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一种盐酸介质中的锌缓蚀剂及其制备方法与应用

摘要

本发明提供了一种盐酸介质中锌缓蚀剂及其制备方法与应用,该缓蚀剂通过溶质酞菁及酞菁金属化合物、壳聚糖类化合物、多羟基化合物、氮化合物、硫化合物、季铵盐类化合物、醛类化合物和炔类化合物以及溶剂DMF、冰醋酸、丙酮、多羟基醇和/或醋酸丁酯制备而成。该缓蚀剂在盐酸对蒸发冷换热管表层的水垢进行彻底清除的同时对管体表面锌具有很好的保护作用,其缓蚀率达到98%以上,对于高活性的锌具有很好的保护防腐蚀作用。该缓蚀剂简单、安全,非常有利于工业化应用。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-07-10

    授权

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  • 2019-01-04

    实质审查的生效 IPC(主分类):C23G1/06 申请日:20180905

    实质审查的生效

  • 2018-12-11

    公开

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说明书

技术领域

本发明涉及腐蚀与防护技术领域。具体涉及一种盐酸介质中的锌缓蚀剂及其制备方法与应用。

技术背景

锌是一种重要的有色金属,具有无毒、价廉、易加工等优点。在大气、淡水及其他中性介质环境中,锌表面易形成致密的氧化膜,具有较好的稳定性。因此,锌被广泛的应用于钢铁等金属的保护性覆膜材质中。

传统的蒸发冷管换热设备在使用过程中为了防止其受到环境中各种因素的腐蚀,常常采用不锈钢钢管,但是不锈钢钢管造价高、不利用工业化的大规模应用。为了降低蒸发冷换热设备的造价,目前常用碳钢管替代传统的不锈钢管,然后在碳钢管表面覆盖一层致密的锌膜以对碳钢管进行较好的保护、防止其受到腐蚀,其整体造价远远低于采用不锈钢管的价格。该蒸发冷换热管在煤化工、食品加工等领域中具有广泛的应用。

蒸发冷换热管在使用过程中,由于该设备常年不间断的运行,随着长时间的运行,在蒸发冷管系列管的表面逐渐形成一层水垢,随着时间的延长,水垢层的厚度越来越厚。根据化工部能源的资料记载可知:管表面每结垢0.5mm厚度的水垢,设备的换热制冷效率将会降低30%左右,造成大量电力等能源的浪费,同时也会造成设备的负荷增大,缩短设备的使用寿命。而且,局部形成的污垢和生物垢易产生氧差腐蚀,甚至导致管壁穿孔,从而造成被迫停机等严重事故。因此,蒸发冷换热设备每运行一至两年的时间,需要对该设备进行除垢等保养措施,以使得该设备保持较高的工作效率,既能够降低能源的消耗也可以延长设备的使用寿命。因此,每间隔一段时间,必须对管体表面形成的水垢层进行清除。

目前,常用的除垢方法即为对蒸发冷换热管表面的污垢进行清洗,采用化学清洗方法清洗的比较彻底,且清洗后的杂质等物质易于排出。在化学清洗中,盐酸因其价格低廉、使用方便,与污垢反应彻底,除垢后形成溶液易于排出;且清洗后金属的表面状态好、渗氢量少,金属的氢脆敏感性小。但是单独采用盐酸对蒸发冷管热罐表面的污垢进行清洗时,在清洗过程中,盐酸很容易与管表面的锌膜保护层进行反应而破坏管表面的锌保护层。因此,在使用盐酸进行除垢的过程中,需要在盐酸中加入缓蚀剂以避免其对锌保护层的破坏。

缓蚀剂是采用酸、碱等溶液进行清洗时常用的功能性试剂。在清洗过程中,加入的缓蚀剂通过物理吸附或者化学吸附吸附在管体等表面对其进行保护。盐酸虽然在除垢时具有非常好的效果,但是在采用盐酸对覆有锌膜的换热管进行清洗时,锌作为活泼金属,无论锌单质还是锌的氧化膜均很容易与强酸(盐酸)发生反应,而且锌的电势电位较低,因此,在清洗过程中若是缓蚀剂加入不当则会进一步加快锌膜的腐蚀作用。所以,开发一种在盐酸介质中保护锌不被腐蚀的缓蚀剂迫在眉睫。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供了一种盐酸介质中的锌缓蚀剂及其制备方法,该缓蚀剂在盐酸能够高效除去水垢的同时,保护换热管表面的锌保护层不受到任何的腐蚀,即在采用盐酸对蒸发冷换热管进行除垢的同时不会对管体表面的锌保护层造成热河的损害。该缓蚀剂能够高效的除去换热管表面的污垢,且不会对管体表面的锌保护膜造成任何的腐蚀。该缓蚀剂绿色、环保、安全、对人体无害,能够有效的防止盐酸在除垢过程中对管体表面造成的腐蚀。

本发明还提供了一种盐酸介质中锌缓蚀剂在盐酸除垢防止锌被腐蚀中的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂包括溶质和溶剂;所述溶质占缓蚀剂总的质量百分比为11.8%~30.2%,所述溶剂占缓蚀剂总的质量百分比为88.2%~69.8%;所述的溶质包括酞菁及酞菁金属化合物、壳聚糖类化合物、多羟基化合物、氮化合物、硫化合物、季铵盐类化合物、醛类化合物和炔类化合物。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述缓蚀剂溶质中各成分的质量百分比如下:酞菁及酞菁金属化合物2.0~5.0%、壳聚糖类化合物3.0~7.0%、多羟基化合物2.0~3.0%、氮化合物0.5~3.0%、硫化合物0.8~3.2%、季铵盐类化合物1.5~3.0%、醛类化合物1.0~3.0%、炔类化合物1.0~3.0%。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的酞菁及酞菁金属化合物为酞菁、酞菁钴、酞菁铜和酞菁锌中的任一种。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的壳聚糖类化合物为壳聚糖或壳聚糖偶联化合物。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的多羟基化合物为糊精、羟丙基交联淀粉、可溶性r-淀粉和羧甲基纤维素钠中的任一种。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的氮化合物为N-甲基吡咯烷酮或邻氨基苯甲酸。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的硫化合物为硫脲或巯基化合物。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的季铵盐类化合物为十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基二甲基苄基溴化胺。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的醛类化合物为苯甲醛、肉桂醛和乙二醛中的任一种。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的炔类化合物为丙炔醇或2-丁炔-二醇。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的溶剂为DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、冰醋酸、丙酮、乙醇和多羟基醇或醋酸丁酯中的任几种。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述的溶剂为丙酮、冰醋酸、DMF、乙醇和多羟基醇或醋酸丁酯,其用量比为丙酮:冰醋酸:DMF:乙醇:多羟基醇或醋酸丁酯为1:1.25:1.5:(0.25~0.66):(0~0.34)。

其中,所述的多羟基醇包括有乙二醇和丙三醇等,所述的多羟基醇不包括乙醇。

所述的盐酸介质中锌缓蚀剂,所述该缓蚀剂的制备方法包括如下步骤:

首先按照要求的原料及其用量比准备所需原料,将准备的原料混合搅拌均匀;

然后将混合搅拌均匀的混合物在60~80℃条件下进行加热至完全溶解,待用。

上述盐酸介质中锌缓蚀剂在除垢过程中保护锌膜层中的应用。

本发明通过酞菁及酞菁金属化合物与多羟基有机化合物、氮化合物的配合,能够高效的防止盐酸溶液中锌的腐蚀,使得锌层表面的水垢能够被盐酸溶液彻底清洗且不会对锌层造成任何的影响。

与现有技术相比,本发明具有以下积极有益效果

(1)蒸发冷换热管表层结成的水垢,采用盐酸能够高效、清洁去除,但是盐酸对于管体表层的锌保护层具有很强的腐蚀性,因此需要合适优良的缓蚀剂能够在盐酸高效除去水垢的同时对管体表层的锌保护层进行较好的保护。本发明通过酞菁及酞菁金属化合物与多羟基有机化合物及氮化合物进行较好的复配、具有很好的协同作用,在其他助剂的存在下得到的缓蚀剂能够高效的保护盐酸介质中的锌保护层,使得在盐酸对水垢进行高效去除的同时不会对高活性的锌产生任何的影响;该缓蚀剂在浓度为6~10%的盐酸中,对于锌的缓蚀率能够达到98%以上,腐蚀率小于6g/㎡·hr;

(2)本发明采用的盐酸低价易得;而且盐酸与水垢能够进行快速的化学反应而将水垢溶解在溶液中,即盐酸能够高效彻底的去蒸发冷换热管表层的水垢,时间短、效率高、清洗彻底,得到的清洗液易于排出,所得清洗液经过一定的处理后能够进行回收再利用,进一步的节约了生产成本,减少能源消耗;该缓蚀剂制备简单、安全,所得缓蚀剂绿色环保、安全价廉,非常有利于工业化应用。

(3)本发明所述盐酸介质中缓蚀剂的制备,能够满足国内市场对盐酸清洗中对锌设备保护的要求,在盐酸清洗过程中能够实现对锌层的高效保护,不会对锌层造成任何不良影响。

(4)本发明的开发成功,必将为蒸发冷设备的安全、长周期运行提供可靠的技术保障,为企业带来巨大经济和社会效益的同时,对有效提升相关企业的腐蚀防护和节能环保技术水平起到促进作用。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明,但是并不用于限制本发明的保护范围。

实施例1

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁、3.0g壳聚糖、0.5g甲基吡咯烷酮、0.8g硫脲、1.5g十六烷基溴化铵、1.0g肉桂醛、2.0g羟丙基交联淀粉、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇13.2g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片(实际实验的面积为28cm2),均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温分别称量其重量,并进行记载、如表1所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表1所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表1所示。

表1实施例1制备盐酸介质锌缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。在添加2.0~2.5%的复合缓蚀剂的条件下,缓蚀率基本维持不变。因此,缓蚀剂的添加量为2.0~2.5%时较经济、合理。试验结果表明该缓蚀剂对锌金属的缓蚀性能较高,是比较安全的一种盐酸清洗缓蚀剂。

实施例2

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁钴、3.0g壳聚糖、0.5g甲基吡咯烷酮、1.0g硫脲、1.8g十六烷基溴化铵、1.2g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇6g、醋酸丁酯6.5g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表2所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表2所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表2所示。

表2实施例2制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。在复合缓蚀剂的添加量为2.0%的条件下,缓蚀率基本维持不变。缓蚀剂的加入量继续增加,其变化不明显。因此,缓蚀剂的添加量为2.0%时较经济、合理。且酞菁钴和羧甲基纤维素钠进行复配时,对锌的缓蚀率更高。

实施例3

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁锌、3.0g壳聚糖、1.0g甲基吡咯烷酮、0.8g硫脲、1.5g十六烷基溴化铵、1.5g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.5g丁炔二醇、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇5g、丙三醇6.7g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表3所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表3所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表3所示。

表3实施例3制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。在复合缓蚀剂添加量为1.5%的条件下,缓蚀率基本维持不变。缓蚀剂的加入量继续增加,其变化不明显。因此,缓蚀剂的添加量为1.5%时较经济、合理。

实施例4

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁锌、3.0g壳聚糖、1.0g邻氨基苯甲醛、0.8g硫脲、1.5g十六烷基溴化铵、1.0g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇6g、醋酸丁酯6.7g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表4所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表4所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表4所示。

表4实施例4制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。在复合缓蚀剂添加量为2.0-2.5%的条件下,缓蚀率基本维持不变。缓蚀剂的加入量继续增加,其变化不明显。因此,缓蚀剂的添加量为2.0-2.5%时较经济、合理。

且在邻氨基苯甲醛的存在下,通过复配得到的缓蚀剂可以明显提高缓蚀率,对缓蚀率的提高有很好的促进作用。

实施例5

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁、3.5g壳聚糖、1.2g邻氨基苯甲醛、0.8g硫脲、1.5g十六烷基溴化铵、1.5g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇6g、乙二醇5.5g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后再用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表5所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表5所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表5所示。

表5实施例5制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。另外,在部分组分添加量有所增加的条件下,缓蚀剂的缓蚀率有所降低,可能与酞菁替换酞菁锌有关;缓蚀剂添加量为2.0%时腐蚀率较低,且随着缓蚀剂加入量的增加,腐蚀率并没有明显的变化。

实施例6

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁钴、3.5g壳聚糖、1.4g邻氨基苯甲醛、0.8g硫脲、1.5g十六烷基溴化铵、1.5g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇6g、醋酸丁酯5.3g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后再用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表6所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表6所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表6所示。

表6实施例6制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。另外,在采用酞菁钴替换酞菁后、及部分组分增加的条件下,该缓蚀剂对锌的腐蚀率明显降低,缓蚀率得到较大程度的提高。

实施例7

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁锌、3.5g壳聚糖、1.6g邻氨基苯甲醛、0.8g硫脲、1.8g十六烷基溴化铵、1.8g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇6g、丙三醇4.5g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后再用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表7所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表7所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表7所示。

表7实施例7制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。且腐蚀率较低。

实施例8

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:2.0g酞菁锌、3.5g壳聚糖、1.8g邻氨基苯甲醛、0.8g硫脲、1.8g十六烷基溴化铵、1.8g肉桂醛、2.0g羧甲基纤维素钠、1.0g丁炔二醇、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇5g、醋酸丁酯5.3g),充分搅拌,加热至50~80℃,使溶剂中的溶质完全溶解,待用。

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并进行编号1、2、3、4、5、6;然后在6份相同的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g,各自搅拌混合均匀;

取规格为50mm×25mm×2mm的锌试片6片,均采用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑,然后用蒸馏水冲洗、蒸馏水冲洗后再用无水乙醇和丙酮进行脱脂处理;处理完成后,将6片处理之后的锌试片进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量其重量,并进行记录、如表8所示;

将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于(均为完全浸入)上述已经分别加入缓蚀剂的6份质量百分比为6%的盐酸中,在室温下放置反应3小时,反应3小时后取出;将反应后的6片锌试片分别用蒸馏水进行冲洗、冲洗后用无水乙醇和丙酮进行处理,处理完成后分别进行干燥至恒重,冷却至室温、分别称量6片锌试片的重量,记录结果,如表8所示;

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量,从而计算腐蚀速率,结果如表8所示。

表8实施例8制备盐酸介质中缓蚀剂的相应检测结果

从表上腐蚀速率看出,所有的实验结果表明,盐酸介质中采用该缓蚀剂、其对于锌的腐蚀率远远低于国家行业标准,《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007)规定的腐蚀率小于6g/㎡.hr的化学清洗标准。且腐蚀率较低。该实施例制备得到的缓蚀剂对于锌的腐蚀率较低,具有较好的保护作用。

对比实施例1

一种盐酸介质中的锌缓蚀剂,该缓蚀剂由以下重量份的原料制备而成:5.5g的酞菁、8.5g的羟丙基交联淀粉、7.5g的甲基吡咯烷酮、混合溶剂(DMF 30g、冰醋酸25g、丙酮20g、乙醇1g、醋酸丁酯2.5g),充分搅拌,加热至50~80℃,使上述原料在溶剂中完全溶解,放置待用;

采用失重法测试制备的该缓蚀剂对锌的缓蚀率及腐蚀率,步骤如下:

配制6份相同的质量百分比为6%的盐酸各100ml,并分别进行编号1、2、3、4、5、6;然后在上述六分质量百分比为6%的盐酸中由1号至6号分别加入上述制备得到的缓蚀剂0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g。

取规格为50mm×25mm×2mm锌试片6片(实际实验的面积为28cm2),均用金相试样预磨机配以600#、800#的水砂纸打磨至表面光滑后,用蒸馏水冲洗;蒸馏水冲洗后再用无水乙醇和丙酮脱脂处理;处理完成后,干燥该锌试片至恒重,室温下称量并记载其重量,结果如表9所示。

然后将分别处理且称重后的6片锌试片分别悬于上述已经分别加入缓蚀剂的质量百分比为6%的盐酸中(均为完全浸入),在室温下放置反应3h;反应3h后取出6片锌试片,均采用蒸馏水冲洗、然后再用无水乙醇与丙铜进行处理,处理完成后,将锌试片干燥至恒重,室温下称量并记载6片锌试片的质量,结果如表9所示。

取反应前后的试片质量差的平均值作为不同实验条件下锌试片的失重量Δm,然后根据公式v=Δm/S·t从而计算腐蚀速率,(公式中,v表示腐蚀率,S表示锌试片的面积,t表示反应时间),结果如表9所示。

表9实施例9制备盐酸介质锌缓蚀剂的相应检测结果

由对比实施例1可以看出,对比实施例1制备的缓蚀剂在盐酸介质中使用时,对于锌的保护作用较差,导致锌层收到较为严重的腐蚀。

通过上述本发明制备的缓蚀剂及检测结果可知:本发明制备的能够用于盐酸中的缓蚀剂对于锌层的腐蚀率降低至6g/㎡.hr以下,对于锌层具有很好的保护作用,能够促进盐酸高效除水垢且不会对锌层造成任何的影响。对于蒸发冷换热管具有很好的保护作用,能够明显延长蒸发冷换热管的使用寿命。

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