一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法技术

本发明专利技术公开一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法，所述的用于酸洗的缓蚀剂是以丙烯基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和对苯乙烯基磺酸为共聚单体制备的三元共聚物，烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~1:0.5~1.5，三元共聚物的平均分子量为300~1500，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式，式中R为C5‑18烃基，n为6~20。该共聚物在工业设备酸洗过程中能够达到90%以上的缓蚀率,而且能够清除器壁上沾附的油脂污垢，同时起到了酸洗与溶剂洗的双重效果，是一种工业设备清洗过程中节约工时降低费用的高效酸洗缓蚀剂。

【技术实现步骤摘要】
一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法
本专利技术属于水处理药剂领域，具体涉及一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法。
技术介绍
利用盐酸、硫酸、柠檬酸等无机有机酸对金属材料设备、管道表面进行清洁除垢的清洗方法，广泛的应用于金属加工、机械、冶金、电力、化工等行业。由于酸性的腐蚀，在酸洗过程中常常出现“过蚀”现象，即清洗过程不仅清除了表面的锈蚀和污垢，同时也将金属基材一并腐蚀掉一部分。因此，造成了酸洗过程中金属材料的损失及酸洗液的浪费，同时又产生大量的酸洗废液，造成环境污染。为了避免金属基材的“过蚀”现象，在酸洗液中添加缓蚀剂是一种直接有效的方法。硫脲及其衍生物作为金属酸洗缓蚀剂已经在四十年代初普遍实用。硫脲及其衍生物中的N、S具有未共用的孤对电子，与金属表面的空d轨道相互作用形成配位键，吸附于金属表面形成一层吸附膜保护金属表面免受腐蚀。戚红华等人研究了烯丙基硫脲在金属盐酸酸洗中的缓蚀性能，但介于烯丙基水溶性不理想使其在使用过程中较麻烦，而且对于具有油污的金属基材表面缓蚀效果受到很大影响。酸洗液在一些工业设备如反应釜、空调器、炼油厂冷却管道等的表面锈蚀、水垢等可以用酸洗掉，而对其表面的油污的清洗却没有效果，因此必须添加溶剂洗或表面活性剂洗的工序，为了方面缩短工序也有在酸洗液中加入表面活性剂，但有时缓蚀剂、酸与表面活性剂的相容性不是很好而影响其处理效果。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题而提出了一种用于酸洗的缓蚀剂及其合成方法，该缓蚀剂在酸洗过程中不仅对金属表面起到防止氢脆的缓蚀作用，而且能够润湿溶解金属表面的顽固油污起到除油的清洁作用。该共聚物在设备管道等酸洗过程中添加200mg/m3，能够达到90%以上的缓蚀率。具体的技术方案如下：一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的用于酸洗的缓蚀剂是以烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和对苯乙烯磺酸为共聚单体制备的的三元共聚物，烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~1:0.5~1.5，三元共聚物的平均分子量为300~1500。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式其中R为C6-18烃基，n为6~20。优选的，所述的烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~0.5:0.7~1.2。优选的，所述的三元共聚物的平均分子量为480~1500。一种上述用于酸洗的缓蚀剂的合成方法，其具体的制备步骤为：（1）将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸加入到反应器中，加入聚合单体总质量30%~120%的溶剂使其溶解；（2）控制步骤（1）的反应体系升温至50~70℃，往反应体系中滴加用溶剂溶解后的引发剂，引发剂的加入量为聚合单体总质量的0.1~5%，引发剂滴加时间控制在0.5~2小时；（3）滴加完毕后提高温度至60~95℃，反应2~10小时，加去离子水稀释。步骤(1)和步骤（2）所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和乙二醇中的一种或多种。步骤(2)所述的引发剂是偶氮二异丁腈，或者是过氧化苯甲酰和亚硫酸氢钠的混合物，过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠的摩尔比为2:1。优选的，步骤（1）所述的烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~0.5:0.7~1.2；步骤（1）所述的溶剂加入量为聚合单体总质量的30%~100%。优选的，步骤（2）所述的反应体系温度为50~60℃；步骤（2）所述的引发剂的加入量为聚合单体总质量的0.5~3%；步骤（3）所述的温度为85~90℃；步骤（3）所述的反应时间为3~7小时。用于工业设备的酸洗过程中，所述的缓蚀剂的加入量为30~500ppm。本专利技术目标产物三元共聚物具有脂肪醇聚醚的侧链，对基材表面的顽固油垢具有良好的乳化效果，而磺酸侧链对乳化的油垢具有良好的分散溶解性能，因此在酸洗的过程中不但能够保护表面不被腐蚀而且对顽固油污垢还具有乳化分散作用。本专利技术的有益效果是：利用本专利技术在工业设备清洗的过程中可以同时具有对清洗金属基材缓蚀与除油的效果，起到了酸洗与溶剂洗的双重作用，实现了一剂多效；在工业设备酸洗过程中能够达到90%以上的缓蚀率；本专利技术产品无磷、无毒是一种安全环保的水处理剂产品。具体实施方式实施例1本专利技术一种用于酸洗的缓蚀剂是由烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯、对苯乙烯磺酸共聚而成的三元共聚物，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式中R为C12H21—，n为9。该共聚物合成方法如下：(1)将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸按照质量比1:0.5:1的比例加入到反应器中，加入总单体质量100%的甲醇，并搅拌溶解；(2)打开加热至55℃，称取总单体质量0.5%的引发剂偶氮二异丁腈用甲醇溶解，控制1小时滴加完毕；(3)滴加完毕提高温度至85℃，继续反应6小时，得平均分子量为865的三元共聚物，加去离子水稀释至40%固含量。实施例2本专利技术一种用于酸洗的缓蚀剂是由烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯、对苯乙烯磺酸共聚而成的三元共聚物，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式中R为C8H17—，n为6。该共聚物合成方法如下：(1)将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸按照质量比1:0.3:0.7的比例加入到反应器中，加入总单体质量30%的乙醇，并搅拌溶解；(2)打开加热至60℃，称取总单体质量1%的过氧化苯甲酰/亚硫酸氢钠（摩尔比2:1）用乙醇溶解，控制0.5小时滴加完毕；(3)滴加完毕提高温度至90℃，继续反应3小时，得平均分子量为480的三元共聚物，加去离子水稀释至40%固含量。实施例3本专利技术一种用于酸洗的缓蚀剂是由烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯、对苯乙烯磺酸共聚而成的三元共聚物，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式中R为C6H13—，n为10。该共聚物合成方法如下：(1)将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸按照质量比1:0.2:1.2的比例加入到反应器中，加入总单体质量80%的异丙醇，并搅拌溶解；(2)打开加热至60℃，称取总单体质量3%的过氧化苯甲酰/亚硫酸氢钠（摩尔比2:1）用异丙醇溶解，控制1.5小时滴加完毕；(3)滴加完毕提高温度至90℃，继续反应5小时，得平均分子量为1000的三元共聚物，加去离子水稀释至40%固含量。实施例4本专利技术一种用于酸洗的缓蚀剂是由烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯、对苯乙烯磺酸共聚而成的三元共聚物，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式中R为C18H35—，n为20。该共聚物合成方法如下：(1)将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸按照质量比1:0.2:1.2的比例加入到反应器中，加入总单体质量50%的乙二醇，并搅拌溶解；(2)打开加热至50℃，称取总单体质量0.8%偶氮二异丁腈用溶剂溶解用异丙醇溶解，控制2小时滴加完毕；(3)滴加完毕提高温度至90℃，继续反应7小时，得平均分子量为1500的三元共聚物，加去离子水稀释至40%固含量。本专利技术共聚物单体为安全无毒的无磷单体，聚合溶剂为低级脂肪醇、聚合引发体系为无磷体系，整个反应过程及反应产物无毒，也不会给环境造成含磷的“富营养”危害，是一类安全环保的水处理剂产品。应用实例将实施例1~4工艺所得产品根据GB/T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的用于酸洗的缓蚀剂是以丙烯基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和对苯乙烯基磺酸为共聚单体制备的的三元共聚物，烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~1:0.5~1.5，三元共聚物的平均分子量为300~1500。

【技术特征摘要】
1.一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的用于酸洗的缓蚀剂是以烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和对苯乙烯磺酸为共聚单体制备的三元共聚物，烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~1:0.5~1.5，三元共聚物的平均分子量为300~1500。2.根据权利要求1所述的一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯具有结构式其中R为C6-18烃基，n为6~20。3.根据权利要求1所述的一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸的质量比为：1:0.2~0.5:0.7~1.2。4.根据权利要求1所述的一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，所述的三元共聚物的平均分子量为480~1500。5.根据权利要求1所述的一种用于酸洗的缓蚀剂，其特征在于，用于工业设备的酸洗过程中，所述的缓蚀剂的加入量为30~500ppm。6.一种如权利要求1所述的用于酸洗的缓蚀剂的合成方法，其特征在于，其具体的制备步骤为：（1）将烯丙基硫脲、脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与对苯乙烯磺酸加入到反应器中，加入聚合物单体总质量30%~120%的溶剂使其溶解；（2）控制步骤（1）的反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东宇，程终发，刘强，赵开源，张秀华，
申请(专利权)人：山东泰和水处理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37