【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体涉及一种绿色环保ph响应型缓蚀剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、工业系统中水的成分对系统的使用具有重要影响，当水中含有氯离子、硫酸根离子等腐蚀性离子时，极易与金属表面发生反应，导致设备、管道的严重腐蚀，长期的腐蚀不仅会降低设备的运行效率，增加维护成本，还可能引发安全隐患。为了应对腐蚀问题，通常采用的处理方法有使用耐蚀材料、防腐涂层、电化学保护和添加缓蚀剂等，相比之下，加入缓蚀剂是最为简便和经济的处理方法。
2、传统的缓蚀剂如铬酸盐和磷酸盐虽然具有较好的缓蚀效果，但其使用对环境具有较大危害，特别是铬酸盐因其强毒性和难以降解，逐渐被全球范围内禁止使用。因此，近年来的研究和开发重点逐渐转向绿色环保型缓蚀剂。除此之外，水处理系统中高温、高盐等复杂的化学环境还要求缓蚀剂具备优异的耐温性、抗氧化性、与多种腐蚀介质的兼容性以及长效性。但目前缺乏兼具上述要求的缓蚀剂。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种绿色环保ph响应型缓蚀剂及其制备方法和应用，该缓蚀剂采用植物提取物和无毒化学物质作为主要成分，符合环境友好型材料的要求，在各组分的协同作用下，使缓蚀剂能够在高温、含氧以及高盐度环境中保持稳定，长时间提供防腐保护。
2、为解决本专利技术所提出的技术问题，本专利技术提供一种绿色环保ph响应型缓蚀剂，包括以下质量份数的原料：绿茶多酚25～30份，氧化石墨烯纳米片10～15份，ph响应型聚合物缓蚀微胶囊15～
3、上述方案中，所述氧化石墨烯纳米片的片径为100nm～1μm。
4、上述方案中，所述ph响应型聚合物缓蚀微胶囊为以锌盐和钼酸盐为囊芯、疏水性ph响应型聚合物为囊壁形成的微胶囊，其粒径为100nm～1μm。
5、上述方案中，所述ph响应型聚合物缓蚀微胶囊的制备方法包括以下步骤：
6、1)将疏水性ph响应型聚合物溶解于有机溶剂中，再加入锌盐和钼酸盐混合均匀，形成油相；
7、2)将乳化剂溶解于水中，并调节溶液ph至7～8，形成水相；
8、3)将油相滴加至水相中高速搅拌进行乳化，然后降低搅拌速度进行固化，最后固液分离，将得到的固体物干燥，得到ph响应型聚合物缓蚀微胶囊。
9、进一步地，所述疏水性ph响应型聚合物为聚丙烯酸(paa)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚环氧乙烷-聚乳酸共聚物(peo-pla)中的一种。
10、进一步地，所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种。
11、进一步地，所述锌盐为醋酸锌、硫酸锌中的一种。
12、进一步地，所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵中的一种。
13、进一步地，所述油相中，疏水性ph响应型聚合物的质量浓度为100～200g/l，锌盐的质量浓度为30～50g/l，钼酸盐的质量浓度为30～50g/l。
14、进一步地，所述乳化剂为聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种。
15、进一步地，所述水相中，乳化剂的质量浓度为10～20g/l。
16、进一步地，步骤2)中，通过盐酸或naoh溶液调节溶液ph。
17、进一步地，所述油相和水相的体积比为1:(5～8)。
18、进一步地，所述乳化过程控制搅拌速度为800～1200rpm，乳化温度为25～30℃，乳化时间为10～20min。
19、进一步地，所述固化过程控制搅拌速度为400～600rpm，固化温度为25～27℃，固化时间为2～3h。
20、进一步地，步骤3)中，所述干燥为真空干燥，干燥温度为40～50℃，干燥时间4～6h。
21、上述方案中，所述β-环糊精/缓蚀盐包合物的粒径为1～10μm。
22、上述方案中，所述β-环糊精/缓蚀盐包合物的制备方法包括以下步骤：
23、(1)将β-环糊精溶解于水中，形成环糊精溶液，然后加入缓蚀盐充分搅拌，形成混合溶液；
24、(2)将混合溶液的ph调节至5～7后，加热搅拌进行包合反应，反应结束后冷却，添加乙醇溶液进行沉淀，将沉淀物干燥，得到β-环糊精/缓蚀盐包合物。
25、进一步地，所述环糊精溶液中，β-环糊精的质量浓度为100～150g/l。
26、进一步地，所述缓蚀盐为锌盐、钼酸盐中的一种。
27、进一步地，所述缓蚀盐与β-环糊精的质量比为(5～10):100。
28、进一步地，步骤(1)中，缓蚀盐加入后的搅拌速度为300～500rpm，搅拌时间为45～60min。
29、进一步地，步骤(2)中，通过柠檬酸或碳酸氢钠溶液调节混合溶液的ph。
30、进一步地，所述包合反应的反应温度为40～50℃，反应时间为2～4h。
31、进一步地，所述乙醇溶液的体积浓度为50～70％，所述乙醇溶液的体积为混合溶液体积的1～1.5倍，沉淀时间为1～2h。
32、进一步地，步骤(2)中，所述干燥为真空干燥，干燥温度为40～50℃，干燥时间6～8h。
33、上述方案中，所述氨基酸衍生聚合物为聚谷氨酸、聚天冬氨酸中的一种。
34、上述方案中，所述增稠剂为羧甲基纤维素(cmc)。
35、上述方案中，所述溶剂为水、醇中的至少一种。
36、进一步地，所述醇为乙醇、异丙醇中的至少一种。
37、上述方案中，所述抗氧化剂为抗坏血酸、维生素e中的一种。
38、上述方案中，所述ph调节剂为柠檬酸、碳酸氢钠中的一种。
39、本专利技术还提供一种绿色环保ph响应型缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
40、s1，向水中加入抗氧化剂，然后升温后将绿茶多酚溶解于其中，再加入β-环糊精/缓蚀盐包合物充分搅拌，得到第一溶液；
41、s2，将氧化石墨烯纳米片超声分散于水或醇后，加入第一溶液中充分搅拌，得到第二溶液；
42、s3，向第二溶液中加入ph响应型聚合物缓蚀微胶囊搅拌均匀，再依次加入增稠剂和氨基酸衍生聚合物搅拌均匀，最后加入剩余的溶剂，并使用ph调节剂将溶液ph调节至7～8，得到绿色环保ph响应型缓蚀剂。
43、上述方案中，步骤s1中，水与绿茶多酚的质量比为(3～5):1。
44、上述方案中，步骤s1中，升温温度为40～50℃，该温度可以维持至第一溶液制备结束。
45、上述方案中，步骤s1中，β-环糊精/缓蚀盐包合物加入后的搅拌速率为200～400rpm，搅拌时间为20～30min。
46、上述方案中，步骤s2中，所述氧化石墨烯纳米片采用亲水性制备形式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，包括以下质量份数的原料：绿茶多酚25～30份，氧化石墨烯纳米片10～15份，pH响应型聚合物缓蚀微胶囊15～25份，β-环糊精/缓蚀盐包合物5～10份，氨基酸衍生聚合物5～10份，增稠剂3～5份，溶剂180～450份，并外加上述原料总质量0.01～0.05％的抗氧化剂，以及外加pH调节剂调节缓蚀剂pH至7～8；所述pH响应型聚合物缓蚀微胶囊为以锌盐和钼酸盐为囊芯、疏水性pH响应型聚合物为囊壁形成的微胶囊。
2.根据权利要求1所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，所述pH响应型聚合物缓蚀微胶囊的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，所述疏水性pH响应型聚合物为聚丙烯酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷-聚乳酸共聚物中的一种；所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种；所述锌盐为醋酸锌、硫酸锌中的一种；所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵中的一种；所述乳化剂为聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种。
4.根据权利要求2所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特
5.根据权利要求2所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，所述油相中，所述乳化过程控制搅拌速度为800～1200rpm，乳化温度为25～30℃，乳化时间为10～20min；所述固化过程控制搅拌速度为400～600rpm，固化温度为25～27℃，固化时间为2～3h。
6.根据权利要求1所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，所述β-环糊精/缓蚀盐包合物的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，所述缓蚀盐为锌盐、钼酸盐中的一种；所述缓蚀盐与β-环糊精的质量比为(5～10):100；所述包合反应的反应温度为40～50℃，反应时间为2～4h；所述乙醇溶液的体积浓度为50～70％，乙醇溶液的体积为混合溶液体积的1～1.5倍，沉淀时间为1～2h。
8.根据权利要求1所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂，其特征在于，所述氧化石墨烯纳米片的片径为100nm～1μm；所述pH响应型聚合物缓蚀微胶囊的粒径为100nm～1μm；所述β-环糊精/缓蚀盐包合物的粒径为1～10μm；所述氨基酸衍生聚合物为聚谷氨酸、聚天冬氨酸中的一种；所述增稠剂为羧甲基纤维素；所述溶剂为水、醇中的至少一种；所述抗氧化剂为抗坏血酸、维生素E中的一种；所述pH调节剂为柠檬酸、碳酸氢钠中的一种。
9.权利要求1～8中任一项所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求1～8中任一项所述的绿色环保pH响应型缓蚀剂在水系统缓蚀中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种绿色环保ph响应型缓蚀剂，其特征在于，包括以下质量份数的原料：绿茶多酚25～30份，氧化石墨烯纳米片10～15份，ph响应型聚合物缓蚀微胶囊15～25份，β-环糊精/缓蚀盐包合物5～10份，氨基酸衍生聚合物5～10份，增稠剂3～5份，溶剂180～450份，并外加上述原料总质量0.01～0.05％的抗氧化剂，以及外加ph调节剂调节缓蚀剂ph至7～8；所述ph响应型聚合物缓蚀微胶囊为以锌盐和钼酸盐为囊芯、疏水性ph响应型聚合物为囊壁形成的微胶囊。
2.根据权利要求1所述的绿色环保ph响应型缓蚀剂，其特征在于，所述ph响应型聚合物缓蚀微胶囊的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的绿色环保ph响应型缓蚀剂，其特征在于，所述疏水性ph响应型聚合物为聚丙烯酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷-聚乳酸共聚物中的一种；所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种；所述锌盐为醋酸锌、硫酸锌中的一种；所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵中的一种；所述乳化剂为聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种。
4.根据权利要求2所述的绿色环保ph响应型缓蚀剂，其特征在于，所述油相中，疏水性ph响应型聚合物的质量浓度为100～200g/l，锌盐的质量浓度为30～50g/l，钼酸盐的质量浓度为30～50g/l；所述水相中，乳化剂的质量浓度为10～20g/l；所述油相和水相的体积比为1:(5～8)。
5.根据权利要求2所述的绿色环保ph响应型缓蚀剂，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘尚超，余刚强，舒纯，刘璞，何小鹏，王晓燕，卢宇，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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