《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》是廣東電網公司電力科學研究院、中國科學院金屬研究所於2013年11月18日申請的發明專利，該專利申請號為2013105782674，公布號為CN103602991A，公布日為2014年2月26日，發明人是劉世念、王成、王文、蘇偉、呂旺燕、吳航、王群昌、魏增福、付強、朱聖龍、王福會。
《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》公開了一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：20~50份N-亞硝基苯胲銨、5~30份苯甲酸鹽、1~20份鋅鹽、10~20份六次甲基四胺、0~15份六偏磷酸鈉。該發明不含六價鉻酸鹽和重金屬元素，具有無毒污染等優點。套用到塗料中可提高塗層的耐腐蝕性能，在腐蝕性水介質中可大大減緩鋼鐵材料的腐蝕。
2021年6月24日，《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：複合緩蝕劑及其製備方法和套用
- 申請人：廣東電網公司電力科學研究院、中國科學院金屬研究所
- 發明人：劉世念、王成、王文、蘇偉、呂旺燕、吳航、王群昌、魏增福、付強、朱聖龍、王福會
- 申請號：2013105782674
- 申請日：2013年11月18日
- 公布號：CN103602991A
- 公布日：2014年2月26日
- 地址：廣東省廣州市越秀區東風東路水均崗8號
- 代理機構：廣州華進聯合專利商標代理有限公司
- 代理人：萬志香、曾旻輝
- Int. Cl.：C23F11/14、C23F11/18、C09D5/08、C09D163/00
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
2013年11月前，金屬及合金仍是最重要的結構材料，依據熱力學的觀點，絕大多數金屬都具有自發轉化為氧化物的傾向，因此金屬受腐蝕不可避免。腐蝕造成的經濟損失約占中國國民經濟總產值的2~4%。塗料和緩蝕劑技術是解決腐蝕問題的重要途徑。緩蝕劑可以單獨用來減緩金屬的腐蝕，而在塗料中常常添加了一些有效的緩蝕劑來提高塗料的防腐蝕能力。
塗料中常用防鏽顏料是磷鋅白Zn3（PO4）2·nH2O、偏硼酸鋇Ba（BO2）2、鈣黃CaCrO4、鍶黃SrCrO4、鋅鉻黃4ZnO·CrO3·K2O·3H2O、紅丹Pb3O4、鐵紅Fe3O4等，這些無機防鏽顏料與樹脂成膜物的相容性較差，往往造成塗料存在微孔等微觀缺陷，致使實際套用時不能達到預期效果。塗料中使用的六價鉻酸鹽具有很強的毒性，處理不當會造成環境的污染和對身體危害。歐盟ROHS指令中明文規定六價鉻含量不能超過0.1%，而在塗料行業中使用的含鉻顏料的含量遠遠大於此濃度。另外，紅丹顏料可造成環境污染及鉛中毒。因此開發替代有毒有害緩蝕性顏填料具有重要意義。
水介質中常用的緩蝕劑是鉻酸鹽，同樣存在污染環境的問題。
發明內容
專利目的
《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》的目的是提供一種製備工藝簡單，緩蝕效果顯著且無污染的複合緩蝕劑；該發明的另一目的在於提供一種複合緩蝕劑的製備方法；該發明的再一目的在於提供一種塗料。
技術方案
一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：20~50份N-亞硝基苯胲銨、5~30份苯甲酸鹽、1~20份鋅鹽、10~20份六次甲基四胺、0~15份六偏磷酸鈉。在其中一個實施例中，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：30-40份N-亞硝基苯胲銨，10~20份苯甲酸鹽，5~10份鋅鹽，12~15份六次甲基四胺，5~10份六偏磷酸鈉。在其中一個實施例中，所述鋅鹽為硝酸鋅或硫酸鋅。在其中一個實施例中，所述苯甲酸鹽為苯甲酸鈉或苯甲酸鉀。
一種複合緩蝕劑的製備方法，包括以下步驟：按比例稱取各組分，預混合後放入磨粉機中混合併磨細至200~500目，即得。
一種塗料，所述塗料包括含上述方法製得的複合緩蝕劑。
改善效果
《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》提供的複合緩蝕劑不含六價鉻酸鹽和重金屬元素，具有無毒污染等優點，製備方法簡單，套用到塗料中可提高塗層的耐腐蝕性能，在腐蝕性水介質中可大大減緩鋼鐵材料的腐蝕。
附圖說明
圖1為《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》實施例2中複合緩蝕劑對碳鋼在3.5%NaCl溶液中的緩蝕效果。
圖1
技術領域
《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》涉及金屬腐蝕與防護領域，特別是涉及一種複合緩蝕劑及其製備方法和套用。
權利要求
1.一種複合緩蝕劑，其特徵在於：按重量份計，由以下含量的成分配置而成：20~50份N-亞硝基苯胲銨、5~30份苯甲酸鹽、1~20份鋅鹽、10~20份六次甲基四胺、0~15份六偏磷酸鈉。
2.根據權利要求1所述的複合緩蝕劑，其特徵在於，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：30~40份N-亞硝基苯胲銨，10~20份苯甲酸鹽，5~10份鋅鹽，12~15份六次甲基四胺，5~10份六偏磷酸鈉。
3.根據權利要求1或2所述的複合緩蝕劑，其特徵在於，所述鋅鹽為硝酸鋅或硫酸鋅。
4.根據權利要求1或2所述的複合緩蝕劑，其特徵在於，所述苯甲酸鹽為苯甲酸鈉或苯甲酸鉀。
5.一種權利要求1~4任一項所述的複合緩蝕劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：按比例稱取各組分，預混合後進一步磨細至200~500目，即得。
6.一種塗料，其特徵在於，包含有權利要求1~4任一項所述的複合緩蝕劑。
實施方式
實施例1
該實施例提供了一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：300克N-亞硝基苯胲銨、100克苯甲酸鈉、100克硫酸鋅、100克六次甲基四胺。
該實施例提供的一種複合緩蝕劑的製備方法如下：稱取300克N-亞硝基苯胲銨、100克苯甲酸鈉、100克硫酸鋅、100克六次甲基四胺，放入不鏽鋼桶中進行攪拌預混合。將預混合的複合緩蝕劑放入磨粉機中磨細至300目後，取出複合緩蝕劑放入密閉的容器中儲存。
取上述複合緩蝕劑2克，取上海樹脂廠有限公司生產的E44環氧樹脂及5772環氧樹脂固化劑100克，充分攪拌均勻後製備環氧樹脂塗層。複合緩蝕劑可提高塗層的耐腐蝕性能。
未加緩蝕劑的環氧樹脂清漆經過700小時鹽霧腐蝕，塗層下的Q235碳素結構鋼發生了腐蝕，表面有紅銹出現，而添加2%複合緩蝕劑的塗層耐鹽霧腐蝕超過1000小時，塗層下的Q235碳素結構鋼未發生腐蝕。通過對比試驗，可以得出該實施例中的複合緩蝕劑的緩蝕效果好。
《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》中六偏磷酸鈉的作用在於當水進入塗層後在鋼鐵表面形成不溶性的沉澱膜，形成沉澱鈍化，進而阻止材料的進一步腐蝕。該實施例中不含六偏磷酸鈉，其鈍化鋼鐵鋼鐵的作用可由緩蝕劑中的N-亞硝基苯胲銨實現，具有相似的緩蝕效果。
實施例2
該實施例提供了一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：35克N-亞硝基苯胲銨、15克苯甲酸鉀、8克硝酸鋅、14克六次甲基四胺、8克六偏磷酸鈉。
該實施例提供的一種複合緩蝕劑的製備方法如下：稱取435克N-亞硝基苯胲銨、15克苯甲酸鉀、8克硝酸鋅、14克六次甲基四胺、8克六偏磷酸鈉放入聚四氟乙烯桶中進行攪拌預混合。將預混合的複合緩蝕劑放入磨粉機中磨細至200目後，取出複合緩蝕劑放入密閉的容器中儲存。
取上述複合緩蝕劑0.5克，放入1000克3.5%NaCl水溶液中，可減緩Q235碳素結構鋼的腐蝕速率。參見圖1，為同樣在3.5%NaCl水溶液中，有無加複合緩蝕劑的Q235碳素結構鋼的腐蝕程度。縱坐標為單位時間內單位面積上鋼材質量的減少量，左邊的Q235條形圖為不加複合緩蝕劑，右邊的Q235inhibitors條形圖為加入複合緩蝕劑，從圖可明顯的得知，複合緩蝕劑對鋼鐵材料在腐蝕性介質中具有良好的緩蝕作用。通過對比試驗，可以得出該實施例中的複合緩蝕劑的緩蝕效果好。
實施例3
該實施例提供了一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：400克N-亞硝基苯胲銨、300克苯甲酸鈉、200克硫酸鋅、150克六次甲基四胺、100克六偏磷酸鈉。
該實施例提供的一種複合緩蝕劑的製備方法如下：稱取400克N-亞硝基苯胲銨、300克苯甲酸鈉、200克硫酸鋅、150克六次甲基四胺、100克六偏磷酸鈉，放入塑膠桶中進行攪拌預混合。將預混合的複合緩蝕劑放入磨粉機中磨細至200目後，取出複合緩蝕劑放入密閉的容器中儲存。
取上述複合緩蝕劑1克，放入2000克3.5%NaCl水溶液中，可減緩Q345碳素結構鋼試樣的腐蝕速率，緩蝕效率為92.1%。
取上述複合緩蝕劑10克，與上海樹脂廠有限公司生產的200克E51環氧樹脂及5772環氧樹脂固化劑充分攪拌均勻後製備塗層，緩蝕劑可提高塗層的耐鹽霧腐蝕性能。
未加緩蝕劑的環氧樹脂清漆經過650小時鹽霧實驗，塗層下的Q345碳素結構鋼發生了腐蝕，表面有紅銹出現，而塗裝添加上述5%複合緩蝕劑的Q345碳素結構鋼經過1000小時鹽霧腐蝕，塗層完好，塗層下的Q345碳素結構鋼未發生腐蝕。通過對比試驗，可以得出該實施例中的複合緩蝕劑的緩蝕效果好。
實施例4
該實施例提供了一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：500克N-亞硝基苯胲銨、50克苯甲酸鉀、50克鋅鹽、120克六次甲基四胺、50克六偏磷酸鈉。
該實施例提供的一種複合緩蝕劑的製備方法如下：稱取500克N-亞硝基苯胲銨、50克苯甲酸鉀、50克鋅鹽、120克六次甲基四胺、50克六偏磷酸鈉，放入不鏽鋼桶中進行攪拌預混合。將預混合的複合緩蝕劑放入磨粉機中磨細至500目後，取出複合緩蝕劑放入密閉的容器中儲存。
取上述複合緩蝕劑200克，取上海樹脂廠有限公司生產的E51環氧樹脂及5772環氧樹脂固化劑4000克，充分攪拌均勻後製備環氧樹脂塗層。複合緩蝕劑可提高塗層的耐腐蝕性能。
塗裝了未加緩蝕劑的環氧樹脂清漆塗層的Q235B碳素結構鋼在10%H2SO4水溶液中經過159小時浸泡，試樣表面產生大量氣泡，基體金屬發生腐蝕。而塗裝了添加複合緩蝕劑的塗層的Q235B碳素結構鋼經過相同時間的浸泡，塗層完好，金屬未發生腐蝕。通過對比試驗，可以得出該實施例中的複合緩蝕劑的緩蝕效果好。
實施例5
該實施例提供了一種複合緩蝕劑，按重量份計，由以下含量的成分配置而成：20克N-亞硝基苯胲銨、20克苯甲酸鉀、1克硝酸鋅、20克六次甲基四胺、15克六偏磷酸鈉。
該實施例提供的一種複合緩蝕劑的製備方法如下：稱取20克N-亞硝基苯胲銨、20克苯甲酸鉀、1克硝酸鋅、20克六次甲基四胺、15克六偏磷酸鈉，放入不鏽鋼桶中進行攪拌預混合。將預混合的複合緩蝕劑放入磨粉機中磨細至200目後，取出複合緩蝕劑放入密閉的容器中儲存。
取上述複合緩蝕劑50克，放入12000克模擬海水中，複合緩蝕劑可提高Q235A碳素結構鋼在模擬海水中的耐腐蝕性，緩蝕效率達90%以上，取未加上述複合緩蝕劑的等量模擬海水中，測試Q235A碳素結構鋼在模擬海水中的耐腐蝕性，同樣的時間內，Q235A碳素結構鋼已經發生大面積腐蝕。通過對比試驗，可以得出該實施例中的複合緩蝕劑的緩蝕效果好。
實施例結果表明，複合緩蝕劑對普通鋼鐵材料在腐蝕性介質中具有良好的緩蝕作用；用於塗料中可提高塗層的耐腐蝕性能；製備工藝簡單，無毒、無污染。
專利榮譽
2021年6月24日，《複合緩蝕劑及其製備方法和套用》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
