[发明专利]一种在柠檬酸酸洗介质中碳钢的复配缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在柠檬酸酸洗介质中碳钢的复配缓蚀剂，更具体的说是由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)组成的复配缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

随着大容量火电机组的建设，设备材质的复杂化，对锅炉化学清洗工艺的要求也越来越高，传统的无机酸如盐酸对钢铁腐蚀性强，对贵重设备、特种金属材料清洗时受到限制，废液排放污染环境，而有机酸如柠檬酸，无毒、无味、不污染，属于安全型清洗剂。由于柠檬酸对氧化铁垢有很强的溶解能力，清洗效率高、对钢铁腐蚀性较小，非常适合用于清洗铁垢含量高的热力设备。柠檬酸毕竟是酸，对金属材料还是要产生一定的腐蚀作用，而添加缓蚀剂，特别是高效、环保型缓蚀剂是一种工艺简单、成本低廉、适应性强的腐蚀控制方法。

目前碳钢的酸洗缓蚀剂以有机化合物为主，如带苯环的芳香烃类缓蚀剂，但它们的主要缺点是毒性较大，难降解。而本发明而本发明正是为了解决上述问题，提出了一种复配缓蚀剂，其成分之一：2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉低毒无味，pH值为7.0～9.5，具有良好的润湿性、抗静电性及生物降解性，并对人的皮肤刺激性极小，是一种优良的环境友好性缓蚀剂；成分之二：碘化钾，无毒。因此本复配缓蚀剂是一种环保型缓蚀剂。

本发明在保持缓蚀剂用量不变的情况下，通过复配提高缓蚀剂在柠檬酸介质中对碳钢的缓蚀效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)组成的碳钢的酸洗复配缓蚀剂，在保持缓蚀剂用量不变的情况下，通过复配提高缓蚀剂在柠檬酸介质中对碳钢的缓蚀效率。

本发明采用的技术方案

一种碳钢的酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其中溶剂为去离子水，溶质由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)组成，在总浓度为0.4％，UHCI与KI按质量配比为(0.25％-0.39％)∶(0.01％-0.15％)组成的复配缓蚀剂。

上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下：

将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)先后加入去离子水中，搅拌混匀即得上述的一种在柠檬酸酸洗介质中碳钢的复配缓蚀剂。

本发明的有益效果

本发明所使用的缓蚀剂2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和添加剂碘化钾(KI)均为环保型化合物，在缓蚀剂总浓度不变的情况下，通过调整UHCI与KI的复配比来提高对碳钢的缓蚀效果。0.4％UHCI对碳钢的缓蚀效率达到87.22％，在总浓度为0.4％，UHCI与KI的质量浓度比介于(0.25％-0.39％)∶(0.01％-0.15％)时，缓蚀效率均优于0.4％UHCI单独使用的效果，显示两者之间具有协同效应。

附图说明

图1、碳钢电极在含不同复配比缓蚀剂的4％柠檬酸溶液中浸泡4h后的极化曲线。图中曲线1为空白；曲线2为0.4％UHCI；曲线3为0.35％UHCI+0.05％KI；曲线4为0.3％UHCI+0.1％KI；曲线5为0.25％UHCI+0.15％KI；

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

对2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)单独使用，以及由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和碘化钾(KI)组成的酸洗复配缓蚀剂对碳钢的缓蚀效果比较，包括下列步骤：

(1)0.4％UHCI单独使用时对碳钢的缓蚀效果

采用极化曲线研究在4％柠檬酸溶液中0.4％UHCI单独使用时对碳钢的缓蚀效果；

(2)UHCI与KI复配对碳钢的缓蚀效果

采用极化曲线研究在4％柠檬酸溶液中当总浓度为0.4％时，UHCI与KI复配对碳钢的缓蚀效果.

极化曲线获得方法

实验在三电极体系中进行，测试介质为含与不含缓蚀剂的4％柠檬酸溶液，工作电极为45号碳钢电极，取用环氧树脂密封，工作面积为0.78cm²，表面经1^#～6^#金相砂纸逐级打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净。辅助电极和参比电极分别为Pt电极和饱和甘汞电极(SCE)。极化曲线测量使用美国普林斯顿应用研究公司的VersaSTAT3电化学工作站，极化曲线扫描速率5mV/s，扫描电位-0.9～-0.1V。