专利名称：通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法
技术领域：
本发明涉及一种对有机缓蚀剂进行改性的方法。特别是涉及一种能够有效提高有机缓蚀剂缓蚀效率的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法。
背景技术：
缓蚀剂能有效地阻止或减缓金属的腐蚀。但是现有的无机缓蚀剂往往功能单一、环境污染较严重；有机缓蚀剂与金属间的作用通常是表面吸附作用，即不牢固也不均匀，缓蚀效果一般。因此探索结合力较强的功能化有机缓蚀剂，己成为开发和研究高效缓蚀剂的一个重要方向。磁功能化的复合材料具有十分广阔的应用前景，尤其是磁性复合材料已经成功地应用于医学上的靶向用药、工业催化及环境领域的吸附剂回收等方面，获得十分显著的效果，但是磁功能化缓蚀剂的研究还未见报导。铁的物理性质决定了它是一种易于与磁性物质相吸引的材料，因此磁功能化的有机缓蚀剂与铁基材料之间的结合力将会增加磁性引力，有利于在铁基材料的表面形成结合能力更强的保护层。另外，已报导的研究结果表明在磁场作用下可以通过减缓Fe3+和Fe2+向溶液中扩散并促使Fe3+还原为Fe2+，抑制阳极溶解。所以在有机缓蚀剂中引入磁性是提闻其对铁基材料防腐效果的一个新思路，也是一条有效途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用磁性的特殊功能增强有机缓蚀剂的结合力、抑制阳极溶解，进而提高缓蚀效率的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法。本发明所采用的技术方案是一种通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，是将有机缓蚀剂与磁性纳米材料复合，提高有机缓蚀剂缓蚀效果的方法，复合过程具体包括如下步骤 I)将磁性纳米粒子分散在有机缓蚀剂中并混合均匀；2)加入适量的表面活性剂；3)调节酸度；4)加入引发剂，在设定温度下实现有机-无机的复合。所述的磁性纳米粒子是磁流体，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基中的一种合金磁性纳米材料，或是铁氧体和钙钛矿中的一种化合物磁性纳米材料。步骤I)中所述的磁性纳米粒子的放入量是每IOOmL的有机缓蚀剂中放入O. 5g 3g的磁性纳米粒子。步骤2)中所述的表面活性剂是0P-10、吐温、司班、SDBS、SDS、月桂醇硫酸钠、多元醇中的一种表面活性剂。步骤3)中所述的酸度根据有机缓蚀剂成分控制在pH〈7。步骤4)中所述的引发剂，是有机过氧化合物、过硫酸钾、过硫酸胺、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种。
所述的有机过氧化合物是R-O-O-H或R-0-0-R，其中R为烷基或酰基或碳酸酯基。本发明的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，使有机缓蚀剂同时具有磁力吸引和有机吸附双重作用，与铁基材料的结合力更强，有效提高了有机缓蚀剂的缓蚀效果。且磁功能化方法简单通用，可以根据有机物的特性选择合适的表面活性剂和引发剂实现与磁性纳米材料复合，完成磁功能化改性。有利于在原有缓蚀剂研究基础上开发新型高效缓蚀剂。为节约资源和实现快速、有效开发新型缓蚀剂产品提供有效途径。
图1是实例I中20#碳钢在天然海水中电化学阻抗谱；图中曲线a是20#碳钢在含有样品I的天然海水中的电化学阻抗谱；曲线b是20#碳钢在含有样品2的天然海水中的电化学阻抗谱(样品2为成分与 样品I完全相同，但未进行磁功能化改性的有机缓蚀剂);曲线c是20#碳钢在不加任何缓蚀剂的天然海水中的电化学阻抗谱。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法做出详细说明。本发明的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，旨在利用磁性的特殊功能增强有机缓蚀剂的结合力、抑制阳极溶解，进而提高缓蚀效率。即，通过有机缓蚀剂与磁性纳米材料复合，形成磁性有机-无机复合物，实现对有机缓蚀剂进行磁功能化改性。本发明的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，是将有机缓蚀剂与磁性纳米材料复合，提高有机缓蚀剂的缓蚀效果，复合过程具体包括如下步骤I)将磁性纳米粒子分散在有机缓蚀剂中并混合均匀；所述的磁性纳米粒子是磁流体(铁磁流体、镍磁流体、钴磁流体等)，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基在内的常见合金磁性纳米材料中的一种，或是铁氧体(锌铁氧体、锰铁氧体、镍铁氧体、钴铁氧体、四氧化三铁及稀土石榴石型铁氧体等)和钙钛矿在内的常见化合物磁性纳米材料中的一种。所述的磁性纳米粒子的加入量是每IOOmL有机缓蚀剂中加入O. 5g 3g的磁性纳米粒子。2)加入适量的表面活性剂；所述的表面活性剂是0P-10、吐温、司班、SDBS, SDS、月桂醇硫酸钠、多元醇中的一种表面活性剂，用量根据有机物的成分和表面活性剂的性质确定。3)调节酸度；所述的酸度根据有机缓蚀剂成分控制在pH〈7。4)加入引发剂，在设定温度下实现有机-无机的复合。所述的引发剂，是有机过氧化合物、过硫酸钾、过硫酸胺、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种。所述的有机过氧化合物是R-O-O-H或R-0-0-R，其中R为烷基或酰基或
碳酸酯基。下面举例对本发明的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法做更详细地描述实例1:I)称取纳米钴铁氧体O. 2g ；2)将纳米钴铁氧体均匀分散到15mL有机缓蚀剂中，并加入O.1g 0P-10 ；3)调节酸度为pH=3;4)加入5mg过硫酸胺引发剂；5)在85 下恒温反应3h,得到样品I ;说明
①步骤2)中所用有机缓蚀剂为市售有机缓蚀剂，工业级产品；②图1中提及的样品2为成分与样品I完全相同，但未进行磁功能化改性的有机缓蚀剂。③缓蚀效果分析a)将20#碳钢放在不含任何缓蚀剂的天然海水介质中，其腐蚀速率为O. 9056mm/a ；b)将20#碳钢放在含有样品2的天然海水介质中，其腐蚀速率为O. 2383mm/a,缓蚀率为73. 7% ；c )将20#碳钢放在含有本实例样品I的天然海水介质中，其腐蚀速率为O. 0693mm/a,缓蚀率为93. 1% ；d)由上述对20#碳钢在天然海水介质中腐蚀速率分析和电化阻抗谱分析(图1所示)可知，相同测试条件下，通过磁功能化改性的有机缓蚀剂的缓蚀效果明显优于相同成分非磁功能化有机缓蚀剂的缓蚀效果。实例2 I)称取纳米级镍磁流体O. 75g ；2)将纳米磁流体均匀分散到25mL有机缓蚀剂中，并加入O. 05g SDBS ；3)调节酸度为pH=4 ；4)加入Smg过硫酸胺引发剂；5)在95°C下恒温反应6h，得到样品3 ；说明①步骤2)中所用有机缓蚀剂为市售有机缓蚀剂，工业级产品；②将20#碳钢放在含有本实例样品3的天然海水介质中，其腐蚀速率为O. 0815mm/a，缓蚀率为91.0%;实例3 I)称取纳米四氧化三铁O.1g ;2)将纳米四氧化三铁均匀分散到20mL有机缓蚀剂中，并加入O.1g 0P-10 ；3)调节酸度为pH=5;4)加入5mg过硫酸钾引发剂；5)在8(TC下恒温反应6h,得到样品4 ；说明①步骤2)中所用有机缓蚀剂为市售有机缓蚀剂，工业级产品；
②将20#碳钢放在含有本实例样品4 的天然海水介质中，其腐蚀速率为O. 0487mm/a,缓蚀率为94. 6%。
权利要求
1.一种通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，是将有机缓蚀剂与磁性纳米材料复合，提高有机缓蚀剂缓蚀效果的方法，复合过程具体包括如下步骤 1)将磁性纳米粒子分散在有机缓蚀剂中并混合均匀； 2)加入适量的表面活性剂； 3)调节酸度； 4)加入引发剂，在设定温度下实现有机-无机的复合。
2.根据权利要求1所述的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，所述的磁性纳米粒子是磁流体，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基中的一种合金磁性纳米材料，或是铁氧体和钙钛矿中的一种化合物磁性纳米材料。
3.根据权利要求1所述的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，步骤I)中所述的磁性纳米粒子的放入量是每IOOmL的有机缓蚀剂中放入O. 5g 3g的磁性纳米粒子。
4.根据权利要求1所述的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，步骤2)中所述的表面活性剂是0P-10、吐温、司班、SDBS、SDS、月桂醇硫酸钠、多元醇中的一种表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，步骤3)中所述的酸度根据有机缓蚀剂成分控制在pH〈7。
6.根据权利要求1所述的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，步骤4)中所述的引发剂，是有机过氧化合物、过硫酸钾、过硫酸胺、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种。
7.根据权利要求6所述的通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，其特征在于，所述的有机过氧化合物是R-O-O-H或R-0-0-R，其中R为烷基或酰基或碳酸酯基。
全文摘要
一种通过磁功能化对有机缓蚀剂进行改性的方法，是将有机缓蚀剂与磁性纳米材料复合，提高有机缓蚀剂缓蚀效果的方法，包括将磁性纳米粒子分散在有机缓蚀剂中并混合均匀；加入适量的表面活性剂；调节酸度；加入引发剂，在设定温度下实现有机-无机的复合。本发明使有机缓蚀剂同时具有磁力吸引和有机吸附双重作用，与铁基材料的结合力更强，有效提高了有机缓蚀剂的缓蚀效果。且磁功能化方法简单通用，可以根据有机物的特性选择合适的表面活性剂和引发剂实现与磁性纳米材料复合，完成磁功能化改性。有利于在原有缓蚀剂研究基础上开发新型高效缓蚀剂。为节约资源和实现快速、有效开发新型缓蚀剂产品提供有效途径。
文档编号C23F11/10GK103014717SQ20121057534
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者侯相钰, 张正, 王维珍, 高丽丽, 高翔, 崔振东, 尹建华 申请人:国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所