防腐蚀氯化钙防冻液的研制

温度/ ℃ 90 ±2
时间/ d 30
失重/ [ (g·( m2·h) - 1 ]
人造海水
CaCl2 溶液
0. 025
0. 019
表面检查
人造海水 浅红色
CaCl2 溶液 浅红色
3 结论
(1) 通过缓蚀剂的筛选和金属的防腐试验 ,认 为 CaCl2 水溶液作为防腐蚀防冻液 ,较为合适的配 方为 : 工 业 氯 化 钙 33 % , 硼 砂 0. 5 % , 亚 硝 酸 钠 015 % ,三乙醇胺 0. 3 % ,水 65. 6 %。该配方可根据 不同冰点要求进行稀释后使用 。
目前 ,在各种冷冻剂 、防冻剂中 ,工业氯化钙水 溶液以其冰点低 、对环境无污染 、不易燃 、价格低廉 等优势 ,仍广泛应用在各类冷冻机和需要降低冰点 的设备及场合[1～3 ] ,但工业氯化钙水溶液有一定的 腐蚀性 。在防冻液中添加缓蚀剂可有效缓解金属材 料的腐蚀问题 ,而且多种缓蚀物质复配使用时 ,产生 协同效应[4～6 ] ,比单独使用时的效果好出许多 。
Development of anticorrosive anti2freeze fluid of calcium chloride
TA O Ying
(Department of Chemical Engineering , Kaifeng University , Kaifeng 475004 ,China)
石膏板面 、碳化石灰板面 :因吸水很快 ,待清理 完基体面后 ,可先刷一层 107 胶水溶液 ,干燥后再施 工。
基体表面不平整 :进行修补刮腻 ,凹坑用聚合物 沙浆修补 ,突出部分铲平 。 2. 3. 2 涂饰操作 可采用刷涂 、滚涂 、喷涂或批刮 法施工 。墙面第一遍施工可适当薄一点 ,常温下干 燥 4～8 h 后 ,用 0 # 砂布打磨平整 ;第二遍施工 ,8 h 涂层干燥后 ,用水砂纸沾水打磨平整 ,并用水冲洗干 净 ,凉干水分 ;最后进行第三遍施工 ,最好采用批刮 法 ,抛光成型 ,3 d 后即可使用 。
属腐蚀程度的要求 ,见表 4 。
表 3 金属腐蚀试验结果
试片材质
H90铜 铝合金 铸铁 焊锡 白铁皮 铸铝
温度/ ℃
90 ±2 90 ±2 90 ±2 90 ±2 90 ±2 90 ±2
时间/ h
343. 5 300. 0 200. 0 333. 0 343. 5 343. 5
失重/ [ ( mg·(cm2) - 1 ]
内稳定 。
2. 2 配料对涂料性能的影响 适当增加改性魔芋精粉的用量 ,涂料的附着力
等性能有所提高 ,但当每 100 kg 涂料中改性魔芋精 粉的用量大于 3 kg 时 ,涂料的粘度过大 ,施工困难 。
综合考虑 ,改性魔芋精粉的用量为 2 kg/ 100 kg 涂
料。
减少重质碳酸钙用量 ,增大轻质碳酸钙用量 ,涂
第 33 卷第 2 期 2004 年 4 月
应 用 化 工 Applied Chemical Industry
Vol. 33 No. 2 Apr. 2004
Biblioteka Baidu
防腐蚀氯化钙防冻液的研制
陶 颖
(开封大学 化工系 ,河南 开封 475004)
摘 要 :在氯化钙防冻液中添加一种无机复合缓蚀剂 ,考察其对铜 、铝合金 、铸铁等常用金属的防腐蚀性能 。结果 表明 ,加复合缓蚀剂的氯化钙防冻液的防腐蚀性能达到 J IS 及 ASTM 标准 ,而且可进一步降低防冻液的冰点 ,拓展 了该防冻液的应用范围 。 关键词 :氯化钙防冻液 ; 缓蚀剂 ; 防腐蚀 中图分类号 : TB 64 文献标识码 :B 文章编号 :1671 - 3206 (2004) 02 - 0057 - 02
Abstract :Adding a kind of inorganic complex corrosion inhibitor to anti2f recze fluid of calcium chloride and it s anticorrosive ability to Cu ,Al alloy and cast iron etc. common used metals are tested. The re2 sult s showed t hat t he anticorrosive performance of anti2f reeze fluid added t he inorganic complex corro2 sion inhibitors can not only reached t he standard of J IS and ASTM but also dropped t he f reezing point , it s territory of application was extended. Key words :calcium chloride anti2f reeze fluid ;corrosion inhibitor ;anticorrosion
CaCl2 防冻液 + 复合缓蚀剂
日本 J IS 指标 ①
0. 65
0. 30
0. 36
0. 60
1. 46
0. 60
2. 04 1. 93 12. 6
0. 30 ——— ———
美国 ASTM 指标 ② 0. 80 ———
1. 30 2. 00 ——— ———
注 : ①日本工业标准 J IS K2234 - 94 ; ②美国试验与材料协会标准 ASTM D2570 - 95 。 表 4 人造海水与 CaCl2 防冻液对 H90铜腐蚀试验
在氯化钙防冻液中加入复合缓蚀剂 ,对一些金 属材料防腐蚀性能进行试验 。结果表明 ,加入复合 缓蚀剂后 ,金属材料腐蚀性能符合国外防冻液 J IS 及 ASTM 标准 ,并且溶液冰点也降低许多 。该研究 对降低防 (冷) 冻液成本及开拓工业氯化钙应用范围 具有重要意义 。
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器 无水氯化钙 , ≥95 % , 工业品 ; 硫脲 、NaHSO3 、
实验还表明 ,加入 NaNO2 后的 CaCl2 水溶液 , 不仅对金属有一定的防腐蚀作用 ,还使冰点进一步 下降 (见表 2) ,CaCl2 用量可比相同冰点不加 NaNO2 的 CaCl2 溶液减少约 10 %。
在配方中加入硼砂及三乙醇胺 ,以使它们能起 到协同效应的作用 。硼砂能钝化金属表面 ,对各种
(2) 加入复合缓蚀剂后的 CaCl2 防冻液 ,对金属 设备的腐蚀绝大多数达到标准要求 ,特别是其最低 冰点能达到 - 70 ℃以下 ,沸点达到 107 ℃以上 ,完
全能满足各类冷冻机和某些交通工具散热系统在冬
季的使用 ,并具有成本低 、不可燃 、无臭无味 、携带安
全等特点 。
(3) NaNO2 在 CaCl2 防冻液的工作条件下缓蚀 作用极好 ,但对环境有一定污染 ,今后可考虑用其他
2 结果与讨论
2. 1 配方的确定 一般防冻液的辅料主要是防腐 (锈) 剂 、消泡剂
等 。在众多金属缓蚀剂中 ,硫脲 、NaHSO3 、乌洛托
收稿日期 :2003205207 作者简介 :陶颖 (1960 - ) ,女 ,湖北南漳人 ,开封大学副教授 ,主要从事化工专业的教学及科研 。电话 : (0378) 3810032 ,
表面有附着物 、尘埃 :逐个铲除 ,全面清扫 ,并用
水冲洗 。
表面有油污等 : 用洗涤剂彻底清洗 ; 若无法洗
净 ,必须全部铲除 。
基体面有旧涂层 :要视旧涂层与基体是否粘结 牢固 ,根据新旧涂层能否很好粘结决定是否铲除旧 涂层 。
基体面有酥松层 、剥落层 、断裂层 :要区别情况 , 进行局部或全部的铲除或修补 。
料的手感 、光泽度变好 ,但成本有所提高 。 适当改变萤光增白剂和群青的用量 ,可调整涂
层的光泽与颜色 。
213 涂料施工 21311 基体处理 为了使涂料与基体有足够的粘
结力和达到较好的涂饰效果 ,必须对基体作彻底清
理 ,达到干净 、平整 、坚固 、无酥松 、脱皮 、起壳 、粉化 等现象 。处理方法如下 :
编号 1
缓蚀剂 硫脲
失重/ [ g·( m2·h) - 1 ] 210
2
Na HSO3
011
3
乌洛托品
012
4
NaNO2
012
加入 Na HSO3 的 CaCl2 水溶液形成白色沉淀 ,
我们将其使用量确定为 0. 3 %。
表 2 加入 Na NO2 前后防冻液冰点比较
CaCl2 溶液/ % 30
NaNO2 、乌洛托品及三乙醇胺均为分析纯 。
带回流冷凝器的加温腐蚀试验装置[7 ] ;电动搅 拌器 ;真空抽滤装置 。 1. 2 实验方法 1. 2. 1 CaCl2 防冻液原液配制 称取无水氯化钙 1750 g ,加入水 3200 mL ,搅拌溶解后真空过滤 ,依 次加入硼砂 30 g 、NaNO2 30 g 、三乙醇胺 15 g ,溶解 后 ,溶液备用 。 1. 2. 2 腐蚀试验 将上述溶液分别倒入 6 套腐蚀 试验装置中 ,将铜 、铝合金 、铸铁 、焊锡 、白铁皮 、铸铝 等材料加工打磨成 50 ×25 ×3 mm 试片 ,除油污 、烘 干 、准确称重后 ,悬挂全浸在装置的溶液中 ,在 (90 ± 2) ℃下连续浸泡 200～300 h ,取出后经清洗 、烘干 , 称量 。
冰点/ ℃①
未加 NaNO2
加 NaNO2
- 4918
- 7314
25
- 2914
- 6511
并覆盖在试片上 ,如果长期使用将形成 Ca ( HSO3) 2 垢层 ,不利于热量交换 ;加入硫脲的 CaCl2 水溶液 , 最后在金属试片表面形成黑色沉淀 (硫化物) ,并且 失重也稍大 ,乌洛托品与 NaNO2 相比 ,试片失重及 表观现象相同 ,试验前后变化不大 ,但乌洛托品属有 机物 ,根据相似相容原理 ,NaNO2 应更具优势 ,而且 NaNO2 作为缓蚀剂使用 ,在中性偏碱性溶液 (p H = 9 ～10) 中效果很好[4 ] ,而 CaCl2 水溶液 p H > 8 ,最适 于 NaNO2 的使用 。
60
应用化工
第 33 卷
表 2 改性魔芋精粉内墙涂料性能指标
项 目 涂料形态 固含量/ % 涂层外观 附着力/ 级 铅笔硬度/ H 耐酸碱性 耐擦洗性/ 次
指标 无结块 ,搅拌后呈均匀膏体
44 色泽均匀 ,手感似瓷
1～2 72 好
500
21113 稳定性实验 室温下 ,涂料置于空气中 2 d , 性能稳定 ,不影响施工 ;密封情况下 ,涂料在 5 个月
水溶液中加入以上缓蚀剂各 015 % ,铝合金试片在 在常温下的水溶解性能不太好 ,用量为 0. 5 %。另
(30 ±2) ℃浸泡 55 d (1320 h) ,结果见表 1 。
外 ,三乙醇胺的作用主要是掩蔽其他金属离子 ,使之
表 1 CaCl2 防冻液对铝合金的腐蚀情况
减少形成化学电池的可能 ,实际上也是起缓蚀作用 ,
20
- 1810
- 4915
18
- 1415
- 4018
注 : ①河南省分析测试中心 DCS 测定结果 。
加入各种缓蚀剂后的 25 %CaCl2 水溶液 ,在 (90 ±2) ℃下用铝合金试片作防腐性能试验 300 h 左
右 ,从腐蚀情况看 ,试片表面与测试前几乎相同 ,失
重为 0. 0012 g/ (m2·h) 。
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应用化工
第 33 卷
品 、NaNO2 等比较适合于无机类防冻剂 。在 CaCl2 金属在常温及加热情况下 ,其缓蚀作用较明显 ,但它
一些钝化被膜型缓蚀剂替代 。此外 ,因该防冻液含
有钙离子 ,长期使用后会引起设备结垢 ,影响设备的
热交换 ,必要时可考虑加入阻垢剂 ,防止该现象发
生。
(下转第 60 页)
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2. 2 金属的腐蚀情况
无机盐防冻剂的抗结冰性能和价格优于有机类
防冻剂 ,但对金属的腐蚀性限制了它的使用范围 。
加入复合缓蚀剂后的 CaCl2 防冻液 ,对常用金属的 腐蚀结果 ,与国外防冻液标准差别不大 ( 见表 3) 。
通过与人造海水对金属铜的腐蚀试验的对比 ,防腐
蚀效果令人满意 ,达到有关资料[8 ] 中人造海水对金