一种白铜b10防腐蚀缓蚀剂的制作方法

专利名称：一种白铜b10防腐蚀缓蚀剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种白铜BIO防腐蚀缓蚀剂，属金属材料腐蚀与防护技 术领域。
背景技术：
目前由于金属腐蚀加剧，对缓蚀剂使用越来越多。特别是对白铜BIO 的缓蚀作用研究，目前应用的一些缓蚀剂或多或少地会对环境产生危害， 不利于可持续发展。随着国民经济和社会发展，以资源节约和环境保护 为目的的水处理技术发展很快，缓蚀剂应用十分普遍。目前研究的缓蚀 剂主要是含有N、 S、 O或含有其它功能官能团的有机物，如BTA在工业 应用数年。然而，这类缓蚀剂的严重缺点是有毒而且其中的大多数不可 生物降解。因此，新型环境友好型缓蚀剂备受瞩目。聚环氧琥珀酸(PESA) 是目前国际公认的具有无磷、可生物降解特性的绿色水处理剂。国内外 对PESA单剂的合成、阻垢和缓蚀性能已进行了较深入的研究，但是大多 数是PESA对碳钢的缓蚀性能的研究，美国Prector&Gamble公司和Betz 公司分别于20世纪80年代末和90年代初将其作为阻垢剂。我国也在 20世纪90年代末开始对PESA的合成及性能进行研究。而对于PESA对 铜及其铜合金的研究以及与其它试剂复合配成高效环保的水处理剂研究 较少。我们主要对目前新开发的绿色水处理药剂聚环氧琥珀酸与硅酸钠 进行复配研究，以得到较好的白铜B10缓蚀剂配方。

发明内容
本发明目的为了克服现有技术中白铜B10缓蚀剂存在的缺点，提供 一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂。本发明的技术方案
一种白铜BIO防腐蚀缓蚀剂，其特征在于其溶质由聚环氧琥珀酸 (PESA)及Na2Si03按质量比PESA: Na2SiO^ 0 30 : 0 50复配而成， 溶剂为去离子水，最终所得的缓蚀剂浓度为10~80mg/L。
一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，优选的技术方案为PESA及Na2Si03按 质量比PESA: N&Si03为15: 40复配而成，溶剂为去离子水，最终所得 的缓蚀剂浓度为55 mg/L。
一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，其特征在于其制备方法如下 在室温下向去离子水中依次添加PESA和Na2Si03，搅拌混合即可， 即得本发明的白铜B10防腐蚀缓蚀剂。 本发明的有益效果
本发明的一种白铜BIO防腐蚀缓蚀剂为绿色水处理药剂，对环境 无危害，符合可持续发展观的需要所述配方原料易得，将其复配使用后 对体系中白铜BIO的防腐蚀具有较好的缓蚀效果。当复配缓蚀剂浓度为 15mg/L PESA+40 mg/L Na2Si03，其腐蚀电流密度最低，为4. 637 pA/cm2, 其对应的缓蚀效率也最高，为78.36%。


图1，白铜B10电极在不同浓度PESA的3%NaCl溶液中的Nyquist图 图2，白铜BIO电极在不同浓度PESA的3%NaCl溶液中的极化曲线 图3，白铜BIO电极在15mg/L PESA加不同浓度Na2Si03的3%NaCl溶液中 的Nyquist图
图4，白铜BIO电极在15mg/L PESA加不同浓度Na2Si03的3。/oNaCl溶液中 的极化曲线
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进行进一步阐述，但并不限制 本发明。 1材料与试剂
白铜B10电极由用环氧树脂密封制成，工作面积为1.178cm2。 介质为3% NaCl溶液，所用溶液均用去离子水配制。 2测试方法
交流阻抗和极化曲线的测试
采用经典的三电极体系，工作电极为白铜BIO电极。所用的辅助电 极均为铂电极，参比电极均为饱和甘汞电极(SCE)，本发明所示电位 均相对于饱和甘汞电极。
白铜BIO电极在进行电化学测试前表面用1# 6#金相砂纸逐级打磨 抛光，去离子水冲洗后用无水乙醇去油，再用去离子水冲洗后放入电解 池内稳定30min后进行电化学测试。
交流阻抗和极化曲线的测定所用设备采用上海晨华电化学工作站 CHI660C，交流阻抗测量频率范围为100.00 kHz 50 .00 mHz，交流激 励信号为5mV，极化曲线的扫描速率为2mV/s 。
实施例1
一种白铜BIO防腐蚀缓蚀剂
溶质为PESA，溶剂为去离子水，最终配制成浓度分别为0 mg/L、 2 mg/L、 5 mg/L、 10 mg/L、 15 mg/L、 20mg/L的PESA单配缓蚀剂。 PESA单配缓蚀剂对396 NaCl溶液中白铜B10的缓蚀作用 交流阻抗测定中，空白即表示以39&NaCl溶液为介质，缓蚀剂的加入 量为Omg/L。
附图1为白铜B10电极在含不同浓度PESA的3% NaCl溶液中浸泡 0.5h后测得的Nyquist图，其中曲线l、曲线2、曲线3、曲线4、曲线5、曲线6分别表示PESA为0 mg/L、 2 mg/L、 5 mg/L、 10 mg/L、 15 mg/L、 20mg/L下的Nyquist图。
用阻抗值的高低来判断缓蚀性能的好坏，阻抗值越大说明其对金属 的缓蚀性能越好。
从附图1可以看出，加入PESA后的阻抗均比未加入PESA的阻抗大。 在未加入PESA的39&NaCl溶液中，阻抗比加入PESA的阻抗小，在加入 2， 5， 10， 15mg/L后的阻抗逐渐增大，当PESA的浓度为15mg/L时阻抗 达到最大值，比空白时明显增大，说明本实验条件下PESA的最佳浓度为 15mg/L。继续增加PESA的浓度到20mg/L后，阻抗的值比PESA浓度为 15mg/L时的阻抗有所减小，这是缓蚀剂极值现象造成的。说明此时缓蚀 剂最佳浓度为15 mg/L PESA。
通过交流阻抗法已经得出PESA对白铜B10的具有一定的缓蚀能力， 并且己经得出了PESA作为缓蚀剂的最佳浓度。
附图2是白铜B10电极分别浸入含不同浓度PESA的3y。NaCl溶液中浸泡
0.5h后测得的极化曲线图，其相对应的腐蚀电位和腐蚀电流密度数据见
表l 。缓蚀剂的缓蚀效率01%)按照如下公式计算
77 = ^J^xloo% 乂o
Io和I分别为空白实验和加入缓蚀剂后的腐蚀电流密度。
表1白铜B10在不同浓度PESA的模拟水溶液中得到的电化学参数
Cpesa/ (mg/L)_￡corr/(mV)_W( ^A/cm2)_"/(%)
5 3T^ 21.43 T"
2 -310 14.80 30.94
5 -285 13.41 37.42
10 -270 12.26 42.79
15 -252 10.64 50.35
20 -257 12.58 41.30
从附图2和表1可以看出，相对于未加入PESA溶液，加入PESA后腐
6蚀电位逐渐正移，说明该缓蚀剂增大了电极的阳极极化，抑制了阳极反
应。同时电流密度逐渐减少，在PESA浓度为15mg/L时，腐蚀电流密度 最小，说明在本实验条件下，PESA的最佳浓度为15mg/L ，此时缓蚀率 达到50.35% 。由腐蚀电位可以判断，在此条件下PESA属于阳极型缓蚀 剂。
增加PESA的浓度到20mg/L后，腐蚀电流密度比PESA的浓度为15mg/L 时的电流密度有所增大，与交流阻抗得到的结果一致。
实施例2
一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂
溶质为聚环氧琥珀酸及Na2Si03，溶剂为去离子水，配置6组白铜BIO 防腐蚀缓蚀剂。每组白铜BIO防腐蚀缓蚀剂中PESA的浓度均为15 mg/L， 而Na2Si03的浓度分别为Omg/L 、10mg/L 、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L 、 50mg/L。
白铜B10防腐蚀缓蚀剂对396NaCl溶液中白铜BIO的缓蚀作用 附图3是在3%NaCl溶液中加入不同浓度的PESA和船^03得到的 Nyquist图，其中曲线l代表空白，曲线2、曲线3、曲线4、曲线5、 曲线6、曲线7、曲线8分别为15 mg/L PESA及Na2Si03浓度为0 mg/L、 10 mg/L 、 2 Omg/L、 30 mg/L、 40 mg/L及50 mg/L下的Nyqui st图。
从附图3可以看出，15mg/LPESA和较低浓度NaSi03复配(曲线3、 4、 5)时比PESA单一配方最佳浓度(曲线2)的缓蚀效果差，这是因为 Na2Si03为沉淀膜型缓蚀剂，用量较少时形成的钝化膜致密度低，会引起 金属的局部腐蚀。当缓蚀剂的量为15mg/L PESA+40mg/L Na2Si03时，缓 蚀性能最好。说明PESA和Na2Si03具有一定得复配效果。当缓蚀剂的量 为15mg/LPESA+50mg/LNa2Si03时，缓蚀率基本上保持不变，略有降低。因此，在本实验条件下，缓蚀剂的最佳配方为15mg/L PESA+40mg/L Na2Si03。
附图4是白铜B10电极浸入含不同复配浓度缓蚀剂的3%NaCl溶液 中浸泡0.5h后测得的极化曲线图，其中曲线l代表空白，曲线2、曲线 3、曲线4、曲线5、曲线6、曲线7、曲线8分别为15 mg/L PESA及Na2Si03 浓度为0 mg/L、 10 mg/L 、 2 Omg/L、 30 mg/L、 40 mg/L及50 mg/L下 的极化曲线，其相对应的腐蚀电位和腐蚀电流密度数据见表2。
表2白铜BIO电极在15mg/LPESA加不同浓度Na2Si03的3%NaCl溶液中的电化学参数
CPESA/ (mg/UC[fa2si03/ (mg/L)5orr/(mV)/c。rr/( nA/cm2)i]/ (%)
00-31021. 43/
150-25210. 6450. 35
155-28016. 0125. 30
1510-25413. 1338. 73
1520-25312.4441.95
1530-2499.01557.93
1540-2394. 63778. 36
1550-2475. 32975. 13
从附图4可以看出，缓蚀剂浓度为15mg/LPESA+40mg/L Na2Si03的自
腐蚀电位相对于空白实验明显正移，同时腐蚀电流密度也明显降低，为 4.637iiA/cm2，相对于空白实验的21. 43P A/cm2大大降低，缓蚀率达 78. 36%,这是因为两种缓蚀剂在电极表面一起形成了一层致密的保护膜， 抑制了阳极反应，起到了很好的缓蚀效果。当缓蚀剂浓度为15mg/L PESA+50mg/LNa2SiOJf，腐蚀电流密度为5. 329 w A/cm2，比15mg/LPESA + 40 mg/L Na2Si03的腐蚀电流密度略有增大，缓蚀率有所降低，说明在 本实验条件下PESA和Na2Si03复配的最佳配方为15 mg/L PESA + 40 mg/L Na2Si03 ，与交流阻抗得到的结论一致。
权利要求
1、一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，其特征在于其溶质由聚环氧琥珀酸(PESA)及Na2SiO3按质量比PESA∶Na2SiO3为0～30∶0～50复配而成，溶剂为去离子水，最终所得的缓蚀剂浓度为10～80mg/L。
2、 一种如权利要求1所述的一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，其特征在于其溶质由PESA及Na2Si03按质量比PESA: N&Si03为15: 40复配而成， 溶剂为去离子水，最终所得的缓蚀剂浓度为55 mg/L。
3、 一种如权利要求1所述的一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，其特征在于其制备方法如下在室温下向去离子水中依次添加PESA及Na2Si03，搅拌混合 即可，即得本发明的白铜B10防腐蚀缓蚀剂。
全文摘要
本发明公开了一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，属金属材料腐蚀与防护技术领域。一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂，其溶质由聚环氧琥珀酸(PESA)及Na₂SiO₃组成，按质量比计算PESA∶Na₂SiO₃为0～30∶0～50，溶剂为去离子水，最终所得的缓蚀剂浓度为10～80mg/L。当缓蚀剂浓度为15mg/L PESA+40mg/L Na₂SiO₃的自腐蚀电位相对于空白实验明显正移，同时腐蚀电流密度也明显降低，为4.637μA/cm²，相对于空白实验的21.43μA/cm²大大降低，缓蚀率达78.36％。本发明的一种白铜B10防腐蚀缓蚀剂对环境无危害，其复配使用后对体系中白铜B10的防腐蚀具有较好缓蚀效果。
文档编号C23F11/08GK101629291SQ20091005659
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者丁斯婧, 徐群杰, 池国镇 申请人:上海电力学院