本发明属于缓蚀剂生产领域，具体为一种四氨基安替比林复合碳钢酸洗缓蚀剂的制备和应用。
背景技术：
碳钢材料在现代化工生产中占有非常重要的地位，而碳钢在工业酸洗过程中的酸腐蚀也是一个全球性的问题，这种腐蚀造成了重大的直接或间接经济损失、环境污染甚至危及人员安全，故众多科研工作者不断地进行碳钢防腐研究，以期将碳钢腐蚀程度降到最低，其中，最有效、最常见的方法之一就是在酸洗过程中添加缓蚀剂。目前，碳钢酸洗缓蚀剂的研究逐步从缓蚀率低、毒性大、生产成本高、应用范围狭窄的单一物质的缓蚀剂向高缓蚀性能、廉价易得、绿色环保、应用范围广的多物质复配方向发展。因此，利用复配手段，通过多元物质间的缓蚀协同作用，研发低成本、高缓蚀效率、环境友好、实用性强的复合酸洗碳钢缓蚀剂具有重要意义。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种低成本、高缓蚀效率、环境友好、实用性强的四氨基安替比林复合碳钢酸洗缓蚀剂的制备和应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种四氨基安替比林复合碳钢酸洗缓蚀剂，该缓蚀剂包括以下成分：四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈制成，四者的质量配比为5-15：1-2：1-4：0.5-1。
作为优选，四氨基安替比林复合碳钢酸洗缓蚀剂包括以下成分：四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈制成，四者的质量配比为8-12：1-2：3-4：0.5-1。
更进一步优选，四氨基安替比林复合碳钢酸洗缓蚀剂包括以下成分：四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈制成，四者的质量配比为10：2：4：1。
所述的硫氰酸盐为硫氰酸钾或硫氰酸钠。
四氨基安替比林复合碳钢酸洗缓蚀剂的应用：用加有该缓蚀剂的酸洗液浸没清洗碳钢；其中酸洗液浓度为0.5～2.0mol/L的稀硫酸或稀盐酸，每升酸洗液中加入缓蚀剂，使其质量浓度为0.03～0.06％，酸洗温度为20～45℃，酸洗时间为1～24小时。
本发明中四氨基安替比林为一种含氨基、苯基的吡唑啉酮类物质，它是有多个供电分子结构，包括含羰基、含氮杂环、氨基、苯基，能与钢金属原子作用，有效吸附于钢表面，形成致密的吸附膜层，从而抑制钢的腐蚀，此外，它能与硫氰酸盐中的硫氰酸根离子和铈中的铈离子发生有效的协同吸附。苯并三氮唑化合物含有三氮杂环，它们分子内都含有氮原子，氮原子的孤对电子可以与钢原子上的空d轨道配位成键，有效吸附于钢表面，通过与四氨基安替比林、硫氰酸盐和硝酸铈的协同作用，使得钢表面的吸附膜防护层更加致密，从而更有效的抑制钢的腐蚀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(一)、成本低廉。四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈原料廉价易得。
(二)、环保友好。本发明缓蚀剂所用的有机和无机化合物与传统的有毒缓蚀剂相比，属于环保友好型缓蚀剂，符合绿色缓蚀剂的发展理念。
(三)、用量少，缓蚀效率高。本发明缓蚀剂用于碳钢表面酸洗，仅添加少量的缓蚀剂即可有效抑制碳钢的浸蚀与酸液的过度消耗，与目前常见的缓蚀剂相比，具有低成本、高缓蚀效率、环境友好、可反复使用、实用性强的优点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
实施例1
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入苯并三氮唑缓蚀剂，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为82.55％，显示为具有一定缓蚀效果的酸洗缓蚀剂。
实施例2
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入苯并三氮唑和硫氰酸钾复合缓蚀剂，二者的质量配比为2：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为88.64％，显示为具有一定缓蚀效果的酸洗缓蚀剂。
实施例3
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入苯并三氮唑、硫氰酸钾和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，三者的质量配比为4：2：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为90.09％，显示为具有一定缓蚀效果的酸洗缓蚀剂。
实施例4
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸钾和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，三者的质量配比为10：2：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为95.82％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例5
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为98.65％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例6
酸洗液为稀硫酸，浓度为1.0mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为96.77％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例7
酸洗液为稀盐酸，浓度为1.0mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为98.93％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例8
酸洗液为稀盐酸，浓度为2.0mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为97.02％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例9
酸洗液为稀硫酸，浓度为2.0mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为96.25％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例10
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，45℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为98.42％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例11
酸洗液为稀盐酸，浓度为1mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.05％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，45℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为98.74％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例12
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.04％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为97.12％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
实施例13
酸洗液为稀硫酸，浓度为0.5mol/L，加入四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈，制备为复合碳钢酸洗缓蚀剂，四者的质量配比为10：2：4：1，使其质量浓度为0.06％。试验材料为Q235钢片，规格为5.0×2.5×0.2cm，表面积为28.0cm2。试验采用失重法，25℃下将钢片浸没在酸洗液中24h，通过钢片酸腐蚀过程中的质量损失计算缓蚀效率。
结论：通过试验测试可获得的缓蚀效率为98.81％，显示为高效的酸洗缓蚀剂。
以上实例具体数据分析：
不同缓蚀剂配方失重试验数据及结论列表
由上表可知：
1、硫氰酸钾、硝酸铈在单独使用时没有明显的缓蚀效率，而在一定浓度范围内，硝酸铈甚至加速腐蚀。
2、在苯并三氮唑、硫氰酸钾、硝酸铈复合缓蚀剂中引入四氨基安替比林后，失重试验中钢片腐蚀质量损失由0.0978g降至0.0133g，腐蚀速度显著降低(减至1/8左右)，这表明四氨基安替比林在复合缓蚀剂中的作用明显。
3、通过上表数据可知，四氨基安替比林复合缓蚀剂中的每一种组分均有协同作用。
3、比较案例5、案例12和案例13可知，四氨基安替比林、硫氰酸盐、苯并三氮唑和硝酸铈复合缓蚀剂的质量配比为10：2：4：1时，复合缓蚀剂浓度超过0.5％后，缓蚀效率随浓度增加增幅缓慢。
最后应说明的是：以上实施案例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施案例技术方案的精神和范围。