[发明专利]一种新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂及其制备方法，缓蚀剂的成分为烟酰胺咪唑啉季铵盐，其制备方法包括以下步骤：在反应容器中将脂肪酸和有机胺的醇溶液均匀混合，加入催化剂后，高温反应2‑4小时，形成咪唑啉中间体；加入维生素B3与上述咪唑啉中间体发生酰胺化反应，再加入氯化苄进行季铵化反应，得到相应的烟酰胺咪唑啉季铵盐，即冷轧带钢酸洗缓蚀剂。本发明以维生素B3和咪唑啉类化合物合成烟酰胺咪唑啉季铵盐类缓蚀剂，原料来源广泛、成本低、环保无毒，且制备方法简单；该缓蚀剂的使用量低，缓蚀效果好，缓蚀率可达98％以上，用其酸洗后的钢板表面质量提高，无黑斑和发暗等质量缺陷。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂及其制备方法和应用。

背景技术

一般大型钢铁集团冷轧带钢生产线采用盐酸浅槽连续酸洗技术来除去冷轧带钢表面的氧化铁皮，调整卷重，给轧机提供合格的坯料，以保证冷轧机能顺利地生产出合格的带钢产品。在此酸洗技术中使用的酸液浓度一般为15％左右，使用温度为80±5℃。而且在酸洗过程中按常规酸洗工艺进行酸洗时，表面会出现黑斑和发暗等质量缺陷，为了避免酸洗过程中金属或酸的过度消耗以及防止有害腐蚀的发生，在酸中加入缓蚀剂是有效的手段。缓蚀剂是一种在腐蚀介质中加入量非常少又能大大降低金属腐蚀速率的化学物质。但是传统的缓蚀剂普遍存在加入量大，水溶性差、原料不环保、成本高等缺点，因此迫切需要研制一种添加量少，缓蚀效率高的冷轧酸洗缓蚀剂。中国发明专利(申请号201510064954.3，申请日2015.02.08)公开了一种新型松香基咪唑啉类缓蚀剂，缓蚀率能达到90％，松香基咪唑啉具有更好的缓蚀效率，主要用于油、气井生产，管道运输过程中的金属防腐。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂及其制备方法和应用。本发明所述缓蚀剂，在酸洗线酸液槽中的添加量低，水溶性好，缓蚀效率高，成本低，用以防止冷轧带钢及其制品在酸洗过程中不必要的腐蚀。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂，成分是烟酰胺咪唑啉季铵盐，其结构为：

本发明所述的另一种技术方案，一种上述新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：在反应容器中将脂肪酸和有机胺的醇溶液均匀混合，加入催化剂后，在160-180℃下反应2-4小时，形成咪唑啉中间体；

S2：加入维生素B3与上述咪唑啉中间体发生酰胺化反应，其中维生素B3和咪唑啉中间体的摩尔比为1：0.8～1：1.2，再加入氯化苄进行季铵化反应，得到相应的烟酰胺咪唑啉季铵盐，即冷轧带钢酸洗缓蚀剂。

作为上述技术方案的改进，所述脂肪酸为油酸、亚油酸、月桂酸、环烷酸中的一种，有机胺为二乙烯乙二胺、二乙烯三胺和马来酸二胺中的一种。

作为上述技术方案的改进，所述脂肪酸、有机胺的摩尔比为1：1～1：1.5。

本发明所述的另一种技术方案，一种上述新型冷轧带钢酸洗缓蚀剂的应用，所述新型冷轧酸洗缓蚀剂在冷轧带钢中使用，冷轧酸洗线常用盐酸溶液，酸洗温度为70-80℃，酸洗速度为75m/min，所述缓蚀剂的添加量50mg/L～500mg/L。

作为上述技术方案的改进，所述缓蚀剂的添加量为50-100mg/L。

本发明原理在于：咪唑啉以负电性O、S、N等原子为中心的极性基团和C、N为中心的非极性基团，维生素B3分子是具有杂环的化合物，结构中吡啶环上的氮原子在酸液中形成了氮正离子活性基团，当金属与酸性介质接触时，季铵阳离子能被带负电荷的金属表面吸附，可以在金属表面形成单分子吸附膜，改变氢离子的氧化还原电位，氢离子就难于靠近金属表面，也可以络合溶液中的某些氧化剂，降低其电位来达到缓蚀的目的。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：