專利名稱：一種黃銅防腐蝕緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，屬金屬材料腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前由于金屬腐蝕加劇，對緩蝕劑使用越來越多。特別是對黃銅的緩蝕作用研究，目前應(yīng)用的一些緩蝕劑或多或少地會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生危害，不利于可持續(xù)發(fā)展。隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，以資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)為目的的水處理技術(shù)發(fā)展很快，緩蝕劑應(yīng)用十分普遍。目前研究的緩蝕劑主要是含有N、S、O或含有其它功能官能團(tuán)的有機(jī)物，如BTA在工業(yè)應(yīng)用數(shù)年。然而，這類緩蝕劑的嚴(yán)重缺點(diǎn)是有毒而且其中的大多數(shù)不可生物降解。因此，新型環(huán)境友好型緩蝕劑備受矚目。聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)是目前國際公認(rèn)的具有無磷、可生物降解特性的綠色水處理劑。國內(nèi)外對PESA單劑的合成、阻垢和緩蝕性能已進(jìn)行了較深入的研究，但是大多數(shù)是PESA對碳鋼的緩蝕性能的研究，美國Prector&Gamble公司和Betz公司分別于20世紀(jì)80年代末和90年代初將其作為阻垢劑。我國也在20世紀(jì)90年代末開始對PESA的合成及性能進(jìn)行研究。而對于PESA對銅及其銅合金的研究以及與其它試劑復(fù)合配成高效環(huán)保的水處理劑研究較少。我們主要對目前新開發(fā)的綠色水處理藥劑聚環(huán)氧琥珀酸與硅酸鈉進(jìn)行復(fù)配研究，以得到較好的黃銅緩蝕劑配方。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中緩蝕劑存在的缺點(diǎn)，提供一種黃銅防腐蝕緩蝕劑。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，其特征在于其溶質(zhì)由聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3按質(zhì)量比聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)∶ZnSO4∶Na2SiO3為0～10∶0～5∶0～40復(fù)配而成，溶劑為去離子水，最終所得的緩蝕劑濃度為0mg/L～55mg/L。
一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，優(yōu)選的技術(shù)方案為聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3按質(zhì)量比聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)∶ZnSO4∶Na2SiO3為2∶5∶40復(fù)配而成，溶劑為去離子水，最終所得的緩蝕劑濃度為47mg/L。
一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，其特征在于其制備方法如下 在室溫下向去離子水中依次添加聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4、Na2SiO3等各種溶質(zhì)，攪拌混合，即得本發(fā)明的黃銅防腐蝕緩蝕劑。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的一種黃銅防腐蝕緩蝕劑為綠色水處理藥劑，對環(huán)境無危害，符合可持續(xù)發(fā)展觀的需要所述配方原料易得，將其復(fù)配使用后對體系中黃銅的防腐蝕具有較好的緩蝕效果。當(dāng)復(fù)配緩蝕劑濃度為2mg/LPESA+5mg/L ZnSO4+40mg/L Na2SiO3，其腐蝕電流密度最低，為3.776μA/cm2，其對應(yīng)的緩蝕效率也最高，為84.90％。



圖1，黃銅電極在含不同濃度PESA的模擬水溶液中浸泡0.5h后的Nyquist圖 圖2，黃銅電極在含不同濃度PESA的模擬水溶液中浸泡0.5h后的Bode圖 圖3，黃銅電極分別浸入含不同濃度PESA的模擬水溶液中浸泡0.5h后的極化曲線圖 圖4，2mg/L PESA、5mg/LZnSO4在模擬水中加入不同濃度Na2SiO3的Nyquist圖 圖5，2mg/L PESA、5mg/LZnSO4在模擬水中加入不同濃度Na2SiO3的Bode圖 圖6，黃銅電極浸入含不同復(fù)配濃度緩蝕劑的模擬水溶液中浸泡0.5h后的極化曲線圖
具體實(shí)施例方式 下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
1、材料與試劑 黃銅電極由用環(huán)氧樹脂密封制成，工作面積為1.178cm2。
模擬水溶液的配置[NaCl]＝3.9g/L，[Na2SO4]＝9g/L，[NaHCO3]＝7g/L，使用時(shí)均稀釋100倍，所用溶液均用去離子水配制。
2、測試方法 交流阻抗和極化曲線的測試 采用經(jīng)典的三電極體系，工作電極為黃銅電極。所用的輔助電極均為鉑電極，參比電極均為飽和甘汞電極(SCE)，本發(fā)明所示電位均相對于飽和甘汞電極。
黃銅電極在進(jìn)行電化學(xué)測試前表面用1#～6#金相砂紙逐級打磨拋光，去離子水沖洗后用無水乙醇去油，再用去離子水沖洗后放入電解池內(nèi)穩(wěn)定30min后進(jìn)行電化學(xué)測試。
交流阻抗和極化曲線的測定所用設(shè)備采用上海晨華電化學(xué)工作站CHI660C，交流阻抗測量頻率范圍為100.00kHz～50.00mHz，交流激勵(lì)信號為5mV，極化曲線的掃描速率為2mV/s。
實(shí)施例1 一種黃銅防腐蝕緩蝕劑 溶質(zhì)為聚環(huán)氧琥珀酸，溶劑為去離子水，最終配制成濃度分別為0mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L的PESA單配緩蝕劑。
PESA單配緩蝕劑對模擬水中黃銅的緩蝕作用見附圖1和附圖2。
交流阻抗測定中，空白即表示以模擬水溶液為介質(zhì)，緩蝕劑的加入量為0mg/L。
附圖1和附圖2為黃銅電極在含不同濃度PESA的模擬水溶液中浸泡0.5h后測得的Nyquist圖和Bode圖，其中曲線1、曲線2、曲線3、曲線4、曲線5分別表示聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)為0mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L下的Nyquist圖和Bode圖。
用阻抗值的高低來判斷緩蝕性能的好壞，阻抗值越大說明其對金屬的緩蝕性能越好。
從附圖1和附圖2中可以看出，在模擬水溶液中加入PESA，在達(dá)到一定得濃度時(shí)，黃銅電極的阻抗值增加，從而黃銅的耐蝕性能增加。當(dāng)PESA加入量為2mg/L時(shí)，阻抗值達(dá)到最大值，說明此時(shí)緩蝕效果最好，黃銅表現(xiàn)出來的耐蝕性能最佳。但PESA濃度為5mg/L和10mg/L時(shí)，其對應(yīng)的阻抗值有所下降，黃銅的耐蝕性能反而下降。說明此時(shí)緩蝕劑最佳濃度為2mg/L PESA。
通過交流阻抗法已經(jīng)得出PESA對黃銅的具有一定的緩蝕能力，并且已經(jīng)得出了PESA作為緩蝕劑的最佳濃度。
附圖3是黃銅電極分別浸入含不同濃度PESA的模擬水溶液中浸泡0.5h后測得的極化曲線圖，其相對應(yīng)的腐蝕電位和腐蝕電流密度數(shù)據(jù)見表1。緩蝕劑的緩蝕效率(η％)按照如下公式計(jì)算 I0和I分別為空白實(shí)驗(yàn)和加入緩蝕劑后的腐蝕電流密度。
表1黃銅在不同濃度PESA的模擬水溶液中得到的電化學(xué)參數(shù)
如表1，腐蝕電流隨著緩蝕劑的加入而變小，當(dāng)PESA濃度為2mg/L，此時(shí)黃銅電極的腐蝕電流最小為9.452μA/cm2，其對應(yīng)的緩蝕效率也最高，為62.21％，緩蝕劑對黃銅的緩蝕效果最好，黃銅的耐蝕性能最佳，結(jié)果和交流阻抗法得出的結(jié)論一致。
實(shí)施例2 一種黃銅防腐蝕緩蝕劑 溶質(zhì)為聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3，溶劑為去離子水，配置6組黃銅防腐蝕緩蝕劑。每組黃銅防腐蝕緩蝕劑中PESA的濃度均為2mg/L、ZnSO4的濃度均為5mg/L，而Na2SiO3的濃度分別為0mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L。
黃銅防腐蝕緩蝕劑對模擬水中黃銅的緩蝕作用見附圖4和附圖5。
附圖4和附圖5是在2mg/L PESA、5mg/LZnSO4在模擬水中加入不同濃度Na2SiO3得到的Nyquist圖和Bode圖，其中曲線1、曲線2、曲線3、曲線4、曲線5分別代表Na2SiO3濃度為0mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L及50mg/L下的Nyquist圖和Bode圖。
從附圖4和附圖5中可以看出，PESA、ZnSO4和Na2SiO3復(fù)配后得到的曲線2、3、4、5、6阻抗值都比空白的要大，說明這種復(fù)配方法對黃銅有一定的緩蝕作用。當(dāng)緩蝕劑濃度為2mg/L PESA+5mg/LZnSO4+40mg/L Na2SiO3時(shí)其阻抗最大，而當(dāng)濃度為2mg/L PESA+5mg/LZnSO4+50mg/L Na2SiO3時(shí)對應(yīng)的阻抗下降，這說明2mg/L PESA+5mg/LZnSO4+40mg/L Na2SiO3是最佳的復(fù)配方案，其緩蝕效果最好。
附圖6是黃銅電極浸入含不同復(fù)配濃度緩蝕劑的模擬水溶液中浸泡0.5h后測得的極化曲線圖，其相對應(yīng)的腐蝕電位和腐蝕電流密度數(shù)據(jù)見表2。
表2黃銅在2mg/L PESA和5mg/L ZnSO4及不同濃度Na2SiO3的模擬水溶液中得到的腐蝕參數(shù)
如表2，與未加緩蝕劑比較，在模擬水溶液中加入不同濃度復(fù)配的緩蝕劑后黃銅電極腐蝕電流密度均有不同程度的改變，當(dāng)復(fù)配緩蝕劑濃度為2mg/L PESA+5mg/L ZnSO4+40mg/L Na2SiO3，其腐蝕電流密度最低，為3.776μA/cm2，其對應(yīng)的緩蝕效率也最高，為84.90％。由此可見，這種配方下，緩蝕劑對黃銅的緩蝕效果最好，黃銅的耐蝕性能最佳，結(jié)果和交流阻抗法得出的結(jié)論一致。
權(quán)利要求
1、一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，其特征在于其溶質(zhì)由聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3按質(zhì)量比聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)∶ZnSO4∶Na2SiO3為0～10∶0～5∶0～40復(fù)配而成，溶劑為去離子水，最終所得的緩蝕劑濃度為0mg/L～55mg/L。
2、一種如權(quán)利要求1所述的一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，其特征在于其溶質(zhì)由聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3按質(zhì)量比聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)∶ZnSO4∶Na2SiO3為2∶5∶40復(fù)配而成，溶劑為去離子水，最終所得的緩蝕劑濃度為47mg/L。
3、一種如權(quán)利要求1所述的一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，其特征在于其制備方法如下
在室溫下向去離子水中依次添加聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4、Na2SiO3等各種溶質(zhì)，攪拌混合，即得本發(fā)明的黃銅防腐蝕緩蝕劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，屬金屬材料腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。一種黃銅防腐蝕緩蝕劑，其溶質(zhì)由聚環(huán)氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3復(fù)配而成，按質(zhì)量比計(jì)算聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)∶ZnSO4∶Na2SiO3為0～10∶0～5∶0～40，溶劑為去離子水，最終所得的緩蝕劑濃度為0mg/L～55mg/L。本發(fā)明的一種黃銅防腐蝕緩蝕劑對環(huán)境無危害，符合可持續(xù)發(fā)展觀的需要所述配方原料易得，將其復(fù)配使用后對體系中黃銅的防腐蝕具有較好的緩蝕效果。當(dāng)復(fù)配緩蝕劑濃度為2mg/LPESA+5mg/L ZnSO4+40mg/L Na2SiO3，其腐蝕電流密度最低，為3.776μA/cm2，其對應(yīng)的緩蝕效率也最高，為84.90％。
文檔編號C23F11/10GK101608309SQ200910054850
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者徐群杰, 蔡晶晶, 丁斯婧 申請人:上海電力學(xué)院