一种环境友好型有机金属缓蚀剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

An environmentally friendly organic metal inhibitor and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好型有机金属缓蚀剂及其制备方法和应用
本专利技术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

技术介绍
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
；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。本专利技术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。
技术实现思路
如前所述，本专利技术提出了解决方案，本专利技术的环境友好型有机金属缓蚀剂缓蚀剂，由有机羧酸盐、有机杂环化合物和钼酸盐等组成。不含对环境、人类和生物有不良影响和危害的无机盐类，亦不含有硅酸盐及其稳定剂，为符合绿色、环保技术发展理念的环境友好型有机组分的金属缓蚀剂。本专利技术具体技术方案如下：一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其是由葡萄糖酸钠、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得到，其特征在于所述原料的质量份如下：葡萄糖酸钠2-20份；有机羧酸类添加剂5-30份；唑类化合物0.5-10份；钼酸钠1-15份；氨基酸类盐2-25份；吡嗪或哌嗪及其衍生物1-10份；净化水20-90份。其中所述的有机羧酸类添加剂为苯甲酸或其衍生物、异壬酸、癸二酸中的任意一种或两种及两种以上组成的混合酸，对钢铁等黑色金属有着优异的缓蚀性能。优选的，其构成比例如下，所述份数为质量份：苯甲酸及其衍生物0-30份；异壬酸0-25份；癸二酸30-70份。优选的，其中所述的苯甲酸及其衍生物包括苯甲酸、异壬酸、癸二酸、间碘苯甲酸、间溴苯甲酸、对硝基苯甲酸、对溴苯甲酸、间甲基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、3,5-二硝基邻羟基苯甲酸、5-溴-2-羟基苯甲酸中的任意一种或两种以上的混合物。含有硝基的苯甲酸衍生物除苯环上的电子能与钢铁中铁原子形成化学吸附键外，硝基中氮原子的未共用电子对还能和铁原子形成配价键而引起吸附，并且是不可逆的，这样就增强了它与金属吸附的牢固程度；含有卤素的苯甲酸衍生物由于溴、碘等卤素离子发生了特性吸附，增强了吸附牢固程度。其中所述的唑类化合物为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-巯基苯丙噻唑中的任意一种或两种以上的混合物。均为含有N、S等元素的有机杂环化合物，其单一或两种以上的混合物都对紫铜、黄铜等有色金属有着优异的缓蚀性能。所添加的钼酸钠作为缓蚀剂微毒，不污染环境，是目前应用较广的水性处理药剂，与葡萄糖酸钠、唑类化合物复配表现出强烈的缓蚀协同效应，其添加量也得到了降低，通过化学、物理吸附、络合、螯合作用形成吸附层，构成了一层三维网络的缓蚀屏障，对碳钢、不锈钢（304）和轻金属有着较好的缓蚀效果。其中所述的氨基酸类盐为丝氨酸钠盐或钾盐、半胱氨酸钠盐或钾盐、甘氨酸钠盐或钾盐、苏氨酸钠盐或钾盐、苯丙氨酸钠盐或钾盐、酪氨酸钠盐或钾盐、天冬氨酸钠盐或钾盐、谷氨酸钠盐或钾盐有中的任意一种或两种以上的混合物。因氨基酸的结构中既含有具有一定缓蚀性能羧基又含有氨基，具备较强的碱性，既增强了缓蚀剂的缓蚀性能又使溶液具备了很强的缓冲能力，有效解决了国内外有机羧酸盐配方缓冲能力低的缺点。其中所述的吡嗪及其衍生物为吡嗪、哌嗪、2-甲基哌嗪、1,4-二甲基哌嗪、2,5-二甲基哌嗪中的任意一种或两种以上的混合物。吡嗪及其衍生物对黑色金属和轻金属（如镁、铝、锌等）有着优异的缓蚀性能，包括吡嗪、哌嗪、2-甲基哌嗪、1,4-二甲基哌嗪、2,5-二甲基哌嗪，特别是含有甲基的哌嗪衍生物的气相缓蚀能力强，含有此类物质的能量交换介质具备优异的气相缓蚀能力，能有效预防譬如分体式太阳能热水器的水箱夹套气相腐蚀。一种制备上述的环境友好型有机金属缓蚀剂的方法，包括以下步骤：首先称量配比量的净化水加入到带有搅拌的开式反应釜中，开动搅拌，依次向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其是由葡萄糖酸钠、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得到，其特征在于所述原料的质量份如下：/n葡萄糖酸钠 2-20份；/n有机羧酸类添加剂 5-30份；/n唑类化合物 0.5-10份；/n钼酸钠 1-15份；/n氨基酸类盐 2-25份；/n吡嗪或哌嗪及其衍生物 1-10份；/n净化水 20-90份。/n

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其是由葡萄糖酸钠、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得到，其特征在于所述原料的质量份如下：
葡萄糖酸钠2-20份；
有机羧酸类添加剂5-30份；
唑类化合物0.5-10份；
钼酸钠1-15份；
氨基酸类盐2-25份；
吡嗪或哌嗪及其衍生物1-10份；
净化水20-90份。


2.如权利要求1所述的一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其特征在于：其中所述的有机羧酸类添加剂为苯甲酸或其衍生物、异壬酸、癸二酸中的任意一种或两种及两种以上组成的混合酸。


3.如权利要求2所述的一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其特征在于：其中所述的有机羧酸类添加剂构成比例如下，所述份数为重量份：
苯甲酸及其衍生物0-30份；
异壬酸0-25份；
癸二酸30-70份。


4.如权利要求2或3任一所述的一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其特征在于：其中所述的苯甲酸及其衍生物包括苯甲酸、异壬酸、癸二酸、间碘苯甲酸、间溴苯甲酸、对硝基苯甲酸、对溴苯甲酸、间甲基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、3,5-二硝基邻羟基苯甲酸、5-溴-2-羟基苯甲酸中的任意一种或两种及以上的混合物。


5.如权利要求1所述的一种环境友好型有机金属缓蚀剂，其特征在于：其中所述的唑类化合物为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-巯基苯丙噻唑中的任意一种或两种及以上的混合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：田胜军，李刚，李富刚，刘占宇，
申请(专利权)人：济南鼎隆化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37