一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属气相防锈技术领域，公开了一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂及其制备方法，多元复合气相缓蚀剂由苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、碳酸环己胺及蒸馏水为溶剂组成，多元复合气相缓蚀剂中各组分质量

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属气相防锈
，具体涉及一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]大气腐蚀环境通常可分为三类：海洋性、工业性和农村地区大气腐蚀环境。空气的温度、湿度，空气中氧的含量是决定大气腐蚀的大气基本因素，空气中存在的一些杂质如氯化物和硫化物也会对大气腐蚀产生影响。尤其在海洋性大气腐蚀环境中，存在着大量的氯化物盐，如氯化钠和氯化镁等，具有很强的腐蚀性。常见的氯化盐会增加液膜中的电解质加快腐蚀，盐中的Cl
‑
是最常见且重要的大气腐蚀物质，Cl
‑
可以与金属阳极的亚铁离子反应生成可溶物，直接参加电化学腐蚀反应，进而加快金属的腐蚀速率。因此，如何预防海洋环境中严重的大气腐蚀是海洋防锈领域的研究重点。
[0003]气相缓蚀剂，又称挥发性缓蚀剂VCIs(Volatile Corrosion Inhibitors)，是在常温下(饱和蒸汽压较高)能自动挥发，以小分子或者粒子形态的方式缓慢吸附在金属的外表面，从而阻隔外界有害气体如O2,CO2,SO2,H2S和水气等腐蚀介质与金属表面的接触，从而达到防锈的目的的一类化合物。相较于传统防腐涂层，VCIs以粒子的形式挥发并吸附至金属表面的各个部位，形成均匀有效的保护膜，不受基体形状及缺陷的影响，可实现真正的全方位保护。
[0004]气相缓蚀作为金属保护的新策略，所使用的VCIs中通常包含极性基团或非极性基团。其中，极性基团中的N、O等原子与金属原子空d轨道结合，形成防护膜，抑制基体金属的活性溶解，同时改变双电层的结构，使金属表面的能量状态趋于稳定，增加腐蚀反应的活化能，减缓腐蚀速度；非极性基团在金属表面定向排布形成一层疏水性保护层，阻碍与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移。目前气相缓蚀剂多为单组份使用，缓蚀性能具有一定的局限性，缓释效果较差；且目前常用的气相缓蚀剂为亚硝酸盐类气相缓蚀剂，具有毒性，会造成环境污染。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂及其制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂，由苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、碳酸环己胺及蒸馏水为溶剂组成，多元复合气相缓蚀剂中各组分质量
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体积浓度为：8g/L
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10g/L苯甲酸钠，8g/L
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5g/L葡萄糖酸钠，4g/L
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5g/L碳酸环己胺。
[0007]本专利技术的另一技术方案是：一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)根据所需缓蚀剂的体积及各组分的质量
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体积浓度：8g/L
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10g/L苯甲酸钠，8g/L
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5g/L葡萄糖酸钠，4g/L
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5g/L碳酸环己胺，分别称取苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、碳酸环己胺；
[0009]2)将步骤1)称取的苯甲酸钠、葡萄糖酸钠和碳酸环己胺分别用1/3体积的蒸馏水溶解，搅拌均匀，分别得到苯甲酸钠溶液、葡萄糖酸钠溶液和碳酸环己胺溶液；
[0010]3)将步骤2)得到的苯甲酸钠溶液、葡萄糖酸钠溶液和碳酸环己胺溶液分别静置，然后将这三种溶液混合并搅拌均匀，即得到多元复合气相缓蚀剂。
[0011]进一步地；步骤2)中所述搅拌时间为5min。
[0012]进一步地；步骤3)中所述静置时间为4
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6min。
[0013]缓蚀剂中各个组分的作用：
[0014]苯甲酸钠：当腐蚀介质中加入苯甲酸钠后,苯甲酸根与试样/介质界面吸附的腐蚀性Cl
‑
产生竞争,减弱了腐蚀性Cl
‑
在界面的吸附。苯甲酸钠本身并不具有氧化性，腐蚀介质中有溶解氧，其才有缓蚀作用。苯甲酸钠为一种强碱弱酸盐，水解后产生氢氧根离子，氢氧根离子可以与金属表面作用形成钝化氧化物，可以有效阻止碳钢的腐蚀。苯甲酸根离子与碳钢作用，在其表面形成高价铁的稳定配合物，形成缓蚀膜，从而达到缓蚀作用。苯甲酸钠可以和金属离子结合，在金属表面形成一层络合物吸附膜，起到缓蚀作用，Fe是
Ⅷ
族过渡金属元素，受到其价电子的影响，呈现出非常容易接受电子的特点，对苯甲酸盐这种带有孤对电子的基团很容易产生吸引，铁离子很容易与(C6H5COO)
‑
结合，生成络合物，络合反应可表示如下：
[0015]2(C6H5COO)
‑
+Fe
2+
→
Fe(C6H5COO)2[0016]3(C6H5COO)
‑
+Fe
3+
→
Fe(C6H5COO)3[0017]葡萄糖酸钠：葡萄糖酸钠是一种阴极沉淀膜型缓蚀剂，最大的优点是能与水中的Ca
2+
、Fe
3+
等形成配合物吸附在金属表面上形成保护膜，从而达到抑制金属腐蚀的效果；尤其在中性介质和碱性介质中，葡萄糖酸钠对钢(铁)体现出其它缓蚀剂所不及的缓蚀效果，与Mo、Si、P、W盐等配方具有明显的协调缓蚀效果，因此用于金属的复合缓蚀剂的缓蚀效果有了明显的提高。
[0018]碳酸环己胺：碳酸环己胺不稳定，易分解成胺和酸，然后各自挥发。胺在水中溶解时，一部分离解产生季铵离子及阳离子，当金属表面电位较零电荷为负时，与铵离子作静电吸引，铵离子在阴极区吸附，阻扰H
+
的放电，因而抑制了阴极反应；当金属表面电位较零电位为正时，胺在水解时，生成的OH
‑
先在金属表面吸附，然后季铵离子以其N上的孤电子对在铁表面上作化学吸附，这种吸附在阳极区发生，防止了金属溶解。碳酸环己胺作为以抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂，挥发性好，诱导期短，缓蚀效率高，可以单独作为气相缓蚀剂使用，但是由于消耗量较大，需要定期补充药品或和挥发性较低的气相缓蚀剂进行复配，以增长有效使用时间。
[0019]本专利技术的多元复合气相缓蚀剂，使用苯甲酸钠、葡萄糖酸钠以及碳酸环己胺进行复配，绿色环保、高效、对环境无污染，且具有优异的协同作用，解决了现有气相缓蚀剂缓释效果差、毒性大的问题，且制备方法简单，使用方便，能够提高碳钢的缓蚀率，延长碳钢的使用寿命。
附图说明
[0020]图1是气相缓蚀剂甄别实验参考图；
[0021]图2中(a)为甄别实验NaCl溶液中未加入气相缓蚀剂的钢片表面及SEM图；(b)为甄
别实验NaCl溶液中加入实施例1制备的气相缓蚀剂的钢片表面及SEM图；
[0022]图3为甄别实验NaCl溶液中加入不同气相缓蚀剂的钢片表面。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0024]实施例1：
[0025]一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂，其特征在于：由苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、碳酸环己胺及蒸馏水为溶剂组成，多元复合气相缓蚀剂中各组分质量
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体积浓度为：8g/L
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10g/L苯甲酸钠，8g/L
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5g/L葡萄糖酸钠，4g/L
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5g/L碳酸环己胺。2.一种绿色环保的多元复合气相缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据所需缓蚀剂的体积及各组分的质量
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体积浓度：8g/L
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10g/L苯甲酸钠，8g/L
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5g/L葡萄糖酸钠，4g/L

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡彬，朱浩源，曲桂芬，田颖睿，王富刚，李兵，朱志国，孙竹林，
申请(专利权)人：山东国智新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：