用，以增强其缓释效果。
[0134] (a)失重法
[0135] 试验中，未添加 CMC和ZnSO4的空白试验试样腐蚀严重，溶液的颜色呈明显的棕黄 色，随着复配物质的改变，当配比为CMC(100mg/L)+ZnS0 4(2mg/L)时腐蚀现象最不明显，首 先试样的表面没有明显的大面积腐蚀物质，其次溶液的颜色也是十分浅淡的棕黄色；但是 随着21^0 4浓度的增加，腐蚀现象逐渐严重，当ZnSO4的浓度再继续增加时，溶液中会出现明 显的白色絮状物质，是21^0 4与CMC发生絮凝反应，生成难溶性物质，缓蚀剂失去了原来的 结构和性质，无法起到缓蚀的作用。
[0136] 失重法得到的试验数据列于表七，从表七中可以看出，空白试验的腐蚀速率最 大，为0. 104g/m2 · h，而复配的比例为CMC(100mg/L)+ZnS04(2mg/L)时的腐蚀速率最小，为 0. 019g/m2 · h，缓蚀率随ZnSO4W入量的变化曲线如图10所示。
[0137] 表七CMC与ZnSO4复配在20%的NaCl介质中Q345钢的缓蚀测试结果
[0138]
[0139] 由图10可以看出，当CMC单独使用时在浓度为150mg/L时，缓蚀速率最大，在常温 下可达到40%左右，而选择与ZnSO 4进行复配时，由于ZnSO4*锌离子的作用，在金属表面形 成一层较为致密的保护膜，与CMC相辅相成，在ZnSO 4浓度为2mg/L时，缓蚀效果可达81 %， 因此，21^04与CMC复配缓蚀剂的复配含量是CMC 150mg/L，ZnSO 4为2mg/L。
[0140] 锌盐的缓蚀机理是正极与氧发生反应02+4e、2H20 = 40Γ，而Zn2+与0!Γ形成沉积 膜覆盖在试样的表面，阻止负极发生反应Fe-2e- = Fe2+，且空气中的氧分子降低，使得腐蚀 更加缓慢；随着膜的增厚，阴极释放电子的反应被阻挡，但随着21^0 4量的增大，缓蚀效果也 会逐渐减弱，将CMC与ZnSO4复配则可以显著增加缓蚀性能。
[0141] 在CMC与ZnSO4复配缓蚀剂中，首先配置了在150mg/L的CMC不变的情况下，硫酸 锌为2mg/L、4mg/L、6mg/L、10mg/L、15mg/L的变化梯度，溶液放置一天后，发现ZnSO 4浓度在 l〇mg/L以上的溶液都有白色絮状物质产生；试验表明，这样的溶液几乎起不到缓蚀作用， 白色絮状物是CMC与ZnSO4*生絮凝，加入lmol/L的盐酸调节溶液的pH为5左右时，白 色絮状物质消失，溶液澄清，当用lmol/L的氢氧化钠调节溶液pH达到7. 5左右时，又出现 白色絮状物质。
[0142] (b)极化曲线法
[0143] 请参阅图11，图11为CMC与ZnSO4复配在浓度为20 %的NaCl介质中Q345钢的 Tafel极化曲线，从图11中可以看出，加入CMC和ZnSO4后，Q345钢的腐蚀电位与空白组相 比均向右移动，其中CMC与ZnSO 4浓度配比为150mg/L CMC+ 2mg/LZnS0Jt，腐蚀电位向右 移动幅度最大，利用Tafel极化曲线外推法，获得腐蚀电位和电流密度，以及阴、阳极塔菲 尔曲线斜率等，列于表八中。
[0144] 表八CMC与ZnSO4复配缓蚀剂存在下20% NaCl介质中Q345钢的极化曲线参数
[0145]
[0146] 由表八可以看出，同时添加 CMC和ZnSO4作为缓蚀剂，在适当的浓度范围内，缓蚀 率比CMC单独作用时的缓蚀率显著提高，在添加 ZnSCV^腐蚀电位正移，阴极极化斜率b。 的变化较大，电阻较大，相应的缓蚀电流密度较低，且当复配的浓度为150mg/L CMC+2mg/L ZnSOJt，缓蚀效率达72. 5%，这与失重法中的结果基本一致。
[0147] 基于上述试验，得出CMC作为吸附型缓蚀剂对于阴极和阳极反应都有一定的作 用，而ZnSO^沉积吸附抑制作用更加明显，两者协同使用时的腐蚀电流密度比单独使用时 的还要低。
[0148] (C)复配物缓蚀机理分析
[0149] 随着ZnSO4的加入，缓蚀效果得到明显的提升，从失重法试验可以看出，尽管ZnSO 4 加入量非常小，但复配后的缓蚀效果很好，主要是由于CMC与Zn2+复合形成致密的沉积膜。
[0150] 正因为如此，溶液的pH值对于作为缓蚀剂的CMC-ZnSO4复配体系有很大的影响， 一般情况下，锌离子在酸性溶液中是溶解的，但是随着pH的变化，溶液中的氢氧根离子会 和ZnSO 4离子生成大量沉淀，造成CMC与Zn的絮凝，会降低复配缓蚀效果，这是因为在复配 过程中，CMC溶解于20 % NaCl溶液后，溶液的pH值呈中性，ZnS04&度太高，在溶液中就容 易形成沉淀，缓蚀效果便越低，21^0 4在pH大于8时，ZnSO 4在金属表面就会有大量生成沉 淀的趋势，同样导致缓蚀效率降低；所以，当CMC浓度不变时，随着ZnSO 4浓度的增大，缓蚀 效率明显降低，在ZnSO4浓度为2mg/L时，复配缓蚀剂的缓蚀效果最好，所在溶液的pH值为 7. 6〇
[0151] 由图11极化曲线中阴极极化曲线的斜率变化可知腐蚀位阻越大，腐蚀电流密度 越小，缓蚀效率越高，CMC为吸附型缓蚀剂，它吸附在金属表面是进行的平铺吸附，产品的分 子量大小对在碳钢表面形成的缓蚀膜的厚度是有影响的，分子量大，吸附点多，形成的缓蚀 膜稳定；而加入ZnSO 4后，CMC与ZnSO 4在金属表面形成复配膜，缓蚀效果更佳。
[0152] 2 结论
[0153] 针对NaCl融雪剂对道路腐蚀性较强的问题，本发明从道路交通运输安全和环境 生态保护的角度考察了 CMC及其与ZnSO4复配体系的缓蚀性能，探索降低融雪剂腐蚀的途 径，以失重法、Tafel曲线法进行碳钢腐蚀试验，获得CMC及其与ZnSO 4复配缓蚀剂对碳钢的 缓蚀性能，并对其机理进行初步讨论，获得的结论如下：
[0154] CMC能在一定程度上减小NaCl溶液对Q345钢的腐蚀，当CMC的浓度从0~150mg/ L，其缓蚀效率呈递增趋势，在CMC浓度为150mg/L时，缓蚀剂的缓蚀效果最佳；这是因为 水溶性CMC中有大量的-COOH等基团，可以结合在碳钢表面，形成一层吸附膜，将碳钢和腐 蚀液隔离开，从而抑制腐蚀的进行；如果用低浓度的21^04与CMC进行复配，缓蚀剂的缓蚀 效果明显增大，当复配成分为150mg/L的CMC+2mg/L的ZnSOJt，缓蚀效果达到最大，随着 ZnSO4浓度的增大，缓蚀效果反而会降低。从极化曲线得出的缓蚀剂的缓蚀效果和失重法的 缓蚀效果相吻合，由于复配后腐蚀电位的变化明显，从电化学方面证明了它们的吸附机理。
[0155] 锌盐本身具有缓蚀效果，但考虑到成本、自身的酸性等因素，通常都会与其它成分 复配，本发明的创新之处在于利用环保的CMC与ZnSO 4复配，可在很小ZnSO4加入量（ppm 级）的情况下获得良好的缓蚀效果，有利于在公路、桥梁等场合大规模推广应用，从而保证 冰雪天气下的道路交通运输安全。
[0156] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0157] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1. 一种具有缓蚀效果的融雪剂，所述融雪剂主要成分为NaCl，其特征在于：所述融雪 剂具有CMC-ZnSO4复配缓蚀剂，CMC的添加量为0? 065%，ZnSO4添加量为8. 7 - 26.lppm。2. 根据权利要求1所述的具有缓蚀效果的融雪剂，其特征在于，所述ZnSO4-CMC复配缓 蚀剂的复配含量是CMC50- 150mg/L，ZnSO4S2- 10mg/L。3. 根据权利要求1所述的具有缓蚀效果的融雪剂，其特征在于，ZnSO4添加量为 26.Ippm04. 根据权利要求2所述的具有缓蚀效果的融雪剂，其特征在于，ZnSO4-CMC复配缓蚀剂 的复配含量是CMC150mg/L，ZnSO4S2mg/L。
【专利摘要】本发明公开了一种具有缓蚀效果的融雪剂，所述融雪剂主要成分为NaCl，所述融雪剂具有CMC-ZnSO4复配缓蚀剂，CMC的添加量为0.065％，ZnSO4添加量为8.7—26.1ppm，所述ZnSO4-CMC复配缓蚀剂的最优复配含量是CMC 150mg/L，ZnSO4为2mg/L；本发明针对NaCl融雪剂对道路腐蚀性较强的问题，从道路交通运输安全和环境生态保护的角度考察了CMC及其与ZnSO4复配体系的缓蚀性能，通过在NaCl融雪剂中加入CMC-ZnSO4复配缓蚀剂，达到降低融雪剂腐蚀的目的，本发明的创新之处在于利用环保的CMC与ZnSO4复配，在很小ZnSO4加入量(ppm级)的情况下获得良好的缓蚀效果，有利于在公路、桥梁等场合大规模推广应用，从而保证冰雪天气下的道路交通运输安全。
【IPC分类】C09K3/18
【公开号】CN104893663
【申请号】CN201510196836
【发明人】蒲济生
【申请人】长安大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月23日