專利名稱：：一種用于鐵器保護的緩蝕劑的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用于保護鐵器以避免鐵器氧化的緩蝕劑。
背景技術：
：古代鐵器是我國重要的一類文化遺產，數量巨大，價值很高，長期以來面臨著腐蝕嚴重的問題。尤其是室外的大型鐵器，由于其所處環境難以人為長期有效控制，其保護工作難度更大。緩蝕和緩蝕劑作為鐵器保護中重要的技術環節，是鐵器保護工作的重要方面，應該開展較為系統的研發工作。目前鐵品保護中使用的緩蝕劑，多數為傳統的單一作用型緩蝕劑，其對于鐵器的緩蝕效果很有限。單一的三乙醇胺首先會以鐺離子的形式在金屬表面上發生物理吸附，進而通過化學吸附方式起到緩蝕作用。但由于三乙醇胺但由于該鐺離子帶有正電荷，因而它必須在帶負電荷的金屬表面才能很好的被金屬所吸附。然而，鐵的表面帶有正電荷，因而該鐺離子難以吸附在金屬表面。
發明內容本發明是基于“十一五”國家科技支撐計劃項目課題“鐵質文物綜合保護技術研究”(課題編號2006BAK20B03)的專利申請。本發明的目的在于提供一種用于鐵器保護的緩蝕劑。為實現上述目的，本發明提供的緩蝕劑，是在pH=4-5的H2SO4水溶液中加入三乙醇胺和碘化鉀，其中三乙醇胺碘化鉀的摩爾比為50-1501；三乙醇胺和碘化鉀的總量與H2SO4水溶液之間的體積比例為15-7。由
背景技術：
可知，加入KI后，碘離子則可以首先吸附在帶正電的鐵表面，使鐵表面帶有負電荷，結果該鐺離子便可進一步吸附在鐵表面，從而更加提高三乙醇胺的緩蝕效^ο本發明通過有機緩蝕劑之間的協同作用，以提高低毒緩蝕劑在鐵表面吸附層的致密度、穩定性，提高緩蝕效果，從而得到符合文物保護使用的低毒高效的有機型緩蝕劑。圖1為低硅高硫白口鐵未用緩蝕劑的顯微形貌；圖2為低硅高硫白口鐵經本發明緩蝕劑緩蝕后的顯微形貌；圖3為低硅高硫白口鐵在本發明緩蝕劑加入前后的極化曲線；圖4為低硅高硫白口鐵在本發明緩蝕劑加入前后的交流阻抗圖譜。具體實施例方式由于三乙醇胺具有優良的乳化性和較小腐蝕性，在金屬保護中具有廣泛的應用，而Γ對鐵也具有很好的緩蝕作用，Γ能在鐵-溶液界面發生特性吸附和靜電吸附而引起的覆蓋效應。文物中的鐵質文物其成份大都為低硅高硫白口鐵，因此本發明采用低硅高硫白口鐵作為模擬樣片，考察PH=5的H2SO4溶液中三乙醇胺和碘化鉀(KI)對其的緩蝕作用。試驗樣品及試驗方法(1)試驗樣品低硅高硫白口鐵，圓形，規格Φ44mm，成分分析數據C3.76%,Si0.13%,Mn0.18%,S1.18%,P0.23%；(2)靜態掛片試驗低硅高硫白口鐵經除油、逐級打磨、清洗和干燥處理。腐蝕介質為PH=5WH2SO4溶液，室溫下浸泡7天。浸泡結束后用硬橡皮擦除腐蝕產物至白口鐵表面光亮，經去離子水、丙酮清洗后至恒重，由試樣的失重計算腐蝕率和緩蝕率。(3)掃描電鏡分析采用日立公司S-3600N掃描電鏡和EDAX公司DX-IOOx射線能量色散譜儀，加速電壓20kv，樣品噴碳后直接觀察。(4)動電位掃描采用CS300電化學測試系統進行極化曲線測量。工作電極低硅高硫白口鐵用環氧樹脂封裝，暴露面積為Icm2，再用金相砂紙逐級打磨。參比電極選用飽和甘汞電極，輔助電極為鉬電極。數據處理采用corrTest電化學測試系統腐蝕分析軟件，掃描范圍為1.2V，掃描速度為2mv/s。(5)電化學交流阻抗采用普林斯頓283A電化學工作站和普林斯頓5210鎖相放大器，在室溫自腐蝕電位下進行，數據處理采用普林斯頓283A阻抗分析軟件系統，測量頻率范圍為105Hz5mHz，開路電位為0。采用飽和甘汞電極為參比電極，鉬電極為輔助電極。采用環氧樹脂封裝的低硅高硫白口鐵為工作電極，其暴露面積為1cm2。(6)靜態掛片試驗將低硅高硫白口鐵片懸掛浸泡在不同濃度的緩蝕劑中進行失重實驗。將加入不同緩蝕劑的失重數據與沒有加入緩蝕劑的失重數據(空白數據)進行計算，可得出緩蝕率。緩蝕率越高，緩蝕效果越好。靜態掛片試驗結果詳見表1表1靜態掛片失重結果(室溫，7天)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在pH=5的H2SO4溶液中，加入三乙醇胺和KI后，低硅高硫白口鐵的腐蝕速率明顯降低，起到了一定的緩蝕效果。而在三乙醇胺和KI復配摩爾比例為1251時，緩蝕效果較好。掃描電鏡分析將失重測量后的試樣進行掃描電鏡分析，相同倍率(X400)下的顯微分析結果見圖1、圖2。在400倍下，掃描電鏡觀察發現，三乙醇胺和KI復配緩蝕劑加入后，低硅高硫白口鐵表面腐蝕痕跡不明顯。與空白樣的腐蝕表面相比，腐蝕產物顯著減少。說明，三乙醇胺和KI復配緩蝕劑對低硅高硫白口鐵有一定的緩蝕效果。極化曲線低硅高硫白口鐵在含有不同緩蝕劑的pH=5的H2SO4溶液中溶液中的動電位掃描極化曲線見圖3。由圖3可見，三乙醇胺和KI復配緩蝕劑加入后的低硅高硫白口鐵的自腐蝕電位發生負移現象，表明三乙醇胺和KI復配緩蝕劑主要通過抑制陰極的氧還原反應過程，從而減緩金屬腐蝕速度。交流阻抗從圖4可見，空白樣的交流阻抗譜在低頻區出現低頻收縮現象，表明出現了點蝕現象。而當加入三乙醇胺和KI復配緩蝕劑后，交流阻抗譜的半徑顯著增大，且在低頻區沒有出現明顯的收縮現象，到了高頻區才出現收縮現象。說明加入三乙醇胺和KI復配緩蝕劑后，金屬腐蝕的電化學反應電阻變大，反應得到了抑制。結論1)從靜態掛片試驗結果和掃描電鏡觀察結果來看，在pH=5的H2SO4溶液中，力口入三乙醇胺和KI后，低硅高硫白口鐵的腐蝕速率明顯降低，腐蝕產物顯著減少。表明乙醇胺和KI復配緩蝕劑對PH=5的H2SO4溶液中低硅高硫白口鐵有一定的緩蝕效果。2)極化曲線分析表明三乙醇胺和KI復配緩蝕劑的加入通過抑制陰極的氧還原反應過程，起到緩蝕作用。3)交流阻抗譜圖分析表明加入三乙醇胺和KI緩蝕劑后低硅高硫白口鐵的自腐蝕電位發生負移現象，表明三乙醇胺和KI復配緩蝕劑主要通過抑制陰極的氧還原反應過程，來減緩金屬腐蝕速度。權利要求一種用于鐵器保護的緩蝕劑，是在pH＝4-5的H2SO4水溶液中加入三乙醇胺和碘化鉀，其中三乙醇胺∶碘化鉀的摩爾比為50-150∶1；三乙醇胺和碘化鉀的總量與H2SO4水溶液之間的體積比例為1∶5-7。2.如權利要求1所述的用于鐵器保護的緩蝕劑，其中，三乙醇胺碘化鉀的摩爾比為1251。3.如權利要求1所述的用于鐵器保護的緩蝕劑，其中，三乙醇胺和碘化鉀的總量與H2S04水溶液之間的體積比例為17。全文摘要本發明涉及一種用于鐵器保護的緩蝕劑，是在pH＝4-5的H2SO4水溶液中加入三乙醇胺和碘化鉀，其中三乙醇胺∶碘化鉀的摩爾比為50-150∶1。本發明通過有機緩蝕劑之間的協同作用，以提高低毒緩蝕劑在鐵表面吸附層的致密度、穩定性，提高緩蝕效果，從而得到符合文物保護使用的低毒高效的有機型緩蝕劑。文檔編號C23F11/04GK101831655SQ20091007980公開日2010年9月15日申請日期2009年3月11日優先權日2009年3月11日發明者田興玲,馬清林申請人:中國文化遺產研究院