一种含溴咪唑啉季铵盐碳钢酸洗缓蚀剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属表面腐蚀与缓蚀剂生产技术领域，具体的说是用以防止碳钢及其制品在盐酸酸洗过程中不必要的腐蚀和酸液过度消耗的一种含溴咪唑啉季铵盐碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。
【背景技术】
[0002]在金属材料、机械、冶金、化工等行业，盐酸清洗表面锈蚀、污垢是金属材料表面预处理、管道和锅炉系统清洁除垢的重要清洗手段。因此，盐酸酸洗对维持设备的正常运行和降低生产成本具有重要意义。近年来，快速发展的炼油工业促进了含酸及高酸原油的开采与炼制，使高温环烷酸腐蚀凸显为炼油厂腐蚀的主要问题之一。高温条件下，金属在酸性介质中腐蚀更加严重，严重的可导致安全事故，因此，寻求高效，环保的高温缓蚀剂势在必行。
[0003]在酸洗过程中，由于盐酸对金属设备有腐蚀作用，因此会出现“过蚀”现象，即酸洗过程在清除金属表面的锈蚀和污垢的同时也会腐蚀金属材料。另外盐酸腐蚀过程中释放出的氢会向金属内部扩散，使被洗设备有发生氢脆的可能；所析出的酸性气体，会使劳动环境恶化，同时产生大量酸液，对环境造成严重破坏。故在酸洗时添加缓蚀剂，可以抑制金属在酸性介质中的腐蚀，提高酸洗效率，降低成本，保护设备。
[0004]目前常用的缓蚀剂中，主要包括铬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等无机化合物，由于其具有毒副作用，不利于环保，其应用正在受到限制并将逐步淘汰。而绿色缓蚀剂不仅在使用过程中对环境无害无毒，在生产和制造过程中也不会对环境造成不良影响。目前，随着人类环保意识的增强和可持续发展思想的深入，开发新的高效，环保，廉价，易得的有机缓蚀剂具有较高的生产价值和广阔的市场前景。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种高效，廉价，环保，易合成的含溴咪唑啉季铵盐碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。
[0006]为实现以上目的，本发明采用的技术方案为:一种碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂为N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵
[0007]本发明提供了上述含溴咪唑啉季铵盐碳钢酸洗缓蚀剂的在碳钢酸洗中的应用。
[0008]按照每升酸液中加入缓蚀剂的量为0.Ι-lg，将缓蚀剂加入浓度为0.5mol/L的稀盐酸中；用加入缓蚀剂的酸液浸没清洗钢材，其中浸没温度分别为30°C、5(TC、7(rC，浸没时间为8h。
[0009]本发明的原理在于:本发明所涉及的缓蚀剂是一种咪唑啉类有机化合物，此类化合物是同时具有卤素原子、长直链脂肪烃和咪唑啉环的结构特征，分子类含有咪唑啉环、氮、溴、-C=N-双键等原子或原子团，能有效吸附在碳钢表面，起到缓蚀作用。
[0010]本发明所具有的有点:
[0011]1.成本低。本发明缓蚀剂为咪唑啉类化合物，其是以三溴乙酸，二乙烯三胺以及溴代十二烷为主要原料合成得到的具有易合成，原料廉价的优点。
[0012]2.环境友好。本发明缓蚀剂为咪唑啉类化合物，为有机缓蚀剂，与目前常用的无机缓蚀剂相比，毒性小，对环境友好，不存在使用后的环境问题，符合绿色缓蚀剂发展的趋势。
[0013]3.用量低，使用效果好。本发明用于碳钢表面酸洗，添加少量的缓蚀剂就能有效抑制金属材料在酸洗过程中金属的过度浸蚀(即有害腐蚀)以及酸液的过度消耗，与目前常用的缓蚀剂比较，具有用量低，缓蚀效率高，持续作用能力强的突出优点。
[0014]4.缓蚀性能稳定。本发明缓蚀剂能承受清洗条件的变化，如温度，酸液浓度等，不影响缓蚀剂的缓蚀效果。
【具体实施方式】
[0015]本发明安装GB10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行挂片失重实验。
[0016]本发明所需原料N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵参考专利《N-烷氨基-2-全氟烷基咪唑啉季铵盐及其制备方法》，专利申请号201110002735.4，专利公开号 CN102070530A。
[0017]实施例1
[0018]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L，酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵5g，在30°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0019]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为89%，显示为高效的缓蚀剂。
[0020]实施例2
[0021]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L，酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵10g，在30°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0022]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为94%，显示为高效的缓蚀剂。
[0023]实施例3
[0024]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵20g，在30°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0025]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为94%，显示为高效的缓蚀剂。
[0026]实施例4
[0027]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵5g，在30°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0028]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为81%，显示为高效的缓蚀剂。
[0029]实施例5
[0030]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵10g，在30°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0031]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为90%，显示为高效的缓蚀剂。
[0032]实施例6
[0033]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵20g，在50°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0034]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为94%，显示为高效的缓蚀剂。
[0035]实施例7
[0036]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵5g，在30°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0037]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为71%，显示为高效的缓蚀剂。
[0038]实施例8
[0039]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵10g，在70°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没24h。
[0040]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为93%，显示为高效的缓蚀剂。
[0041]实施例9
[0042]酸洗液为稀盐酸，浓度为0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵20g，在70°C条件下将待清洗的钢材浸没在酸洗液中浸没8h。
[0043]通过试验测试获得的最高缓蚀效率为94%，显示为高效的缓蚀剂。
【主权项】
1.一种含溴咪唑啉季铵盐碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于:缓蚀剂成分为咪唑啉季铵盐类化合物，所述化合物为:N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵。
2.一种按照权利要求1所述的咪唑啉季铵盐类碳钢酸洗缓蚀剂的应用，其特征在于:用加有咪唑啉季铵盐类缓蚀剂的清洗液浸没清洗钢材。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于:按每升酸液中加入缓蚀剂的量为.0.lg-lg，将缓蚀剂加入浓度为0.5mol/L的稀盐酸中，其中浸没温度分别为30°C、50°C和.70°C，浸没时间为8h。
【专利摘要】本发明涉及金属表面腐蚀与缓蚀剂生产技术领域，具体的说是用以防止碳钢及其制品在盐酸酸洗过程中不必要的腐蚀和酸液过度消耗的一种咪唑啉季铵盐类碳钢酸洗缓蚀剂及其应用。缓蚀剂为N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化铵。本发明缓蚀剂能有效防止在酸洗过程中盐酸对碳钢材料的腐蚀，并具有用量低，缓蚀效率高，性能稳定，耐高温和环境友好等优点。本发明产品具有较高的生成价值和广阔的市场前景。
【IPC分类】C23G1-06
【公开号】CN104611710
【申请号】CN201310540840
【发明人】杨文忠, 张可桂, 刘瑛, 尹晓爽, 吴迪, 徐斌
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月6日