1.本發(fā)明屬于緩蝕劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種植物型復(fù)合高效緩蝕劑及其制備方法。
背景技術(shù)：2.金屬防護(hù)的方法有很多，其中通過(guò)緩蝕劑來(lái)保護(hù)金屬的方法因其具有用量少、見(jiàn)效快、來(lái)源廣泛、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)而前景廣闊。緩蝕劑的類型因劃分方式而異分類為：根據(jù)它本身的物性可分為無(wú)機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩種；根據(jù)所應(yīng)用的介質(zhì)類型又可分為酸性緩蝕劑、中性緩蝕劑和堿性緩蝕劑。研究較早的緩蝕劑為鉻酸鹽、汞鹽等為主的無(wú)機(jī)緩蝕劑，但是隨著緩蝕劑的發(fā)展，這類有毒、有害的無(wú)機(jī)緩蝕劑的應(yīng)用正在減少。
3.常用的酸洗緩蝕劑中，主要包括含有毒鉻酸根的無(wú)機(jī)緩蝕劑，有機(jī)磷、氮、氧、硫及其衍生物，如咪唑啉及其鹽、季銨鹽類、松香衍生物、磺酸鹽、亞胺乙酸衍生物及炔醇類等。含氮緩蝕劑雖然具有良好的緩蝕效果，但其大多為雜環(huán)類化合物，毒性大，對(duì)人體和自然環(huán)境均會(huì)造成較大的傷害。
4.隨著綠色生態(tài)文明建設(shè)的提出及綠色發(fā)展理念的不斷深入和踐行，環(huán)境友好型植物緩蝕劑的研發(fā)愈來(lái)愈受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的關(guān)注。植物緩蝕劑具有無(wú)毒、無(wú)污染、成本低廉以及材料易取等優(yōu)點(diǎn)，將在緩蝕劑的發(fā)展中起到重要的作用。
5.2008年，raja等(raja p b，sethuraman m g.inhibitive effect of black pepper extract on the sulphuric acid corrosion of mild steel[j].materials letters，2008，62(17
?
18):2977
?
2979)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，黑胡椒提取物對(duì)軟鋼在1.0mol/l的h2so4中具有良好的緩蝕作用，緩蝕率隨溫度的上升而增大。okafor等(okafor p c，ikpi m e，uwah i e，et al.inhibitory action of phyllanthus amarus extracts on the corrosion of mild steel in acidic media[j].corrosion science，2008，50:2310
?
2317)采用失重法和量氣法研究了苦味葉下株提取物對(duì)軟鋼在2.0mol/l的hcl和2.0mol/l的h2so4溶液中的緩蝕作用，發(fā)現(xiàn)該提取物對(duì)軟鋼在兩種無(wú)機(jī)酸介質(zhì)中均具有良好的緩蝕作用，緩蝕性能隨溫度的升高而不斷增強(qiáng)；且在鋼表面的吸附類型主要為化學(xué)吸附。2009年，ostovari a等(ostovari a，hoseinieh s m，peikari m，et al.corrosion inhibition of mild steel in 1m hcl solution by henna extract:a comparative study of the inhibition by henna and its constituents(lawsone，gallic acid，a
?
d
?
glucose and tannic acid)[j].corrosion science，2009，51:1935
?
1949)研究了散沫花(henna)的提取物還有它的主要成分散沫花素、單寧酸、五倍子酸、
ɑ
?
d
?
葡萄糖對(duì)低碳鋼在1.0mol/l的hcl溶液中的緩蝕作用。2015年，fiori
?
bimbi等(fiori
?
bimbi m v，alvarez p e，vaca h，et al.corrosion inhibition of mild steel in hcl solution by pectin[j].corrosion science，2015，92(1):192
?
199)研究了在鹽酸介質(zhì)中果膠對(duì)低碳鋼的緩蝕效果，發(fā)現(xiàn)隨著果膠濃度的增加，緩蝕率會(huì)增加，果膠是一種很好的混合型抑制劑。現(xiàn)有的緩蝕劑對(duì)碳鋼具有緩蝕效果，沒(méi)有提及對(duì)植物和混凝土的緩蝕效果；另以植物為原料提取的緩蝕劑，成本
高、提取有效成分效率低，難以形成工業(yè)化生產(chǎn)。現(xiàn)有的緩蝕劑的制備方法復(fù)雜，制備過(guò)程中產(chǎn)生化學(xué)污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：[0006]
為了減少氯鹽型融雪劑對(duì)金屬結(jié)構(gòu)物的銹蝕，同時(shí)減少鹽類對(duì)植被的影響和對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物的腐蝕，同時(shí)減緩非飲用水金屬輸水管線的銹蝕。本發(fā)明的目的在于提供一種植物型復(fù)合高效緩蝕劑。本發(fā)明還提供了所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑的制備方法和應(yīng)用。
[0007]
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0008]
一種植物型復(fù)合高效緩蝕劑，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：植物12
?
66.0％、鉬酸鈉5.0
?
16.0％、葡萄糖酸鈉1.5
?
12％、酒石酸鈉3.5
?
25％、硫酸鋅0
?
23％和磷酸二氫鉀4.0
?
23.0％。
[0009]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑，其中，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：植物50.8
?
65.8％、鉬酸鈉5.8
?
7.9％、葡萄糖酸鈉3.5
?
6.8％、酒石酸鈉6.5
?
12.3％、硫酸鋅3.0
?
6.0％和磷酸二氫鉀4.3
?
19.0％。
[0010]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑，其中，所述植物為海帶或褐藻類植物。
[0011]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑，其中，所述植物為干海帶。
[0012]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑，其中，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：植物65.7％、鉬酸鈉7.9％、葡萄糖酸鈉5.3％、酒石酸鈉10.5％、硫酸鋅5.3％和磷酸二氫鉀5.3％。
[0013]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑，其中，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：植物56.82％、鉬酸鈉6.82％、葡萄糖酸鈉4.55％、酒石酸鈉9.09％、硫酸鋅4.54％和磷酸二氫鉀18.18％。
[0014]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：
[0015]
(1)在常溫、干燥環(huán)境下，將植物用萬(wàn)能破碎機(jī)破碎至80μm以下，得到植物粉末；
[0016]
(2)按配比準(zhǔn)備原料，將鉬酸鈉、葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉、硫酸鋅和磷酸二氫鉀加入到步驟(1)中所述植物粉末中，研磨至80μm以下，形成粉末狀植物型復(fù)合高效緩蝕劑。
[0017]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑在融雪劑中的應(yīng)用，按照2
?
4％的質(zhì)量比添加入含有氯鹽型的融雪劑中使用，所述含氯鹽由氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的兩種或三種組成。
[0018]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019]
(1)本發(fā)明緩蝕劑，原材料廣泛、環(huán)保，可直接添加到氯鹽型融雪劑中，添加劑量少，對(duì)氯鹽型融雪劑具有廣譜、穩(wěn)定的緩蝕效果。
[0020]
(2)本發(fā)明緩蝕劑具有較高活性，緩蝕效率高，在10
?
20wt％的氯化鈉溶液中，緩蝕率可達(dá)到85％以上，碳鋼腐蝕率可小于0.03mm/a。同時(shí)為綠植生長(zhǎng)提供所需的營(yíng)養(yǎng)元素，如氨基酸、維生素、葡萄糖、鉀離子、磷酸根離子、鋅離子、極大改善了氯鹽型融雪劑將植物“渴死”的現(xiàn)象。
[0021]
(3)本發(fā)明緩蝕劑中植物如海帶不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，而且還含有褐藻酸、甘露醇、氨基酸、巖藻黃素、甾醇類化合物和不飽和脂肪酸、果膠等成分，這些
成分中有大量的含n、o的官能團(tuán)，如氨基、羥基、醛基等，所述植物通過(guò)n、o原子上的孤對(duì)電子和fe的空d軌道形成配位鍵吸附于碳鋼表面的反應(yīng)活性位點(diǎn)，改變碳鋼的表面狀態(tài)，與其他化學(xué)成分產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，抑制腐蝕反應(yīng)的發(fā)生，從而具有緩蝕作用。同時(shí)植物如海帶含有的膠質(zhì)體中含有的果膠，阻止氯離子遷移運(yùn)動(dòng)，有效阻止金屬的銹蝕和氯離子對(duì)混凝土的滲透作用，具有對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物、金屬結(jié)構(gòu)物，緩蝕率高，低腐蝕的特點(diǎn)。在保證冬季道路行車安全的同時(shí)，提高道路沿線設(shè)施、結(jié)構(gòu)物的耐久性和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
[0022]
(4)本發(fā)明采用緩蝕劑復(fù)配增效的方法，充分發(fā)揮各組分的協(xié)同作用，具有優(yōu)異的緩蝕效果，緩蝕率均達(dá)到85％以上。
[0023]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑的制備方法，制作過(guò)程簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生二次環(huán)境污染，利于推廣應(yīng)用。
[0024]
本發(fā)明所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑在融雪劑中的應(yīng)用，可以達(dá)到緩蝕高效的效果。
[0025]
下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
[0026]
實(shí)施例1
[0027]
一種植物型復(fù)合高效緩蝕劑，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：植物65.7％、鉬酸鈉7.9％、葡萄糖酸鈉5.3％、酒石酸鈉10.5％、硫酸鋅5.3％和磷酸二氫鉀5.3％；所述植物為干海帶。
[0028]
本實(shí)施例所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：
[0029]
(1)在常溫、干燥環(huán)境下，將植物用萬(wàn)能破碎機(jī)破碎至80μm以下，得到植物粉末；
[0030]
(2)按配比準(zhǔn)備原料，將鉬酸鈉、葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉、硫酸鋅和磷酸二氫鉀加入到步驟(1)中所述植物粉末中，研磨至80μm以下，形成粉末狀植物型復(fù)合高效緩蝕劑。
[0031]
本實(shí)施例所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑在融雪劑中的應(yīng)用，按照3％的質(zhì)量比添加入含有氯鹽型的融雪劑中使用，所述含氯鹽由氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的兩種或三種組成。
[0032]
實(shí)施例2
[0033]
一種植物型復(fù)合高效緩蝕劑，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：植物56.82％、鉬酸鈉6.82％、葡萄糖酸鈉4.55％、酒石酸鈉9.09％、硫酸鋅4.54％和磷酸二氫鉀18.18％；所述植物為干海帶。
[0034]
本實(shí)施例所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：
[0035]
(1)在常溫、干燥環(huán)境下，將植物用萬(wàn)能破碎機(jī)破碎至80μm以下，得到植物粉末；
[0036]
(2)按配比準(zhǔn)備原料，將鉬酸鈉、葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉、硫酸鋅和磷酸二氫鉀加入到步驟(1)中所述植物粉末中，研磨至80μm以下，形成粉末狀植物型復(fù)合高效緩蝕劑。
[0037]
本實(shí)施例所述的植物型復(fù)合高效緩蝕劑在融雪劑中的應(yīng)用，按照3％的質(zhì)量比添加入含有氯鹽型的融雪劑中使用，所述含氯鹽由氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的兩種或三種組成。
[0038]
表1列出了實(shí)施例1
?
2中緩蝕劑的各組分的配比，其中的數(shù)值是指各組分在緩蝕劑中的重量百分比。
[0039]
表1緩蝕劑實(shí)施例組分
[0040]
組分實(shí)施例1實(shí)施例2海帶65.756.82鉬酸鈉7.96.82葡糖糖酸鈉5.34.55酒石酸鈉10.59.09硫酸鋅5.34.54磷酸二氫鉀5.318.18
[0041]
采用以下實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)施例1
?
2制得的緩蝕劑的性能：
[0042]
1.緩蝕劑碳鋼腐蝕率測(cè)定實(shí)驗(yàn)
[0043]
采用間浸懸掛失重法評(píng)價(jià)實(shí)施例1
?
2制得的緩蝕劑的緩蝕率，在室溫條件下，將同一規(guī)格45
×
30mm鐵片打磨、用無(wú)水乙醇沖洗、烘干至恒重后稱重，精確到0.1mg。配置10wt％至20wt％的氯鹽型融雪劑溶液，加入氯鹽型融雪劑質(zhì)量的3％的緩蝕劑，將預(yù)處理的鐵片懸掛到融雪劑溶液中72h。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將鐵片浸入10wt％hcl溶液，約3
?
4min中除盡鐵銹，再用3wt％的氫氧化鈉溶液中浸泡30s，擦干后，用無(wú)水乙醇洗滌浸泡3min，擦干，在105℃烘箱中烘干至恒重，稱重。計(jì)算腐蝕率和緩蝕率，比較融雪劑加入緩蝕劑和未加緩蝕劑腐蝕率的變化情況。結(jié)果見(jiàn)表2。
[0044]
腐蝕率計(jì)算公式如下式：
[0045]
以mm/a表示的腐蝕率δg1按式(1)計(jì)算：
[0046][0047]
式中：m——試片質(zhì)量損失，g；
[0048]
m0——試片酸洗空白試驗(yàn)的質(zhì)量損失平均值，g；
[0049]
s——試片的表面積，cm2；
[0050]
ρ——試片的密度，7.85g/cm3；
[0051]
t——試驗(yàn)時(shí)間，h；
[0052]
8760——與1年相當(dāng)?shù)男r(shí)數(shù)，h/a；
[0053]
10——與1cm相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù)，mm/cm；
[0054]
緩蝕率計(jì)算公式為：
[0055]
x＝(δg0?
δg1)/δg0[0056]
δg0：空白溶液的碳鋼腐蝕率
[0057]
表2緩蝕劑碳鋼腐蝕率和緩蝕率
[0058][0059]
2.植物耐鹽試驗(yàn)
[0060]
挑選同一批次，長(zhǎng)勢(shì)良好，大小相同的綠蘿為試驗(yàn)對(duì)象，選擇下部具有自吸水功能的花盆。分別配置濃度3wt％的氯化鈉溶液，加入氯化鈉質(zhì)量3％的緩蝕劑，加入800ml溶液于花盆中，每三個(gè)花盆一組，觀察綠蘿的生長(zhǎng)情況，直至出現(xiàn)受害現(xiàn)象前，記錄生長(zhǎng)天數(shù)，并檢測(cè)土壤中含有的鹽分總量，結(jié)果見(jiàn)表3。
[0061]
表3植物耐鹽試驗(yàn)結(jié)果
[0062]
種類受害前生長(zhǎng)天數(shù)耐鹽量(mg/100g)氯化鈉3265氯化鈉+實(shí)施例1171468氯化鈉+實(shí)施例2191495
[0063]
3.混凝土腐蝕性試驗(yàn)
[0064]
根據(jù)gb/t 50082
?
2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中抗凍試驗(yàn)(單面凍融法)中的規(guī)定成型混凝土試件，將靜養(yǎng)好的混凝土塊浸漬在3wt％濃度的氯化鈉溶液中，在氯化鈉溶液中加入質(zhì)量比3％的緩蝕劑。在
?
20℃的環(huán)境下冷凍3小時(shí)，在10攝氏度的環(huán)境下融凍1小時(shí)，反復(fù)融凍，反復(fù)進(jìn)行30天，融雪劑溶液每周更換一次，并且稱重混凝土塊的重量，根據(jù)質(zhì)量損失計(jì)算混凝土腐蝕率，在與氯化鈉對(duì)比計(jì)算出腐蝕比率，結(jié)果見(jiàn)表4。
[0065]
表4混凝土腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果
[0066]
種類混凝土腐蝕率(％)腐蝕比率(％)氯化鈉6.34/氯化鈉+實(shí)施例11.3521.29氯化鈉+實(shí)施例20.9014.20
[0067]
※
腐蝕比率(％)是以氯化鈉的腐蝕率為100％
[0068]
綜合上述表2
?
4各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，本發(fā)明的緩蝕劑緩蝕能力強(qiáng)，對(duì)氯鹽型融雪劑可以起到緩蝕效果。加入緩蝕劑后可降低氯鹽型融雪劑對(duì)金屬和混凝土的腐蝕性以及植被的危害。緩蝕劑以植物為主，無(wú)毒，是一種非常高效環(huán)保的緩蝕劑。
[0069]
以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。