一种环保高效缓蚀剂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保高效缓蚀剂及其制备方法与应用，所述的环保高效缓蚀剂包括竹叶提取物0.1~2g/L、烯丙基硫脲0.05~0.1g/L、吐温0.01~0.05g/L、季铵盐0.1~0.2g/L、碘化钠0.01~0.05g/L，余量为酸洗液。所述的方法包括原料准备、配制步骤；所述的应用为所述的环保高效缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。本发明以竹叶提取物和烯丙基硫脲为基础，加入表面活性剂吐温、季铵盐，辅助剂碘化钠，余量酸洗液制备得到的酸洗缓蚀剂存在协同增效作用。本发明具有无毒、成本低、适应性强且明显抑制了酸对金属材料的腐蚀作用，能适用于钢和铝在无机酸和有机酸中酸洗，可应用于石油化工设备、锅炉、管道的清洗，本发明缓蚀剂使用后无污染、使用安全、方便。
【专利说明】一种环保高效缓蚀剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于金属缓蚀剂【技术领域】，具体涉及一种环保高效缓蚀剂及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]金属材料在现代工农业、机械、交通、运输、国防和科学技术等部门占有非常重要的地位。钢具有价格低廉、机械加工性能良好、产量大等优点，是选材、用材过程中首先考虑的金属，也是目前用量最大、应用最广的金属之一。然而，金属材料极易发生腐蚀，危害十分严重。据估计，全世界每年因腐蚀而报废的钢铁量相当于年产量的1/4 - 1/3;每年由腐蚀引起的损失占国民经济生产总值(⑶P)的3.1%~4.5%。缓蚀剂以其使用方便、适用范围广、投资少、见效快等优点，已成为最有效的防腐蚀技术之一。
[0003]化工生产中酸被广泛应用于酸洗、酸浸、酸沾和油井酸化等操作。常用的酸包括无机酸和有机酸两大类，无机酸如盐酸(HC1)、硫酸(H2S04)、磷酸(Η3Ρ04)、硝酸(HNO3)等；有机酸如柠檬酸(C6H8O7)、氨基磺酸(NH2SO3H)、草酸(H2C2O4)、乙酸(CH3COOH)等。实践中，需添加缓蚀剂来抑制各项酸处理工艺中金属构件在酸溶液中的腐蚀。20世纪80年代以前曾开发出令人满意的无机盐缓蚀剂:铬酸盐、亚硝酸盐、汞盐、砷化物，但由于这些无机盐会致癌和污染环境，故应用受到一定的限制。进入20世纪80年代后，人们开始主要集中在有机物缓蚀剂的研究，缓蚀效果理想的有三唑类衍生物、吩噻嗪及衍生物、喹啉及其衍生物、吡咯衍生物、吡唑衍生物、噻唑类 衍生物、有机磷类缓蚀剂。然而,这类有机缓蚀剂成本偏高,且水溶性差，特别是有机磷类缓蚀剂的排放会造成水富营养化，严重阻碍了缓蚀剂的开发和应用。目前工业使用的缓蚀剂大多为两种或两种以上的复配有机缓蚀剂，主要利用它们之间的协同效应来提高缓蚀效果。与单一缓蚀剂相比，复配缓蚀剂具有缓蚀效果好、性能稳定、互补缓蚀剂之间的不足等优点；此外，随着环保意识的加强，研究和开发出成本低廉的环境友好型缓蚀剂为国内外广泛关注。综上，研究开发出成本低廉的环境友好型高效复配缓蚀剂为全世界所共同关注。
【发明内容】
[0004]本发明的第一目的在于提供一种环保高效缓蚀剂；第二目的在于提供所述环保高效缓蚀剂的制备方法；第三目的在于提供所述环保高效缓蚀剂的应用。
[0005]本发明的第一目的是这样实现的，包括竹叶提取物0.f2g/L、烯丙基硫脲0.05~0.1 g/L、吐温0.01~0.05 g/L、季铵盐0.f 0.2 g/L、碘化钠0.01~0.05 g/L，余量为酸洗液。
[0006]本发明的第二目的是这样实现的，包括原料准备、配制步骤，具体包括:
A、原料准备:制备竹叶提取物备用，准备酸洗液、烯丙基硫脲、吐温、季铵盐、碘化钠备
用；
B、配制:按原料配比将竹叶提取物、烯丙基硫脲、吐温、季铵盐、碘化钠加入到酸洗液中搅拌混匀即得到目标物。
[0007]本发明的第三目的是这样实现的，所述的环保高效缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。
[0008]本发明以竹叶提取物和烯丙基硫脲为基础，加入表面活性剂吐温、季铵盐，辅助剂碘化钠，余量酸洗液制备得到的酸洗缓蚀剂存在协同增效作用。本发明具有无毒、成本低、适应性强且明显抑制了酸对金属材料的腐蚀作用，能适用于钢和铝在无机酸和有机酸中酸洗，可应用于石油化工设备、锅炉、管道的清洗，本发明缓蚀剂使用后无污染、使用安全、方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0011]本发明所述的环保高效缓蚀剂包括竹叶提取物0.f 2g/L、烯丙基硫脲0.05、.1g/L、吐温0.01-0.05 g/L、季铵盐0.1-0.2 g/L、碘化钠0.θ1-θ.05 g/L，余量为酸洗液。
[0012]所述的竹叶提取物中竹叶总黄酮含量为20%以上，外观为棕红色固体。
[0013]所述的竹叶提取物是以竹叶为原料经提取制备得到。
[0014]所述的酸洗液为有机酸洗液或无机酸洗液。
[0015]所述的有机酸为柠檬酸、氨基磺酸、草酸、乙酸中的一种或几种；所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的一种或几种。
[0016]本发明所述的环保高效缓蚀剂制备方法，包括原料准备、配制步骤，具体包括:
A、原料准备:制备竹叶提取物备用，准备酸洗液、烯丙基硫脲、吐温、季铵盐、碘化钠备
用；
B、配制:按原料配比将竹叶提取物、烯丙基硫脲、吐温、季铵盐、碘化钠加入到酸洗液中搅拌混匀即得到目标物。
[0017]所述的制备竹叶提取物包括以下步骤:
A、前处理:竹叶采集后，除去表面杂质后用水漂洗除去叶子表面灰尘，浙去表面水分风干后放于鼓风烘箱中，于50-70°C恒温干燥36飞Oh，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径为300 "400 μ m的竹叶粉；
B、提取:将竹叶粉加乙醇溶液1(T30°C浸泡I~4h，然后在50-80°C水浴回流提取2~5h；
C、浓缩:将回流得到的乙醇提取液抽滤，以除去其中含有的竹叶粉末，然后在旋转蒸发仪上40-80 1:把溶液旋转蒸发浓缩至1/2~1/3体积；
D、萃取:将浓缩后的乙醇提取液中加入体积2飞倍的石油醚，充分震荡后静置12-48小时，将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加体积2~3倍石油醚，充分震荡静置分层，每隔10-30分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止；
Ε、后处理:将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到4(T60 ml，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于5(T70°C干燥12~24h，用结晶铲铲下固体，即为目标物竹叶提取物。
[0018]B步骤所述的乙醇浓度为20~80%，加入量为固液比1:20~30。
[0019]C步骤所述的抽滤为真空抽滤。
[0020]本发明的应用为所述的环保高效缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。
[0021]本发明竹叶提取物的制备方法具体包括以下步骤:
a.竹叶采集后，除去表面杂质后用水漂洗除去叶子表面灰尘，浙去大量水分风干后放于鼓风烘箱中，于50-70°C恒温干燥两昼夜，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径约为350μ m ；
b.取一定量的竹叶粉，加乙醇溶液(体积分数为20%- 80%) —定体积(料液比为:I:25)室温浸泡1-4小时，然后在水浴50-80°C下回流提取2_5小时；
c.将回流好的乙醇提2取液用真空抽滤，以除去其中含有的竹叶粉末，然后在旋转蒸发仪上40-80°C把溶液旋转蒸发到一定体积；
d.将旋转蒸发浓缩后的液体转移至分液漏斗中，加入适量的石油醚，充分震荡后静置12-48小时。将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加适量石油醚，充分震荡静止。以后每隔10-30分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止；
e.将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到40-60ml左右，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于50-70°C直到完全干燥，然后用结晶铲铲下固体，即为竹叶提取物。
[0022]本发明克服现有缓蚀剂价格昂贵、毒性大、污染环境之不足，而从来源广、资源丰富的竹叶中提取制备出一种易定量化、易储存、使用方便、缓蚀效果良好、性能稳定的竹叶提取物配合烯丙基硫脲为基础，加入表面活性剂吐温、季铵盐，辅助剂碘化钠，余量酸洗液制备得到的酸洗缓蚀剂存在协同增效作用。本发明具有无毒、成本低、适应性强且明显抑制了酸对金属材料的腐蚀作用，能适用于钢和铝在无机酸和有机酸中酸洗，可应用于石油化工设备、锅炉、管道的清洗，本发明缓蚀剂使用后无污染、使用安全、方便。
[0023]实施例1——竹叶提取物的制备
该竹叶缓蚀剂由金竹叶提取制备而成，其中:
a.金竹竹叶采集后，除去表面杂质后用水漂洗除去叶子表面灰尘，浙去大量水分风干后放于鼓风烘箱中，于70° C干燥两昼夜，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径约为350 μ m ;
b.取一定量的竹叶粉，加乙醇溶液(体积分数为20%- 80%)—定体积(料液比为:1:25)室温浸泡2小时，然后在水浴80oC下回流提取1.5小时；
c.将回流好的乙醇提取液用真空抽滤，以除去其中含有的竹叶粉末，然后在旋转蒸发仪上用70°C把溶液旋转蒸发；
d将旋转蒸发浓缩后的液体转移至分液漏斗中，加入适量的石油醚，充分震荡后静置40小时。将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加适量石油醚，充分震荡静止。以后每隔10分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止;
e.将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到60 ml左右，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中恒温50°C直到完全干燥，而后用结晶铲铲下固体，即为竹叶缓蚀剂。
[0024]实施例2——竹叶提取物的制备
该竹叶提取物由紫竹叶提取制备而成，其中:
a.紫竹竹叶采集后，除去表面杂质后用水漂洗除去叶子表面灰尘，浙去大量水分风干后放于鼓风烘箱中，恒温80°C干燥两昼夜，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径约为350μ m ；
b.取一定量的竹叶粉，加乙醇溶液(体积分数为20%- 80%)—定体积(料液比为:1:25)室温浸泡I小时，然后在水浴60°C下回流提取2小时；
c.将回流好的乙醇提取液用真空抽滤，以除去其中含有的竹叶粉末，然后在旋转蒸发仪上用70°C把溶液旋转蒸发；
d将旋转蒸发浓缩后的液体转移至分液漏斗中，加入适量的石油醚，充分震荡后静置24小时。将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加适量石油醚，充分震荡静止。以后每隔10分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止;
e.将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到40 ml左右，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中恒温60°C直到完全干燥，而后用结晶铲铲下固体，即为竹叶提取物。
[0025]实施例3——竹叶提取物的制备
该竹叶提取物由甜龙竹竹叶提取制备而成，其中:
a.甜龙竹竹竹叶采集后，除去表面杂质后用水漂洗除去叶子表面灰尘，浙去大量水分风干后放于鼓风烘箱中，恒温60° C (±1°C)干燥两昼夜，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径约为 350 μπι ；
b.取一定量的竹叶粉，加乙醇溶液(体积分数为20%- 80%)—定体积(料液比为:1:25)室温浸泡2小时，然后在水浴70°C下回流提取2小时；
c.将回流好的乙醇提取液用真空抽滤，以除去其中含有的竹叶粉末，然后在旋转蒸发仪上用60°C把溶液旋转蒸发；
d将旋转蒸发浓缩后的液体转移至分液漏斗中，加入适量的石油醚，充分震荡后静置24小时。将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加适量石油醚，充分震荡静止。以后每隔20分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止;
e.将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到50 ml左右，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中恒温60°C直到完全干燥，而后用结晶铲铲下固体，即为竹叶提取物。
[0026]实施例4 —环保高效缓蚀剂的配制
取实施例1竹叶提取物0.lg、烯丙基硫脲0.05 g、吐温0.01 g、季铵盐0.1 g、碘化钠
0.01 g中加入浓度0.5~5.0 mol/L的硫酸洗液至1L，得到目标物环保高效缓蚀剂。
[0027]实施例5 —环保高效缓蚀剂的配制
取实施例2竹叶提取物2g、烯丙基硫脲0.1 g、吐温0.05 g、季铵盐0.2 g、碘化钠0.05g中加入浓度1.0- 5.0 mol/L的盐酸洗液至1L，得到目标物环保高效缓蚀剂。
[0028]实施例6 —环保·高效缓蚀剂的配制
取实施例3竹叶提取物lg、烯丙基硫脲0.075 g、吐温0.03 g、季铵盐0.15g、碘化钠0.04 g中加入浓度0.5 - 2.0 mol/L的盐酸洗液至1L，得到目标物环保高效缓蚀剂。
[0029]试验例I——钢铁材料的酸洗
钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例5复配好的缓蚀剂注入，混合均匀， 缓蚀性能在不同温度(20~50°C)不同腐蚀浸泡时间(2~148 h)均能在95%以上。表1为1.0mol/L HCl试验数据，方法为失重法。
[0030]表1复配缓蚀剂对冷轧钢在HCl中的缓蚀率
【权利要求】
1.一种环保高效缓蚀剂，其特征在于所述的环保高效缓蚀剂包括竹叶提取物0.r2g/L、烯丙基硫脲0.05~0.1 g/L、吐温0.0I~0.05 g/L、季铵盐0.1~0.2 g/L、碘化钠0.0I~0.05g/L,余量为酸洗液。
2.根据权利要求1所述的环保高效缓蚀剂，其特征在于所述的竹叶提取物中竹叶总黄酮含量为20%以上，外观为棕红色固体。
3.根据权利要求1或2所述的环保高效缓蚀剂，其特征在于所述的竹叶提取物是以竹叶为原料经提取制备得到。
4.根据权利要求1所述的环保高效缓蚀剂，其特征在于所述的酸洗液为有机酸洗液或无机酸洗液。
5.根据权利要求4所述的环保高效缓蚀剂，其特征在于所述的有机酸为柠檬酸、氨基磺酸、草酸、乙酸中的一种或几种；所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的一种或几种。
6.一种权利要求1飞任一所述的环保高效缓蚀剂制备方法，其特征在于包括原料准备、配制步骤，具体包括: A、原料准备:制备竹叶提取物备用，准备酸洗液、烯丙基硫脲、吐温、季铵盐、碘化钠备用； B、配制:按原料配比将竹叶提取物、烯丙基硫脲、吐温、季铵盐、碘化钠加入到酸洗液中搅拌混匀即得到目标物。
7.根据权利要求6所述的环保高效缓蚀剂制备方法，其特征在于所述的制备竹叶提取物包括以下步骤: A、前处理:竹叶采集后，除去表面杂质后用水漂洗除去叶子表面灰尘，浙去表面水分风干后放于鼓风烘箱中，于50-70°C恒温干燥36~60 h，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径为300 "400 μ m的竹叶粉； B、提取:将竹叶粉加乙醇溶液1(T30°C浸泡I~4h，然后在50-80°C水浴回流提取2~5h； C、浓缩:将回流得到的乙醇提取液抽滤，以除去其中含有的竹叶粉末，然后在旋转蒸发仪上4(T80°C把溶液旋转蒸发浓缩至1/2~1/3体积； D、萃取:将浓缩后的乙醇提取液中加入体积2飞倍的石油醚，充分震荡后静置12-48小时，将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加体积2~3倍石油醚，充分震荡静置分层，每隔10-30分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止； Ε、后处理:将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到4(T60 ml，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于5(T70°C干燥12~24h，用结晶铲铲下固体，即为目标物竹叶提取物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于B步骤所述的乙醇浓度为20-80%，加入量为固液比1:20~30。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于C步骤所述的抽滤为真空抽滤。
10.一种权利要求f 5任一所述的环保高效缓蚀剂在制备钢、铝、石油化工设备、过滤、管道清洗剂中的应用。
【文档编号】C23G1/06GK103668250SQ201310747678
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李向红, 邓书端, 付惠, 刘祥义 申请人:西南林业大学