綠色環(huán)保水處理緩蝕劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種緩蝕劑及其制備方法，特別是涉及一種綠色環(huán)保水處理緩蝕劑及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 金屬腐蝕是金屬在環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)發(fā)生作用而使金屬成為氧化狀態(tài)的熱力學 自發(fā)過程。據(jù)報道，每年由于金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟損失占國民生產(chǎn)總值的1. 5~2. 4%。 為了應對金屬腐蝕加劇，人們對緩蝕劑使用越來越多。但是目前應用的緩蝕劑大多數(shù)并不 是綠色環(huán)保的緩蝕劑，或多或少會對環(huán)境產(chǎn)生一定的危害。3-氨基-1，2, 4-三氮唑（ΑΤΑ) 是一種用途廣泛的有機合成中間體，也是用于人體蛋白質(zhì)中色氨酸含量的特種生化試劑， 由于其光敏性以及生物活性而被廣泛用于抗菌素類藥物，三唑類偶氨染料，感光材料，內(nèi)吸 性殺菌劑以及植物生長調(diào)節(jié)劑的合成與制備，但由于它具有很強的螯合性，無磷無毒，可以 用做金屬防腐蝕用緩蝕劑，此方面國內(nèi)外研究的不是很多。ΜΑΜ是一種低分子量的聚電解 質(zhì)，由馬來酸與丙烯酸按一定比例共聚制得，ΜΑΑΑ對碳酸鹽等具有很強的分散作用，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。對包括磷酸鹽在內(nèi)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 溫性能優(yōu)異，因此廣泛用于低壓鍋爐、集中采暖、中央空調(diào)及各類循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。MAAA 也可用于紡織印染行業(yè)作螯合分散劑使用。目前，國內(nèi)外對這兩種緩蝕劑的應用都有了一 定的研究，但將ΑΤΑ與MAAA復配用于減緩金屬腐蝕的研究，尚未見諸報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種綠色環(huán)保水處理緩蝕劑及其制備方法，其 利用ΑΤΑ與MAAA具有良好的緩蝕協(xié)同作用，其復配緩蝕作用能有效減緩金屬的腐蝕，具有 用量低，緩蝕阻垢能力較強的突出優(yōu)點。
[0004] 本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種綠色環(huán)保水處理緩蝕 劑，其特征在于，其由MAAA與ΑΤΑ組成，綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的溶液總濃度為40mg/L，其 中 MAAA 的濃度為 3(Tl0mg/L，ΑΤΑ 濃度為 l(T30mg/L。
[0005] 優(yōu)選地，所述MAAA的結構式如下：
[0006] 優(yōu)選地，所述ΑΤΑ為C2H4N4。
[0007] 優(yōu)選地，所述MAAA的濃度為30mg/L，ΑΤΑ濃度為10mg/L。
[0008] 優(yōu)選地，所述MAAA的濃度為10mg/L，ΑΤΑ濃度為30mg/L。
[0009] 優(yōu)選地，所述MAAA的濃度為20mg/L，ΑΤΑ濃度為20mg/L。
[0010] 優(yōu)選地，所述MAAA的濃度為15mg/L，ΑΤΑ濃度為25mg/L。
[0011] 本發(fā)明還提供一種綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的制備方法，其特征在于，其包括以下 步驟：將MAAA與ΑΤΑ加入純水入槽體中，使總濃度達到40mg/L，攪拌至完全溶解。
[0012] 本發(fā)明的積極進步效果在于：所述MAAA與ΑΤΑ復配的緩蝕劑是一種綠色、環(huán)保緩 蝕劑，對環(huán)境無危害。本發(fā)明緩蝕劑將上述兩種緩蝕劑復配使用后其效果好于其中任何一 種緩蝕劑單一使用。電化學數(shù)據(jù)表明，加入40mg/L的復配緩蝕劑后銅合金的腐蝕電流大大 降低，僅為〇. 89μΑ · cm 2,緩蝕效率約96. 50%。本發(fā)明緩蝕劑對3%NaCl溶液中的金屬具有 明顯的緩蝕效果，其配方中的兩種緩蝕劑發(fā)揮了緩蝕協(xié)同效應。
【附圖說明】
[0013] 圖1是Cu-Ni合金電極分別浸入含不同緩蝕劑的3%NaCl溶液中的交流阻抗圖 (Nyquist 圖）； 圖2是Cu-Ni合金電極分別浸入含不同緩蝕劑的3%NaCl溶液中的交流阻抗圖（Bode 圖）； 圖3是Cu-Ni合金電極分別浸入含不同緩蝕劑的3%NaCl溶液中極化曲線圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。
[0015] 本發(fā)明綠色環(huán)保水處理緩蝕劑由MAAA與ΑΤΑ組成，綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的溶液 總濃度為40mg/L，其中MAAA的濃度為3(Tl0mg/L，ΑΤΑ濃度為l(T30mg/L。
[0016] MAAA的結構式如下：
[0017] MAAA無毒，易溶于水。ΑΤΑ為C2H4N4，白色或淡黃色結晶粉末，易溶于水，無毒。
[0018] 本發(fā)明綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的制備方法包括以下步驟：將MAAA與ΑΤΑ加入純水 入槽體中，使總濃度達到40mg/L，攪拌至完全溶解。
[0019] 實施例1 : 綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的原料及含量如下： MAAA ： 10mg/L, ΑΤΑ ： 30mg/L, 攪拌至完全溶解。
[0020] 實施例2 : 綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的原料及含量如下： MAAA ： 15mg/L, ΑΤΑ ： 25mg/L, 攪拌至完全溶解。
[0021] 實施例3: 綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的原料及含量如下： MAAA ： 20mg/L, ΑΤΑ ： 20mg/L, 攪拌至完全溶解。
[0022] 實施例4 : 綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的原料及含量如下： MAAA ： 30mg/L, ΑΤΑ ： 10mg/L, 攪拌至完全溶解。
[0023] 本發(fā)明實施體系采用3%NaCl溶液。實驗中所用器皿都要用去離子水洗滌。所有 溶液的配制均用去離子水。電極選用Cu-Ni合金材料進行試驗。Cu-Ni合金電極非工作面 用環(huán)氧樹脂密封制成。電極面積為0. 35cm-2 ,進行測量前Cu-Ni合金電極用0#~6#金相 砂紙逐級打磨拋光，去離子水清洗，然后用無水乙醇進行除油，最后用去離子水沖洗干凈 后放入電解池。實驗測試的儀器：交流阻抗和極化曲線的測定儀器為：CHI660B電化學工作 站，交流阻抗的測試頻率范圍在50mH Z~100kHz，激勵信號峰值為5mV，極化曲線法的電位 范圍為0. 5V~0. 15V (vs SCE)，掃描速率為lmV/s。實驗中采用三電極體系，Cu-Ni合金 電極為工作電極；鉬電極作為輔助電極；參比電極為飽和甘汞電極。交流阻抗和極化曲線 的測量均是在Cu-Ni合金電極浸入含各種濃度緩蝕劑的3%NaCl溶液中0. 5h后在開路電位 下進行的。
[0024] 圖1是Cu-Ni合金電極浸入含不同緩蝕劑的3%NaCl溶液中0. 5h小時后的交 流阻抗圖（曲線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)。當溶液中存在緩蝕劑時，緩蝕劑與金屬作用生成一種保護膜，體現(xiàn)出良好 的緩蝕效果。對應的交流阻抗測試結果為阻抗譜圖KNyquist圖)，該阻抗譜均顯示一個弧 形，弧形至Z軸上的弦長對應于電極的膜電阻Rf，Rf越大緩蝕劑的緩蝕效果越好。圖1 中可看出，單一 MAAA、單一 ΑΤΑ及復配緩蝕劑與空白相比對Cu-Ni合金均有一定的緩蝕作 用，以15mg/L ATA +25mg/L MAAA復配Rf最大，緩蝕效果最佳。
[0025] 圖2是Cu-Ni合金電極浸入含不同緩蝕劑的3%NaCl溶液中0.5h小時后的交流 阻抗（Bode)圖（曲線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)。電極的耐蝕性能可以由低頻點的阻抗模值|Z|表征，阻抗模值|Z 越大，則電極的緩蝕效果越好，從圖2中也可以看出單一MAAA、單一ΑΤΑ及復配緩蝕劑與空 白相比對Cu-Ni合金均有一定的緩蝕作用，以復合配方| Ζ | 0. 05最大，緩蝕效果最佳。
[0026] 圖3是Cu-Ni合金分別浸入含不同緩蝕劑的3%NaCl溶液中0. 5h后的極化曲線 圖（曲線 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),其相關的電化學數(shù)據(jù)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緩蝕劑電極的腐蝕電流密度。
[0027] 如表1所示，表1公開了 Cu-Ni合金電極在含不同緩蝕劑3%NaCl溶液中0. 5h腐 蝕電位、腐蝕電流密度和緩蝕率。
[0028] 從表1可知3%NaCl溶液空白試驗時Cu-Ni合金電極的腐蝕電流是12. 02μΑ ·αιι-2 ，加入40mg/L MAAA后腐蝕電流降低，為3. 98μΑ·αιι-2，加入40mg/L ΑΤΑ后腐蝕電流也降 低，為2· 63μΑ · cm-2,在加入25mg/L MAAA和15mg/L ΑΤΑ的復配緩蝕劑后腐蝕電流明顯降 低，僅有〇. 89μΑ ·ο?-2,緩蝕率為92. 60%,說明ΜΑΑΑ和ΑΤΑ復配對3%NaCl溶液中的Cu-Ni 合金具有明顯的緩蝕效果，而且具有緩蝕協(xié)同效應。這個結果符合交流阻抗法得出的結論。 另從極化曲線圖中也可看出加入復配緩蝕劑后Cu-Ni合金電極的腐蝕電位負移，極化曲線 發(fā)生明顯負移，說明復配緩蝕劑是陰極型緩蝕劑。從以上電化學數(shù)據(jù)表明MAAA和ΑΤΑ復配 具有緩蝕協(xié)同作用，對于金屬的腐蝕有很好的緩蝕作用，是一種高效的環(huán)境友好型緩蝕劑， 用量低，具有較高的生產(chǎn)價值和廣闊的市場前景。
[0029] 表 1
V? 本發(fā)明產(chǎn)品對環(huán)境無污染，ΑΤΑ與MAAA具有良好的緩蝕協(xié)同作用，其復配緩蝕作用能 有效減緩金屬的腐蝕，具有用量低，緩蝕阻垢能力較強的突出優(yōu)點。
[0030] 本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改型和改變。因此，本發(fā)明覆蓋了落入 所附的權利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的各種改型和改變。
【主權項】
1. 一種綠色環(huán)保水處理緩蝕劑，其特征在于，其由MAAA與ΑΤΑ組成，綠色環(huán)保水處理緩 蝕劑的溶液總濃度為40mg/L，其中ΜΑΑΑ的濃度為3(Tl0mg/L，ΑΤΑ濃度為l(T30mg/L。2. 如權利要求1所述的綠色環(huán)保水處理緩蝕劑，其特征在于，所述MAAA的結構式如 下： y時乂個」安·y'c 1巴禾蝕劑，其特征在于，所述ΑΤΑ為c2h 4n4。4. 如權利要求1所述的綠色環(huán)保水處理緩蝕劑，其特征在于，所述MAAA的濃度為 30mg/L，ΑΤΑ 濃度為 10mg/L。5. 如權利要求1所述的綠色環(huán)保水處理緩蝕劑，其特征在于，所述MAAA的濃度為 10mg/L，ΑΤΑ 濃度為 30mg/L。6. 如權利要求1所述的綠色環(huán)保水處理緩蝕劑，其特征在于，所述MAAA的濃度為 20mg/L，ΑΤΑ 濃度為 20mg/L。7. 如權利要求1所述的綠色環(huán)保水處理緩蝕劑，其特征在于，所述MAAA的濃度為 15mg/L，ΑΤΑ 濃度為 25mg/L。8. -種綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：將MAAA與 ΑΤΑ加入純水入槽體中，使總濃度達到40mg/L，攪拌至完全溶解。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種綠色環(huán)保水處理緩蝕劑及其制備方法，綠色環(huán)保水處理緩蝕劑由MAAA與ATA組成，綠色環(huán)保水處理緩蝕劑的溶液總濃度為40mg/L，其中MAAA的濃度為30~10mg/L，ATA濃度為10~30mg/L。本發(fā)明利用ATA與MAAA具有良好的緩蝕協(xié)同作用，其復配緩蝕作用能有效減緩金屬的腐蝕，具有用量低，緩蝕阻垢能力較強的突出優(yōu)點。
【IPC分類】C02F5/10, C02F5/12
【公開號】CN105621638
【申請?zhí)枴緾N201410577947
【發(fā)明人】陳松祺, 萬宗躍, 何君, 陳明偉, 王莉
【申請人】上海優(yōu)橡化學有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月26日