绿色环保水处理缓蚀剂及其制备方法

绿色环保水处理缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种缓蚀剂及其制备方法，特别是涉及一种绿色环保水处理缓蚀剂及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属腐蚀是金属在环境中的腐蚀介质发生作用而使金属成为氧化状态的热力学 自发过程。据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1. 5~2. 4%。 为了应对金属腐蚀加剧，人们对缓蚀剂使用越来越多。但是目前应用的缓蚀剂大多数并不 是绿色环保的缓蚀剂，或多或少会对环境产生一定的危害。3-氨基-1，2, 4-三氮唑（ΑΤΑ) 是一种用途广泛的有机合成中间体，也是用于人体蛋白质中色氨酸含量的特种生化试剂， 由于其光敏性以及生物活性而被广泛用于抗菌素类药物，三唑类偶氨染料，感光材料，内吸 性杀菌剂以及植物生长调节剂的合成与制备，但由于它具有很强的螯合性，无磷无毒，可以 用做金属防腐蚀用缓蚀剂，此方面国内外研究的不是很多。ΜΑΜ是一种低分子量的聚电解 质，由马来酸与丙烯酸按一定比例共聚制得，ΜΑΑΑ对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定 性高，可在300°C高温等恶劣条件下使用，与其它水处理药剂具有良好的相容性和协同增效 作用。对包括磷酸盐在内的水垢的生成具有良好的抑制作用。由于MAAA阻垢性能和耐高 温性能优异，因此广泛用于低压锅炉、集中采暖、中央空调及各类循环冷却水系统中。MAAA 也可用于纺织印染行业作螯合分散剂使用。目前，国内外对这两种缓蚀剂的应用都有了一 定的研究，但将ΑΤΑ与MAAA复配用于减缓金属腐蚀的研究，尚未见诸报道。

【发明内容】

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种绿色环保水处理缓蚀剂及其制备方法，其 利用ΑΤΑ与MAAA具有良好的缓蚀协同作用，其复配缓蚀作用能有效减缓金属的腐蚀，具有 用量低，缓蚀阻垢能力较强的突出优点。
[0004] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种绿色环保水处理缓蚀 剂，其特征在于，其由MAAA与ΑΤΑ组成，绿色环保水处理缓蚀剂的溶液总浓度为40mg/L，其 中 MAAA 的浓度为 3(Tl0mg/L，ΑΤΑ 浓度为 l(T30mg/L。
[0005] 优选地，所述MAAA的结构式如下：
[0006] 优选地，所述ΑΤΑ为C2H4N4。
[0007] 优选地，所述MAAA的浓度为30mg/L，ΑΤΑ浓度为10mg/L。
[0008] 优选地，所述MAAA的浓度为10mg/L，ΑΤΑ浓度为30mg/L。
[0009] 优选地，所述MAAA的浓度为20mg/L，ΑΤΑ浓度为20mg/L。
[0010] 优选地，所述MAAA的浓度为15mg/L，ΑΤΑ浓度为25mg/L。
[0011] 本发明还提供一种绿色环保水处理缓蚀剂的制备方法，其特征在于，其包括以下 步骤：将MAAA与ΑΤΑ加入纯水入槽体中，使总浓度达到40mg/L，搅拌至完全溶解。
[0012] 本发明的积极进步效果在于：所述MAAA与ΑΤΑ复配的缓蚀剂是一种绿色、环保缓 蚀剂，对环境无危害。本发明缓蚀剂将上述两种缓蚀剂复配使用后其效果好于其中任何一 种缓蚀剂单一使用。电化学数据表明，加入40mg/L的复配缓蚀剂后铜合金的腐蚀电流大大 降低，仅为〇. 89μΑ · cm 2,缓蚀效率约96. 50%。本发明缓蚀剂对3%NaCl溶液中的金属具有 明显的缓蚀效果，其配方中的两种缓蚀剂发挥了缓蚀协同效应。
【附图说明】
[0013] 图1是Cu-Ni合金电极分别浸入含不同缓蚀剂的3%NaCl溶液中的交流阻抗图 (Nyquist 图）； 图2是Cu-Ni合金电极分别浸入含不同缓蚀剂的3%NaCl溶液中的交流阻抗图（Bode 图）； 图3是Cu-Ni合金电极分别浸入含不同缓蚀剂的3%NaCl溶液中极化曲线图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0015] 本发明绿色环保水处理缓蚀剂由MAAA与ΑΤΑ组成，绿色环保水处理缓蚀剂的溶液 总浓度为40mg/L，其中MAAA的浓度为3(Tl0mg/L，ΑΤΑ浓度为l(T30mg/L。
[0016] MAAA的结构式如下：
[0017] MAAA无毒，易溶于水。ΑΤΑ为C2H4N4，白色或淡黄色结晶粉末，易溶于水，无毒。
[0018] 本发明绿色环保水处理缓蚀剂的制备方法包括以下步骤：将MAAA与ΑΤΑ加入纯水 入槽体中，使总浓度达到40mg/L，搅拌至完全溶解。
[0019] 实施例1 : 绿色环保水处理缓蚀剂的原料及含量如下： MAAA ： 10mg/L, ΑΤΑ ： 30mg/L, 搅拌至完全溶解。
[0020] 实施例2 : 绿色环保水处理缓蚀剂的原料及含量如下： MAAA ： 15mg/L, ΑΤΑ ： 25mg/L, 搅拌至完全溶解。
[0021] 实施例3: 绿色环保水处理缓蚀剂的原料及含量如下： MAAA ： 20mg/L, ΑΤΑ ： 20mg/L, 搅拌至完全溶解。
[0022] 实施例4 : 绿色环保水处理缓蚀剂的原料及含量如下： MAAA ： 30mg/L, ΑΤΑ ： 10mg/L, 搅拌至完全溶解。
[0023] 本发明实施体系采用3%NaCl溶液。实验中所用器皿都要用去离子水洗涤。所有 溶液的配制均用去离子水。电极选用Cu-Ni合金材料进行试验。Cu-Ni合金电极非工作面 用环氧树脂密封制成。电极面积为0. 35cm-2 ,进行测量前Cu-Ni合金电极用0#~6#金相 砂纸逐级打磨抛光，去离子水清洗，然后用无水乙醇进行除油，最后用去离子水冲洗干净 后放入电解池。实验测试的仪器：交流阻抗和极化曲线的测定仪器为：CHI660B电化学工作 站，交流阻抗的测试频率范围在50mH Z~100kHz，激励信号峰值为5mV，极化曲线法的电位 范围为0. 5V~0. 15V (vs SCE)，扫描速率为lmV/s。实验中采用三电极体系，Cu-Ni合金 电极为工作电极；钼电极作为辅助电极；参比电极为饱和甘汞电极。交流阻抗和极化曲线 的测量均是在Cu-Ni合金电极浸入含各种浓度缓蚀剂的3%NaCl溶液中0. 5h后在开路电位 下进行的。
[0024] 图1是Cu-Ni合金电极浸入含不同缓蚀剂的3%NaCl溶液中0. 5h小时后的交 流阻抗图（曲线1代表空白、2代表40mg/L MAAA、3代表40mg/L ATA、4代表15mg/L ΑΤΑ +25mg/L MAAA)。当溶液中存在缓蚀剂时，缓蚀剂与金属作用生成一种保护膜，体现出良好 的缓蚀效果。对应的交流阻抗测试结果为阻抗谱图KNyquist图)，该阻抗谱均显示一个弧 形，弧形至Z轴上的弦长对应于电极的膜电阻Rf，Rf越大缓蚀剂的缓蚀效果越好。图1 中可看出，单一 MAAA、单一 ΑΤΑ及复配缓蚀剂与空白相比对Cu-Ni合金均有一定的缓蚀作 用，以15mg/L ATA +25mg/L MAAA复配Rf最大，缓蚀效果最佳。
[0025] 图2是Cu-Ni合金电极浸入含不同缓蚀剂的3%NaCl溶液中0.5h小时后的交流 阻抗（Bode)图（曲线1代表空白、2代表40mg/L MAAA、3代表40mg/L ATA、4代表15mg/L ΑΤΑ +25mg/L MAAA)。电极的耐蚀性能可以由低频点的阻抗模值|Z|表征，阻抗模值|Z 越大，则电极的缓蚀效果越好，从图2中也可以看出单一MAAA、单一ΑΤΑ及复配缓蚀剂与空 白相比对Cu-Ni合金均有一定的缓蚀作用，以复合配方| Ζ | 0. 05最大，缓蚀效果最佳。
[0026] 图3是Cu-Ni合金分别浸入含不同缓蚀剂的3%NaCl溶液中0. 5h后的极化曲线 图（曲线 1 代表空白、2 代表40mg/L MAAA、3 代表40mg/L ATA、4代表 15mg/L ATA +25mg/L MAAA),其相关的电化学数据列于表1 (其中n = (Icorr - I'corr )/Icorr。其中，Icorr、 Γ corr各表示溶液中未添加和添加缓蚀剂电极的腐蚀电流密度。
[0027] 如表1所示，表1公开了 Cu-Ni合金电极在含不同缓蚀剂3%NaCl溶液中0. 5h腐 蚀电位、腐蚀电流密度和缓蚀率。
[0028] 从表1可知3%NaCl溶液空白试验时Cu-Ni合金电极的腐蚀电流是12. 02μΑ ·αιι-2 ，加入40mg/L MAAA后腐蚀电流降低，为3. 98μΑ·αιι-2，加入40mg/L ΑΤΑ后腐蚀电流也降 低，为2· 63μΑ · cm-2,在加入25mg/L MAAA和15mg/L ΑΤΑ的复配缓蚀剂后腐蚀电流明显降 低，仅有〇. 89μΑ ·ο?-2,缓蚀率为92. 60%,说明ΜΑΑΑ和ΑΤΑ复配对3%NaCl溶液中的Cu-Ni 合金具有明显的缓蚀效果，而且具有缓蚀协同效应。这个结果符合交流阻抗法得出的结论。 另从极化曲线图中也可看出加入复配缓蚀剂后Cu-Ni合金电极的腐蚀电位负移，极化曲线 发生明显负移，说明复配缓蚀剂是阴极型缓蚀剂。从以上电化学数据表明MAAA和ΑΤΑ复配 具有缓蚀协同作用，对于金属的腐蚀有很好的缓蚀作用，是一种高效的环境友好型缓蚀剂， 用量低，具有较高的生产价值和广阔的市场前景。
[0029] 表 1
V? 本发明产品对环境无污染，ΑΤΑ与MAAA具有良好的缓蚀协同作用，其复配缓蚀作用能 有效减缓金属的腐蚀，具有用量低，缓蚀阻垢能力较强的突出优点。
[0030] 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入 所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。
【主权项】
1. 一种绿色环保水处理缓蚀剂，其特征在于，其由MAAA与ΑΤΑ组成，绿色环保水处理缓 蚀剂的溶液总浓度为40mg/L，其中ΜΑΑΑ的浓度为3(Tl0mg/L，ΑΤΑ浓度为l(T30mg/L。2. 如权利要求1所述的绿色环保水处理缓蚀剂，其特征在于，所述MAAA的结构式如 下： y时乂个」安·y'c 1巴禾蚀剂，其特征在于，所述ΑΤΑ为c2h 4n4。4. 如权利要求1所述的绿色环保水处理缓蚀剂，其特征在于，所述MAAA的浓度为 30mg/L，ΑΤΑ 浓度为 10mg/L。5. 如权利要求1所述的绿色环保水处理缓蚀剂，其特征在于，所述MAAA的浓度为 10mg/L，ΑΤΑ 浓度为 30mg/L。6. 如权利要求1所述的绿色环保水处理缓蚀剂，其特征在于，所述MAAA的浓度为 20mg/L，ΑΤΑ 浓度为 20mg/L。7. 如权利要求1所述的绿色环保水处理缓蚀剂，其特征在于，所述MAAA的浓度为 15mg/L，ΑΤΑ 浓度为 25mg/L。8. -种绿色环保水处理缓蚀剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：将MAAA与 ΑΤΑ加入纯水入槽体中，使总浓度达到40mg/L，搅拌至完全溶解。
【专利摘要】本发明公开了一种绿色环保水处理缓蚀剂及其制备方法，绿色环保水处理缓蚀剂由MAAA与ATA组成，绿色环保水处理缓蚀剂的溶液总浓度为40mg/L，其中MAAA的浓度为30~10mg/L，ATA浓度为10~30mg/L。本发明利用ATA与MAAA具有良好的缓蚀协同作用，其复配缓蚀作用能有效减缓金属的腐蚀，具有用量低，缓蚀阻垢能力较强的突出优点。
【IPC分类】C02F5/10, C02F5/12
【公开号】CN105621638
【申请号】CN201410577947
【发明人】陈松祺, 万宗跃, 何君, 陈明伟, 王莉
【申请人】上海优橡化学有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月26日