[發(fā)明專利]一種水溶性雙子聚醚咪唑啉緩蝕劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110760853B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張光華;李慧;張萬斌
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: C07D233/00
• 分類號: C07D233/00;C23F11/14
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 王晶

一種水溶性雙子聚醚咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，首先，通過有機(jī)酸與二乙烯三胺反應(yīng)制備得到咪唑啉中間體；其次，將聚乙二醇單甲醚加熱融化后滴加三聚氯氰丙酮溶液反應(yīng)得到聚醚三聚氯氰；再于聚醚三聚氯氰中加入乙二胺，反應(yīng)得到雙子聚醚三聚氯氰，最后，于雙子聚醚三聚氯氰中加入咪唑啉中間體反應(yīng)得到一種水溶性雙子聚醚咪唑啉緩蝕劑。發(fā)明的有益效果在于，所得緩蝕劑具有良好的水溶性和緩蝕效果，60ppm用量下，緩蝕率均達(dá)到96％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工和精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水溶性雙子聚醚咪唑啉緩蝕劑及其制備方法。

背景技術(shù)

由于金屬腐蝕導(dǎo)致的設(shè)備破壞以及材料損失、甚至能引發(fā)嚴(yán)重安全生產(chǎn)事故。在腐蝕介質(zhì)中添加緩蝕劑是防止金屬設(shè)備發(fā)生腐蝕的有效方式之一，緩蝕劑使用方便、效果顯著，廣泛采用。

咪唑啉緩蝕劑由于具有高的緩蝕效率，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，較低的刺激性氣味和毒性等優(yōu)勢，是目前應(yīng)用最為廣泛的一類緩蝕劑產(chǎn)品。但由于咪唑啉緩蝕劑的水溶性差限制了其應(yīng)用。金屬的腐蝕大部分發(fā)生在水相界面附近，所以，水溶性差直接影響緩蝕劑向水相界面附近的遷移速、以及影響緩蝕劑本身在水相體系的分布，很大程度上降低了緩蝕劑的效能，同時(shí)，有機(jī)溶劑咪唑啉還對產(chǎn)品運(yùn)輸和使用環(huán)境等造成不利。因此，開發(fā)水溶性咪唑啉類產(chǎn)品是咪唑啉類緩蝕劑推展應(yīng)用的關(guān)鍵，但由于增加了水溶性基團(tuán)后緩蝕劑在金屬表面的吸附受到一定的影響，雙咪唑啉具有吸附位點(diǎn)多，可以克服水溶性基團(tuán)帶來的副作用。

聚醚是一類具有良好水溶性的聚合物，因此，將親水的聚醚鏈段通過共價(jià)鍵的形式引入到咪唑啉分子結(jié)構(gòu)中，制備聚醚型咪唑啉緩蝕劑，不僅可提高咪唑啉類緩蝕劑的水溶性，同時(shí)聚醚鏈段中的氧原子也可與金屬表面的相互作用，可進(jìn)一步提高緩蝕劑分子在金屬表面的有效吸附，減少金屬表面點(diǎn)蝕的發(fā)生，又可提升其緩蝕效能。因此，聚醚改性咪唑啉類緩蝕劑具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，工業(yè)生產(chǎn)中聚醚改性咪唑啉緩蝕劑采用環(huán)氧乙烷單體在咪唑啉存在條件下的開環(huán)聚合制備；由于環(huán)氧乙烷沸點(diǎn)較低(10.8℃)，室溫下為氣體，且屬于有毒物，生產(chǎn)過程中反應(yīng)體系需要采用密閉加壓或惰性氣體保護(hù)等措施，危險(xiǎn)系數(shù)高、環(huán)境污染大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，水溶性聚醚鏈段的引入，可增加咪唑啉緩蝕劑的水溶性，同時(shí)具有制備方法簡單、成本低廉、操作條件溫和、安全等優(yōu)點(diǎn)，三聚氯氰中多個(gè)氮原子可以強(qiáng)化緩蝕劑在金屬表面的吸附。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種聚醚改性雙咪唑啉緩蝕劑，利用咪唑啉分子結(jié)構(gòu)中的端氨基、乙二胺、聚乙二醇單甲醚的端羥基分別與三聚氯氰中的活潑氯發(fā)生取代反應(yīng)，將聚乙二醇鏈段以化學(xué)鍵的方式引入咪唑啉分子結(jié)構(gòu)中，同時(shí)通過乙二胺僑聯(lián)形成雙子咪唑啉，其具有以下結(jié)構(gòu)：

其中：n為整數(shù)；n≥8。

一種水溶性雙子聚醚咪唑啉緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：在圓底燒瓶中加入聚乙二醇單甲醚升溫至12-20℃使聚乙二醇單甲醚熔融，滴加三聚氯氰的丙酮溶液(用同等質(zhì)量的丙酮溶解)，滴加完畢后再加入縛酸劑固體堿顆粒，在溫度為12-20℃下繼續(xù)反應(yīng)1-2小時(shí)，得到聚醚三聚氯氰溶液；

步驟2：在圓底燒瓶中加入聚醚三聚氯氰升溫至35～45℃，加入滴加乙二胺，保溫反應(yīng)1～1.5小時(shí)，滴加完畢后再加入固體縛酸劑顆粒，在溫度為12～20℃下繼續(xù)反應(yīng)1～2小時(shí)，得到雙子聚醚三聚氯氰；

步驟3：在裝有分水器和冷凝管的圓底燒瓶中加入有機(jī)酸、二乙烯三胺及攜水劑二甲苯，逐步升溫至150℃，反應(yīng)2小時(shí)，繼續(xù)升溫至200℃反應(yīng)10小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫至150℃減壓蒸餾除去多余的攜水劑二甲苯和未反應(yīng)的二乙烯三胺，得到咪唑啉中間體；