專利名稱：碳鋼的混酸酸洗緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在混酸酸洗介質(zhì)中碳鋼的復(fù)配緩蝕劑配方，更具體的說是由 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)組成的復(fù)配緩蝕劑及其制 備方法。
背景技術(shù)：
隨著大容量火電機(jī)組的建設(shè)，設(shè)備材質(zhì)的復(fù)雜化，對鍋爐化學(xué)清洗工藝的要求也 越來越高，傳統(tǒng)的無機(jī)酸如鹽酸對鋼鐵腐蝕性強(qiáng)，對貴重設(shè)備、特種金屬材料清洗時(shí)受到限 制，廢液排放污染環(huán)境，而有機(jī)酸如氨基磺酸、檸檬酸，無毒、無味、不污染，屬于安全型清洗 劑。作為清洗劑，氨基磺酸水溶液可去除鐵、鋼、銅、不銹鋼等材料制造的設(shè)備表面的水垢 和腐蝕產(chǎn)物，但氨基磺酸水溶液對鐵的腐蝕產(chǎn)物作用較慢。由于檸檬酸清洗工藝對氧化鐵 垢有很強(qiáng)的溶解能力，對基體金屬的腐蝕性小、危險(xiǎn)性小、使用方便，因此選用氨基磺酸與 檸檬酸混合配比，可滿足高參數(shù)、復(fù)雜材質(zhì)的鍋爐系統(tǒng)清洗除去水垢和鐵垢并且環(huán)保的要 求。氨基磺酸與檸檬酸畢竟是酸，對金屬材料還是要產(chǎn)生一定的腐蝕作用，而添加緩蝕劑， 特別是高效、環(huán)保型緩蝕劑是一種工藝簡單、成本低廉、適應(yīng)性強(qiáng)的腐蝕控制方法。2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉為黃棕色溶膠，總固體含量為 (40士2. 0)%，低毒無味，pH值為7. 0 9. 5，具有良好的潤濕性、抗靜電性及生物降解性，并 對人的皮膚刺激性極小，是一種優(yōu)良的環(huán)境友好性緩蝕劑，但其單獨(dú)作用，緩蝕效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于為了進(jìn)一步提高2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉作為 環(huán)境友好型緩蝕劑的緩蝕效率，而提供的一種由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉 (UHCI)與碘化鉀(KI)組成的碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，在保持緩蝕劑用量不變的情況 下，通過復(fù)配提高緩蝕劑在混酸介質(zhì)中對碳鋼的緩蝕效率。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)組成。所述的混酸為由 3%檸檬酸和5%氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)。上述的本發(fā)明優(yōu)選的一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中 溶劑為去離子水，溶質(zhì)由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI) 組成。且溶質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為0. 4%，其中UHCI與KI按質(zhì)量配比即UHCI =KI為0. 25 0. 39 0. 15 0. 01。上述的碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下
將2-i烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)先后加入去離子 水中，攪拌混勻即可。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所使用的緩蝕劑2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和添加劑 碘化鉀(KI)均為環(huán)保型化合物，在緩蝕劑總濃度不變的情況下，通過調(diào)整UHCI與KI的復(fù) 配比來提高對碳鋼的緩蝕效果。在3%(wt)檸檬酸和5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中 0. 4%UHCI對碳鋼的緩蝕效率達(dá)到87. 81%，0. 4%KI對碳鋼的緩蝕效率達(dá)到60. 22%，在溶質(zhì)質(zhì) 量百分比濃度為0. 4%,即UHCI與KI的質(zhì)量配比即UHCI :ΚΙ為0. 25 0. 39 :0. 15 0. 01 時(shí)，緩蝕效率為91. 28 94. 90%，均優(yōu)于UHCI、KI單獨(dú)使用的效果，顯示兩者之間具有較好 的協(xié)同效應(yīng)。


圖1、碳鋼電極在含不同復(fù)配比緩蝕劑的混酸介質(zhì)中浸泡4h后的極化曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。對2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)單獨(dú)使用，以及由2_ i^一烷 基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑對碳鋼 的緩蝕效果比較實(shí)驗(yàn)，包括下列步驟
(1)0.4% UHCI或0. 4% KI單獨(dú)使用時(shí)對碳鋼的緩蝕效果
采用極化曲線研究在3%(wt)檸檬酸和5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中0. 4% UHCI 或0. 4% KI單獨(dú)使用時(shí)對碳鋼的緩蝕效果；
(2)UHCI與KI復(fù)配對碳鋼的緩蝕效果
采用極化曲線研究在3%(wt)檸檬酸和5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中，當(dāng)溶質(zhì)的 質(zhì)量百分比濃度為0. 4%時(shí)，UHCI與KI復(fù)配對碳鋼的緩蝕效果。極化曲線獲得方法
實(shí)驗(yàn)在三電極體系中進(jìn)行，測試介質(zhì)為含與不含緩蝕劑的3%檸檬酸和5%氨基磺酸組 成的混酸介質(zhì)，工作電極為45號碳鋼電極，取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2,表面經(jīng) 1# 6#金相砂紙逐級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈。輔助電極和參比 電極分別為Pt電極和飽和甘汞電極(SCE)。極化曲線測量使用美國普林斯頓應(yīng)用研究公司 的VersaSTAT3電化學(xué)工作站，極化曲線掃描速率5mV/s，掃描電位-0. 9 -0. IV。實(shí)施例1
一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，溶質(zhì)質(zhì)量百分比濃 度為 0. 4%, UHCI 與 KI 的質(zhì)量配比，即 UHCI =KI % 0. 39:0. 01 ； 上述的一種碳鋼的復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下
將0. 39%的2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 01%的碘化鉀(KI) 先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI、0. 4%KI、 (0. 39%UHCI+0. 01%KI)的3%(wt)檸檬酸和5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中，極化曲線測 試結(jié)果顯示(0. 39%UHCI+0. ΟΡ/οΚΙ)的緩蝕效果優(yōu)于0. 4%UHCI的或0. 4%KI的。
實(shí)施例2
一種碳鋼的酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，溶質(zhì)質(zhì)量百分比濃 度為0. 4%, UHCI與KI的質(zhì)量配比，即UHCI =KI為0. 35:0. 05 ； 上述的一種碳鋼的復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下
將0. 35%的2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 05%的碘化鉀(KI) 先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI、0. 4%KI、 (0. 35%UHCI+0. 05%KI)的3%(wt)檸檬酸和5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中，極化曲線測 試結(jié)果顯示(0. 35%UHCI+0. 05%KI)的緩蝕效果優(yōu)于0. 4%UHCI的或0. 4%KI的。實(shí)施例3
一種碳鋼的酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和碘化鉀(KI)組成，溶質(zhì)質(zhì)量百分比濃 度為0. 4%, UHCI與KI的質(zhì)量配比，即UHCI =KI為0. 25:0. 15 ； 上述的一種碳鋼的復(fù)配緩蝕劑的制備方法如下
將0. 25%的2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)和0. 15%的碘化鉀(KI) 先后加入到去離子水中，攪拌混勻即可。取用環(huán)氧樹脂密封，工作面積為0. 78cm2的碳鋼電極，表面經(jīng)1# 6#金相砂紙逐 級打磨拋光，用無水乙醇除油，經(jīng)去離子水沖洗干凈后分別放入含有0. 4% UHCI、0. 4%KI、 (0. 25%UHCI+0. 15%KI)的3%(wt)檸檬酸和5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中，極化曲線測 試結(jié)果顯示(0. 25%UHCI+0. 15%KI)的緩蝕效果優(yōu)于0. 4% UHCI的或0. 4% KI的。極化曲線分析
圖1為碳鋼電極在含不同復(fù)配比緩蝕劑的3%檸檬酸和5%氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)中 浸泡4h后的極化曲線圖。由極化曲線分析得到的電化學(xué)參數(shù)列于表1中。
權(quán)利要求
1.一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，其特征 在于所述的溶質(zhì)為2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)復(fù)配 而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，其特征在于在溶質(zhì)質(zhì)量百分 比濃度為0. 4%，其中UHCI與KI按質(zhì)量配比即UHCI :KI為0. 25 0. 39 :0. 15 0. 01。
3.如權(quán)利要求1所述的一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，其特征在于在溶質(zhì)質(zhì)量百分 比濃度為0. 4%，其中UHCI與KI按質(zhì)量配比即UHCI =KI優(yōu)選為0. 35 :0. 05。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的任一一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，其特征在于所述 的混酸即由3%(wt)檸檬酸與5%(wt)氨基磺酸組成的混酸介質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的任一一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑的制備方法，其特 征在于將2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)先后加入到去 離子水中，攪拌混勻即得混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的任一一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，其特征在該復(fù)配 緩蝕劑用于減緩混酸介質(zhì)對碳鋼的腐蝕作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑及其制備方法。所述的復(fù)配緩蝕劑，由溶質(zhì)和溶劑組成，其中溶劑為去離子水，溶質(zhì)為2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)復(fù)配而成。其制備方法即將2-十一烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉(UHCI)與碘化鉀(KI)先后加入去離子水中，攪拌混勻即可。本發(fā)明的碳鋼的混酸酸洗復(fù)配緩蝕劑，在溶質(zhì)質(zhì)量百分比濃度為0.4%，即UHCI與KI的質(zhì)量配比即UHCIKI為0.25～0.390.15～0.01時(shí)，緩蝕效率為91.28～94.90%，均優(yōu)于UHCI、KI單獨(dú)使用的效果，顯示兩者之間具有較好的協(xié)同效應(yīng)。
文檔編號C23G1/06GK102121112SQ20111004992
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者廖強(qiáng)強(qiáng), 楊冬, 柴林華, 陳亞瓊 申請人:上海電力學(xué)院