[发明专利]一种含Schiff碱的复合酸洗缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明属于碳钢酸洗技术领域，公开了一种含Schiff碱的复合酸洗缓蚀剂及其制备方法，在三口烧瓶中先加入60mL三氯甲烷溶液，然后再加入5.35g吡啶‑2‑甲醛和7.45g蛋氨酸，磁力搅拌，加热回流1h至固体全部溶解，然后滴加5滴冰乙酸作为催化剂并调节反应液pH值，继续加热回流反应24h后，室温下搅拌反应2h，接着将反应液放入冰箱中冷却结晶，减压抽滤除去溶剂得到棕黄色固体，经甲醇重结晶，真空干燥后即制得蛋氨酸Schiff碱衍生物，称取蛋氨酸Schiff碱衍生物与羧甲基纤维素钠按一定质量比复配，制得一种复合酸洗缓蚀剂。本发明提供的复合缓蚀剂在0.5M盐酸洗液中对碳钢金属具有优良的缓蚀性能，缓蚀效率可达94％以上，缓蚀剂用量少，克服了单一蛋氨酸缓蚀剂在使用过程中存在的不足。

技术领域

本发明属于碳钢酸洗技术领域，尤其涉及一种复合缓蚀剂及其制备方法，具体地说是一种蛋氨酸Schiff碱衍生物2-(N-吡啶甲基亚胺)-4-甲硫基丁酸(MD)与羧甲基纤维素钠(MD)复配缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

酸洗作为化学清洗的重要方法之一，由于其快速、高效等特点，被广泛应用于碳钢设备(包括锅炉、动力系统、换热器等)及其部件的水垢清除和除锈工艺。盐酸作为最常用的酸洗用酸，其与金属表面的水垢或锈层进行化学反应的同时，也会溶解碳钢基体，对设备及其部件造成不同程度的腐蚀，不仅影响工业生产效率，也存在安全隐患。缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中可以减缓或者防止腐蚀的化学物质或者复合物。添加缓蚀剂是酸洗工艺中最为主要的防腐措施，因其具有成本低廉、工艺简便、适用性强、保护效果好等优点，在金属酸洗领域得到了广泛的应用。氨基酸类物质因同时具有亲水氨基、羧基及憎水取代基等基团，加之其对环境无毒无害、水溶解性好、缓蚀效果好、成本低廉等优势而被广泛作为金属缓蚀剂使用。蛋氨酸(Met)是一种含硫氨基酸，其所含的S、N原子在酸性溶液中对金属材料具有潜在的缓蚀性能，且其具有氨基酸缓蚀剂的优点，是一种很有发展潜力的绿色缓蚀剂，但蛋氨酸作为缓蚀剂时，由于其分子结构比较简单，在金属表面的吸附性不足，加之缺少疏水结构，存在着缓蚀效率不高，或者用量过大的不足，从而限制了其在腐蚀控制领域的实际应用。通过在蛋氨酸分子上引入含N、O、S原子的极性基团或疏水基团可有效提高其缓蚀性能，目前常用的合成方法是通过在胺基或羧基上的酰胺化反应接入各种基团，但该类方法存在着反应条件苛刻，步骤复杂或试剂昂贵、毒性大等不足，限制了其应用发展。此外，随着腐蚀控制要求的提高及缓蚀剂技术的进步，若将几种缓蚀剂复配使用，利用它们之间的协同作用，可以用较少的缓蚀剂获得较高的缓蚀效率。但目前蛋氨酸复配缓蚀体系的研究还主要集中在蛋氨酸与其它氨基酸、蛋氨酸与有机小分子或无机化合物之间，蛋氨酸与有机高分子之间的协同缓蚀性能研究还少有研究报道。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)单一的蛋氨酸作为碳钢酸洗缓蚀剂，因其分子结构简单，在金属表面吸附性不足等缺点，导致其缓蚀效率不高，无法满足实际应用的需求。

(2)蛋氨酸作为碳钢酸洗缓蚀剂时，为获得较高的缓蚀效率，往往需要较大的投加量，导致成本增加，资源浪费及环境污染，限制了蛋氨酸作为缓蚀剂的发展应用。

(3)目前通过酰胺化反应接入各种基团的蛋氨酸衍生物合成方法，存在着反应条件苛刻，步骤复杂或试剂昂贵、毒性大等不足，限制了其应用发展。

(4)蛋氨酸复合缓蚀体系主要集中在蛋氨酸与其它氨基酸、蛋氨酸与有机小分子或无机化合物之间的协同缓蚀，这些复合缓蚀体系普遍存在着缓蚀效率不高，或复配化合物毒性大、价格昂贵等问题，无法满足实际应用需求。

解决上述技术问题的难度和意义：