專利名稱：一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑，更具體的說是由 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)組成的復配緩蝕劑及其制 備方法。
背景技術：
隨著大容量火電機組的建設，設備材質(zhì)的復雜化，對鍋爐化學清洗工藝的要求也 越來越高，傳統(tǒng)的無機酸如鹽酸對鋼鐵腐蝕性強，對貴重設備、特種金屬材料清洗時受到限 制，廢液排放污染環(huán)境，而有機酸如檸檬酸，無毒、無味、不污染，屬于安全型清洗劑。由于檸 檬酸對氧化鐵垢有很強的溶解能力，清洗效率高、對鋼鐵腐蝕性較小，非常適合用于清洗鐵 垢含量高的熱力設備。檸檬酸畢竟是酸，對金屬材料還是要產(chǎn)生一定的腐蝕作用，而添加緩 蝕劑，特別是高效、環(huán)保型緩蝕劑是一種工藝簡單、成本低廉、適應性強的腐蝕控制方法。目前碳鋼的酸洗緩蝕劑以有機化合物為主，如帶苯環(huán)的芳香烴類緩蝕劑，但它們 的主要缺點是毒性較大，難降解。而本發(fā)明而本發(fā)明正是為了解決上述問題，提出了一種復 配緩蝕劑，其成分之一 2_十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉低毒無味，pH值為7. 0 9. 5，具有良好的潤濕性、抗靜電性及生物降解性，并對人的皮膚刺激性極小，是一種優(yōu)良的 環(huán)境友好性緩蝕劑；成分之二 碘化鉀，無毒。因此本復配緩蝕劑是一種環(huán)保型緩蝕劑。本發(fā)明在保持緩蝕劑用量不變的情況下，通過復配提高緩蝕劑在檸檬酸介質(zhì)中對 碳鋼的緩蝕效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與 碘化鉀(KI)組成的碳鋼的酸洗復配緩蝕劑，在保持緩蝕劑用量不變的情況下，通過復配提 高緩蝕劑在檸檬酸介質(zhì)中對碳鋼的緩蝕效率。本發(fā)明采用的技術方案—種碳鋼的酸洗復配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)組成，在總濃度為0.4%， UHCI與KI按質(zhì)量配比為(0. 25% -0. 39% ) (0.01% -0. 15% )組成的復配緩蝕劑。上述的一種碳鋼的復配緩蝕劑的制備方法如下將2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)先后加入去 離子水中，攪拌混勻即得上述的一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所使用的緩蝕劑2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和添加 劑碘化鉀(KI)均為環(huán)保型化合物，在緩蝕劑總濃度不變的情況下，通過調(diào)整UHCI與KI的 復配比來提高對碳鋼的緩蝕效果。0. 4% UHCI對碳鋼的緩蝕效率達到87. 22%，在總濃度 為0. 4%，UHCI與KI的質(zhì)量濃度比介于(0. 25%-0. 39% ) (0. 01 %-0. 15% )時，緩蝕效率均優(yōu)于0. 4% UHCI單獨使用的效果，顯示兩者之間具有協(xié)同效應。
圖1、碳鋼電極在含不同復配比緩蝕劑的4%檸檬酸溶液中浸泡4h后的極化曲線。 圖中曲線1為空白；曲線2為0.4% UHCI ；曲線3為0. 35%UHCI+0. 05% KI ；曲線4為0.3% UHCI+0. 1% KI ；曲線 5 為 0. 25% UHCI+0. 15% KI ；
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步詳細描述，但并不限制本發(fā)明。對2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)單獨使用，以及由2_ i^一烷 基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成的酸洗復配緩蝕劑對碳鋼的緩 蝕效果比較，包括下列步驟(1)0.4% UHCI單獨使用時對碳鋼的緩蝕效果采用極化曲線研究在4%檸檬酸溶液中0. 4% UHCI單獨使用時對碳鋼的緩蝕效 果；(2) UHCI與KI復配對碳鋼的緩蝕效果采用極化曲線研究在4%檸檬酸溶液中當總濃度為0. 4%時，UHCI與KI復配對碳 鋼的緩蝕效果.極化曲線獲得方法實驗在三電極體系中進行，測試介質(zhì)為含與不含緩蝕劑的4%檸檬酸溶液，工作電 極為45號碳鋼電極，取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐級 打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈。輔助電極和參比電極分別為Pt電極和 飽和甘汞電極(SCE)。極化曲線測量使用美國普林斯頓應用研究公司的VerSaSTAT3電化學 工作站，極化曲線掃描速率5mV/s，掃描電位-0. 9 -0. IV。實施例1一種碳鋼的酸洗復配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，總濃度為0.4%， UHCI 與 KI 的質(zhì)量配比，S卩 UHCI KI 為 0.35 0.05。上述的一種碳鋼的復配緩蝕劑的制備方法如下將0. 35 %的2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 05%的碘化 鉀(KI)先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI, (0. 35% UHCI+0. 05% KI)的4%檸檬酸溶液中，極化曲線測試結(jié)果顯示(0. 35% UHCI+0. 05% KI)的 緩蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI的。實施例2—種碳鋼的酸洗復配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，總濃度為0.4%， UHCI與KI的質(zhì)量配比，S卩UHCI KI為0.3 0.1。
上述的一種碳鋼的復配緩蝕劑的制備方法如下將0. 3 %的2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 1 %的碘化鉀 (KI)先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0.4% UHCI, (0.3% UHCI+0. 1% KI)的4%檸檬酸溶液中，極化曲線測試結(jié)果顯示(0. 3% UHCI+0. 1% KI)的緩 蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI的。實施例3一種碳鋼的酸洗復配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，總濃度為0.4%， UHCI 與 KI 的質(zhì)量配比，S卩 UHCI KI 為 0.25 0.15。上述的一種碳鋼的復配緩蝕劑的制備方法如下將0.25%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 15%的碘化 鉀(KI)先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI, (0. 25% UHCI+0. 15% KI)的4%檸檬酸溶液中，極化曲線測試結(jié)果顯示(0. 25%UHCI+0. 15% ΚΙ)的 緩蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI的。極化曲線分析圖1為碳鋼電極在含不同復配比緩蝕劑的4%檸檬酸溶液中浸泡4h后的極化曲線 圖。由極化曲線分析得到的電化學參數(shù)列于表1中。表1經(jīng)M352 QuickCalcu軟件擬合圖1的極化曲線參數(shù) 由表1可知，單獨加入UHCI以及加入復配緩蝕劑后，碳鋼電極的腐蝕電位E。m正 移；加入緩蝕劑的碳鋼電極腐蝕電流密度I。OT都明顯減小。在總濃度為0. 4%時，UHCI與 KI的復配比分別為0. 35 0. 05,0. 3 0. 1及0. 25 0. 15時的緩蝕效率分別為92. 2%, 94. 2%和92. 7%，均大于0. 4% UHCI的緩蝕效率(87. 2% )，說明此時UHCI與KI之間產(chǎn)生 了較好的協(xié)同緩蝕效應。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術方案所做的任 何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，其特征在于所述的溶質(zhì)為2 十一烷基 N 羧甲基 N 羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)復配而成。
2.一種如權利要求1所述的一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕 劑，其特征在于在總濃度為0. 4 %，將UHCI與KI按質(zhì)量配比為UHCI KI為 (0. 25% -0. 39% ) (0. 01%-0. 15% )復配而成。
3.如權利要求1或2所述的一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑， 其特征在于在總濃度為0. 4 %，將UHCI與KI按質(zhì)量配比優(yōu)選為UHCI KI為 (0. 25% -0. 35% ) (0. 05%-0. 15% )復配而成。
4.如權利要求1或2所述的一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑，其特征在于 在總濃度為0.4%，將UHCI與KI按質(zhì)量配比優(yōu)選為UHCI KI為0.3%: 0.1%復配而成。
5.如權利要求1或2所述的一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑的制備方法， 其特征在于將UHCI與KI按先后加入到去離子水中，攪拌混勻即得在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳 鋼的復配緩蝕劑。
6.如權利要求1或2所述的一種在檸檬酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復配緩蝕劑，其特征在該 復配緩蝕劑用于減緩檸檬酸溶液對碳鋼的腐蝕作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在檸檬酸溶液中碳鋼的復配緩蝕劑及其制備方法，由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)復配而成，其中UHCI的濃度在0.25％-0.39％，KI的濃度在0.01％-0.15％。單一UHCI在濃度為0.4％時效果最佳，而在總濃度保持0.4％的情況下，在上述范圍內(nèi)復配后的緩蝕效果優(yōu)于0.4％UHCI，顯示兩者之間具有較好的協(xié)同緩蝕效應。在4％檸檬酸溶液中加入本發(fā)明的0.3％UHCI和0.1％KI后，碳鋼的腐蝕電流大大降低，緩蝕效率為94.24％，本發(fā)明的復配緩蝕劑成本低，綠色，環(huán)保，對環(huán)境危害小，對碳鋼具有明顯的緩蝕效果。
文檔編號C23G1/08GK101906634SQ20101023429
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者岳忠文, 廖強強, 柴林華, 陳亞瓊 申請人:上海電力學院