[發明專利]一種環保型金屬緩蝕劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201010529168.3
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN101974762A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 付惠;劉祥義;李云仙;李向紅;趙寧
• 申請（專利權）人: 西南林業大學
• 主分類號: C23G1/06
• 分類號: C23G1/06
• 代理公司: 云南協立專利事務所 53108
• 代理人: 謝嘉

技術領域

本發明屬于金屬表面防護技術領域，具體涉及一種環保型金屬緩蝕劑，同時本發明還涉及該金屬緩蝕劑的制備方法。

背景技術

金屬腐蝕是金屬在環境中的腐蝕介質發生作用而使金屬成為氧化狀態的熱力學自發過程。據報道，每年由于金屬腐蝕而造成的經濟損失占國民生產總值的1.5～2.4％。為了應對金屬腐蝕，人們對金屬緩蝕劑的使用越來越多。

能夠用作緩蝕劑的物質很多種，主要有無機物，如砷、氯化亞銅、碘化物等；有機物如脂肪胺、酰胺及其衍生物、咪唑啉、噻唑啉、烷基吡啶等。但這些緩蝕劑大多數不是綠色環保的緩蝕劑，或多或少會對環境產生一定的危害。進入21世紀，可持續發展戰略已成為各國的共識，許多有毒有害會污染環境的緩蝕劑將被限制和禁止使用，保護環境，研究和開發出對環境友好的環保型緩蝕劑，是緩蝕劑未來的研究方向。相對于低分子量緩蝕劑而言，高分子聚合物作為緩蝕劑具有高效、持久、環保等優點，已成為當前緩蝕劑領域的研究熱點之一。

淀粉接枝共聚物是一種新型高分子材料，以親水的半剛性鏈的淀粉大分子為骨架，通過接枝共聚，在大分子骨架接上柔性的聚丙烯酰胺支鏈，形成剛柔相濟的大分子，這個剛柔相濟的接枝共聚物，在其組分比例搭配適當時，柔相(單體支鏈)和剛相(淀粉)對增強在金屬表面的吸附起了協同作用。

淀粉與丙烯酰胺進行接枝共聚后的共聚物選擇性大、原料來源豐富、價廉而無毒。且共聚物的分子鏈剛柔相濟，對介質的適應性更強，已廣泛用作水處理中的絮凝劑。但現有技術中尚未見有以淀粉與丙烯酰胺接枝共聚物作為緩蝕劑的研究報道。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種環保型金屬緩蝕劑，減少現有金屬緩蝕劑對環境的污染，實現淀粉資源增值利用。

本發明的目的還在于提供一種制備所述金屬緩蝕劑的方法。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現。

除非另有說明，本發明所采用的百分數均為重量百分數。

一種環保型金屬緩蝕劑，其特征在于：由淀粉與丙烯酰胺在催化劑作用下通過接枝共聚反應而得到；所述的催化劑為過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉或過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，催化劑中過硫酸鉀或過硫酸銨與亞硫酸氫鈉的摩爾比為1∶0.5～1∶1.5。

制備所述環保型金屬緩蝕劑的方法，包括以下步驟：

1、將淀粉置于反應器中，加入蒸餾水，淀粉與水的質量比為1∶15～1∶20；在75～80℃條件下通氮氣攪拌糊化30min，冷卻；

2、在糊化淀粉中加入淀粉重量2～4倍的丙烯酰胺，再加入過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉或過硫酸銨-亞硫酸氫鈉作為催化劑，催化劑中過硫酸鉀或過硫酸銨與亞硫酸氫鈉的摩爾比為1∶0.5～1∶1.5，催化劑占反應物總重量的0.1～0.5％；繼續攪拌反應3～4h；

3、反應終了，將反應液冷卻至室溫，加入與反應液體積相同的乙醇沉淀，過濾、洗滌、干燥即得所需的環保型金屬緩蝕劑。

所述的淀粉優選木薯淀粉，芭蕉芋淀粉或其他非食用淀粉。

相對于現有技術，本發明具有以下優點：

1、本發明合成步驟簡單，反應條件溫和，易于工業化。不僅能夠有效防止金屬銹蝕，而且還具有良好的阻垢作用。

2、原料來源廣泛、價格低廉，可再生且無毒，可以完全被生物分解，在自然界形成良性循環等特點，符合環保緩蝕劑發展的趨勢。

3、本發明用于碳鋼表面酸洗，添加少量的緩蝕劑就可有效抑制金屬材料在酸洗過程中金屬的過度浸蝕(即有害腐蝕)以及酸液的過度消耗，與目前常用的緩蝕劑比較，具有用量低、緩蝕效率高、持續作用能力強的優點。

附圖說明

圖1緩蝕劑在1.0mol/L?HCl介質中的動電位極化曲線；

圖2緩蝕劑在1.0mol/L?HCl介質中的Nyquist圖譜；

圖3冷軋鋼表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖象。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但附圖和實施例并不是對本發明的限定。

實施例1

10g木薯淀粉加入裝有攪拌器及冷凝管的250mL三口燒瓶中，加入150mL蒸餾水，在80℃通N₂攪拌糊化30min，冷卻至40℃，加入25g丙烯酰胺，再加入摩爾比為1∶1的過硫酸銨/亞硫酸氫鈉0.75g，繼續攪拌反應3h.，將反應液冷卻至室溫，加入與反應液體積相同的、濃度為95％重量百分數的乙醇沉淀，過濾、洗滌、干燥即得所需環保型金屬緩蝕劑。產品收率89％。

實施例2