阅读说明：本技术 一种金属保护剂及其制备方法和应用 (Metal protective agent and preparation method and application thereof ) 是由 王学博 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及材料保护技术领域。本发明提供了一种金属保护剂,本发明中各成分中的孤对电子和金属表面空轨道相结合,形成配位键,吸附在金属表面,形成保护膜,阻碍与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移,减缓腐蚀进程。这种保护膜的吸附作用力大,吸附能力强,形成后不会轻易被破坏,能长效保护金属。本发明还提供了所述金属保护剂的制备方法,操作简单,分步搅拌,无需加热,降低了对工艺条件的要求。本发明还提供了所述金属保护剂在保护金属中的应用,能有效的防止腐蚀的发生,为金属保护带来新的方向。本发明不含有毒有害离子,排放可自行降解,没有二次污染,是一种新型的绿色环保产品。(The invention relates to the technical field of material protection. The invention provides a metal protective agent, wherein lone-pair electrons in each component are combined with empty orbitals on the surface of metal to form coordination bonds, and the coordination bonds are adsorbed on the surface of the metal to form a protective film, so that the transfer of charges or substances related to corrosion reaction is hindered, and the corrosion process is slowed down. The protective film has large adsorption acting force and strong adsorption capacity, cannot be easily damaged after being formed, and can protect metal for a long time. The invention also provides a preparation method of the metal protective agent, which is simple to operate, can stir step by step, does not need heating, and reduces the requirements on process conditions. The invention also provides application of the metal protective agent in metal protection, which can effectively prevent corrosion and bring a new direction for metal protection. The invention does not contain toxic and harmful ions, can be automatically degraded by emission, has no secondary pollution, and is a novel green and environment-friendly product.)

一种金属保护剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料保护技术领域，尤其涉及一种金属保护剂及其制备方法和应用。

背景技术

水对金属设备和管道的腐蚀是减短设备寿命、材料损失和性能恶化的重要原因，每年造成了数以亿计的经济损失。常规的保护方法是排掉水自然存放，但是这样会加速氧气的腐蚀。为了避免降低腐蚀发生的可能性，减小经济的损失，现有技术中开发出了多种的金属保护剂，目前国内金属保护剂分为：液相、气相、固相、涂装等方法来防止金属腐蚀。但上述的几种防腐方法都存在诸多的问题。在涂装方法中，大部分的产品需要达到一定的细度要求，进行分散后再高温烘烤成膜，不仅需要的温度较高，而且加工过程中产生的粉尘对操作人员的健康会产生一定的影响，涂装方法仅仅适用于金属零部件的防腐保护，无法对大型的工业设备设施进行保护。有的液相保护法中，会含有部分的磷、硫醇等物质，含磷丰富会使得水体富营养化，长时间的存放会使水体发臭，硫醇类物质会产生有毒恶臭气体，实际操作过程中也会对工作人员的身体健康产生影响。部分的液相保护剂在加入到工业设备中，对温度有严格的要求，需要保持着50～60℃的温度才能使得保护剂充分发挥作用。另一方面，在投加保护剂时，需要多次的重新添加，保护时间短，保护时间为30天～6个月，一旦超过这个时间后，需要重新投加，不仅增加了工人的劳动强度，而且也增加了经济负担。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种金属保护剂并应用在保护金属中。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金属保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠1～5份，氨基酸4～8份，壳聚糖1～5份，癸二酸二乙醇胺15～25份，吗啉0.5～1.5份，二甲基酮肟1～3份，钼酸钠2～6份，柠檬酸盐3～7份，醋酸镧0.5～1.5份，水50～60份。

作为优选，所述氨基酸包含色氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，所述色氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的质量比为(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)。

作为优选，所述柠檬酸盐包含柠檬酸铈和柠檬酸镧，所述柠檬酸铈和柠檬酸镧的质量比为(1～4)：(1～4)。

本发明还提供了所述金属保护剂的制备方法，包含以下步骤：

(1)将氨基酸、壳聚糖、柠檬酸盐、醋酸镧、钼酸钠和水混合，得到溶液A；

(2)将溶液A和二甲基酮肟混合，得到溶液B；

(3)将溶液B和剩余组分混合，得到金属保护剂。

作为优选，所述步骤(1)中的混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为160～200rpm，所述搅拌的时间为20～40min。

作为优选，所述步骤(2)中的混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为160～200rpm，所述搅拌的时间为5～15min。

作为优选，所述步骤(3)中的混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为160～200rpm，所述搅拌的时间为50～70min。

本发明还提供了所述金属保护剂在保护金属中的应用。

本发明提供了一种金属保护剂，本发明中各成分中的孤对电子和金属表面空轨道相结合，形成配位键，吸附在金属表面，形成保护膜，阻碍与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移，减缓腐蚀进程。这种保护膜的吸附作用力大，吸附能力强，形成后不会轻易被破坏，能长效保护金属。

本发明还提供了所述金属保护剂的制备方法，操作简单，分步搅拌，无需加热，降低了对工艺条件的要求。

本发明还提供了所述金属保护剂在保护金属中的应用，能有效的防止腐蚀的发生，为金属保护带来新的方向，本发明不含有毒有害离子，排放可自行降解，没有二次污染，是一种新型的绿色环保产品。

具体实施方式

本发明提供了一种金属保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠1～5份，氨基酸4～8份，壳聚糖1～5份，癸二酸二乙醇胺15～25份，吗啉0.5～1.5份，二甲基酮肟1～3份，钼酸钠2～6份，柠檬酸盐3～7份，醋酸镧0.5～1.5份，水50～60份。

在本发明中，所述N-月桂酰基-L-谷氨酸钠为1～5份，优选为2～4份，更优选为2.5～3.5份。

在本发明中，所述氨基酸为4～8份，优选为5～7份，更优选为5.5～6.5份。

在本发明中，所述氨基酸优选包含色氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，所述色氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的质量比优选为(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)，进一步优选为(0.7～1.3)：(0.7～1.3)：(0.7～1.3)，更优选为(0.9～1.1)：(0.9～1.1)：(0.9～1.1)。

在本发明中，所述壳聚糖为1～5份，优选为2～4份，更优选为2.5～3.5份。

在本发明中，壳聚糖作为抑菌剂，能有效的抑制细菌的滋生，防止金属表面保护膜被破坏，降低腐蚀发生的可能性。

在本发明中，所述癸二酸二乙醇胺为15～25份，优选为17～23份，更优选为19～21份。

在本发明中，所述吗啉为0.5～1.5份，优选为0.7～1.3份，更优选为0.9～1.1份。

在本发明中，所述氨基酸、癸二酸二乙醇胺和吗啉，作为络合吸附剂，在金属表面形成良好的吸附膜，防止氧腐蚀以及其他因素腐蚀。

在本发明中，所述二甲基酮肟为1～3份，优选为1.2～2.8份，更优选为1.6～2.4份。

在本发明中，所述二甲基酮肟作为除氧剂，能迅速降低水中的溶解氧，对金属表面起到缓蚀和钝化作用，用量少，无毒，排放无污染。

在本发明中，所述钼酸钠为2～6份，优选为3～5份，更优选为3.5～4.5份。

在本发明中，所述柠檬酸盐为3～7份，优选为4～6份，更优选为4.5～5.5份。

在本发明中，所述柠檬酸盐优选包含柠檬酸铈和柠檬酸镧，所述柠檬酸铈和柠檬酸镧的质量比优选为(1～4)：(1～4)，进一步优选为(2～3)：(2～3)，更优选为(2.4～2.6)：(2.4～2.6)。

在本发明中，所述醋酸镧为0.5～1.5份，优选为0.7～1.3份，更优选为0.9～1.1份。

在本发明中，所述柠檬盐、醋酸镧和钼酸钠作为成膜剂，在金属表面形成良好的沉淀膜，使金属表面更加的致密。

在本发明中，所述水为50～60份，优选为52～58份，更优选为54～56份。

本发明还提供了所述金属保护剂的制备方法，包含以下步骤：

(1)将氨基酸、壳聚糖、柠檬酸盐、醋酸镧、钼酸钠和水混合，得到溶液A；

(2)将溶液A和二甲基酮肟混合，得到溶液B；

(3)将溶液B和剩余组分混合，得到金属保护剂。

在本发明中，所述步骤(1)中的混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为160～200rpm，进一步优选为170～190rpm，更优选为175～185rpm；所述搅拌的时间优选为20～40min，进一步优选为22～38min，更优选为28～32min。

在本发明中，所述步骤(2)中的混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为160～200rpm，进一步优选为170～190rpm，更优选为175～185rpm；所述搅拌的时间优选为5～15min，进一步优选为8～12min，更优选为9～11min。

在本发明中，所述步骤(3)中的混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为160～200rpm，进一步优选为170～190rpm，更优选为175～185rpm；所述搅拌的时间优选为50～70min，进一步优选为54～66min，更优选为58～62min。

本发明还提供了所述金属保护剂在保护金属中的应用。

在本发明中，所述金属保护剂优选与水混合制备得到混合溶液对金属进行保护，所述金属保护剂与水的用量比优选为(5000～7000)mg：1L，进一步优选为(5300～6700)mg：1L，更优选为(5600～6400)mg：1L。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种金属保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠3份，色氨酸2份，谷氨酸2份，天冬氨酸2份，壳聚糖3份，癸二酸二乙醇胺20份，吗啉1.2份，二甲基酮肟2份，钼酸钠4份，柠檬酸铈3份，柠檬酸镧3份，醋酸镧1.2份，水55份。

实施例2

一种金属保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠4份，色氨酸2.5份，谷氨酸2.5份，天冬氨酸2.5份，壳聚糖4份，癸二酸二乙醇胺22份，吗啉1份，二甲基酮肟2.3份，钼酸钠5份，柠檬酸铈2份，柠檬酸镧2份，醋酸镧1份，水56份。

实施例3

一种金属保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠3份，色氨酸1.5份，谷氨酸1.5份，天冬氨酸1.5份，壳聚糖3份，癸二酸二乙醇胺15份，吗啉0.8份，二甲基酮肟1.5份，钼酸钠4份，柠檬酸铈2.5份，柠檬酸镧2.5份，醋酸镧1.3份，水58份。

实施例4

一种金属保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠4.5份，色氨酸3份，谷氨酸3份，天冬氨酸2份，壳聚糖2.5份，癸二酸二乙醇胺23份，吗啉1.4份，二甲基酮肟2.3份，钼酸钠3份，柠檬酸铈3份，柠檬酸镧3份，醋酸镧1.4份，水53份。

对比例1

一种保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠3份，色氨酸2份，谷氨酸2份，天冬氨酸2份，癸二酸二乙醇胺20份，吗啉1.2份，钼酸钠4份，柠檬酸铈3份，柠檬酸镧3份，醋酸镧1.2份，水55份。

对比例2

一种保护剂，包含下列质量份数的组分：N-月桂酰基-L-谷氨酸钠3份，色氨酸2份，谷氨酸2份，天冬氨酸2份，壳聚糖3份，癸二酸二乙醇胺20份，吗啉1.2份，二甲基酮肟2份，醋酸镧1.2份，水55份。

应用实施例1

本应用实施例采用实施例1中的金属保护剂。

将氨基酸、壳聚糖、柠檬酸盐、醋酸镧、钼酸钠和水混合，以180rpm的速率搅拌30min，得到溶液A；

将溶液A和二甲基酮肟混合，以180rpm的速率搅拌10min，得到溶液B；

将溶液B和剩余组分混合，以180rpm的速率搅拌60min，得到金属保护剂。

室温下，将得到的金属保护剂与水以6000mg：1L的用量比置于容器中，分别将不锈钢、铝、铜合金、A3钢悬挂在装有溶液的容器中，在室温下持续43800h，实验结果分别记录在表1～4中。

应用实施例2

本应用实施例采用实施例2中的金属保护剂。

本应用实施例采用和应用实施例1相同的制备工艺和测试流程。

本应用实施例的结果分别记录在表1～4中。

应用实施例3

本应用实施例采用实施例3中的金属保护剂。

本应用实施例采用和应用实施例1相同的制备工艺和测试流程。

本应用实施例的结果分别记录在表1～4中。

应用实施例4

本应用实施例采用实施例4中的金属保护剂。

本应用实施例采用和应用实施例1相同的制备工艺和测试流程。

本应用实施例的结果分别记录在表1～4中。

应用对比例1

本应用对比例采用对比例1中的保护剂。

本应用对比例采用和应用实施例1相同的制备工艺和测试流程。

本应用对比例的结果分别记录在表1～4中。

应用对比例2

本应用对比例采用对比例2中的保护剂。

本应用对比例采用和应用实施例1相同的制备工艺和测试流程。

本应用对比例的结果分别记录在表1～4中。

表1不锈钢实验结果

表2铝实验结果

表3铜合金实验结果

表4 A3钢实验结果

由以上实施例可知，本发明提供了一种长效金属保护剂，使用方法简单，用量小；具有较强的渗透性，能够渗透到原有垢层下方与金属接触吸附或络合在金属表面形成保护膜，在常温下能够很好的对金属起到保护作用，设备金属面上无任何新生腐蚀痕迹和生锈现象。且不会污染环境，无公害影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。