[发明专利]一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理药剂领域，具体涉及一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法。

背景技术

利用盐酸、硫酸、柠檬酸等无机有机酸对金属材料设备、管道表面进行清洁除垢的 清洗方法，广泛的应用于金属加工、机械、冶金、电力、化工等行业。由于酸性的腐蚀，在酸洗 过程中常常出现“过蚀”现象，即清洗过程不仅清除了表面的锈蚀和污垢，同时也将金属基 材一并腐蚀掉一部分。因此，造成了酸洗过程中金属材料的损失及酸洗液的浪费，同时又产 生大量的酸洗废液，造成环境污染。

为了避免金属基材的“过蚀”现象，在酸洗液中添加缓蚀剂是一种直接有效的方 法。硫脲及其衍生物作为金属酸洗缓蚀剂已经在四十年代初普遍实用。硫脲及其衍生物中 的N、S具有未共用的孤对电子，与金属表面的空d轨道相互作用形成配位键，吸附于金属表 面形成一层吸附膜保护金属表面免受腐蚀。

戚红华等人研究了烯丙基硫脲在金属盐酸酸洗中的缓蚀性能，但介于烯丙基水溶 性不理想使其在使用过程中较麻烦，而且对于具有油污的金属基材表面缓蚀效果受到很大 影响。

酸洗液在一些工业设备如反应釜、空调器、炼油厂冷却管道等的表面锈蚀、水垢等 可以用酸洗掉，而对其表面的油污的清洗却没有效果，因此必须添加溶剂洗或表面活性剂 洗的工序，为了方面缩短工序也有在酸洗液中加入表面活性剂，但有时缓蚀剂、酸与表面活 性剂的相容性不是很好而影响其处理效果。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提出了一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法，该缓蚀 剂在酸洗过程中不仅对金属表面起到防止氢脆的缓蚀作用，而且能够润湿溶解金属表面的 顽固油污起到除油的清洁作用。该共聚物在设备管道等酸洗过程中添加200mg/m³，能够达 到90%以上的缓蚀率。

具体的技术方案如下：

一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的用于酸洗的缓蚀剂是以烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和对苯乙烯磺酸为共聚单体制备的的三元共聚物，烯丙基硫脲、 脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~1:0.5~1.5，三元共聚物的平均分子量为300~1500。

所述的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式

其中R为C6-18烃基，n为6~20。

优选的，所述的烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量 比为：1:0.2~0.5:0.7~1.2。

优选的，所述的三元共聚物的平均分子量为480~1500。

一种上述用于酸洗的缓蚀剂的合成方法，其具体的制 备步骤为：

（1）将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸加入到反应器中，加入聚合单体总质量30%~120%的溶剂使其溶解；

（2）控制步骤（1）的反应体系升温至50~70℃，往反应体系中滴加用溶剂溶解后的引发 剂，引发剂的加入量为聚合单体总质量的0.1~5%，引发剂滴加时间控制在0.5~2小时；

（3）滴加完毕后提高温度至60~95℃，反应2~10小时，加去离子水稀释。

步骤(1)和步骤（2）所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和乙二醇中的一种或多种。

步骤(2)所述的引发剂是偶氮二异丁腈，或者是过氧化苯甲酰和亚硫酸氢钠的混 合物，过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠的摩尔比为2:1。

优选的，步骤（1）所述的烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸 的质量比为：1:0.2~0.5:0.7~1.2；步骤（1）所述的溶剂加入量为聚合单体总质量的30%~ 100%。

优选的，步骤（2）所述的反应体系温度为50~60℃；步骤（2）所述的引发剂的加入量 为聚合单体总质量的0.5~3%；步骤（3）所述的温度为85~90℃；步骤（3）所述的反应时间为3~ 7小时。

用于工业设备的酸洗过程中，所述的缓蚀剂的加入量为30~500ppm。

本发明目标产物三元共聚物具有脂肪醇聚醚的侧链，对基材表面的顽固油垢具有 良好的乳化效果，而磺酸侧链对乳化的油垢具有良好的分散溶解性能，因此在酸洗的过程 中不但能够保护表面不被腐蚀而且对顽固油污垢还具有乳化分散作用。

本发明的有益效果是：利用本发明在工业设备清洗的过程中可以同时具有对清洗 金属基材缓蚀与除油的效果，起到了酸洗与溶剂洗的双重作用，实现了一剂多效；在工业设 备酸洗过程中能够达到90%以上的缓蚀率；本发明产品无磷、无毒是一种安全环保的水处理 剂产品。