專利名稱：：一種用于鐵器保護(hù)的緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)鐵器以避免鐵器氧化的緩蝕劑。
背景技術(shù)：
：古代鐵器是我國重要的一類文化遺產(chǎn)，數(shù)量巨大，價值很高，長期以來面臨著腐蝕嚴(yán)重的問題。尤其是室外的大型鐵器，由于其所處環(huán)境難以人為長期有效控制，其保護(hù)工作難度更大。緩蝕和緩蝕劑作為鐵器保護(hù)中重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，是鐵器保護(hù)工作的重要方面，應(yīng)該開展較為系統(tǒng)的研發(fā)工作。目前鐵品保護(hù)中使用的緩蝕劑，多數(shù)為傳統(tǒng)的單一作用型緩蝕劑，其對于鐵器的緩蝕效果很有限。單一的三乙醇胺首先會以鐺離子的形式在金屬表面上發(fā)生物理吸附，進(jìn)而通過化學(xué)吸附方式起到緩蝕作用。但由于三乙醇胺但由于該鐺離子帶有正電荷，因而它必須在帶負(fù)電荷的金屬表面才能很好的被金屬所吸附。然而，鐵的表面帶有正電荷，因而該鐺離子難以吸附在金屬表面。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是基于“十一五”國家科技支撐計劃項目課題“鐵質(zhì)文物綜合保護(hù)技術(shù)研究”(課題編號2006BAK20B03)的專利申請。本發(fā)明的目的在于提供一種用于鐵器保護(hù)的緩蝕劑。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的緩蝕劑，是在pH=4-5的H2SO4水溶液中加入三乙醇胺和碘化鉀，其中三乙醇胺碘化鉀的摩爾比為50-1501；三乙醇胺和碘化鉀的總量與H2SO4水溶液之間的體積比例為15-7。由
背景技術(shù)：
可知，加入KI后，碘離子則可以首先吸附在帶正電的鐵表面，使鐵表面帶有負(fù)電荷，結(jié)果該鐺離子便可進(jìn)一步吸附在鐵表面，從而更加提高三乙醇胺的緩蝕效^ο本發(fā)明通過有機(jī)緩蝕劑之間的協(xié)同作用，以提高低毒緩蝕劑在鐵表面吸附層的致密度、穩(wěn)定性，提高緩蝕效果，從而得到符合文物保護(hù)使用的低毒高效的有機(jī)型緩蝕劑。圖1為低硅高硫白口鐵未用緩蝕劑的顯微形貌；圖2為低硅高硫白口鐵經(jīng)本發(fā)明緩蝕劑緩蝕后的顯微形貌；圖3為低硅高硫白口鐵在本發(fā)明緩蝕劑加入前后的極化曲線；圖4為低硅高硫白口鐵在本發(fā)明緩蝕劑加入前后的交流阻抗圖譜。具體實施例方式由于三乙醇胺具有優(yōu)良的乳化性和較小腐蝕性，在金屬保護(hù)中具有廣泛的應(yīng)用，而Γ對鐵也具有很好的緩蝕作用，Γ能在鐵-溶液界面發(fā)生特性吸附和靜電吸附而引起的覆蓋效應(yīng)。文物中的鐵質(zhì)文物其成份大都為低硅高硫白口鐵，因此本發(fā)明采用低硅高硫白口鐵作為模擬樣片，考察PH=5的H2SO4溶液中三乙醇胺和碘化鉀(KI)對其的緩蝕作用。試驗樣品及試驗方法(1)試驗樣品低硅高硫白口鐵，圓形，規(guī)格Φ44mm，成分分析數(shù)據(jù)C3.76%,Si0.13%,Mn0.18%,S1.18%,P0.23%；(2)靜態(tài)掛片試驗低硅高硫白口鐵經(jīng)除油、逐級打磨、清洗和干燥處理。腐蝕介質(zhì)為PH=5WH2SO4溶液，室溫下浸泡7天。浸泡結(jié)束后用硬橡皮擦除腐蝕產(chǎn)物至白口鐵表面光亮，經(jīng)去離子水、丙酮清洗后至恒重，由試樣的失重計算腐蝕率和緩蝕率。(3)掃描電鏡分析采用日立公司S-3600N掃描電鏡和EDAX公司DX-IOOx射線能量色散譜儀，加速電壓20kv，樣品噴碳后直接觀察。(4)動電位掃描采用CS300電化學(xué)測試系統(tǒng)進(jìn)行極化曲線測量。工作電極低硅高硫白口鐵用環(huán)氧樹脂封裝，暴露面積為Icm2，再用金相砂紙逐級打磨。參比電極選用飽和甘汞電極，輔助電極為鉬電極。數(shù)據(jù)處理采用corrTest電化學(xué)測試系統(tǒng)腐蝕分析軟件，掃描范圍為1.2V，掃描速度為2mv/s。(5)電化學(xué)交流阻抗采用普林斯頓283A電化學(xué)工作站和普林斯頓5210鎖相放大器，在室溫自腐蝕電位下進(jìn)行，數(shù)據(jù)處理采用普林斯頓283A阻抗分析軟件系統(tǒng)，測量頻率范圍為105Hz5mHz，開路電位為0。采用飽和甘汞電極為參比電極，鉬電極為輔助電極。采用環(huán)氧樹脂封裝的低硅高硫白口鐵為工作電極，其暴露面積為1cm2。(6)靜態(tài)掛片試驗將低硅高硫白口鐵片懸掛浸泡在不同濃度的緩蝕劑中進(jìn)行失重實驗。將加入不同緩蝕劑的失重數(shù)據(jù)與沒有加入緩蝕劑的失重數(shù)據(jù)(空白數(shù)據(jù))進(jìn)行計算，可得出緩蝕率。緩蝕率越高，緩蝕效果越好。靜態(tài)掛片試驗結(jié)果詳見表1表1靜態(tài)掛片失重結(jié)果(室溫，7天)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在pH=5的H2SO4溶液中，加入三乙醇胺和KI后，低硅高硫白口鐵的腐蝕速率明顯降低，起到了一定的緩蝕效果。而在三乙醇胺和KI復(fù)配摩爾比例為1251時，緩蝕效果較好。掃描電鏡分析將失重測量后的試樣進(jìn)行掃描電鏡分析，相同倍率(X400)下的顯微分析結(jié)果見圖1、圖2。在400倍下，掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑加入后，低硅高硫白口鐵表面腐蝕痕跡不明顯。與空白樣的腐蝕表面相比，腐蝕產(chǎn)物顯著減少。說明，三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑對低硅高硫白口鐵有一定的緩蝕效果。極化曲線低硅高硫白口鐵在含有不同緩蝕劑的pH=5的H2SO4溶液中溶液中的動電位掃描極化曲線見圖3。由圖3可見，三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑加入后的低硅高硫白口鐵的自腐蝕電位發(fā)生負(fù)移現(xiàn)象，表明三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑主要通過抑制陰極的氧還原反應(yīng)過程，從而減緩金屬腐蝕速度。交流阻抗從圖4可見，空白樣的交流阻抗譜在低頻區(qū)出現(xiàn)低頻收縮現(xiàn)象，表明出現(xiàn)了點蝕現(xiàn)象。而當(dāng)加入三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑后，交流阻抗譜的半徑顯著增大，且在低頻區(qū)沒有出現(xiàn)明顯的收縮現(xiàn)象，到了高頻區(qū)才出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。說明加入三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑后，金屬腐蝕的電化學(xué)反應(yīng)電阻變大，反應(yīng)得到了抑制。結(jié)論1)從靜態(tài)掛片試驗結(jié)果和掃描電鏡觀察結(jié)果來看，在pH=5的H2SO4溶液中，力口入三乙醇胺和KI后，低硅高硫白口鐵的腐蝕速率明顯降低，腐蝕產(chǎn)物顯著減少。表明乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑對PH=5的H2SO4溶液中低硅高硫白口鐵有一定的緩蝕效果。2)極化曲線分析表明三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑的加入通過抑制陰極的氧還原反應(yīng)過程，起到緩蝕作用。3)交流阻抗譜圖分析表明加入三乙醇胺和KI緩蝕劑后低硅高硫白口鐵的自腐蝕電位發(fā)生負(fù)移現(xiàn)象，表明三乙醇胺和KI復(fù)配緩蝕劑主要通過抑制陰極的氧還原反應(yīng)過程，來減緩金屬腐蝕速度。權(quán)利要求一種用于鐵器保護(hù)的緩蝕劑，是在pH＝4-5的H2SO4水溶液中加入三乙醇胺和碘化鉀，其中三乙醇胺∶碘化鉀的摩爾比為50-150∶1；三乙醇胺和碘化鉀的總量與H2SO4水溶液之間的體積比例為1∶5-7。2.如權(quán)利要求1所述的用于鐵器保護(hù)的緩蝕劑，其中，三乙醇胺碘化鉀的摩爾比為1251。3.如權(quán)利要求1所述的用于鐵器保護(hù)的緩蝕劑，其中，三乙醇胺和碘化鉀的總量與H2S04水溶液之間的體積比例為17。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于鐵器保護(hù)的緩蝕劑，是在pH＝4-5的H2SO4水溶液中加入三乙醇胺和碘化鉀，其中三乙醇胺∶碘化鉀的摩爾比為50-150∶1。本發(fā)明通過有機(jī)緩蝕劑之間的協(xié)同作用，以提高低毒緩蝕劑在鐵表面吸附層的致密度、穩(wěn)定性，提高緩蝕效果，從而得到符合文物保護(hù)使用的低毒高效的有機(jī)型緩蝕劑。文檔編號C23F11/04GK101831655SQ20091007980公開日2010年9月15日申請日期2009年3月11日優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日發(fā)明者田興玲,馬清林申請人:中國文化遺產(chǎn)研究院