一种无磷固体缓释型缓蚀剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供的是一种无磷固体缓释型缓蚀剂。该缓蚀剂中硼酸含量为20~30%，硼砂含量为25~35%，Na2O含量为10~20%，SiO2含量为15~25%，Na2SO4含量为5%，(NH4)6Mo7O24含量为5%。本发明提供的缓蚀剂是无磷缓蚀剂，有益于减少水中磷酸盐含量，降低受纳水体富营养化风险；该缓蚀剂针对酸性水质（pH：≥3）、中高盐度水质（以Cl?计：≤0.5 mol/L）和中高碱度水质（以CaCO3计：≤250 mg/L）研发，可有效减缓碳钢材料在以上三种环境中的腐蚀；该缓蚀剂属于缓释型药剂，药剂缓蚀效果达到30天以上。
【专利说明】
-种无磯固体缓釋型缓蚀剂
技术领域
[0001] 本发明设及一种无憐固体缓释型缓蚀剂，具体地说，设及一种可应用于自然条件、 酸性条件(9出>3)、盐度条件（^01-计：《0.5 111〇1/0和碱度条件（^化0)3计：《25〇111邑/0 下的固体无憐缓释型缓蚀剂。
【背景技术】
[0002] 循环水系统是一种有效的节水措施，并广泛应用于工业生产中。但随着循环水系 统不断运行，循环水不断被重复利用，水中腐蚀因子浓度成倍增长，引发管道和设备的腐 蚀，给企业造成直接经济损失。目前工业生产中常采用投加缓蚀剂的方式来控制管道腐蚀。 常用的缓蚀剂有铭酸盐系、憐酸盐系和全有机憐系缓蚀剂。其中铭酸盐系的缓蚀效果较好， 但是由于铭酸盐毒性较强，国家对其的排放浓度有严格要求，从而限制了铭酸盐在循环水 系统中的应用。憐系缓蚀剂因其毒性低、价格便宜和缓蚀效果较好等特点被广泛使用。但是 由于憐系缓蚀剂的外排水憐浓度较高，易造成受纳水体的富营养化。目前在西欧、美国等发 达国家憐系缓蚀剂已开始列入被限制使用之列。因此，无憐无毒药剂的研发具有重要的现 实意义。此外，目前使用的缓蚀剂W液体为主，投加量大，且一次投加后药剂效果不持久，需 要频繁投加来控制管道的腐蚀。因此，研发药效持久的固体缓释型缓蚀剂同样具有重要的 现实意义。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种无憐固体缓释型缓蚀剂。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供的无憐固体缓释型缓蚀剂，W棚酸、棚砂、Na2〇、Si〇2、 (N也)6M〇7〇24和化2SO4为原料，其中棚酸含量为20~30%，棚砂含量为25~35%，化2〇含量为10~ 20%，Si〇2 含量为 15 ~25%，（畑4)6M〇7〇24 含量为 5%，Na2S〇4 含量为 5〇/〇。
[0005] 其中棚酸和棚砂为缓蚀剂提供棚酸盐，棚酸盐是本发明提供的缓蚀剂中起到缓蚀 作用的主要物质，同时棚酸盐在药剂合成过程中具有降低药剂合成溫度的作用。添加 NasS化 和(N也)6M〇7〇24可强化棚酸盐的缓蚀作用，与棚酸盐同时存在时，具有较强的协同作用，可在 金属表面形成相对完整的纯化膜结构。Si〇2为整个药剂体系提供基本构架，可保证药剂具 有长期的缓释效果。化2〇具有促进棚酸盐、钢盐和钢酸盐溶解的功效，保证药剂初期有足够 的棚酸盐、钢盐和钢酸盐溶解，保证缓蚀剂初期的缓蚀效果。
[0006] 本发明提供的缓蚀剂在采用上述原料配比的情况下，经过如下步骤制取所述的无 憐固体缓释型缓蚀剂。
[0007] 第一步：定量称取棚酸、棚砂、化2〇、Si〇2、（N也)6M07化4和化2S〇4倒入研鉢中混合均 匀并充分研磨。并通过100 Ml滤网去除粗颗粒物质。
[000引第二步：将筛分后的粉末置于刚玉相蜗中，放入马弗炉中，使其溫度缓慢加热至 1000 °C，保持在1000 °C高溫烧结2 h。同时将模具在800 °C的条件下进行预热。
[0009]第Ξ步:将药剂取出，并导入到模具中，在通风处自然冷却成型，即可得到本发明 提供的无憐固体缓释型缓蚀剂。
[0010] 本发明所提供的无憐固体缓释型缓蚀剂，主要应用于减缓自然条件、酸性条件 (口出>3)、中高盐度条件（^01-计：《0.5 111〇1/0和中高碱度条件（^化0)3计：《25〇111邑/0 下的金属腐蚀。可用于减缓循环冷却水系统和中央空调系统的管道腐蚀。本发明提供的药 剂可缓慢释放出棚酸盐、氨盐和硫酸盐，在Ξ种无机盐协同作用下，金属表面可形成富含棚 元素的纯化膜结构，从而减缓管道材料的腐蚀。由于本发明所提供的药剂为无憐固体缓释 型缓蚀剂，因此避免了循环水中由于憐浓度过高引起的收纳水体易发生富营养化问题的发 生。此外由于研发的是固体缓释型缓蚀剂，药剂可W缓慢释放出具有成膜效果的有效成分， 保证被破坏的纯化膜可快速修复，同时也保证一次投加药剂后，药效的持久性，进而降低管 道的腐蚀速率。
[0011] 在工业生产中经常使用酸性溶液来去除管道表面的腐蚀产物和水中所形成的残 渣，而本发明提供的药剂科在酸性条件下(pH: >3)有效保护金属不被侵蚀。因此本发明的 药剂可用于减缓循环冷却水系统和中央空调系统的管道腐蚀。
[0012] 本发明的有益效果是:与现有的缓蚀剂相比，该药剂为无憐药剂，降低了受纳水体 富营养化的可能性;该药剂为固体药剂，方便运输和现场投加;该药剂为缓释剂，具有一次 投加药剂，药效持久的效果;并且残渣量少，可降低系统中的排泥量;此外，该药剂合成方法 简单，且原料成本低。
【附图说明】
[0013] 图1实验前后（10 % HC1溶液)碳钢表面扫描电镜照片(A:实验前表面照片;B:未添加 缓蚀剂实验组实验后表面照片;C:添加缓蚀剂实验组实验后表面照片）。
[0014] 图2合成药剂中棚缓释速率与时间的关系。
【具体实施方式】
[0015] 药剂组成：_^^
^^^^ 实验目的：1、定性评价合成药剂在酸性环境条件、中高盐度和中高碱度环境条件下的 缓蚀效果。2、定量计算及比较缓蚀剂在不同溶液中的缓蚀效率。
[0016] 实验步骤:第一组:在2个1 L的玻璃烧杯中等量加入10 %盐酸溶液800 mL，并在 其中一个烧杯中加入1.2 g合成药剂，另外一个作为空白对照试验;第二组:在2个1 L的玻 璃烧杯中等量加入氯化钢浓度为0.5 mol/L、CaO)3浓度为250 mg/L的溶液800 mL。并在其 中一个烧杯中加入1.2 g合成药剂，另外一个作为空白对照试验。
[0017] 实验前，碳钢挂片均使用200、400、600、800、1000、1200、1500和2000目娃相砂纸逐 级打磨至镜面。并使用环氧树脂将挂片表面密封，留出5*2.5 cm2与溶液接触。使用乙醇和 甲醇对挂片表面进行清洗后，烘干备用。
[0018] 本实验采用RC虹型旋转挂片仪进行挂片实验。将溫度控制在50 °C，转速在100 r/ min,实验时间为192 h。
[0019] 通过对比碳钢挂片反应前后的失重比（ΔΡ %)进行计算 恣發二?么1??…及繫句/么巧每X1纔茲 其中：/c %-缓蚀效率； AW %-空白样失重百分比； %-缓蚀剂样失重百分比。
[0020] 碳钢的缓蚀速率Ζ (mm/a)计算公式为： X ^ 86700 X iW - 14^)/(5 x p X t) 其中：r和將分别是挂片实验前后质量(g); S是挂片与溶液接触面积(cm2); 片是挂片密度(g/cm2); t是试验时间化）。
[0021] 实验结果；
实验结论：（〇通过W上两组对比实验可W发现，本发明提供的药剂在酸性溶液(第一 组)和中高盐度、中高碱度溶液(第二组）中对碳钢材料具有明显的缓蚀作用，且缓蚀率分别 达到84.15%和90.67%，同时缓释速率分别达到1.33 mm/a和0.41 mm/a。（2)对实验前后进行 扫描电镜表征发现（图1)，添加缓蚀剂实验组表面形成紧密的纯化膜，有效的减缓了 HC1溶 液对碳钢的腐蚀作用。（3)对试验过程中棚酸盐浓度变化进行测定（图2)，发现棚酸盐浓度 缓慢升高，且在24天左右浓度稳定在130 mg/L。说明药剂的缓释效果良好，可在一段时间内 稳定释放出具有缓蚀效果的组分，保证了药剂的长效性。
[0022] 最后应说明的是：显然上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并 非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可W做 出其它不同形式的变化或变动。运里无需也无法对所有的实施方式予W穷举。而由此所引 申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种无磷固体缓释型缓蚀剂，其特征在于该药剂是由硼酸、硼砂、Na20、Si0 2、（NH4) 6M〇7〇24和Na2S〇4合成，其中硼酸含量为20~30%，硼砂含量为25~35%，Na 20含量为10~ 20%，Si02含量为15~25%，（NH4)6M〇7〇24含量为5%，Na 2S〇4含量为5%。所述硼的纯度质量百 分含量为60%~65%，各组分的含量为各组分质量占缓蚀剂总质量的质量百分数。2. 根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于：（NH4)6M〇7〇24和Na2S〇4所占质量百分含量 不超过10%。3. 根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于:所述药剂为无磷型缓蚀剂。4. 根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于:所述药剂为具有缓释功能的缓蚀剂。5. 根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于:所述药剂可用于减缓自然条件、酸性条 件(pH:多3)、盐度条件（以C1-计：<0.5mo 1 /L)和碱度条件（以CaC03计：< 250mg/L)下的碳钢 腐蚀情况。
【文档编号】C23F11/18GK106011868SQ201610288141
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】裴元生, 崔骏, 李萌, 史蕊蕊
【申请人】北京师范大学