[发明专利]一种环境友好型有机金属缓蚀剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种环境友好型有机金属缓蚀剂及其制备方法和应用，属于缓蚀剂技术领域。本发明的环境友好型有机金属缓蚀剂由葡萄糖酸钠、有机羧酸类添加剂、唑类化合物、钼酸钠、氨基酸类盐、吡嗪或哌嗪类化合物溶解于净化水中并加入氢氧化钠调节pH值至11‑12制得，通过有机羧酸盐、有机杂环化合物在金属表面吸附并与钼酸盐的钝化协同来改变金属表面的电化学性质，起到缓蚀作用。添加了该复合缓蚀剂的能量交换介质对系统内存在的各种金属材料具有优异的缓蚀性能，与无机型缓蚀剂相比，消耗慢、介质稳定、对环境友好。制备方法所用原料廉价、工艺简单，测试各项技术指标均符合参数要求，产品配方科学、合理，品质稳定可靠、缓蚀性能强、应用范围广。

技术领域

本发明涉及一种金属缓蚀剂及其制备方法和应用，更具体涉及一种环境友好型有机金属缓蚀剂及其制备方法和应用，属于缓蚀剂技术领域。

背景技术

金属锈蚀问题遍及国民经济各行业，金属材料及机械设备表面生锈会使金属制品和机械设备的性能和商品价值受到损失。涉及到消耗资源、次生灾害、污染环境和危害人类健康等诸多问题。据统计，腐蚀损失约占国民生产总值的4-5％，因腐蚀报废的钢铁数量约为当年产量的25％-30％，全世界每年因腐蚀造成的经济损失大约7000亿美元，腐蚀代价大于所有自然灾害损失的总和。随着工业、农业与科学技术的发展，人们对保护自然资源与能源、净化地球环境逐渐有了深刻的认识，所以很多有识之士认为，防腐蚀已不是单纯的技术问题，而是关系到节约资源和能源、节省材料、减少事故、保护环境、保障正常生产和人身安全、发展新技术等一系列较大的社会和经济问题。由此可见，研究防腐蚀对策，开发和应用现代防腐蚀新技术，的确是一件十分重要的任务。

缓蚀剂是一类防腐蚀化学品，在众多防腐蚀方法中有着举足轻重的地位，它少量加入环境介质中就能显著地降低金属的腐蚀速度，与其他防腐蚀方法相比，缓蚀剂具有使用方便、经济有效的特点，广泛地应用于工业生产和社会生活中。缓蚀剂技术须向着对环境友好、低毒、安全、高效、多组分和通用型等方向开发，以便在保护金属资源、减少生产事故和产品损失、控制环境污染等方面大有作为。

传统缓蚀剂技术广泛应用于石油化工、机械制造、机动车、轮船、钢铁、电力工业等工业生产和交通运输中，随着工业经济发展和技术进步，缓蚀剂的应用领域已从传统部门扩展到新能源、电子器件、电动汽车、航天工业等高技术领域；缓蚀剂的发展经历了从钢铁、铜等传统金属材料到铝、镁等新型轻合金材料以及多金属复合构件或系统的防护，从单一组分到复合配方，从抑制均匀腐蚀到抑制点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等变化，缓蚀剂技术不断完善成为一类成熟的应用技术。

目前，市面上的复合缓蚀剂主要是基于发动机冷却系统设计的配方，以无机盐配方为主，有机羧酸盐类缓蚀剂国内缺乏成熟的配方，主要依赖进口，价格高难推广，无论是无机型缓蚀剂还是有机型缓蚀剂都没有专用于水性能量交换介质的配方产品。无机盐缓蚀剂大多由亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐及其稳定剂等复配而成，有的甚至含有铬酸盐，主要是通过使金属表面钝化，生成钝化膜，来达到保护金属材料的目的，该类缓蚀剂使用过程中存在如下问题：(1)毒性大，危及人类和生物健康和安全，亚硝酸盐、硝酸盐除本身有毒外还易转化为致癌的亚硝酸铵，如有铬酸盐的话，产品的毒性更大；(2)对环境不友好，磷酸盐影响水体或土壤，容易造成水体富氧化，使藻类等水生生物大量地生长繁殖，使有机物产生的速度远远超过消耗速度，水体中有机物积蓄，破坏水生生态平衡的过程；(3)硫酸盐和硼酸盐进入水系并最终渗入土壤中，易造成土质酸化；(4)硅酸盐不稳定，即使加入稳定剂，在使用过程中也容易形成凝胶并沉积，堵塞系统管路，介质难流通，并降低了缓蚀效果；(5)消耗速度块，使用时添加量大或需要补充添加。

针对现有技术的金属缓蚀剂产品缓蚀周期相对较短、附着力低、污染环境、危害人类健康的缺陷，为了提缓蚀剂的防锈功能、耐久性和粘着性，一种金属缓蚀剂及其制备方法亟待开发出来。

本发明所涉及的缓蚀剂为有机复合通用型缓蚀剂，有效解决了以上无机型缓蚀剂的缺点，其添加到相关水性介质中使介质在能量交换系统中循环时具备优异的金属缓蚀性能。