腰果酚磺酸盐的新用途以及含腰果酚磺酸盐的除冰融雪金属缓蚀剂

摘要

腰果酚磺酸盐的新用途以及含腰果酚磺酸盐的除冰融雪金属缓蚀剂。本发明公开了腰果酚磺酸盐作为除冰融雪的金属缓蚀剂的用途，还公开了一种用于除冰融雪的缓蚀剂，其包括的组份为木质素磺酸镁和腰果酚磺酸盐。本发明的除冰融雪剂金属缓蚀剂采用木质素磺酸镁和腰果酚磺酸盐复配物作为除冰融雪剂专用缓蚀剂，具有缓蚀、防护效果好、无毒、无腐蚀性、环境友好等优越性，并具有原料充足、方案易实施、成本低廉的优势。

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及用于除冰融雪的缓蚀剂。

背景技术

除冰融雪剂广泛应用于冬季道路、桥面、广场、公园等地域的快速除冰、 融雪，其化学成分一般具有吸水、溶解放热同时降低冰、雪水的凝固点等作用 机理。除冰融雪剂主剂分为无机型(氯盐、硝酸盐等)、有机型(醋酸盐等)和 复合型三种，因使用效果及成本等原因，目前我国除冰融雪剂以氯盐型(氯化 钠、氯化钙、氯化镁等)为主流品种。由于除冰融雪剂使用过程产生电解质溶 液，且由于产品中所含氯离子等腐蚀因子成分，将导致金属设施的腐蚀和破坏， 同时产生水质污染及对植被的危害，因此，必须在除冰融雪剂配方中添加缓蚀 剂并考虑配方组分的环保性。缓蚀剂是指能有效抑制金属腐蚀的物质，按其组 分类型分为无机型、有机型和复合型三种，主要靠抑制阴极或阳极电化学反应， 或生成金属表面钝化膜、沉淀膜、吸附膜阻止腐蚀介质接触等机理起缓蚀、防 锈作用。目前市售及研究开发的除冰融雪剂用缓蚀剂主要成分有：亚硝酸盐、 (聚)磷酸盐、偏硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、葡萄糖酸钠、乌洛托品、苯并三 氮唑、四硼酸盐、硫脲、聚天冬氨酸、苯甲酸钠、锌盐等中的一种或几种的复 合物。现有除冰融雪剂用缓蚀剂主要存在以下缺陷和不足：1)对金属设施(主 要为碳钢)的防护效果不理想；2)含有有毒(如亚硝酸盐等)或环境危害(如 含磷、锌)物质，生物降解性差，容易产生水质污染及危害植被生长；3)现有 的环保性能较好的缓蚀剂价格都很昂贵。

发明内容

本发明的第一个发明目的在于提供腰果酚磺酸盐用于除冰融雪的缓蚀剂的 新用途，腰果酚磺酸盐在除冰融雪过程中，对金属设施具有很强的防腐蚀保护 作用，而且，腰果酚磺酸盐成本低，无污染，更适用于除冰融雪。

实现本发明的发明目的的方案如下：

腰果酚磺酸盐应用于除冰融雪的金属缓蚀剂的用途，所述的金属缓蚀剂的 用途是指腰果酚磺酸盐通过稳定吸附在金属表面形成疏水性保护膜起到缓蚀效 果。

上述方案中，所述的腰果酚磺酸盐是指腰果酚磺酸钠盐、钾盐、钙盐、镁 盐或铵盐中的一种或几种。

本发明的第二个发明目的在于针对背景技术中所述的现有技术中的除冰融 雪剂用缓蚀剂对金属设施的防腐蚀性差，有毒物质污染环境，环保的缓蚀剂价 格又很昂贵的问题，提供一种对金属设施(主要为碳钢)的防护性能优越，生 物降解性好，不易产生水质污染及对植被生长无危害的高效、环保型除冰融雪 专用缓蚀剂。

实现本发明的发明目的的方案如下：

一种用于除冰融雪的缓蚀剂，其包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁50％～80％；腰果酚磺酸盐20％～50％。

上述方案中，所述的腰果酚磺酸盐包括腰果酚磺酸钠盐、钾盐、钙盐、镁 盐或铵盐中的一种或几种。

本发明的有益效果如下：本发明针对现有除冰融雪剂缓蚀技术对金属设施 的缓蚀、防护效果不理想，易产生水质污染及危害植被生长等缺陷和不足，采 用木质素磺酸镁和腰果酚磺酸盐复配物作为除冰融雪剂专用缓蚀剂，具有缓蚀、 防护效果好、无毒、无腐蚀性、环境友好等优越性，并具有原料充足、方案易 实施、成本低廉的优势。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

腰果酚磺酸盐应用于除冰融雪的金属缓蚀剂的用途，所述的金属缓蚀剂的 用途是指腰果酚磺酸盐通过稳定吸附在金属表面形成疏水性保护膜起到缓蚀效 果。

一种利用木质素磺酸镁和腰果酚磺酸盐复配而成的用于除冰融雪的缓蚀 剂，其包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁80％；腰果酚磺酸钠20％。

实施例2

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁70％；腰果酚磺酸钠30％。

实施例3

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁60％；腰果酚磺酸钠40％。

实施例4

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁55％；腰果酚磺酸钠45％。

实施例5

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁50％；腰果酚磺酸钠50％。

实施例6

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁80％；腰果酚磺酸钾20％。

实施例7

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁70％；腰果酚磺酸钙30％。

实施例8

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁60％；腰果酚磺酸镁40％。

实施例9

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁55％；腰果酚磺酸铵45％。

实施例10

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁50％；腰果酚磺酸钠20％；腰果酚磺酸钾20％；腰果酚磺酸镁 10％。

实施例11

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁50％；腰果酚磺酸钠20％；腰果酚磺酸钙20％，腰果酚磺酸铵 10％。

实施例12

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁50％；腰果酚磺酸钾20％；腰果酚磺酸铵30％。

实施例13

在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，用于除冰融雪的缓蚀剂，其 包括的组份及重量百分比如下：

木质素磺酸镁50％；腰果酚磺酸钙20％，腰果酚磺酸镁30％。

本发明中的木质素磺酸镁主要来源于造纸工业制浆废液，来源十分丰富， 广泛应用于石油钻探采油助剂、混凝土减水剂、胶黏剂、染料分散剂、水煤浆 添加剂等领域。木质素磺酸镁可直接来源于亚硫酸氢镁蒸煮甘蔗渣酸性制浆工 艺废液，也可采用其它木质素磺酸盐(如钠盐、钙盐等)进行离子置换制得。 工业木质素磺酸盐是含有羟基、羰基、羧基、磺酸基等众多反应活性基团的大 分子化合物。本发明利用木质素磺酸镁分子中大量含孤对电子的氧原子易与金 属(如铁)配位螯合的特性，使之与除冰融雪剂中的氯离子等腐蚀离子产生竞 争性化学吸附而覆盖在金属表面，同时，木质素磺酸镁分子中的非极性基团则 远离金属表面形成保护性疏水层，有效阻止氯离子等腐蚀因子接近金属表面。 另外，本发明利用木质素磺酸镁分子中的镁离子的协同作用效应，即镁离子能 在金属表面形成难溶于水的氢氧化镁沉淀膜，填补了木质素大分子保护膜的空 隙，最终形成稳定的缓蚀保护膜抑制电化学腐蚀的产生。

腰果酚是一种从天然腰果壳油中提炼出的天然可再生生物质产品，目前主 要用于代替或者部分代替苯酚生产高性能酚醛树脂、环氧树脂固化剂、粘接剂、 涂料、摩擦材料等产品。腰果酚基本化学结构特征为苯酚的酚羟基(亲水基团) 的间位接有15碳的不饱和烃长链(疏水基团)。腰果酚磺化工艺及其表面活性 剂产品的乳化性能研究已有报道，作为一种油-水体系界面活性剂，腰果酚磺酸 盐可适用于洗涤剂、驱油剂等应用领域，但目前尚未有腰果酚磺酸盐应用于除 冰融雪应用金属缓蚀剂领域的相关报道。本发明中腰果酚磺酸盐通过稳定吸附 在金属表面形成疏水性保护膜增强了缓蚀效果。

本发明中木质素磺酸镁及腰果酚磺酸盐属天然来源化合物，无毒性，易生 物降解。另外，木质素磺酸盐可用作肥料制造助剂，对植被生长无不良影响， 且拥有改善土壤肥效的作用。因此，本发明技术属环保设计，能全面满足绿色、 生态保护要求。

本发明的用于除冰融雪的缓蚀剂的投加量为除冰融雪剂或除冰融雪剂主剂 量质量的0.1％～5％。除冰融雪剂专用缓蚀剂缓蚀性能按《道路除冰融雪剂》 (GB/T23851-2009)要求进行测试。试验溶液为50g/LNaCl溶液(空白试液) 以及投加实施例1～13的不同的金属缓蚀剂的50g/LNaCl溶液(缓蚀试液)， 碳钢试片按《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)要求 处理，试验温度为45℃，试验周期72小时，缓蚀剂投加浓度1％。分别记录、 计算年腐蚀率如下表，

年腐蚀率测试表

通过上表可见本发明缓蚀剂年腐蚀率指标符合《道路除冰融雪剂》(GB/T 23851-2009)中≤0.18mm/a的要求。本发明的除冰融雪剂金属缓蚀剂采用木质 素磺酸镁和腰果酚磺酸盐复配物作为除冰融雪剂专用缓蚀剂，具有缓蚀、防护 效果好、无毒、无腐蚀性、环境友好等优越性，并具有原料充足、方案易实施、 成本低廉的优势。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有 关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各 种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应 该归入本发明的专利保护范围。