超稳定硅酸盐缓蚀剂

缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。

电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。

而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。

这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。

1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。

如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。

把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。

重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。

阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。

阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。

混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。

1)聚磷酸盐(六偏磷酸钠、三聚磷酸钠)阻垢剂。

使用时加入水中浓度为～10ppm，适合于低压锅炉。

①六偏磷酸钠(NaPO3)6，由磷酸二氢钠脱水经高温(600～650℃)处理后，急剧冷却而制得。

②三聚磷酸钠，即三磷酸钠(Na5P3O10)，由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠充分混合，加热脱水，再高温熔融而成。

(2)膦酸盐阻垢剂常用的药剂有以下几种：①羟基乙叉二膦酸，结构式为：别名为HEDP，含量为50%，为**透明粘稠液体，显强酸性(pH=2～3)，具腐性。

羟基乙叉二膦酸多由三氯化磷与醋酸等原料制成，其合成反应如下：【用途】HEDP为阴极型缓蚀剂。

在水溶液中，HEDP可解离成5个正、负离子，可与金属离子形成六员环螯合物，尤其是与钙离子可以形成胶囊状大分子螯合物，阻垢效果较佳。

HEDP与其它缓蚀剂、阻垢剂配合使用，具有协同效应，可提高药效。

例如与铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、聚丙烯酸盐、锌盐等配合使用，多用于锅炉水处理、冷却水的处理，使用量一般低于1～3ppm，适用于低、中压锅炉用水的处理。

②乙二胺四甲叉四膦酸，其结构式为：别名为EDTMP，其钠盐为棕**透明粘稠液体，含量为28%～30%，pH=9～10。

EDTMP多由甲醛、乙二胺、三氯化磷为原料制成。

其合成反应如下：【用途】EDTMP为有机多元膦酸阴极缓蚀剂。

在水中，EDTMP能解离成8个正、负离子，可以和两个或多个金属离子螯合，形成两个或多个立体结构大分子粘状络合物，松散地分散于水中，使钙垢的正常结晶破坏，减少垢的形成。

EDIMP多用于锅炉水的阻垢。

加入水中浓度为1ppm，适用于中、低压锅炉。

③氨基三甲叉膦酸，其结构式为：别名为ATMP，含量为50%，为淡**液体。

本品多由三氯化磷、铵盐、甲醛等原料反应制得，其反应原理为：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl3H3PO3+NH4Cl+HCHO→ATMP+CO2+3H2O【用途】ATMP为阴型缓蚀剂。

水处理缓蚀剂种类
水处理缓蚀剂是一种添加到水中的化学物质，用于减少水中金属管道和设备的腐蚀。

根据具体的化学成分，可以将水处理缓蚀剂分为以下几种类型：
1. 有机缓蚀剂：包括缓蚀胺、磷酸缓蚀剂、缓蚀酸等。

这些有机化合物能够吸附在金属表面形成保护膜，减少金属与水中氧、氯等物质的接触，从而防止腐蚀的发生。

2. 硅酸盐缓蚀剂：硅酸盐缓蚀剂是一种无机缓蚀剂，通过生成反应性硅酸盐层保护金属表面。

常用的硅酸盐包括亚磷酸铜、硅酸钠等。

3. 缓蚀缔合剂：缓蚀缔合剂是一种将多种缓蚀剂混合使用的水处理化学品，可以综合多种缓蚀机制，提高缓蚀效果。

4. 缓蚀聚合物：缓蚀聚合物是一种高分子化合物，通过吸附在金属表面形成保护膜，阻止金属腐蚀。

这种类型的缓蚀剂多用于高温高压的环境中。

需要注意的是，在选择水处理缓蚀剂时，需要考虑水的成分、温度、压力等因素，确保选用的缓蚀剂适用于实际情况。

另外，还应遵循相关法规和标准，正确使用和处理水处理缓蚀剂，确保水处理系统的安全运行。

化学清洗用缓蚀剂、活性剂和还原剂化学清洗过程中，为了保护设备不被腐蚀或减少腐蚀，必须加入适当的缓蚀剂；另外，为了保护清洗表面被很好的湿润，提高清洗效率，通常在清洗液中要加入表面活性剂，如OP类非离子型表面活化剂等；清洗完毕后，为了防止余液对设备的进一步腐蚀，还应作为适当的后处理，即碱中和、水洗和钝化处理。

一、化学清洗缓蚀剂设备清洗过程中，缓蚀剂、活化剂和钝化剂是不容忽视的。

特别是缓蚀剂的选择，直接影响着清洗剂对设备的腐蚀。

1、若定若定是由二邻苯酸脲、淀粉、食盐、平平加等组成的。

其配比（质量百分比）如下：二邻苯酸脲26% 食盐52%淀粉17% 平平加(烷基聚氧乙烯醚) 5%若丁缓蚀剂适用于黑色金属及铜在硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、柠檬酸中的清洗。

加入量0.8%，对碳钢、铜的缓蚀率大于95%。

2、1901缓蚀剂1901缓蚀剂是制药厂的副产品，即四甲基吡啶釜残液；为黄绿色液体，有吡啶臭味，相对密度0.96，沸点60~80°C。

其主要成分为二甲基吡啶及甲基吡啶。

适用于碳钢材质，如用7%HCL+6%HF清洗，1901缓蚀剂加入量0.5%~0.8%,缓蚀率可达90%~95%。

3、乌洛托品适用于黑色金属在盐酸、磷酸中的清洗，加入量为0.5%，缓蚀率大于95%。

4、SH-415缓蚀剂SH-415缓蚀剂由制药厂的下脚料制成，适用于蒸汽机锅炉水垢的清洗。

在7%~9%盐酸和1%氢氟酸组成的清洗液中，加入量为0.5%。

5、SH-406缓蚀剂SH-406缓蚀剂由制药厂的下脚料、溶剂和助剂等组成，适用于低压锅炉盐酸除垢剂20#碳钢盐酸酸洗，加入量为0.5%。

6、SH-416缓蚀剂SH-416缓蚀剂由制药厂的下脚料制成，适用于大型直流锅炉及大中小汽包炉的酸洗。

加入量为0.3%。

7、IS-缓蚀剂IS-缓蚀剂由咪唑季铵盐、烷基醇聚氧乙烯醚等组成，适用于高中低压锅炉水垢的酸洗，加入量为0.3%。

8、Lan—826缓蚀剂Lan—826缓蚀剂是多用型酸洗缓蚀剂，外观为黄色液体，相对密度1.06，微碱性，不燃烧。

文章摘要：在酸洗过程中，去除水垢和锈垢的同时，H+离子会对金属基体产生腐蚀并出现氢脆现象。

实践证明，在酸洗剂中加入缓蚀剂可大大减弱金属基体的腐蚀。

因此缓蚀剂就是化学清洗中腐蚀的抑制剂。

而在清洗之后，加入钝化剂处理可使金属得到保护，因此钝化处理是防止金属表面再度锈蚀的必要措施。

一、缓蚀剂的作用缓蚀剂是减缓金属腐蚀的添加剂，是具有抑制金属生锈腐蚀的化学药品的总称。

一般要求在酸洗液中加入少量缓蚀剂即有强烈抑制金属......在酸洗过程中，去除水垢和锈垢的同时，H+离子会对金属基体产生腐蚀并出现氢脆现象。

实践证明，在酸洗剂中加入缓蚀剂可大大减弱金属基体的腐蚀。

因此缓蚀剂就是化学清洗中腐蚀的抑制剂。

而在清洗之后，加入钝化剂处理可使金属得到保护，因此钝化处理是防止金属表面再度锈蚀的必要措施。

一、缓蚀剂的作用缓蚀剂是减缓金属腐蚀的添加剂，是具有抑制金属生锈腐蚀的化学药品的总称。

一般要求在酸洗液中加入少量缓蚀剂即有强烈抑制金属在酸洗过程被腐蚀的效果。

金属腐蚀分化学腐蚀与电化学腐蚀。

金属与化学物质(酸)直接反应造成的腐蚀叫化学腐蚀，如Fe+2HCl==FeCl2+H2↑的化学反应。

金属与电解质溶液形成化学微电池，在电池阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应叫做金属的电化学腐蚀。

电化学腐蚀速度要比化学腐蚀快得多而且危害也大得多：在酸液中金属发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀，又称氢去极化腐蚀，具体表现为：阴极反应2H+2e——>H2阳极反应Fe-2e——>Fe2+而产生的H2如果扩散到金属内部会弓I起金属脆性增加，在有应力部位开裂或强度较低部位发生鼓疱，这种现象称为氢脆或氢鼓疱，会造成设备的突然破损，其危害比腐蚀更大。

加入酸洗缓蚀剂的作用就是减缓电化学腐蚀中某个电极反应的发生。

不同种类缓蚀剂的作用机理是大不相同的。

有的缓蚀剂可吸附在金属表面形成连续的薄膜阻隔清洗介质对金属的腐蚀；有的与金属作用形成保护层；有的缓蚀剂阻滞电化学腐蚀的阴、阳极反应，抑制金属溶解和析氢吸氢等。

几种无机缓蚀剂①亚硝酸盐它易溶于水,一般配成2%~20%水溶液,并常加入0.3%~0∙6%的NO2CO3调节PH在8〜10之间。

它对黑色金属（钢、铁、锡合金等）缓蚀效果好，而对于CU等有色金属则无效。

NaNO2之所以能起到缓蚀作用，主要是因为NO」可以使铁氧化并生成高价难溶的氧化物而沉积在金属表面。

亚硝酸盐的缓蚀性能极大地依赖于溶液中侵蚀性离子（如CL、NO；等）的浓度和它们自身的浓度。

当亚硝酸钠浓度低时，它可能促进腐蚀；只有达到一定浓度时，亚硝酸钠才具有好的缓蚀作用。

因此，亚硝酸钠属于“危险性缓蚀剂”。

研究发现亚硝酸盐有致癌作用，使其应用受到了限制。

近年来，人们着手寻求亚硝酸钠的代用品，并取得了一定的成绩，如苯甲酸钠的芳环上同时引入硝基、漠、碘等的衍生物,可获得与亚硝酸钠相近或优良的防锈效果。

属于这一类型的衍生物有：对碘化苯甲酸三乙醇胺、对丁氯基苯甲酸钠、3,5■二漠-4•甲氧基苯甲酸钠及二硝基水杨酸等。

②磷酸盐作为水溶液中缓蚀剂的磷酸盐有：磷酸钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。

磷酸氢二钠是很弱的缓蚀剂，浓度增大时则成为腐蚀的促进剂。

磷酸钠的缓蚀作用比二钠盐要好，当其浓度增大时，缓蚀作用明显增加。

实验表明，Na2HPO4对钢、铸铁、铅等防锈有效，但能促进CU的腐蚀；六偏磷酸钠可作钢、铸铁、铅的缓蚀剂，但对Cu、Al有相反作用。

另外，磷酸盐与铭酸盐混合使用，有缓蚀协同效应，PH在6∙5~6.0时,效果最佳。

③铭酸盐和重铭酸盐K2CQ4xK2Cr2O7是有色金属通用的水溶性缓蚀剂，对黑色金属也有良好的缓蚀作用。

其缓蚀机理一般认为是由于它与亚铁盐作用生成了难溶的三氧化二铭（Cr2O3）与氧化铁（Fe2O3∙Fe3O4）组成的保护膜。

铭酸盐的缓蚀作用与溶液中的其他阴离子（如SOl、NO：等）有关。

这些腐蚀性阴离子的浓度越大，铭酸盐的临界浓度也越大，其中以CL的影响为最大。

另外，铭酸盐的保护浓度还与溶液的温度有关，温度升高，保护浓度也增大。

缓蚀剂的研究与应用摘要：本文归纳总结了近年来缓蚀剂研究开发与应用情况,探讨了缓蚀剂的应用开发和缓蚀理论研究方面的部分成果,对缓蚀剂科学技术今后的发展趋势进行了展望。

主要内容包括:缓蚀剂按电化学机理的分类，水中离子沉淀膜型缓蚀剂、金属离子沉淀膜型缓蚀剂、缓蚀剂作用的理论研究与应用。

关键词：盐酸溶液，量子化学，缓蚀剂，阴极缓蚀剂，金属离子沉淀膜型缓蚀剂，铜银缓蚀剂苯骈三氮唑，盐酸酸洗缓蚀剂，后缓蚀剂1引言缓蚀剂是一种防腐蚀化学品,它少量加入环境介质中就能显著地降低金属的腐蚀速度。

与其它防腐蚀方法相比,缓蚀剂具有使用方便、经济有效的特点,广泛地应用于工业生产和社会生活中。

随着工业经济的发展和社会进步,缓蚀剂的作用功能和应用范围不断拓宽。

蚀防护是工业生产过程中非常重要的问题,在众多的防腐蚀方法中,缓蚀剂因具有经济、高效、适应性强等优点被广泛应用中石油、石化、钢铁、电力、建筑等领域2缓蚀剂按电化学机理的分类从电化学角度出发，金属的腐蚀是在电解质溶液中发生的阳极过程和阴极过程。

缓蚀剂的加人可以阻滞任何一过程的进行或同时阻滞两个过程进行，按上述电化学原理，缓蚀剂可分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂及混合型缓蚀剂。

2.1氧化膜型缓蚀剂缓蚀剂直接或间接地与金属生成氧化物或氢氧化物，从而在金属表面上形成保护膜，这种保护膜薄而致密，与基体金属的粘附性强，结合紧密，能阻碍溶解氧扩散，使金属的腐蚀反应速度降低。

这种保护膜在形成过程中，膜不会一直增厚，当这种氧化膜增大到一定厚度时，一部分氧化物会向溶液中扩散，当氧化物向溶液扩散的趋势成为膜增厚的障碍时，膜厚的增长就几乎自动停止。

因此，氧化膜型缓蚀剂效果良好，而且有过剩的缓蚀剂也不会产生垢。

多数氧化膜型缓蚀剂都是重金属含氧酸盐，如铬酸盐、铂酸盐、钨酸盐等。

因重金属缓蚀剂易造成环境污染，所以一般应用较少。

亚硝酸盐借助于水中溶解氧在金属表面形成氧化膜而成为氧化膜型氧化剂，具有代表性的有亚硝酸钠和亚硝酸按。