专利名称：一种壳寡糖类碳钢海水缓蚀剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢材海水缓蚀剂，具体地说是用以防止碳钢及其制品在苛刻的海水环 境中碳钢材料的腐蚀和缓蚀剂过度消耗的一种壳寡糖缓蚀剂及其应用。
背景技术：
当代世界，人类面临淡水资源严重缺乏的危机，海水利用是保障水资源安全和社 会经济可持续发展的重要措施之一，是具有重要现实意义和长远意义的朝阳产业，是缓解 全球淡水资源紧缺的重要途径。但由于海水含盐量高，微生物、大生物种类多，含量高，具有 腐蚀性的离子浓度远高于一般淡水，因此金属在海水中的使用，存在严重的腐蚀问题。而在 海水介质中使用缓蚀剂对海水环境中的金属进行防护是金属保护较有效的措施之一。海水介质中碳钢缓蚀剂的研究起步晚，进展慢，至今仍然处于实验探索阶段。目前 常用的缓蚀剂中，主要包括铬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等无机化合物，由于其具有毒副作用， 环境友好性较差，其应用正在受到限制并将逐步淘汰。20世纪80 90年代发展起来来葡 萄糖酸盐、钼酸盐、锌盐、铝系金属盐等无机缓蚀剂也具有很好的缓蚀效果，但是对绿色有 机缓蚀剂的研究相对较少。壳聚糖的原料甲壳素是地球上最丰富的天然高分子化合物之一，其年生物合成量 估计可达百亿吨之多，但是壳聚糖一般不溶于水，应用受到限制，而壳聚糖降解后聚合度为 2-10的产物-壳寡糖具有更好的水溶性，独特的生理活性和功能性质。目前它们主要应用 于化妆品、医药、食品等行业，而对腐蚀防护的研究甚少。壳寡糖含有大量的羟基、氨基，从 结构上完全符合良好缓蚀剂的特点。再加上对环境无毒，能被微生物或真菌完全降解，因此 是一种“环境友好”的绿色缓蚀剂。因此，对壳寡糖类缓蚀剂的研发具有较高的生产价值和 广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、环保的壳寡糖类绿色海水缓蚀剂及其应用。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为—种壳寡糖有机物碳钢海水缓蚀剂，所述缓蚀剂成分为壳寡糖及其与硫酸锌或六 次甲基四胺的一种或两种的组合；组合比例可为任意比。所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者按重量份数的复配比较好为 (100-800) (1000-2000)。所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者按重量份数的复复配比较好 为(100-800) (1000-2000)。所述缓蚀剂为壳寡糖时，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，其质量浓度为 (100-800) mg/L,在海水介质中，当缓蚀剂浓度达到400mg/L时对A3碳钢的缓蚀作用达到最大。所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者于海水介质中的浓度为100-800mg/L和 1000-2000mg/L ；所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者于海水介质中的浓度为 100-800mg/L和 1000-2000mg/L。本发明的原理在于本发明涉及的壳寡糖类缓蚀剂是具有大量的氨基、羟基，分子 内含有具有孤对电子的氮原子、氧原子、-C = N-双键等原子团，能够有效地吸附于碳钢表 面，起到缓蚀作用。本发明的有益效果是、1.成本低。本发明缓蚀剂为壳寡糖类，合成步骤简单，原料廉价易得；属绿色型缓 蚀剂；2.环境友好。本发明缓蚀剂为壳寡糖类化合物，为有机缓蚀剂，与目前常用的无机 缓蚀剂相比，无毒无害，不存在使用后的环境问题；对环境和生物无毒无害，符合绿色缓蚀 剂发展的趋势；3.用量低，使用效果好。本发明用于碳钢海水缓蚀，添加少量的缓蚀剂就可有效抑 制金属材料在海水环境中金属的过度浸蚀(即有害腐蚀)以及缓蚀剂的过度消耗，与目前 常用的缓蚀剂比较，具有用量低、缓蚀效率高、持续作用能力强的突出优点。4.持续能力强。本发明能承受清洗条件的变化，如清洗剂浓度、流速等，不影响缓 蚀剂的缓蚀效果。
具体实施例方式本发明按照GB10124-88《金属材料实验室均勻腐蚀全浸试验方法》进行失重试验。实施例1介质为3. 5% NaCl溶液，介质用量500ml，加入200mg壳寡糖(壳寡糖的浓度为 400mg/L)，在室温条件下将待碳钢浸没在该介质中15d。通过试验测试获得的最高缓蚀效率为76. 5%，对于有机物而言显示为高效的缓蚀 剂。按上述操作过程，分别测定壳寡糖不同浓度的缓蚀效率如下
权利要求
一种壳寡糖类碳钢海水缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂的有效成分是壳寡糖或其与硫酸锌或六次甲基四胺的一种或两种的组合。
2.按照权利要求1所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂为壳寡糖时，在海水介质中，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，其质 量浓度为100-800mg/L。
3.按照权利要求2所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂为壳寡糖时，壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，在海水介质中，当缓 蚀剂浓度达到400mg/L时对A3碳钢的缓蚀作用达到最大。
4.按照权利要求1、2、或3所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者按重量份数的复配比为 (100-800) (1000-2000)。
5.按照权利要求1、2、或3所述碳钢海水缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者按重量份数的复复配比为 (100-800) (1000-2000)。其中各物质的浓度单位均为mg/L。
6.一种权利要求1所述碳钢海水缓蚀剂的应用，其特征在于所述缓蚀剂为壳寡糖时， 壳寡糖的缓蚀效果有赖于缓蚀剂的浓度，其质量份数为100-800mg/L，在海水介质中，当缓 蚀剂浓度达到400mg/L时对A3碳钢的缓蚀作用达到最大。
7.按照权利要求6所述碳钢海水缓蚀剂的应用，其特征在于所述缓蚀剂为壳寡糖和硫酸锌的组合时，二者于海水介质中的浓度为100-800mg/L 和 1000-2000mg/L ；所述缓蚀剂为壳寡糖和六次甲基四胺的组合时，二者于海水介质中的浓度为 100-800mg/L 和 1000_2000mg/L。
全文摘要
本发明涉及钢材(碳钢)海水缓蚀剂，具体地说是一种壳寡糖类缓蚀剂及其应用，缓蚀剂成分是壳聚糖降解后具有更好的水溶性的壳寡糖或其与硫酸锌或六次甲基四胺的一种或两种的组合。本发明缓蚀剂能有效防止海水对碳钢的腐蚀，具有用量低、缓蚀效率高、持续作用能力强的突出优点。本发明产品是一种“环境友好”的绿色缓蚀剂，来源广泛，具有广阔的市场前景和很好的应用价值。
文档编号C23F11/14GK101988201SQ20091001783
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者侯保荣, 张胜涛, 曹琨, 李云菊, 李伟华 申请人:中国科学院海洋研究所