盐酸酸洗缓蚀抑雾剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，每百份缓蚀抑雾剂包括聚天冬氨酸5～25份、氨基酸5～25份、烷基糖苷类表面活性剂1～5份、其余为水；所述聚天冬氨酸和氨基酸的质量合计不少于20份；所述聚天冬氨酸由L‑天冬氨酸在催化剂磷酸作用下于160±5℃热缩聚合1～3h，再经氨水水解得到；所述氨水水解过程控制pH10.5～11.0；所述氨基酸选用赖氨酸、精氨酸、组氨酸中的至少一种。本发明的缓蚀抑雾剂，通过对聚天冬氨酸进行定性制备，再选择与其适复的烷基糖苷类表面活性剂，并结合氨基酸，使三种原料间产生相互协同，既能获得稳定、优异的缓蚀、抑雾效果，又能避免各原料自身存在的弊端，克服了常规环保产品往往性能较差的劣势，具有显著的实用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及酸洗抑雾剂技术领域，尤其涉及一种盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，以及该缓蚀抑雾剂的制备方法。

背景技术

利用酸溶液去除金属表面的氧化皮、锈蚀物，是清洁金属表面的一种方法，称为酸洗。使用强酸清洗金属表面是表面预处理、管道和锅炉系统除垢的重要手段，广泛应用于金属材料、机械、冶金、化工等行业。在强酸清洗中，盐酸是应用最广的酸洗剂，具有酸洗容量大、速度快、不产生氢脆等优点，但盐酸对金属的腐蚀性强，常出现“过蚀”现象，且盐酸易挥发，致使酸洗现场酸雾弥漫，造成严重的环境污染和对人体的伤害。

为解决酸洗过程出现的酸雾和腐蚀问题，人们通常在酸液中加入缓蚀抑雾剂，作为与酸液协同效果、降低污染的助剂。但现有抑雾剂的组分大多不够环保，如常用的酸洗抑雾剂原料包括胺类、咪唑啉类、聚醚类表面活性剂及硫脲等，这些物质有些存在毒性、有些难以降解，大量使用会给环境、废水增加污染及处理压力。应环保需求，人们提出以聚天冬氨酸和表面活性剂十二烷基酚聚氧乙烯醚配制缓蚀抑雾剂。聚天冬氨酸为可生物降解的、具有缓蚀作用的聚合高分子物质，但市场采购的聚天冬氨酸，往往存在缓蚀效果并不十分理想的情况，而且聚天冬氨酸的抑雾效果较低，用于发挥抑雾作用的十二烷基聚氧乙烯醚又不具备生物降解性，因此现有缓蚀抑雾剂在缓蚀性、抑雾性以及环保性三方面很难达到均优。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种在缓蚀和抑雾效果方面都十分显著且保持稳定的盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，该缓蚀抑雾剂使用全部可生物降解的环保型原料组分，在保证使用性能的同时具备真正的环境友好性。

为实现上述目的，本发明提供了一种盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，每百份缓蚀抑雾剂包括以下质量份组分：

聚天冬氨酸5～25份、氨基酸5～25份、烷基糖苷类表面活性剂1～5份、其余为水；所述聚天冬氨酸和氨基酸的质量合计不少于20份；

所述聚天冬氨酸由L-天冬氨酸在催化剂磷酸作用下于160±5℃热缩聚合1～3h，再经氨水水解得到，所述氨水水解过程控制pH10.5～11.0；

所述氨基酸选用赖氨酸、精氨酸、组氨酸中的至少一种。

本发明的盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，并非以市场通用分子量在5000～8000的聚天冬氨酸作为原料，而是选择由特定制备条件获得的聚天冬氨酸，与烷基糖苷类表面活性剂复配，同时选用特定氨基酸分子来调和这两组分在缓蚀抑雾效果方面的协同机制，实现稳定且优异的缓蚀和抑雾使用效果。通过控制聚天冬氨酸的聚合温度与聚合时间，并进一步限定氨水作为水解物，以及控制水解过程的pH环境，来定向获得聚天冬氨酸的稳定复配性能，在此基础上结合赖氨酸、精氨酸、组氨酸这三种特定氨基酸的一种或多种，不仅能显著提高缓蚀作用，还可协同促进烷基糖苷类表面活性剂的泡沫抑雾作用。另外，本发明选用的全部组分均为可生物降解原料，真正达到使用性和环保性的兼顾，具有显著的市场应用价值。

作为对上述技术方案的限定，所述聚天冬氨酸的平均分子量为1000～3000。

作为对上述技术方案的限定，所述烷基糖苷类表面活性剂选用APG0810或/和APG0814。

作为对上述技术方案的限定，所述缓蚀抑雾剂的使用量为0.1～0.5％。

进一步限定组分聚天冬氨酸的平均分子量，氨基酸与烷基糖苷类表面活性剂的优选原料，使复配得到的缓蚀抑雾剂更稳定、使用性能更优。同时保证该缓蚀抑雾剂在较少用量前提下即可满足使用要求。

同时，本发明还提供了如上所述盐酸酸洗缓蚀抑雾剂的制备方法，包括以下步骤：

a-1、将L-天冬氨酸加入到聚合反应釜，然后加入催化剂磷酸，充分搅拌均匀，并在持续搅拌状态下升温聚合，控制聚合温度为160±5℃、聚合时间为1～3h；

a-2、聚合反应结束待反应物料降至室温后，向反应物料加入氨水进行水解反应，控制水解过程pH在10.5～11.0，待全部溶解后，保持温度50～60℃继续搅拌1～2h，反应结束，得到产物聚天冬氨酸；

b、取步骤a-2制得的平均分子量为1000～3000的聚天冬氨酸，先与烷基糖苷类表面活性剂混合，再加入氨基酸，充分搅拌均匀，得到呈淡黄色至红棕色的透明溶液，即为盐酸酸洗缓蚀抑雾剂。

本发明的缓蚀抑雾剂，先制备聚天冬氨酸原料，在特定聚合温度、聚合时间和水解条件下，得到具有特定分子结构和性能、以适用于后续复配的聚天冬氨酸；然后将聚天冬氨酸先后与烷基糖苷类表面活性剂、氨基酸混合，使复配组分间产生更优的协同作用，保证缓蚀抑雾剂稳定的使用效果。

作为对上述技术方案的限定，步骤a-1所述催化剂磷酸加入量占L-天冬氨酸质量的1～2.5％。

作为对上述技术方案的限定，步骤a-2所述氨水的质量分数为20％，氨水的加入量为L-天冬氨酸质量的65～75％，控制氨水在1～2h内匀速加入。

进一步限定聚天冬氨酸聚合反应使用的催化剂用量，水解反应氨水用量及流加速度，稳定控制聚天冬氨酸的平均分子量及分子结构和性能。

综上所述，本发明的盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，使用全部为可生物降解的原料组分，确保缓蚀抑雾剂的环保性，同时在功能上通过对聚天冬氨酸进行定性制备，再选择与其适复的烷基糖苷类表面活性剂，并结合特种氨基酸，使三种原料间产生相互协同，既能获得稳定、优异的缓蚀、抑雾效果，又能避免各原料自身存在的弊端，克服了常规环保产品往往性能不足的劣势，具有显著的实用价值。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例涉及一种缓蚀抑雾剂，其原料组成包括：

聚天冬氨酸5～25kg，淡黄色至红棕色粘稠液体，pH7.0～9.0、平均分子量1000～3000；

氨基酸5～25kg，从赖氨酸、精氨酸、组氨酸中选择；

烷基糖苷类表面活性剂1～5kg，从APG0810、APG0814中选择；

水45～79kg，配成100kg的缓蚀抑雾剂。

具体制备步骤如下：

a-1、将75kg的L-天冬氨酸加入到聚合反应釜中，然后加入0.75～1.9kg催化剂磷酸，充分搅拌均匀，并在20～30转/分持续搅拌状态下升温聚合，控制聚合温度为160±5℃、聚合时间为1～3h；

a-2、聚合反应结束待反应物料降至室温后，将反应物料转入到已经加水100kg的水解釜中，再加入49～56kg质量分数为20％的氨水进行水解反应，控制氨水在1～2h内匀速加完，控制水解过程pH在10.5～11.0，待全部溶解后，保持温度50～60℃继续搅拌1～2h，反应结束，得到产物聚天冬氨酸；

b、取步骤a-2制得的聚天冬氨酸，先加入全量水，再加入全量烷基糖苷类表面活性剂搅拌溶解，最后将全量氨基酸加入充分搅拌均匀，得到呈淡黄色至红棕色的透明溶液，即为盐酸酸洗缓蚀抑雾剂。

下表表1列出各具体实施例的原料组成配比、制备条件等因素。

将上述实施例获得的缓蚀抑雾剂，进行效果验证，采用失重法测金属腐蚀速度，采用大气采样中和滴定法测抑雾效果，在20％的盐酸酸洗实验中对低碳钢的缓蚀、抑雾效果对比见表2。

由上表可见，本发明的盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，具有无毒、无害、环保易降解、用量少、缓蚀与抑雾效果显著的优势。

实施例2

本实施例涉及不同制备条件获得的聚天冬氨酸对缓蚀抑雾剂使用效果的影响。聚天冬氨酸的制备均采用由L-天冬氨酸聚合、碱液水解的方法，具体制备条件及使用效果见下表表3。

对比例1

本对比例用于测试由市场采购的聚天冬氨酸样品与表面活性剂、氨基酸配成缓蚀抑雾剂的使用效果，结果见下表表4。

对比例2

本对比例用于测试本发明所使用的各原料组分单独使用在缓蚀抑雾方面的效果，以及本发明制备的聚天冬氨酸与烷基糖苷类表面活性剂、其它氨基酸复配在缓蚀抑雾方面的效果，结果见下表表5。

对比实施例1、2与对比例1、2可见，本发明的盐酸酸洗缓蚀抑雾剂，其原料组分间相辅相成，从而保证了稳定、优异的缓蚀、抑雾效果，同时还确保了产品的环保性。