用于钛在酸性介质中的绿色缓蚀剂 【技术领域】
本发明公开一种缓蚀剂， 具体的说， 是一种抑制硫酸介质中钛材腐蚀的缓蚀剂， 属 于金属材料 / 化工设备防腐蚀技术领域。背景技术
钛是继铁铝之后， 在工业上有着广泛应用的金属， 有 “第三金属” 之称。虽然钛是 耐腐蚀性较高的金属， 但它在非氧化性介质中易受到强烈腐蚀。抑制金属在使用介质中腐 蚀， 简单有效的方法是在腐蚀介质中添加缓蚀剂。目前用于抑制钛在硫酸溶液中腐蚀的物 质主要有 Fe3+、 Cu2+、 Cr6+、 硝基及亚硝基芳香族化合物、 金莲橙、 茜素类化合物等， 缓蚀剂品 种虽多， 但大部分在使用过程中会对环境带来一定的污染， 不利于人们的身心健康。Fe3+ 虽 然环境友好， 但在酸中使用易沉积到金属表面， 给生产带来不良影响。 因此开发环境友好型 的缓蚀剂是非常必要的， 符合化学工业绿色化发展的需要。
聚天冬氨酸是 20 世纪 90 年代初开发的一种新型绿色水处理剂， 它从原料、 制备 过程到最终产品均对人体无毒无害， 同时又是一种可生物降解的物质， 最终被微生物分解 为 CO2 和 H2O， 不会在环境中造成积累。钼酸盐基本无毒， 对环境的不良影响远较其它金属 2+ 6+ 6+ (Zn 、 Cr 等 ) 小， 它正逐渐用来取代 Cr 作为缓蚀剂， 但用量大、 价格高且缓蚀效果较 Cr6+ 差。因此， 本发明用聚天冬氨酸与钼酸铵复配， 得到了一种新型缓蚀剂， 用于抑制金属钛在 硫酸介质中的腐蚀， 取得了良好的效果。缓蚀剂用量少， 效果好， 而且绿色环保。 发明内容
本发明的目的在于， 提供一种用于钛在酸性介质中的绿色缓蚀剂， 该缓蚀剂对抑 制钛在硫酸介质中的腐蚀有良好的缓蚀效果， 且用量小， 经济， 环保。
本发明的技术方案是这样的 ： 一种用于钛在酸性介质中的绿色缓蚀剂， 由聚天冬 氨酸和钼酸铵按质量比 10 ～ 12 ∶ 1 复配而成。
上述的一种用于钛在酸性介质中的绿色缓蚀剂， 所述的聚天冬氨酸与钼酸铵的质 量比为 10 ∶ 1。
上述的一种用于钛在酸性介质中的绿色缓蚀剂， 所述的缓蚀剂在质量浓度 10％酸 性介质中的最低使用浓度为 99mg/L。
上述的一种用于钛在酸性介质中的绿色缓蚀剂， 在 50 ℃时， 质量浓度 10 ％硫酸 中， 所述的绿色缓蚀剂的使用浓度为 132mg/L。
本发明的有益效果 ： 本发明提供的缓蚀剂由无毒无害试剂组成， 对环境无污染， 符 合化学工业绿色化发展的需要 ； 并且该缓蚀剂用量小， 成本低， 效果好， 具有较高的应用价 值。 具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步的详细说明， 但并不构成对本发明的任何限制。 试验方法 ：
测试采用失重法。 试验材料为纯钛片， 规格 8cm×4.5cm×0.2cm。 实验介质为一定 浓度的硫酸溶液。试片用 600 目砂纸打磨， 除去表面的腐蚀产物， 并除油， 水洗， 吹干， 称重。 然后将其放入一定浓度的硫酸溶液中， 置于一定温度的恒温水浴锅。静置 72 小时后， 取出， 水洗， 吹干， 称重。由试片放入前后的质量变化， 计算钛片的腐蚀速率和缓蚀剂对钛的缓蚀 效率。
该缓蚀剂由聚天冬氨酸和钼酸铵组成， 其质量比为 10 ～ 12 ∶ 1， 使用时按比例将 所需的聚天冬氨酸和钼酸铵分别加入到硫酸溶液中， 搅拌均匀即可。
计算公式如下 ：
腐蚀速率 ： v(mm/a) ＝ Δm×8.76/(s·t·d)
式中 ： Δm 为钛片浸泡前后的质量变化 (g)， s 为钛片表面积 (m2)， t 为浸泡时间 3 (h)， d 为钛材密度 (g/cm )。
缓蚀效率 ： E(％ ) ＝ (v0-v)×100/v0
式中 ： v0 为未加缓蚀剂的钛片腐蚀速率 (mm/a)， v 为添加缓蚀剂的钛片腐蚀速率 (mm/a)。
实施例 1
实验介质为质量浓度 10％ H2SO4， 实验温度为 (50±1)℃。按上述方法分别测试不 加缓蚀剂、 添加单一缓蚀剂和添加本发明所公开的绿色缓蚀剂， 硫酸对钛片的腐蚀速率、 缓 蚀效率以及试片外观 ； 测试结果见表 1。
表1
缓蚀剂及其浓度 无 聚天冬氨酸 120mg/L 钼酸铵 12mg/L 聚天冬氨酸 + 钼酸铵 132mg/L
腐蚀速率 (mm/a) 3.95 3.11 2.95 0.00914 缓蚀效率 (％ ) 0 21.27 25.32 99.77 试片外观 灰白无光泽 灰白无光泽 灰白无光泽 光亮实施例 2
实验介质为质量浓度 10％ H2S04， 实验温度为 (50±1)℃， 聚天冬氨酸和钼酸铵复 配而成的绿色缓冲剂的添加浓度 132mg/L， 按上述方法分别测试添加聚天冬氨酸与钼酸铵 不同质量比例的缓蚀剂对钛片的腐蚀速率和缓蚀效率 ； 测试结果见表 2。
表2
聚天冬氨酸与钼酸铵质量比 腐蚀速率 (mm/a) 缓蚀效率 (％ ) 试片外观4102330092 A CN 102330102 12 ∶ 1 11 ∶ 1 10 ∶ 1
说明书97.87 99.25 99.77 光亮 光亮 光亮3/3 页0.0842 0.0296 0.00914实施例 3
实验介质为不同质量浓度的 H2SO4 溶液， 实验温度为 (35±1)℃， 聚天冬氨酸与钼 酸铵的质量比为 10 ∶ 1， 按上述方法分别测试钛片的腐蚀速率和缓蚀效率 ； 测试结果见表 3。
表3
从表 3 可以看出， 该绿色缓蚀剂， 在温度相同条件下， 酸浓度每增加 15 个百分点， 所述的绿色缓蚀剂的用量成倍增加， 但不成比例。
这里缓蚀剂浓度为缓蚀剂质量 /( 酸性介质体积 + 缓蚀剂体积 )。
实施例 4
实验介质为质量浓度 10％ H2SO4， 聚天冬氨酸与钼酸铵的质量比为 10 ∶ 1。按上 述方法分别测试不同温度下钛片的腐蚀速率和缓蚀效率 ； 测试结果见表 4。
表4
温度 35℃ 50℃ 65℃ 80℃
缓蚀剂浓度 0.099g/L 0.132g/L 0.55g/L 3.85g/L 腐蚀速率 (mm/a) 0.00439 0.00914 0.0120 0.00926 缓蚀效率 (％ ) 99.53 99.77 99.72 99.85 试片外观 光亮 光亮 光亮 光亮从表 4 可以看出， 在酸浓度相同的条件下， 绿色缓蚀剂在温度小于 50℃时， 随温度 升高其用量增加不大 ； 在温度大于 50℃时， 温度每升高 15℃其用量成倍增加。5