缓蚀钢材是关系到国计民生的重要物资,被广泛的应用到各个领域。本发明涉及一种多酰胺类金属缓蚀剂及其制备方法,属于金属材料腐蚀与防护领域。
应用领域为暖气管线防腐、酸洗缓蚀剂添加剂、汽车钢圈除刺、油田污水处理和注水系统等。
该缓蚀剂为新型多酰胺型缓蚀剂,用失重法和电极化曲线做了研究。研究了不同温度下、不同盐酸浓度下、以及不同缓释剂浓度下A3碳钢的腐蚀速率和缓蚀率。结果表明,该缓蚀剂对碳钢具有优异的缓蚀作用,为混合型缓蚀剂,最大缓蚀率达到98%,已经具备了商业开发价值。
图1 缓蚀剂产品的红外谱图
25℃,缓蚀剂在浓度为50mg•L-1下分别测定了不同盐酸浓度溶液中,不添加/添加缓蚀剂A3碳钢的腐蚀速率和缓蚀率如图3-5所示。
图2 25℃时不同浓度盐酸中的腐蚀速率和缓蚀率
同时选用浓度为50mg•L-1的缓蚀剂,在温度为90℃下测试了不同盐酸溶液中静态挂片腐蚀试验,测得腐蚀速率和缓蚀率的变化情况如图3-6所示。
图3 90℃时不同浓度盐酸中的腐蚀速率和缓蚀率
选用浓度为50mg•L-1的缓蚀剂,在不同温度下于10%盐酸溶液中静态挂片,测得腐蚀速率和缓蚀率的变化情况如图3-7所示。
图4 10%盐酸中不同温度时的腐蚀速率和缓蚀率
15℃下不同浓度的缓蚀剂在10%盐酸溶液中对A3碳钢的缓蚀率结果如图3-8所示。
图5 OPDO浓度对缓蚀率的影响(15℃)
测量在15℃三电极体系中进行,参比电极为饱和甘汞电极, 辅助电极为Pt电极。研究电极材料为A3碳钢,将工作电极分别浸入15℃含不同浓度缓蚀剂的10%盐酸溶液中,测试条件为:稳态极化曲线,扫描范围相对开电位为-1000~+200mV,扫描速度为0.05V•s-1,电极电位均相对于饱和甘汞电极电位。
15℃添加不同质量浓度的缓蚀剂在10%的盐酸介质中的电极化曲线见图3-11所示。
图6 OPDO电极化曲线(15℃)
图7 不同盐酸浓度下的腐蚀速率(25℃)
图8 缓蚀剂浓度50ppm时不同盐酸浓度下的腐蚀速率(25℃)
图9 缓蚀剂浓度50ppm时不同盐酸浓度下的缓蚀率(25℃)
图10 不同温度下10%盐酸空白的腐蚀速率曲线
图11 不同温度下10%盐酸50ppm缓蚀剂的腐蚀速率曲线
图12 不同温度下10%盐酸50ppm缓蚀剂的缓蚀率曲线
图13 不同浓度缓蚀剂10%盐酸的缓蚀率曲线(15℃)
图14 依次为:空白,50ppm,100ppm,150ppm,200ppm,250ppm,300ppm腐蚀样本
由此得该多酰胺Gemini型缓蚀剂的添加量少,缓蚀效果好,生产操作简单,已经具备了商业开发价值。同时与市场上购得的商业缓蚀剂对比实验得:
表1 25℃50ppm不同缓蚀剂缓蚀率对比
名称
|
腐蚀前质量m/g
|
腐蚀后质量m/g
|
质量损失△m/g
|
腐蚀速率v(g/m2h)
|
缓蚀率%
|
10%盐酸空白
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10.2793
|
9.9053
|
0.374
|
7.115677
|
0
|
咪唑啉(油溶)
|
10.3274
|
10.3274
|
10.2977
|
0.565068
|
92.05882
|
咪唑啉(DEO)
|
10.2888
|
10.2627
|
0.0261
|
0.496575
|
93.02139
|
Gemini多酰胺
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10.5064
|
10.4967
|
0.0097
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0.184551
|
97.40642
|
15℃(±0.5℃),添加不同质量浓度的多酰胺Gemini型缓蚀剂在10%的盐酸介质中的动电位极化曲线见图9、10。
图9 不同浓度的缓蚀剂在10%的盐酸电极化曲线(15℃)
图10 不同浓度的缓蚀剂在10%的盐酸电极化曲线(15℃)