抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑及其在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑及其在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法，該緩蝕劑組分及其重量百分比：吡嗪或/和哌嗪為10～90%；水或/和乙醇為10～90%。應(yīng)用方法是在-50～90℃條件下，緩蝕劑以50～1000ppm的添加量添加到浸沒鎂合金的汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中。本發(fā)明的緩蝕劑用量少，緩蝕效率高，緩蝕效果好，常溫下緩釋率可達(dá)90%以上；本緩蝕劑是一種有機(jī)緩蝕劑，避免了無機(jī)緩蝕劑存在的常見缺點(diǎn)，其適用溫度范圍廣，不但適用于低溫和常溫，在較高溫度溶液介質(zhì)中仍可有效抑制鎂合金的腐蝕，較高溫度下的緩蝕率仍可達(dá)80%以上；本發(fā)明的緩蝕劑產(chǎn)品具有生產(chǎn)簡單，適用范圍廣，無毒無異味、完全水溶，操作安全方便，經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑及其在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料的防腐技術(shù)，具體地指一種抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑及其在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂及鎂合金是一種具有密度低，強(qiáng)度高，吸收塑變能力和機(jī)械振蕩能力強(qiáng)，及電磁屏蔽能力好等優(yōu)良性能的工程材料，因此，鎂合金在汽車，航空航天，電子，及通訊等領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色工程金屬結(jié)構(gòu)材料。但是，鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位極低，鎂合金的化學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)活性都很高，且鎂的氧化膜疏松多孔，對(duì)基體幾乎沒有保護(hù)能力，因此，鎂合金在溶液體系中極易腐蝕，這一點(diǎn)在很大程度上限制了鎂合金的實(shí)際應(yīng)用。目前，在溶液中加注緩蝕劑是抑制鎂合金腐蝕的主要防護(hù)措施之一，現(xiàn)有的鎂合金緩蝕劑通常含無機(jī)化合物和多種類型復(fù)配的有機(jī)化合物，其存在緩蝕效率不高，用量大，成本高，且只適用于常溫下等缺陷。
[0003]CN200910087788.3中公開的一種丁基橡膠氯甲烷甘醇脫水再生系統(tǒng)的復(fù)合緩蝕齊?，該緩蝕劑選自烷基季銨鹽、有機(jī)膦酸和雜環(huán)化合物，且是從上述的至少兩類化合物中選出至少兩種化合物，含氮雜環(huán)化合物選自吡咯類化合物、咪唑類化合物、吡唑類化合物、吡啶類化合物、吡嗪類化合物、嘧啶類化合物、喹啉類化合物、異喹啉類化合物和苯并三氮唑類化合物，含硫雜環(huán)化合物為噻唑類化合物，其緩蝕劑成分復(fù)雜，而且是針對(duì)丁基橡膠氯甲烷甘醇脫水再生系統(tǒng)的緩蝕劑JP19810037031中公開的緩蝕劑含苯并三唑類和含氮環(huán)胺，這種腐蝕抑制劑包含至少一種苯并三唑以通式表示(其中X是H，I~8碳原子的烷基、鹵素、硝基或0Η，Υ為H或 0H)，以及至少一種含氮環(huán)狀胺作為有效成分，可以使用所有工業(yè)上穩(wěn)定地制造的苯并三唑，含氮環(huán)胺為哌啶、吡啶、哌嗪、吡嗪、吡咯烷或嘧啶，且使所使用的苯并三唑的量(摩爾)等于或大于所使用的環(huán)胺的量，該緩蝕劑需含苯并三唑類化合物，適用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中JP19810035645中公開的緩蝕劑以含氮環(huán)狀胺或其鹽類作為有效成分，含氮環(huán)狀胺為哌嗪、吡嗪、吡咯烷、嘧啶以及上述物質(zhì)鹽中的一種或多種，該緩蝕劑只能在堿性狀態(tài)下使用，需要通過使用等效摩爾以下量的酸調(diào)節(jié)PH值為7.0~10.0左右，且該緩蝕劑同樣并非針對(duì)鎂合金的緩蝕。
[0004]目前專門針對(duì)鎂合金在溶液中緩蝕的研究極少，因此，開展溶液中鎂合金腐蝕問題的研究并開發(fā)出經(jīng)濟(jì)有效，使用方便的緩蝕劑就顯得極為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是要提供一種抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑及其在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法，該緩蝕劑緩蝕效率高，應(yīng)用方法簡單易操作。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑，該緩蝕劑組分及其重量百分比含量如下:[0007]吡嗪或/和哌嗪10~90%;
[0008]水或/和乙醇 10~90%。
[0009]本緩蝕劑利用具有高效特性吸附性的有機(jī)物吡嗪和哌嗪，優(yōu)先在鎂合金表面形成有機(jī)吸附膜層，該有機(jī)吸附膜層能夠阻礙水分子及氯離子等腐蝕性介質(zhì)對(duì)鎂合金的腐蝕，起到緩蝕作用，從而達(dá)到對(duì)鎂合金的保護(hù)；當(dāng)緩蝕劑中吡嗪或/和哌嗪的重量百分比含量在10~90%時(shí)，能達(dá)到較好的緩蝕效果，當(dāng)其含量低于10%時(shí)，其在鎂合金表面形成的有機(jī)吸附膜層較薄弱，緩蝕效果不佳，而當(dāng)其高于90%時(shí)，緩蝕劑在溶劑中容易出現(xiàn)溶解不完全的問題，影響緩蝕效果。 [0010]進(jìn)一步地，所述吡嗪或/和哌嗪的重量百分比含量為80~90%。
[0011]進(jìn)一步地,所述吡嗪與所述哌嗪的重量配比為1:9~9:1。
[0012]進(jìn)一步地，所述緩蝕劑組分及其重量百分比含量如下:
[0013]吡嗪25 ~40%;
[0014]喊嚷25 ~40% ；
[0015]水或/和乙醇20~50%。
[0016]進(jìn)一步地，所述緩蝕劑組分及其重量百分比含量如下:
[0017]吡嗪80 ~90%;
[0018]乙醇10 ~20%。
[0019]上述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法:在-50~90°C條件下，將所述緩蝕劑以50~1000ppm的添加量添加到浸沒鎂合金的汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中。
[0020]進(jìn)一步地，所述汽車?yán)鋮s液為體積百分比30~70%的乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇水溶液中的一種或幾種。
[0021]進(jìn)一步地,所述腐蝕水溶液為重量百分比為0.05~5%的氯化鈉溶液。
[0022]更進(jìn)一步地，所述腐蝕水溶液為硫酸鈉、氯化鈉，及碳酸氫鈉的混合液，所述混合液中硫酸鈉的濃度為130~160mg/L，氯化鈉的濃度為150~180mg/L，碳酸氫鈉的濃度為120 ~150mg/L。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0024]其一，本發(fā)明的緩蝕劑產(chǎn)品用量少，緩蝕效率高，緩蝕效果好，直接向有機(jī)冷卻液或無機(jī)腐蝕水溶液中添加50~1000ppm本發(fā)明緩蝕劑，即可強(qiáng)烈抑制鎂合金在溶液中的腐蝕，常溫下緩釋率可達(dá)90%以上。
[0025]其二，本發(fā)明的緩蝕劑是一種有機(jī)緩蝕劑，避免了無機(jī)緩蝕劑存在的常見缺點(diǎn)，其適用溫度范圍廣(-50~90°C )，不但適用于低溫和常溫條件，在較高溫度溶液介質(zhì)中仍可有效抑制鎂合金的腐蝕，較高溫度下的緩蝕率仍可達(dá)80%以上。
[0026]其三，本發(fā)明的緩蝕劑產(chǎn)品具有生產(chǎn)簡單，適用范圍廣，無毒無異味、完全水溶，操作安全方便，經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。
[0028]為了檢驗(yàn)本緩蝕劑抑制鎂合金在汽車?yán)鋮s液和腐蝕水溶液中的緩蝕效果，本發(fā)明采用了常溫和高溫靜態(tài)方法和電化學(xué)極化曲線測試方法對(duì)其緩蝕效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，空白溶液為50% (體積百分比)乙二醇的水溶液、0.05~5% (重量百分比)的氯化鈉溶液、腐蝕水溶液(148mg/L硫酸鈉+165mg/L氯化鈉+138mg/L碳酸氫鈉)。其中，常溫和高溫靜態(tài)方法是將GW103和AZ91D鎂合金經(jīng)過脫脂清洗干燥等處理并使工件分別在室溫及高溫下浸沒在含緩蝕劑的溶液中72小時(shí)，通過計(jì)算浸沒前后鎂合金的重量變化求得緩蝕效率，緩蝕效率=(空白失重-添加緩蝕劑的失重)/ (空白失重-酸洗失重)X 100% ；電化學(xué)極化曲線方法是通過測試未添加和添加緩蝕劑的極化曲線，求得腐蝕電流密度L，進(jìn)而得出緩蝕效率:緩
蝕效率=(i。空白一1,；1添加緩蝕劑)/1,0空白X 100%
[0029]實(shí)施例1
[0030]將重量百分比為25%的吡嗪、25%的哌嗪，及50%的蒸餾水混合，攪拌均勻，制得抑制GW103鎂合金乙二醇溶液腐蝕緩蝕劑，不同用量情況下的該緩蝕劑在25°C和90°C的乙二醇溶液中的評(píng)定結(jié)果如表1所示，其中，空白為體積百分比50%的乙二醇水溶液:
[0031]表1
【權(quán)利要求】
1.一種抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑，其特征在于:該緩蝕劑組分及其重量百分比含量如下: 吡嗪或/和哌嗪10~90% ； 水或/和乙醇 10~90%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑，其特征在于:所述吡嗪或/和哌嗪的重量百分比含量為80~90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑，其特征在于:所述吡嗪與所述哌嗪的重量配比為1:9~9:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑，其特征在于:所述緩蝕劑組分及其重量百分比含量如下: 吡嗪25~40% ； 喊嚷25~40% ； 水或/和乙醇20~50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑，其特征在于:所述緩蝕劑組分及其重量百分比含量如下: 吡嗪80~90% ； 乙醇10~20%?！?br> 6.—種權(quán)利要求1所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法，其特征在于:在-50~90°C條件下，將所述緩蝕劑以50~1000ppm的添加量添加到浸沒鎂合金的汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法，其特征在于:所述汽車?yán)鋮s液為體積百分比30~70%的乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇水溶液中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法，其特征在于:所述腐蝕水溶液為重量百分比為0.05~5%的氯化鈉溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述抑制鎂合金腐蝕的有機(jī)緩蝕劑在汽車?yán)鋮s液或腐蝕水溶液中的應(yīng)用方法，其特征在于:所述腐蝕水溶液為硫酸鈉、氯化鈉，及碳酸氫鈉的混合液，所述混合液中硫酸鈉的濃度為130~160mg/L,氯化鈉的濃度為150~180mg/L,碳酸氫鈉的濃度為 120 ~150mg/L。
【文檔編號(hào)】C23F11/14GK103590045SQ201310556218
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】黃道兵, 涂元強(qiáng), 柳長福, 蔡捷, 白會(huì)平, 宋乙峰, 杜蓉 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司