè)及一種可應用于自然條件、 酸性條件(9出>3)、鹽度條件（^01-計：《0.5 111〇1/0和堿度條件（^化0)3計：《25〇111邑/0 下的固體無憐緩釋型緩蝕劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)水系統(tǒng)是一種有效的節(jié)水措施，并廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中。但隨著循環(huán)水系 統(tǒng)不斷運行，循環(huán)水不斷被重復利用，水中腐蝕因子濃度成倍增長，引發(fā)管道和設(shè)備的腐 蝕，給企業(yè)造成直接經(jīng)濟損失。目前工業(yè)生產(chǎn)中常采用投加緩蝕劑的方式來控制管道腐蝕。 常用的緩蝕劑有銘酸鹽系、憐酸鹽系和全有機憐系緩蝕劑。其中銘酸鹽系的緩蝕效果較好， 但是由于銘酸鹽毒性較強，國家對其的排放濃度有嚴格要求，從而限制了銘酸鹽在循環(huán)水 系統(tǒng)中的應用。憐系緩蝕劑因其毒性低、價格便宜和緩蝕效果較好等特點被廣泛使用。但是 由于憐系緩蝕劑的外排水憐濃度較高，易造成受納水體的富營養(yǎng)化。目前在西歐、美國等發(fā) 達國家憐系緩蝕劑已開始列入被限制使用之列。因此，無憐無毒藥劑的研發(fā)具有重要的現(xiàn) 實意義。此外，目前使用的緩蝕劑W液體為主，投加量大，且一次投加后藥劑效果不持久，需 要頻繁投加來控制管道的腐蝕。因此，研發(fā)藥效持久的固體緩釋型緩蝕劑同樣具有重要的 現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種無憐固體緩釋型緩蝕劑。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的無憐固體緩釋型緩蝕劑，W棚酸、棚砂、Na2〇、Si〇2、 (N也)6M〇7〇24和化2SO4為原料，其中棚酸含量為20~30%，棚砂含量為25~35%，化2〇含量為10~ 20%，Si〇2 含量為 15 ~25%，（畑4)6M〇7〇24 含量為 5%，Na2S〇4 含量為 5〇/〇。
[0005] 其中棚酸和棚砂為緩蝕劑提供棚酸鹽，棚酸鹽是本發(fā)明提供的緩蝕劑中起到緩蝕 作用的主要物質(zhì)，同時棚酸鹽在藥劑合成過程中具有降低藥劑合成溫度的作用。添加 NasS化 和(N也)6M〇7〇24可強化棚酸鹽的緩蝕作用，與棚酸鹽同時存在時，具有較強的協(xié)同作用，可在 金屬表面形成相對完整的純化膜結(jié)構(gòu)。Si〇2為整個藥劑體系提供基本構(gòu)架，可保證藥劑具 有長期的緩釋效果?；?〇具有促進棚酸鹽、鋼鹽和鋼酸鹽溶解的功效，保證藥劑初期有足夠 的棚酸鹽、鋼鹽和鋼酸鹽溶解，保證緩蝕劑初期的緩蝕效果。
[0006] 本發(fā)明提供的緩蝕劑在采用上述原料配比的情況下，經(jīng)過如下步驟制取所述的無 憐固體緩釋型緩蝕劑。
[0007] 第一步：定量稱取棚酸、棚砂、化2〇、Si〇2、（N也)6M07化4和化2S〇4倒入研鉢中混合均 勻并充分研磨。并通過100 Ml濾網(wǎng)去除粗顆粒物質(zhì)。
[000引第二步：將篩分后的粉末置于剛玉相蝸中，放入馬弗爐中，使其溫度緩慢加熱至 1000 °C，保持在1000 °C高溫燒結(jié)2 h。同時將模具在800 °C的條件下進行預熱。
[0009]第Ξ步:將藥劑取出，并導入到模具中，在通風處自然冷卻成型，即可得到本發(fā)明 提供的無憐固體緩釋型緩蝕劑。
[0010] 本發(fā)明所提供的無憐固體緩釋型緩蝕劑，主要應用于減緩自然條件、酸性條件 (口出>3)、中高鹽度條件（^01-計：《0.5 111〇1/0和中高堿度條件（^化0)3計：《25〇111邑/0 下的金屬腐蝕?？捎糜跍p緩循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)的管道腐蝕。本發(fā)明提供的藥 劑可緩慢釋放出棚酸鹽、氨鹽和硫酸鹽，在Ξ種無機鹽協(xié)同作用下，金屬表面可形成富含棚 元素的純化膜結(jié)構(gòu)，從而減緩管道材料的腐蝕。由于本發(fā)明所提供的藥劑為無憐固體緩釋 型緩蝕劑，因此避免了循環(huán)水中由于憐濃度過高引起的收納水體易發(fā)生富營養(yǎng)化問題的發(fā) 生。此外由于研發(fā)的是固體緩釋型緩蝕劑，藥劑可W緩慢釋放出具有成膜效果的有效成分， 保證被破壞的純化膜可快速修復，同時也保證一次投加藥劑后，藥效的持久性，進而降低管 道的腐蝕速率。
[0011] 在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用酸性溶液來去除管道表面的腐蝕產(chǎn)物和水中所形成的殘 渣，而本發(fā)明提供的藥劑科在酸性條件下(pH: >3)有效保護金屬不被侵蝕。因此本發(fā)明的 藥劑可用于減緩循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)的管道腐蝕。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有的緩蝕劑相比，該藥劑為無憐藥劑，降低了受納水體 富營養(yǎng)化的可能性;該藥劑為固體藥劑，方便運輸和現(xiàn)場投加;該藥劑為緩釋劑，具有一次 投加藥劑，藥效持久的效果;并且殘渣量少，可降低系統(tǒng)中的排泥量;此外，該藥劑合成方法 簡單，且原料成本低。
【附圖說明】
[0013] 圖1實驗前后（10 % HC1溶液)碳鋼表面掃描電鏡照片(A:實驗前表面照片;B:未添加 緩蝕劑實驗組實驗后表面照片;C:添加緩蝕劑實驗組實驗后表面照片）。
[0014] 圖2合成藥劑中棚緩釋速率與時間的關(guān)系。
【具體實施方式】
[0015] 藥劑組成：_^^
^^^^ 實驗目的：1、定性評價合成藥劑在酸性環(huán)境條件、中高鹽度和中高堿度環(huán)境條件下的 緩蝕效果。2、定量計算及比較緩蝕劑在不同溶液中的緩蝕效率。
[0016] 實驗步驟:第一組:在2個1 L的玻璃燒杯中等量加入10 %鹽酸溶液800 mL，并在 其中一個燒杯中加入1.2 g合成藥劑，另外一個作為空白對照試驗;第二組:在2個1 L的玻 璃燒杯中等量加入氯化鋼濃度為0.5 mol/L、CaO)3濃度為250 mg/L的溶液800 mL。并在其 中一個燒杯中加入1.2 g合成藥劑，另外一個作為空白對照試驗。
[0017] 實驗前，碳鋼掛片均使用200、400、600、800、1000、1200、1500和2000目娃相砂紙逐 級打磨至鏡面。并使用環(huán)氧樹脂將掛片表面密封，留出5*2.5 cm2與溶液接觸。使用乙醇和 甲醇對掛片表面進行清洗后，烘干備用。
[0018] 本實驗采用RC虹型旋轉(zhuǎn)掛片儀進行掛片實驗。將溫度控制在50 °C，轉(zhuǎn)速在100 r/ min,實驗時間為192 h。
[0019] 通過對比碳鋼掛片反應前后的失重比（ΔΡ %)進行計算 恣發(fā)二?么1??…及繫句/么巧每X1纔茲 其中：/c %-緩蝕效率； AW %-空白樣失重百分比； %-緩蝕劑樣失重百分比。
[0020] 碳鋼的緩蝕速率Ζ (mm/a)計算公式為： X ^ 86700 X iW - 14^)/(5 x p X t) 其中：r和將分別是掛片實驗前后質(zhì)量(g); S是掛片與溶液接觸面積(cm2); 片是掛片密度(g/cm2); t是試驗時間化）。
[0021] 實驗結(jié)果；
實驗結(jié)論：（〇通過W上兩組對比實驗可W發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的藥劑在酸性溶液(第一 組)和中高鹽度、中高堿度溶液(第二組）中對碳鋼材料具有明顯的緩蝕作用，且緩蝕率分別 達到84.15%和90.67%，同時緩釋速率分別達到1.33 mm/a和0.41 mm/a。（2)對實驗前后進行 掃描電鏡表征發(fā)現(xiàn)（圖1)，添加緩蝕劑實驗組表面形成緊密的純化膜，有效的減緩了 HC1溶 液對碳鋼的腐蝕作用。（3)對試驗過程中棚酸鹽濃度變化進行測定（圖2)，發(fā)現(xiàn)棚酸鹽濃度 緩慢升高，且在24天左右濃度穩(wěn)定在130 mg/L。說明藥劑的緩釋效果良好，可在一段時間內(nèi) 穩(wěn)定釋放出具有緩蝕效果的組分，保證了藥劑的長效性。
[0022] 最后應說明的是：顯然上述實施例僅僅是為清楚地說明本申請所作的舉例，而并 非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可W做 出其它不同形式的變化或變動。運里無需也無法對所有的實施方式予W窮舉。而由此所引 申出的顯而易見的變化或變動仍處于本申請型的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種無磷固體緩釋型緩蝕劑，其特征在于該藥劑是由硼酸、硼砂、Na20、Si0 2、（NH4) 6M〇7〇24和Na2S〇4合成，其中硼酸含量為20~30%，硼砂含量為25~35%，Na 20含量為10~ 20%，Si02含量為15~25%，（NH4)6M〇7〇24含量為5%，Na 2S〇4含量為5%。所述硼的純度質(zhì)量百 分含量為60%~65%，各組分的含量為各組分質(zhì)量占緩蝕劑總質(zhì)量的質(zhì)量百分數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于：（NH4)6M〇7〇24和Na2S〇4所占質(zhì)量百分含量 不超過10%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于:所述藥劑為無磷型緩蝕劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于:所述藥劑為具有緩釋功能的緩蝕劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于:所述藥劑可用于減緩自然條件、酸性條 件(pH:多3)、鹽度條件（以C1-計：<0.5mo 1 /L)和堿度條件（以CaC03計：< 250mg/L)下的碳鋼 腐蝕情況。
【文檔編號】C23F11/18GK106011868SQ201610288141
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】裴元生, 崔駿, 李萌, 史蕊蕊
【申請人】北京師范大學