專利名稱：一種金屬酸洗緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防止金屬腐蝕的生物緩蝕劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用毛發(fā)水解液或生產(chǎn)胱氨酸的廢液制備金屬酸洗緩蝕劑及其方法。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕引起的環(huán)境污染破壞了生態(tài)平衡，危及人類健康，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。研究顯示，每年因腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占一個(gè)國家GNP的3％～4％，其中我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失就約合2800億人民幣。因此，研究金屬材料腐蝕與防護(hù)方法具有十分重要的意義。緩蝕劑是在很低的濃度下，能夠抑制金屬材料在腐蝕介質(zhì)中被破壞的物質(zhì)。添加緩蝕劑具有工藝簡便、成本低廉、保護(hù)效果好和適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
目前所使用的金屬緩蝕劑多為無機(jī)緩蝕劑和人工合成的有機(jī)緩蝕劑，它們存在各種各樣的缺陷。有的緩蝕性能差，有的緩蝕劑添加量多，有的毒性大，有的成本高等許多問題。因而，人們迫切希望開發(fā)一種高效、低毒、劑量小、成本低的新型緩蝕劑，從而轉(zhuǎn)向利用天然物質(zhì)制備新型緩蝕劑，如中國專利公開號為CN86104445的“一種防止鋼鐵腐蝕的緩蝕劑”，是以植物提取物為主要組分，其主要不足之處是制備工藝復(fù)雜，使用量高達(dá)2％，生產(chǎn)及使用成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有金屬緩蝕劑的不足之處，提供一種金屬酸洗緩蝕劑及其制備方法。本發(fā)明產(chǎn)品具有用量小、低毒、無公害、廢物利用及成本低；能有效地防止金屬材料在酸洗過程中的腐蝕，并具有良好的酸霧抑制作用；延長金屬材料的使用壽命等特點(diǎn)。本發(fā)明方法具有工藝簡單，操作簡便，生產(chǎn)成本低，便于工業(yè)生產(chǎn)等特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬酸洗緩蝕劑及其制備方法，是利用動(dòng)物毛發(fā)的水解液或濃縮后過濾除去氯化銨沉淀的生產(chǎn)胱氨酸的廢液，加入適量的無機(jī)和有機(jī)緩蝕劑，制得成本低且緩蝕效率高的金屬酸洗緩蝕劑。由于動(dòng)物毛發(fā)中的動(dòng)物蛋白質(zhì)是一種含氮的生物高聚物，將其水解后，得到多種氨基酸。生產(chǎn)胱氨酸的廢液中也含有大量的氨基酸等物質(zhì)。這種既含羰基又含氨基的化合物對金屬有較好的緩蝕作用。此外，氨基酸分子本身具有兩性結(jié)構(gòu)，其平衡式在酸性介質(zhì)中，平衡向右移，氨基酸分子的正電荷端由于靜電作用吸附在金屬表面，而它的非極性極或-COO-就阻止H+接近金屬表面，特別是碳鋼材料的表面，抑制其陰極極化，故緩蝕效率高。又因動(dòng)物毛發(fā)和生產(chǎn)胱氨酸的廢液是污染環(huán)境的廢棄物，本發(fā)明用動(dòng)物毛發(fā)或生產(chǎn)胱氨酸的廢液為主要原料制備緩蝕效率高的生物緩蝕劑，原料充足，成本低廉，廢物利用，有利于環(huán)境保護(hù)。
一種金屬酸洗緩蝕劑的組分及質(zhì)量百分比動(dòng)物毛發(fā)水解液或生產(chǎn)胱氨酸的廢液 60-70％有機(jī)緩蝕劑15-25％無機(jī)緩蝕劑0.5-1％表面活性劑5-10％其中有機(jī)緩蝕劑為季胺鹽、烏洛托品、硫脲及其衍生物、吡啶系化合物等一種或多種，具體種數(shù)根據(jù)緩蝕的金屬材料而定；無機(jī)緩蝕劑為碘化鉀(KI)、磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽等一種或多種，具體種數(shù)根據(jù)緩蝕的金屬材料而定；表面活性劑為聚氧乙烯基壬基丁基醚(OP)、聚乙二醇、平平加等一種或多種，具體種數(shù)根據(jù)緩蝕的金屬材料而定。
一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法，其具體的方法步驟如下(1).制備毛發(fā)水解液將動(dòng)物毛發(fā)放置于水解裝置中，加入酸溶液，毛發(fā)與酸溶液的配比為每100g毛發(fā)加入35％的鹽酸500～600ml或70％的硫酸350～450ml。在100～115℃下回流水解12～16小時(shí)，水解完畢后就制備出毛發(fā)水解液；(2).制備生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液將生產(chǎn)胱氨酸的廢液放置于濃縮裝置中，進(jìn)行加熱蒸發(fā)，濃縮至原體積的50％～70％，停止加熱，并讓其冷卻至室溫，然后對其進(jìn)行過濾，除去結(jié)晶的氯化銨等雜質(zhì)，再對除去雜質(zhì)的濃縮液用鹽酸或硫酸調(diào)至pH為3～5，就制備出生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液；(3).制備金屬酸洗緩蝕劑按第(1)步制備出的毛發(fā)水解液或第(2)步制備出的生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液有機(jī)緩蝕劑無機(jī)緩蝕劑表面活性劑的質(zhì)量百分比為60-70∶15-25∶0.5-1∶5-10的比例混合，并攪拌均勻后，制備出金屬酸洗緩蝕劑。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，其產(chǎn)品的主要原料是動(dòng)物毛發(fā)或生產(chǎn)胱氨酸后的廢液，原料來源充足且為廢物利用，價(jià)廉又有利于環(huán)境保護(hù)。其產(chǎn)品為生物緩蝕劑，低毒、無公害，且用量小(僅為0.5％)，對金屬材料的緩蝕率可高達(dá)99％以上，抑制酸霧率也高達(dá)95％以上，能延長金屬材料的使用壽命。本發(fā)明方法具有工藝簡單，操作簡便，生產(chǎn)成本低，便于工業(yè)生產(chǎn)等特點(diǎn)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用防止金屬材料的腐蝕，特別適用于防止鋼鐵材料的腐蝕。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法的方法步驟如下(1).制備毛發(fā)水解液將動(dòng)物毛發(fā)放置于水解器中，再加入鹽酸溶液，毛發(fā)與鹽酸溶液的配比為每100g毛發(fā)加入35％的鹽酸溶液520ml，在115℃溫度下回流水解12小時(shí)；(2).制備金屬酸洗緩蝕劑將第(1)步制備出的50ml毛發(fā)水解液，配置10ml季胺鹽、10g烏洛托品的有機(jī)緩蝕劑和0.5gKI的無機(jī)緩蝕劑及5mlOP、2.5ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。
實(shí)施例2一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法的方法步驟如下(1).制備毛發(fā)水解液將動(dòng)物毛發(fā)放置于水解器中，再加入硫酸溶液，毛發(fā)與硫酸溶液的配比為每100g毛發(fā)加入70％的硫酸溶液360ml，在100℃溫度下回流水解16小時(shí)；(2).制備金屬酸洗緩蝕劑將第(1)步制備出來的50ml毛發(fā)水解液，配置10ml季胺鹽、10g烏洛托品的有機(jī)緩蝕劑和0.5gKI的無機(jī)緩蝕劑及5mlOP、2.5ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。
實(shí)施例3一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法，其方法步驟如下(1).制備生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液將600ml的生產(chǎn)胱氨酸的廢液放置于濃縮罐中，進(jìn)行加熱蒸發(fā)，濃縮至原體積的60％，停止加熱，并讓其冷卻至室溫，然后對其進(jìn)行過濾，除去結(jié)晶的氯化銨等雜質(zhì)，再對除去雜質(zhì)的濃縮液用鹽酸或硫酸調(diào)至pH為4，就制備出生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液；(2).制備金屬酸洗緩蝕劑將第(1)步制備出來的50ml生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液，配置10ml季胺鹽、10g烏洛托品的有機(jī)緩蝕劑和0.5gKI的無機(jī)緩蝕劑及5mlOP、2.5ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。
本發(fā)明的生物緩蝕劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本實(shí)驗(yàn)的試品為10.10×2.40×0.22cm的金屬鐵片。進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)為三塊金屬鐵片。在200ml 20％的硫酸溶液中，分別加入實(shí)施例1和實(shí)施例2及實(shí)施例3制備出來的金屬酸洗緩蝕劑1ml(即本發(fā)明的生物緩蝕劑的用量為0.5％)，攪拌均勻后，分別將洗凈的金屬鐵片試品，各分別放入酸洗緩蝕劑溶液中，在60℃溫度下掛片4小時(shí)，取出進(jìn)行檢測。測量結(jié)果證實(shí)三組金屬鐵片的緩蝕率均為99％以上，其抑霧率也均為95％以上。
權(quán)利要求
1.一種金屬酸洗的緩蝕劑，其特征在于其組分及其質(zhì)量百分比為動(dòng)物毛發(fā)水解液或生產(chǎn)胱氨酸的廢液60-70％有機(jī)緩蝕劑 15-25％無機(jī)緩蝕劑 0.5-1％表面活性劑 5-10％。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種金屬酸洗的緩蝕劑，其特征在于所述的有機(jī)緩蝕劑為季胺鹽、烏洛托品、硫脲及其衍生物、吡啶系化合物中的一種或多種，具體種數(shù)根據(jù)緩蝕的金屬材料而定；所述的無機(jī)緩蝕劑為碘化鉀、磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽中的一種或多種，具體種數(shù)根據(jù)緩蝕的金屬材料而定；所述的表面活性劑為聚氧乙烯基壬基丁基醚、聚乙二醇、平平加中的一種或多種，具體種數(shù)根據(jù)緩蝕的金屬材料而定。
3.一種金屬酸洗的緩蝕劑的制備方法，其特征在于其方法步驟如下(1).制備毛發(fā)水解液將動(dòng)物毛發(fā)放置于水解裝置中，加入酸溶液，毛發(fā)與酸溶液的配比為每100g毛發(fā)加入35％的鹽酸500～600ml或70％的硫酸350～450ml，在100～115℃下回流水解12～16小時(shí)；(2).制備生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液將生產(chǎn)胱氨酸的廢液放置于濃縮裝置中，進(jìn)行加熱蒸發(fā)，濃縮至原體積的50％～70％，停止加熱，并讓其冷卻至室溫，然后對其進(jìn)行過濾，除去結(jié)晶的氯化銨等雜質(zhì)，再對除去雜質(zhì)的濃縮液用鹽酸或硫酸調(diào)至pH為3～5；(3).制備金屬酸洗緩蝕劑按第(1)步制備出的毛發(fā)水解液或第(2)步制備出的生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液∶有機(jī)緩蝕劑∶無機(jī)緩蝕劑∶表面活性劑的質(zhì)量百分比為60-70∶15-25∶0.5-1∶5-10的比例混合，并攪拌均勻。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種金屬酸洗的緩蝕劑的制備方法，其特征在于一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法的方法步驟如下(1).制備毛發(fā)水解液將動(dòng)物毛發(fā)放置于水解器中，再加入鹽酸溶液，毛發(fā)與鹽酸溶液的配比為每100g毛發(fā)加入35％的鹽酸溶液520ml，在115℃溫度下回流水解12小時(shí)；(2).制備金屬酸洗緩蝕劑將第(1)步制備出的50ml毛發(fā)水解液，配置10ml季胺鹽、10g烏洛托品的有機(jī)緩蝕劑和0.5gKI的無機(jī)緩蝕劑及5mlOP、2.5ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。
5.按照權(quán)利要求2所述的一種金屬酸洗的緩蝕劑的制備方法，其特征在于一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法的方法步驟如下(1).制備毛發(fā)水解液將動(dòng)物毛發(fā)放置于水解器中，再加入硫酸溶液，毛發(fā)與硫酸溶液的配比為每100g毛發(fā)加入70％的硫酸溶液360ml，在100℃溫度下回流水解16小時(shí)；(2).制備金屬酸洗緩蝕劑將第(1)步制備出來的50ml毛發(fā)水解液，配置10ml季胺鹽、10g烏洛托品的有機(jī)緩蝕劑和0.5gKI的無機(jī)緩蝕劑及5mlOP、2.5ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。
6.按照權(quán)利要求2所述的一種金屬酸洗的緩蝕劑的制備方法，其特征在于一種金屬酸洗緩蝕劑的制備方法的方法步驟如下(1).制備生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液將600ml的生產(chǎn)胱氨酸的廢液放置于濃縮罐中，進(jìn)行加熱蒸發(fā)，濃縮至原體積的60％，停止加熱，并讓其冷卻至室溫，然后對其進(jìn)行過濾，除去結(jié)晶的氯化銨等雜質(zhì)，再對除去雜質(zhì)的濃縮液用鹽酸或硫酸調(diào)至pH為4；(2).制備金屬酸洗緩蝕劑將第(1)步制備出來的50ml生產(chǎn)胱氨酸的廢液的母液，配置10ml季胺鹽、10g烏洛托品的有機(jī)緩蝕劑和0.5gKI的無機(jī)緩蝕劑及5mlOP、2.5ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。
全文摘要
一種金屬酸洗緩蝕劑及其制備方法，屬于防止金屬腐蝕的生物緩蝕劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明生物緩蝕劑主要以動(dòng)物毛發(fā)水解液或生產(chǎn)胱氨酸的廢液為原料；本發(fā)明方法是利用動(dòng)物毛發(fā)的水解液或濃縮處理后的生產(chǎn)胱氨酸的廢液，加入適量的無機(jī)和有機(jī)緩蝕劑及表面活性劑制成。本發(fā)明產(chǎn)品對金屬材料的緩蝕效率高達(dá)99％以上，抑制酸霧率高達(dá)95％以上，用量僅為0.5％，低毒、無公害；本發(fā)明方法具有工藝簡單，操作簡便，生產(chǎn)成本低，便于工業(yè)生產(chǎn)等特點(diǎn)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于防止金屬材料的腐蝕，特別適用于防止鋼鐵材料的腐蝕。
文檔編號C23F11/10GK1804125SQ20061005404
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者譚世語, 楊尚軍 申請人:重慶大學(xué)