阅读说明：本技术 一种适用于az91d镁合金在中性盐水介质的复配缓蚀剂及其制备方法 (Compound corrosion inhibitor suitable for AZ91D magnesium alloy in neutral saline water medium and preparation method thereof ) 是由 陈宇 于 2019-03-11 设计创作，主要内容包括：本发明属于金属材料腐蚀与防护领域,涉及一种适用于中性盐水腐蚀介质的AZ91D镁合金的复配缓蚀剂及其制备方法。本发明提出的适用于中性盐水腐蚀介质的AZ91D镁合金的复配缓蚀剂由苯并三唑亚麻籽油酰胺衍生物、钼酸钠、乳化剂OP-21和异丙醇组成。具有如下优点：一方面缓蚀剂主剂苯并三唑亚麻籽油酰胺衍生物原料来源广泛且亚麻籽油为绿色植物油,具有环境友好性；合成方法简单,产物无须纯化后处理。另一方面与其它试剂复配使用,可明显降低缓蚀剂用量,减少成本,在中性盐水腐蚀介质中缓蚀效率高达98％以上。(The invention belongs to the field of corrosion and protection of metal materials, and relates to a compound corrosion inhibitor of AZ91D magnesium alloy suitable for neutral brine corrosion medium and a preparation method thereof. The compound corrosion inhibitor of the AZ91D magnesium alloy suitable for neutral brine corrosion medium consists of benzotriazole linseed oleamide derivatives, sodium molybdate, an emulsifier OP-21 and isopropanol. Has the following advantages: on one hand, the corrosion inhibitor main agent benzotriazole linseed oil amide derivative has wide raw material source and linseed oil is green vegetable oil and has environmental friendliness; the synthesis method is simple, and the product does not need to be purified and post-treated. On the other hand, the corrosion inhibitor is compounded with other reagents for use, so that the consumption of the corrosion inhibitor can be obviously reduced, the cost is reduced, and the corrosion inhibition efficiency in a neutral saline corrosion medium is up to more than 98%.)

一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水介质的复配缓蚀剂及其 制备方法

技术领域

本发明属于金属材料腐蚀与防护领域，具体涉及一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

镁合金具有相对密度小、比强度高、加工焊接和阻尼性能好、尺寸稳定、价格低廉和可回收利用等优点，在汽车、电子、机械、航空及航天等领域具有广阔的应用前景。但是镁合金的电极电位很负，且化学性质活泼，在潮湿大气或中性盐水溶液中极易被腐蚀，因此有效抑制镁合金的腐蚀对拓展镁合金的应用非常必要。

缓蚀技术是防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一，近年来国内外很多研究者都对抑制镁合金腐蚀的缓蚀剂进行了大量的研究，其中大部分研究者所开发的缓蚀剂中都包括磷酸盐和铬酸盐等组分。由于磷酸盐和铬酸盐对环境有较大的污染，工业上已经在逐渐减少其应用。目前已有报道《AZ91D镁合金的缓蚀作用》复配聚天冬氨酸和硫脲作为镁合金的缓蚀剂，然而缓蚀效率仅为81.7%。基于绿色环保的考虑，自主研制了一种绿色环保且高效率的针对AZ91D镁合金应用于中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂。

以亚麻籽油为原料合成咪唑啉类缓蚀剂已见文献报道《金属表面防护性涂层评价及缓蚀剂技术研究》及专利201410238332.3以及201410238349.9，然而该文献或专利中报道的亚麻籽油缓蚀剂均是针对于碳钢在不同介质（酸性、污水、海水）的缓蚀保护，且纯化过程十分复杂，尚未有任何报道针对于AZ91D镁合金的缓蚀作用。因此，以亚麻籽油为原料研制一种绿色环保且高效率的针对AZ91D镁合金应用于中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂具有重要经济意义和社会意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种高效的、环保的适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，该复配型缓蚀剂尤其适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质中的防护。

本发明提出一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂，该复配型缓蚀剂由苯并***亚麻籽油酰胺衍生物、钼酸钠、乳化剂OP-21和异丙醇组成，其质量分数分别为：苯并***亚麻籽油酰胺衍生物55% - 70%、钼酸钠10% - 20%、乳化剂OP-21 5%- 10%、异丙醇15% - 25%，各组份百分含量之和为100%。所述苯并***亚麻籽油酰胺衍生物的分子结构式为：

其中R包括R1、R2、R3和R4；

。

这种适用于中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂的应用，其特征在于：按照每100g腐蚀介质中含有5 – 10 mg复配型缓蚀剂的比例将复配型缓蚀剂添加到3.5% NaCl水溶液腐蚀介质中。

这种适用于中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂的制备方法：包括以下几个步骤：

步骤一：苯并***亚麻籽油酰胺衍生物的制备。

于250 ml四口瓶中按摩尔比例1:1 – 1:3亚麻籽油和三乙烯四胺溶于二甲苯溶剂，每摩尔亚麻籽油加入二甲苯体积为20 – 40 ml，在氮气保护下缓慢加热到100 - 150°C，同时加入浓硫酸催化剂，在100 - 150°C下反应3 – 4小时，所述的催化剂的加入量为每摩尔亚麻籽油中加入0.1 – 0.5 ml，反应结束后蒸馏出二甲苯。冷却降温至室温得到产物为亚麻籽油酰胺衍生物。

于250 ml四口瓶中按摩尔比例1:1 – 1:1.05加入亚麻籽油酰胺衍生物和苯并***钠，对四口瓶磁力搅拌加热到60－80°C，并缓慢滴加80%的醋酸溶液，所述的醋酸溶液的加入量为每摩尔亚麻籽油酰胺衍生物中加入15.2 g，反应结束后用蒸馏水洗涤，再真空蒸馏，最后得到透明的液态产物即为苯并***亚麻籽油酰胺衍生物。

其中，亚麻籽油原料购于张家口市馨特植物油有限公司，其主要成份见下表：

脂肪酸种类	含量
		饱和脂肪酸	9%-11%
油酸	13%-29%
		亚油酸	15%-30%
亚麻酸	40%-60%

反应方程式为：

步骤二：复配型缓蚀剂的制备。

将苯并***亚麻籽油酰胺衍生物、钼酸钠、乳化剂OP-21和异丙醇按其质量分数分别为55% - 70%、10% - 20%、5% - 10%和15% - 25%进行混合，各组份百分含量之和为100%，即得到复配型缓蚀剂。

本发明的有益效果是：

1. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，其中苯并***亚麻籽油酰胺衍生物的生产工艺较简单，原料来源广泛且亚麻籽油为绿色植物油，具有环境友好性且最终复配型缓蚀剂水溶性较好；

2. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，其中制备的苯并***亚麻籽油酰胺衍生物兼具对镁、铝和锌单独的优良的缓蚀性能；

3. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，其中使用的多元胺为三乙烯四胺，活性较二乙烯三胺更高；

4. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，合成的最终产物苯并***亚麻籽油酰胺衍生物缓蚀剂不需要纯化处理，副产物对缓蚀效率基本无影响；

5. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，单纯的苯并***亚麻籽油酰胺衍生物水溶性并不好，与乳化剂OP-21、异丙醇复配明显提高其溶解性与分散性；

6. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，苯并***亚麻籽油酰胺衍生物与钼酸钠复配可同时抑制AZ91D镁合金材料的均匀腐蚀与点蚀；

7. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，通过缓蚀剂复配增效的方法，充分发挥各组分的协同作用，进而在3.5 % NaCl水溶液腐蚀介质中具有优异的缓蚀效果，缓蚀效率均达到97%以上。

8. 本发明提供一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，其中复配方法简单，且协同效应使复配缓蚀剂中各缓蚀剂用量较单一使用时明显降低，因而生产成本较低；复配缓蚀剂具有环境友好的特点，复配缓蚀剂不影响设备正常作业。

附图说明

图1：AZ91D镁合金在未加入复配型缓蚀剂的3.5% NaCl水溶液腐蚀介质中的电化学阻抗测试结果；

图2：AZ91D镁合金在加入复配型缓蚀剂的3.5% NaCl水溶液腐蚀介质中的电化学阻抗测试结果；

图3：AZ91D镁合金在未加入复配型缓蚀剂的3.5% NaCl水溶液腐蚀介质中的Tafel极化曲线测试结果；

图4：AZ91D镁合金在加入复配型缓蚀剂的3.5% NaCl水溶液腐蚀介质中的Tafel极化曲线测试结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。

实施例1：

本发明提出一种适用于AZ91D镁合金在中性盐水腐蚀介质的复配型缓蚀剂及其制备方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一：苯并***亚麻籽油酰胺衍生物的制备。

于250 ml四口瓶中按摩尔比例1:1 – 1:3亚麻籽油和三乙烯四胺溶于二甲苯溶剂，每摩尔亚麻籽油加入二甲苯体积为20 – 40 ml，在氮气保护下缓慢加热到100 - 150°C，同时加入浓硫酸催化剂，在100 - 150°C下反应3 – 4小时，所述的催化剂的加入量为每摩尔亚麻籽油中加入0.1 – 0.5 ml，反应结束后蒸馏出二甲苯。冷却降温至室温得到产物为亚麻籽油酰胺衍生物。

于250 ml四口瓶中按摩尔比例1:1 – 1:1.05加入亚麻籽油酰胺衍生物和苯并***钠，对四口瓶磁力搅拌加热到60－80°C，并缓慢滴加80%的醋酸溶液，所述的醋酸溶液的加入量为每摩尔亚麻籽油酰胺衍生物中加入15.2 g，反应结束后用蒸馏水洗涤，再真空蒸馏，最后得到透明的液态产物即为苯并***亚麻籽油酰胺衍生物。

其中，亚麻籽油原料购于张家口市馨特植物油有限公司，其主要成份见下表：

脂肪酸种类	含量
		饱和脂肪酸	9%-11%
油酸	13%-29%
		亚油酸	15%-30%
亚麻酸	40%-60%

反应方程式为：

步骤二：复配型缓蚀剂的制备。

将苯并***亚麻籽油酰胺衍生物、钼酸钠、乳化剂OP-21和异丙醇按其质量分数分别为55%、10%、10%和25%进行混合，即得到复配型缓蚀剂。

将得到的复配型缓蚀剂按照每100g 腐蚀介质（3.5 % NaCl水溶液）中加入复配型缓蚀剂5 mg的比重加入到3.5 % NaCl水溶液中，并在加入及未加入复配型缓蚀剂的3.5 %NaCl水溶液中均放置AZ91D镁合金试片，在室温25°C浸泡24小时后进行电化学阻抗测试，结果如图1和图2以及表1所示，加入此复配缓蚀剂后，AZ91D镁合金的电荷转移电阻明显增大，说明缓蚀剂具有优异的缓蚀效果。

表1

实施例2：

本实施例与实施例1的主要区别在于步骤二，具体为：

将苯并***亚麻籽油酰胺衍生物、钼酸钠、乳化剂OP-21和异丙醇按其质量分数分别为70%、10%、5%和15%进行混合，即得到复配型缓蚀剂。

将得到的复配型缓蚀剂按照每100g 腐蚀介质（3.5 % NaCl水溶液）中加入复配型缓蚀剂5 mg的比重加入到3.5 % NaCl水溶液中，并在加入及未加入复配型缓蚀剂的3.5 %NaCl水溶液中均放置AZ91D镁合金试片，在室温25°C浸泡24小时后进行Tafel极化曲线测试，结果如图3和图4以及表2所示，加入此复配缓蚀剂后，AZ91D镁合金的自腐蚀电流明显减小，说明缓蚀剂具有优异的缓蚀效果。

表2

实施例3：

本实施例与实施例1的主要区别在于步骤二，具体为：

将苯并***亚麻籽油酰胺衍生物、钼酸钠、乳化剂OP-21和异丙醇按其质量分数分别为60%、20%、5%和15%进行混合，即得到复配型缓蚀剂。

将得到的复配型缓蚀剂按照每100g 腐蚀介质（3.5 % NaCl水溶液）中加入复配型缓蚀剂5 mg的比重加入到3.5 % NaCl水溶液中，并在加入及未加入复配型缓蚀剂的3.5 %NaCl水溶液中均放置AZ91D镁合金试片，在室温25°C浸泡72小时后进行失重测试，结果如表3所示，加入缓蚀剂后，AZ91D镁合金基本无失重，说明缓蚀剂具有优异的缓蚀效果。

表3