[发明专利]一种氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂及其应用

说明书

本发明公开了一种氨基酸‑二硫化钼复合缓蚀剂，其中氨基酸和二硫化钼的质量配比为10～1000:1，所述的氨基酸为L‑丝氨酸、L‑精氨酸、胱氨酸和甲硫氨酸中的一种或两种以上。本发明还公开了一种具有缓蚀性能的体系，其为含盐溶液或稀酸溶液，并且分散有3～30mmol/L氨基酸和10～50mg/L二硫化钼。本发明还公开了所述具有缓蚀性能的体系的制备方法。所述氨基酸‑二硫化钼复合缓蚀剂在强酸或海水条件下可有效减缓金属的腐蚀，尤其适用于工业铜材料在酸性或海水条件的缓蚀，而且其中的氨基酸和二硫化钼均为毒性较低的原料，可保证复合缓蚀剂的低毒环保性。

技术领域

本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂，及包含其的具有缓蚀性能的体系及其配置方法和应用。

背景技术

金属材料作为一种重要材料，在材料领域有着非常重要的地位。21世纪以来随着现代金属材料学的不断发展，金属在工业、农业、建筑业、航天航空、电子信息等多领域的应用越来越广泛。而在化学化工行业，金属材料如钢铁、铜等容易受到所处环境介质影响而在金属界面发生化学或电化学反应从而受到损坏，这就是金属腐蚀。例如在化工生产过程中，金属机械设备常与强腐蚀性介质(如酸、碱、盐等)接触，特别是在高温高压及高流速的工艺条件下，腐蚀问题显得更为突出和严重。

据统计，全球每年金属损失总量的10％～20％是腐蚀造成的，就中国每年钢材产量达2.2亿万吨而言，相当于2200万吨钢材由于腐蚀而不见了，这基本相当于一个大型钢铁厂的年产量。金属腐蚀的危害很大，除了会损坏工业设备，缩短其使用寿命，严重的还可能引起火灾、爆炸等灾难性事故的发生。这不仅大大提高工业成本，引起巨大经济损失，还会造成严重资源浪费及环境污染。因此研究金属腐蚀过程、原理及腐蚀防护手段至关重要。金属腐蚀过程总体而言是由金属材料与腐蚀介质共同作用产生腐蚀产物，其至少包括三个基本过程：(a)腐蚀介质通过扩散和对流作用向金属界面迁移；(b)腐蚀介质与金属在相界面发生反应；(c)反应生成的腐蚀产物在金属表面形成覆盖膜或者从相界面迁移到介质中。

近年来由于绿色缓蚀剂的发展，一些碳水化合物及氨基酸类化合物也被逐渐开发利用，作为天然绿色缓蚀剂用于金属保护。氨基酸是含量丰富、可生物降解的天然代谢产物，但由于其结构简单降低了其在金属表面的吸附能力，从而限制了氨基酸作为工业缓蚀剂的潜力。MohammedA等发现天然氨基酸丙氨酸、L-半胱氨酸及其衍生物在酸性介质中对金属铁有较好的缓释作用。邓琼等人通过Click反应将L-苏氨酸和L-苯丙氨酸连接在一起后发现，所得双氨基酸化合物在盐酸中对碳钢的缓释效率较高，且相比于天然氨基酸成分有着明显提高。之后又进行深入研究，将丝氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸分别与酪氨酸连接，结果发现这三个双氨基酸化合物都有上述现象。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种新型的缓蚀效果好且低毒的绿色环保的氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂，所述氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂可有效减缓金属尤其是铜材料在强酸或海水条件下的腐蚀。

所述氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂中氨基酸和二硫化钼的质量配比为10～1000:1优选40～250:1，所述的氨基酸为L-丝氨酸、L-精氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸以及它们的衍生物中的一种或两种以上，优选L-丝氨酸或L-精氨酸。

制备所述氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂时，可将氨基酸和二硫化钼粉末同时分散在溶剂中，在溶剂中进行复合得到氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂。其中二硫化钼可先通过物理方法制得颗粒相对较大的粗制粉末，然后可使用乙醇/水混合溶剂进行分散，除去溶剂可得精制的二硫化钼粉末，其中乙醇可减压蒸除，水可烘干去除。精制的二硫化钼粉末即可较为容易地分散在溶剂中和氨基酸通过超分子作用力进行复合。含有氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂的分散液无需将氨基酸-二硫化钼复合缓蚀剂分离出来，可直接加入酸性、冷却循环水或海水中，实现在工业金属缓蚀中的应用，尤其是在铜材料缓蚀中的应用。