[发明专利]一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂及其制备方法，属于金属材料的缓蚀技术领域。本发明缓蚀剂包括以下重量份的原料制备而成：有机缓蚀剂40‑50份、硅酸盐20‑40份、钨酸盐10‑20份、缓蚀助剂30‑40份、增效剂3‑7份。因此，本发明采用金属有机骨架材料为基础载体，使用梯度浓度硅溶胶进行处理，使得金属骨架材料内部以及表面充分密集吸附硅溶胶粒子，后将有机缓蚀剂、硅酸盐、钨酸盐等缓蚀成分进行充分吸附，实现了稳定而长久的金属缓蚀。

技术领域

本发明属于金属材料的缓蚀技术领域，具体涉及一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

海洋钢结构包括海上风机、跨海大桥、海洋采油平台和海港码头等，这些钢结构长期暴露在海洋大气中或浸没在海水中，为腐蚀的发生、发展创造了条件。

钢结构的腐蚀原因为：钢结构在潮湿环境中产生化学或电化学反应，引起钢铁材料的变质，这就是钢结构的腐蚀。一般来说，在海洋性大气环境中，是因氧气与水产生的电化学反应而引起的钢结构腐蚀。在海洋性大气环境下，钢结构与周围环境一起发生电化学反应，变成更稳定的结构即氧化铁。通常这种电化学腐蚀钢结构的过程中，需要阳极、阴极、金属接触以及电解质和氧的存在这4个条件，这4个条件被称为“ACME”。该电化学反应的主要原因是阳极的铁放出电子形成铁的正二价离子，在阴极中，水中所含的氧吸收从铁放出的电子形成氢氧根，在这个过程中电子从阳极到阴极不断地运行，从而产生腐蚀电流，在钢结构表面形成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁与氧气和水反应形成氢氧化铁，这是生锈的本质。

不同季节湿度温度的变化及太阳光照射、风雪霜露对钢结构有一定影响，引起室外钢结构腐蚀的重要因素是大自然环境中的水分和氧气，以及二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、氯气等工业气体，其中影响最大的是二氧化硫，这些有害气体溶解在水里显酸性，变成酸雨，就对金属设施造成了腐蚀。海洋大气的特点是由于水中含有大量氯离子，钠盐直接接触到各种金属的表面，在大大提高了金属吸湿性和水在表面液膜上导电性的同时，氯离子自身还有较强的耐腐蚀性。钢结构所处位置越接近海洋性大气环境，腐蚀就会变得越严重，其腐蚀的速度可能会比非海洋性大气环境地区高出好几倍。对于海岸线较长的国家，每年各种海洋工程的维护和防腐花费巨大。

因此对海洋工程采取有效、经济、简单长期的防腐措施显得尤为重要。而现有的海洋平台钢结构的缓蚀，大部分是采用涂装防腐蚀涂料的方法对其进行防腐蚀保护。但是由于现有涂料或涂层在海洋大气环境下的抗渗透能力、光老化能力较差，且强度性能差，容易气泡脱皮，因此需要定期对在用的平台钢结构进行防腐蚀维护，大大增加了人员成本，同时涂料均使用有机溶剂为主要原材料，对海洋生态环境也有一定的负面影响。因此如何开发一种高效的海洋钢结构缓蚀方法和材料，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种有机无机复合缓蚀剂，操作简单无污染，且可以实现海洋建筑钢结构的高效缓蚀。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂，包括以下重量份的原料制备而成：有机缓蚀剂40-50份、硅酸盐20-40份、钨酸盐10-20份、缓蚀助剂30-40份、增效剂3-7份。

进一步的，所述有机缓蚀剂为谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸和天冬酰胺中的一种或几种。

进一步的，所述硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾。

进一步的，所述钨酸盐为钨酸钠。

进一步的，所述缓蚀助剂的制备方法为：

A.称量1g六水合硝酸锌和0.3g对苯二甲酸置于容器中，加入N，N-二甲基甲酰胺20mL，然后置于超声波振荡器中超声10min，待反应物分散均匀后转移至水热反应釜中，在120℃下反应24h后离心分离得到白色晶体，再用N，N-二甲基甲酰胺反复浸泡清洗去除残存的杂质，最后在真空干燥箱中干燥6h，得到固体分散体；