一種黃銅專(zhuān)用緩蝕劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種緩蝕劑，具體涉及一種黃銅專(zhuān)用緩蝕劑及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 黃銅及其合金因具有良好的導(dǎo)熱、機(jī)械加工、耐蝕等性能，在電力、船舶等工業(yè)的 熱交換系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但在含cr、so 42'hccT等的腐蝕性介質(zhì)中，銅及其合金易 發(fā)生腐蝕，縮短了使用壽命。一些傳統(tǒng)的高效銅緩蝕劑，如苯并三唑和噻二唑及其衍生物， 存在有毒、難生物降解，且產(chǎn)品性能參差不齊，緩蝕性能不高，功能單一等缺點(diǎn)。因此，必須 研宄出新的綠色環(huán)境友好型銅緩蝕劑，來(lái)替代傳統(tǒng)銅緩蝕劑。聚天冬氨酸、氨基酸類(lèi)、咖啡 酸等綠色銅緩蝕劑，受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。但目前，綠色銅緩蝕劑由于存在價(jià)格昂 貴、用量大等缺點(diǎn)未能得到廣泛的應(yīng)用，因此，研宄開(kāi)發(fā)一種的成本低廉的高效多功能環(huán)保 型黃銅專(zhuān)用緩蝕劑是有廣泛應(yīng)用價(jià)值的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的存在的不足，提供一種同時(shí)具有殺菌阻垢作用 的綠色環(huán)保型無(wú)磷黃銅專(zhuān)用緩蝕劑。
[0004] 本發(fā)明還提供了上述黃銅專(zhuān)用緩蝕劑的制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明一種黃銅專(zhuān)用緩蝕劑，包括以下質(zhì)量百分含量的組分： 磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸 25~40%， N，N'-二乙?；憾６?20~30%， 馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物 12~30%， 氧化石墨烯水分散液 3~5%， 苯并三氮唑 3~6%， 硫酸鋅水溶液 15~40%。
[0006] 所述的氧化石墨烯水分散液，濃度為1. 5~2mg/ml，氧化石墨烯水分散液中的氧 化石墨烯為碳層表面具有羥基、羧基或羰基官能團(tuán)的改性石墨烯，層數(shù)為15~20層；粒徑 為5~10nm ; 所述的馬來(lái)酸-丙稀酸共聚物，固體含量45~55wt%，游離單體（以馬來(lái)酸計(jì)） 9. Owt% ； 所述的硫酸鋅水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~15%。
[0007] 上述黃銅專(zhuān)用緩蝕劑，優(yōu)選以下質(zhì)量百分含量的組分： 磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸 30%， N，N'-二乙?；憾６?22%， 馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物 16%， 氧化石墨烯水分散液 4%， 苯并三氮唑 5%， 硫酸鋅水溶液 23%。
[0008] 本發(fā)明黃銅專(zhuān)用緩蝕劑，使用濃度為2~20mg/L，優(yōu)選3~5mg/l。
[0009] 上述黃銅專(zhuān)用緩蝕劑的制備方法為： 將磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸、N，N' -二乙酰基己二酰二肼、馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物和 氧化石墨烯水分散液按比例混合，加熱至65~95°C，1. 5~2. Oh內(nèi)滴加硫酸鋅水溶液，超 聲處理15~20min，然后升溫至105°C，加入苯并三氮唑，回流0. 5~lh，再將物料降溫到 75~85°C，趁熱過(guò)濾，濾液降溫，即為本發(fā)明黃銅專(zhuān)用緩蝕劑。
[0010] 磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸（SMA/PESA)是一種優(yōu)異的吸附膜型緩蝕劑，與PESA相 比，緩蝕性能明顯提高，具有良好的復(fù)配協(xié)同效應(yīng)，結(jié)構(gòu)中含有羧基、醚基、胺基、羥基、磺 酸基等多種親水性基團(tuán)，它不僅可有效地提高化合物溶解性，還可在金屬表面形成配位化 合物而發(fā)生化學(xué)吸附，從而對(duì)其緩蝕性能起到增強(qiáng)作用，多種官能團(tuán)的協(xié)同效應(yīng)使其緩蝕 性能大幅提尚。
[0011] N，N'-二乙?；憾６拢哂泻徒饘匐x子形成穩(wěn)定螯合物的能力，對(duì)聚合物 的"銅害"有良好的防護(hù)作用，是一種有效金屬減活劑，同時(shí)，由于其具有多種生物活性及特 殊的功能基團(tuán)能形成多種氫鍵復(fù)合物，使N，N' -二乙?；憾６峦瑫r(shí)具有緩蝕及殺菌 抑菌功效。
[0012] 馬來(lái)酸_丙烯酸共聚物（MA/AA)，對(duì)碳酸鹽等具有很強(qiáng)的分散作用，熱穩(wěn)定性高， 可在300°C高溫等惡劣條件下使用，與其它水處理藥劑具有良好的相容性和協(xié)同增效作用， 對(duì)包括磷酸鹽在內(nèi)的水垢的生成具有良好的抑制作用，阻垢性能和耐高溫性能優(yōu)異。
[0013] 氧化石墨烯水分散液，由氧化石墨烯薄膜制備而得，不會(huì)發(fā)生沉淀，氧化石墨烯為 一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。氧化石墨烯長(zhǎng) 久以來(lái)被視為親水性物質(zhì)，其在水中具有優(yōu)越的分散性，但是，相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，氧化石 墨烯實(shí)際上具有兩親性，氧化石墨烯可如同界面活性劑一般存在界面，并降低界面間的能 量。氧化石墨烯與碳納米管結(jié)構(gòu)相似，具有較高的比表面積和表面豐富的官能團(tuán)，其比表面 積可達(dá)2600平方米/克，其表面大量的活性基團(tuán)如羧基、羰基、羥基、環(huán)氧基等，為污染物尤 其是重金屬的吸附提供充足的活性位點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)污染物的痕量消除，同時(shí)多種官能團(tuán)的協(xié) 同效應(yīng)可有效地提高化合物溶解性，使其阻垢性能大幅提高。
[0014] 苯并三氮唑（BTA)，具有水油兩溶的特性，環(huán)保無(wú)毒，穩(wěn)定性好，可用于水處理系 統(tǒng)，油品的防銹，金屬表面處理，潤(rùn)滑油的長(zhǎng)久緩蝕，添加過(guò)程不需要乳化劑，在循環(huán)水處理 系統(tǒng)，作為緩蝕劑，阻垢劑，穩(wěn)定劑，并可與殺菌滅藻劑配合使用。
[0015] 硫酸鋅，在水中電離出Zn2+，與磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸復(fù)配，具有協(xié)同增效作 用，緩蝕率顯著增強(qiáng)，同時(shí)還可提供消毒殺菌作用。
[0016] 本發(fā)明黃銅專(zhuān)用緩蝕劑中，以磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸和N，N' -二乙?；憾?酰二肼為緩蝕劑主要成分，馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物為輔助緩蝕劑，同時(shí)添加氧化石墨烯水 分散液和苯并三氮唑，制得一種綠色環(huán)保無(wú)磷的黃銅專(zhuān)用緩蝕劑。其中磺酸甲胺基聚環(huán)氧 琥珀酸、N，N' -二乙?；憾６潞婉R來(lái)酸-丙烯酸共聚物緩蝕效果優(yōu)良，三者復(fù)配后 協(xié)同增效作用明顯，并且有很好的降解性，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。加入鋅鹽后，磺酸甲胺基聚環(huán) 氧琥珀酸與Zn2+復(fù)配，緩釋效果明顯增強(qiáng)。氧化石墨烯水分散液與磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀 酸、N，N' -二乙?；憾６潞婉R來(lái)酸-丙烯酸共聚物兼容性好，同時(shí)具有很好的吸附 性能，可痕量消除污染物。上述成分中再加入苯并三氮唑后，水溶性及穩(wěn)定性增強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn) 長(zhǎng)時(shí)間貯存，對(duì)污染物尤其是重金屬增容作用明顯，本發(fā)明黃銅專(zhuān)用緩蝕劑可取代水分子 吸附在黃銅表面形成一層很薄的致密緩蝕膜，保護(hù)黃銅免受大氣及有害介質(zhì)的腐蝕，能有 效地抑制黃銅等多種金屬的腐蝕，能夠在較寬的給水pH范圍和溫度內(nèi)使用，具有目前所使 用的其他黃銅專(zhuān)用緩蝕劑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明黃銅專(zhuān)用緩蝕劑及其制備方法的有益效果為： (1)各組分含有的多種官能團(tuán)的協(xié)同效應(yīng)可有效地提高化合物溶解性，復(fù)配后使其對(duì) 黃銅的緩蝕性能大幅提高，同時(shí)還兼具優(yōu)良的阻垢、滅菌效果，可有效實(shí)現(xiàn)污染物物理吸附 和化學(xué)吸附的協(xié)同作用，可實(shí)現(xiàn)污染物的痕量消除。
[0018] (2)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，無(wú)"三廢"排放，穩(wěn)定性及水溶性好，主要成分可生物降解、無(wú) 毒、無(wú)磷、無(wú)污染、無(wú)腐蝕性，加藥量少，成本低，對(duì)環(huán)境友好。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例和對(duì)比例將有助于本領(lǐng) 域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出的改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例所用各原料均由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)得到； 所用的氧化石墨烯水分散液為南京先豐納米材料科技有限公司生產(chǎn)，濃度為1. 5mg/ ml，所含的氧化石墨烯為碳層表面具有羥基、羧基或羰基官能團(tuán)的改性石墨烯，層數(shù)為 15~20層，粒徑為5~10nm ; 所用的馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物，規(guī)格為：固體含量48wt%，游離單體（以馬來(lái)酸計(jì)） 9. Owt%，數(shù)均分子量450~700。 實(shí)施例1 本實(shí)施例黃銅專(zhuān)用緩蝕劑，包括以下質(zhì)量百分含量的組分： 磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸 30%， N，N'-二乙?；憾６?22%， 馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物 16%， 氧化石墨烯水分散液 4%， 苯并三氮唑 5%， 硫酸鋅水溶液 23%， 所述的硫酸鋅水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%。
[0021] 本實(shí)施例黃銅專(zhuān)用緩蝕劑的制備方法為： 按比例分別稱(chēng)取磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸、N，N' -二乙酰基己二酰二肼、馬來(lái)酸-丙 烯酸共聚物和氧化石墨烯水分散液，依次加入容器中，混合，加熱至90°C，2. Oh內(nèi)滴加硫酸 鋅水溶液，超聲處理20min，然后升溫至105°C，加入苯并三氮唑，回流lh，再將物料降溫到 80°C，趁熱過(guò)濾，濾液降溫，即為本實(shí)施例黃銅專(zhuān)用緩蝕劑。
[0022] 實(shí)施例2 本實(shí)施例黃銅專(zhuān)用緩蝕劑，包括以下質(zhì)量百分含量的組分： 磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸 25%， N，N'-二乙?；憾６?20%， 馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物 12%， 氧化石墨烯水分散液 3%， 苯并三氮唑 3%， 硫酸鋅水溶液 37%， 所述的硫酸鋅水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%。
[0023] 本實(shí)施例黃銅專(zhuān)用緩蝕劑的制備方法為： 按比例分別稱(chēng)取磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸、N，N' -二乙酰基己二酰二肼、馬來(lái)