专利名称：一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种在氨基磺酸酸洗介质中碳钢的复配缓蚀剂配方，更具体的说是由 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)组成的复配缓蚀剂及其制 备方法。
背景技术：
随着大容量火电机组的建设，设备材质的复杂化，对锅炉化学清洗工艺的要求也 越来越高，传统的无机酸如盐酸对钢铁腐蚀性强，对贵重设备、特种金属材料清洗时受到限 制，废液排放污染环境，而有机酸如氨基磺酸，无毒、无味、不污染，属于安全型清洗剂。由于 氨基磺酸对钙镁垢有很强的溶解能力，清洗效率高、对钢铁腐蚀性较小，非常适合用于清洗 钙镁垢含量高的热力设备。氨基磺酸毕竟是酸，对金属材料还是要产生一定的腐蚀作用，而 添加缓蚀剂，特别是高效、环保型缓蚀剂是一种工艺简单、成本低廉、适应性强的腐蚀控制 方法。目前碳钢的酸洗缓蚀剂以有机化合物为主，如带苯环的芳香烃类缓蚀剂，但它们 的主要缺点是毒性较大，难降解。而本发明而本发明正是为了解决上述问题，提出了一种复 配缓蚀剂，其成分之一 2_十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉低毒无味，pH值为7. 0 9. 5，具有良好的润湿性、抗静电性及生物降解性，并对人的皮肤刺激性极小，是一种优良的 环境友好性缓蚀剂；成分之二 碘化钾，无毒。因此本复配缓蚀剂是一种环保型缓蚀剂。本发明在保持缓蚀剂用量不变的情况下，通过复配提高缓蚀剂在氨基磺酸介质中 对碳钢的缓蚀效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与 碘化钾(KI)组成的碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂，在保持缓蚀剂用量不变的情况下，通 过复配提高缓蚀剂在氨基磺酸介质中对碳钢的缓蚀效率。本发明采用的技术方案—种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其中溶剂为去离子水， 溶质由2-i烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)组成，总浓度为 0. 4%，UHCI 与 KI 按质量配比即 UHCI KI 为(0. 25%-0. 39% ) (0. 01 %-0. 15% )复 配而成。上述的一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂的制备方法如下将2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)先后加入去 离子水中，搅拌混勻即得上述的一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂。本发明的有益效果本发明所使用的缓蚀剂2-i烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和添加 剂碘化钾(KI)均为环保型化合物，在缓蚀剂总浓度不变的情况下，通过调整UHCI与KI的复配比来提高对碳钢的缓蚀效果。在8%氨基磺酸溶液中0. 4% UHCI对碳钢的缓蚀效率达 到86. 81%,0. 4% KI对碳钢的缓蚀效率达到72. 71%，在总浓度为0. 4%, UHCI与KI的质 量浓度比介于(0. 25% -0. 39%) (0. 15% -0. 01% )时，缓蚀效率均优于UHCI单独使用 的效果，显示两者之间具有协同效应。
图1、碳钢电极在含不同复配比缓蚀剂的8%氨基磺酸溶液中浸泡4h后的极化曲 线图
具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。对2- i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)单独使用，以及由2_ i^一烷 基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和碘化钾(KI)组成的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂对 碳钢的缓蚀效果比较，包括下列步骤(1)0.4% UHCI单独使用时对碳钢的缓蚀效果采用极化曲线研究在8%氨基磺酸溶液中0. 4% UHCI单独使用时对碳钢的缓蚀效 果；(2) UHCI与KI复配对碳钢的缓蚀效果采用极化曲线研究在8%氨基磺酸溶液中当总浓度为0. 4%时，UHCI与KI复配对 碳钢的缓蚀效果.极化曲线获得方法实验在三电极体系中进行，测试介质为含与不含缓蚀剂的8%氨基磺酸溶液，工作 电极为45号碳钢电极，取用环氧树脂密封，工作面积为0. 78cm2，表面经1# 6#金相砂纸逐 级打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净。辅助电极和参比电极分别为Pt电极 和饱和甘汞电极(SCE)。极化曲线测量使用美国普林斯顿应用研究公司的VerSaSTAT3电化 学工作站，极化曲线扫描速率5mV/s，扫描电位-0. 9 -0. IV。实施例1一种碳钢的酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其中溶剂为去离子水，溶质由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和碘化钾(KI)组成，总浓度为0.4%， UHCI 与 KI 的质量配比，S卩 UHCI KI 为 0.39 0.01;上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下将0.39%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和0.01%的碘化 钾(KI)先后加入到去离子水中，搅拌混勻即可。取用环氧树脂密封，工作面积为0. 78cm2的碳钢电极，表面经1# 6#金相砂纸逐 级打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净后分别放入含有0. 4% UHCI, (0. 39% UHCI+0. 01% KI)的8%氨基磺酸溶液中，极化曲线测试结果显示(0. 39% UHCI+0. 01% KI) 的缓蚀效果优于0. 4% UHCI或0. 4% KI。实施例2—种碳钢的酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其中溶剂为去离子水，溶质由2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和碘化钾(KI)组成，总浓度为0.4%， UHCI 与 KI 的质量配比，S卩 UHCI KI 为 0.36 0.04;上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下将0.36%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和0.04%的碘化 钾(KI)先后加入到去离子水中，搅拌混勻即可。取用环氧树脂密封，工作面积为0. 78cm2的碳钢电极，表面经1# 6#金相砂纸逐 级打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净后分别放入含有0. 4% UHCI, (0. 36% UHCI+0. 04% KI)的8%氨基磺酸溶液中，极化曲线测试结果显示(0. 36% UHCI+0. 04% KI) 的缓蚀效果优于0. 4% UHCI或0. 4% KI。实施例3一种碳钢的酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其中溶剂为去离子水，溶质由 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和碘化钾(KI)组成，总浓度为0.4%， UHCI 与 KI 的质量配比，S卩 UHCI KI 为 0.25 0.15;上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下将0.25%的2-i烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)和0. 15%的碘化 钾(KI)先后加入到去离子水中，搅拌混勻即可。取用环氧树脂密封，工作面积为0. 78cm2的碳钢电极，表面经1# 6#金相砂纸逐 级打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净后分别放入含有0. 4% UHCI, (0. 25% UHCI+0. 15% KI)的8%氨基磺酸溶液中，极化曲线测试结果显示(0. 25% UHCI+0. 15% KI) 的缓蚀效果优于0. 4% UHCI或0. 4% KI。极化曲线分析图1为碳钢电极在实施例1、2及3所得的含不同复配比缓蚀剂的8%氨基磺酸溶 液中浸泡4h后的极化曲线图，由极化曲线分析得到的电化学参数列于表1中。表1经M352 QuickCalcu软件拟合图1的极化曲线参数 由表1可知，单独加入UHCI以及加入复配缓蚀剂后，碳钢电极的腐蚀电位E。m变 化不大；加入缓蚀剂的碳钢电极腐蚀电流密度I。OT都明显减小。在总浓度为0.4%时，UHCI 与KI的复配比分别为0.39 0.01,0. 36 0. 04及0. 25 0. 15时的缓蚀效率分别为 91. 13%,95. 65%和91. 57%，均大于0.4% UHCI的缓蚀效率(86. 81 ，说明此时UHCI与 KI之间产生了较好的协同缓蚀效应。以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其中溶剂为去离子水，其特征在于所述的溶质为2 十一烷基 N 羧甲基 N 羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)复配而成。
2.如权利要求1所述的一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其 中溶剂为去离子水，其特征在于复配缓蚀剂总浓度为0. 4%，其中所述的溶质由UHCI与KI 按质量配比即 UHCI KI 为(0. 25%-0. 39% ) (0. 01 %-0. 15% )复配而成。
3.如权利要求1所述的一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，其 中溶剂为去离子水，其特征在于复配缓蚀剂总浓度为0. 4%，其中所述的溶质由UHCI与KI 按质量配比即UHCI KI优选为0.36% 0.04%复配而成。
4.如权利要求1、2或3所述的一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂的制备方法，其特 征在于如下将UHCI与KI先后加入到去离子水中，搅拌混勻即得本发明的一种碳钢的氨基磺酸酸 洗复配缓蚀剂。
5.如权利要求1、2或3所述的一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂，其特征在该复配 缓蚀剂用于减缓氨基磺酸对碳钢的腐蚀作用。
全文摘要
本发明公开了一种碳钢的氨基磺酸酸洗复配缓蚀剂及其制备方法，由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)与碘化钾(KI)复配而成，其中UHCI的浓度在0.25％-0.39％，KI的浓度在0.01％-0.15％。单一UHCI在浓度为0.4％时效果最佳，而在总浓度保持0.4％的情况下，在上述范围内复配后的缓蚀效果均优于单独0.4％UHCI或0.4％KI，显示两者之间具有较好协同缓蚀效应。在8％氨基磺酸溶液中加入本发明的0.36％UHCI和0.04％KI后，碳钢的腐蚀电流大大降低，缓蚀效率为95.65％，本发明的复配缓蚀剂成本低，绿色，环保，对环境危害小，对碳钢具有明显的缓蚀效果。
文档编号C23G1/06GK101906635SQ20101023431
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者岳忠文, 廖强强, 柴林华, 陈亚琼 申请人:上海电力学院