[发明专利]无磷钝化剂和其用途

说明书

公开了一种无磷钝化剂。所述无磷钝化剂包含水溶性多羧酸聚合物和无磷腐蚀抑制剂。所述水溶性多羧酸聚合物包含聚顺丁烯二酸，且所述无磷腐蚀抑制剂包含水溶性锌盐。还公开了所述无磷钝化剂用于在金属上实施钝化的用途。

技术领域

本申请涉及但不限于无磷钝化剂，且特别涉及但不限于能够形成保护膜的无磷钝化剂以及其用途。

背景技术

一般认为，腐蚀抑制剂可以通过减慢金属腐蚀的阴极与阳极的反应而明显减慢金属的腐蚀速率。然而钝化剂能够形成使金属具有更强耐腐蚀性的介质环境且在金属表面上形成均匀且致密的金属保护膜。这类保护膜能够阻碍介质中的溶解氧和腐蚀性离子到达金属表面且由此达到耐腐蚀目的。

现有再循环冷却水系统的碳钢预膜钝化剂主要是高剂量含磷钝化剂、亚硝酸盐系列钝化剂和钼酸盐系列钝化剂，其中由于含磷钝化剂在总体特性和成本上的优势，含磷钝化剂使用最广泛，在应用期间磷酸盐的用量通常大于50mg/L且有时甚至大于400mg/L。然而，随着环境意识增加且对废水中磷的排放限制愈加严格，含磷钝化剂的应用极大受限。然而，现有无磷钝化剂主要包括钼酸盐方案和亚硝酸盐方案，这两种在系统中添加剂量都很大，其中钼酸盐的用量一般在200mg/L到500mg/L范围内(按钼酸根基团计算)，并且亚硝酸盐的用量一般大于600mg/L(按亚硝酸根基团计算)。钼酸盐的成本极高，然而亚硝酸盐方案对环境造成极大影响且由于其浓度高所以在排放期间需要进行后续水处理。

发明内容

以下是对本申请的详细主题的概述。并且概述不意图限制权利要求书的范围。

在大量实验之后，本申请的诸位发明人发现通过将水溶性多羧酸聚合物与无磷腐蚀抑制剂以特定范围内的比率混合得到的无磷钝化剂可以得到非常好的金属钝化效果，使金属表面形成有色致密保护膜，且由此最大限度地阻碍金属腐蚀。并且通过本申请的实施例提供的无磷钝化剂成本低、成膜快、不含磷，且由此能得到广泛应用。

一方面，本申请的实施例提供包含水溶性多羧酸聚合物和无磷腐蚀抑制剂的无磷钝化剂，水溶性多羧酸聚合物包含聚顺丁烯二酸，无磷腐蚀抑制剂包含水溶性锌盐，且水溶性多羧酸聚合物与无磷钝化剂的重量比率在1:0.05到1:5范围内。

在本申请的以上实施例或其它实施例中，水溶性多羧酸聚合物与无磷腐蚀抑制剂的重量比率可以在1:0.2到1:2.5范围内。诸位发明人发现当水溶性多羧酸聚合物与无磷腐蚀抑制剂的重量比率在1:0.2到1:2.5范围内，如为1:0.5、1:1或1:2时，可以得到较好的钝化效果。

在本申请的以上实施例或其它实施例中，水溶性多羧酸聚合物可以另外包含选自由以下的群组中的任何一个或多个的另一水溶性多羧酸聚合物：

由丙烯酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸或甲基丙烯酸单体形成的均聚物；

由丙烯酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸以及甲基丙烯酸单体中的任何两个或更多个形成的第一共聚物；以及

由丙烯酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸以及甲基丙烯酸单体中的任何一个或多个和丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐以及2-丙烯酰胺-2甲基丙烯磺酸盐单体中的任何一个或多个形成的第二共聚物。

在本申请的以上实施例或其它实施例中，除水溶性锌盐之外，无磷腐蚀抑制剂可以另外包含选自水溶性硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐以及钨酸盐中的任何一个或多个的另一无磷腐蚀抑制剂。举例而言，另一无磷腐蚀抑制剂可以选自硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠、硼酸钠、硼酸钾、钼酸钠、钼酸钾、钼酸镁、钨酸钠、钨酸钾以及钨酸镁中的任何一个或多个。

当选择水溶性多羧酸聚合物时，除聚顺丁烯二酸之外，只要确保水溶性多羧酸聚合物与无磷腐蚀抑制剂的重量比率在以上范围内，对于另一水溶性多羧酸聚合物与无磷腐蚀抑制剂的重量比率并无特定要求。类似地，当选择几类无磷腐蚀抑制剂来组合使用时，除锌盐之外，只要所选择的无磷腐蚀抑制剂与水溶性多羧酸聚合物的重量比率在以上范围内，对于另一无磷腐蚀抑制剂与水溶性多羧酸聚合物的重量比率也无特定要求。