[發明專利]一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911200842.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110863204B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 張光華;杜倫;張萬斌
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C07D403/14
• 分類號: C07D403/14;C23F11/14;C08G65/333
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，首先，聚乙二醇單甲醚加熱融化后加入三聚氯氰反應，制備聚醚三聚氯氰；再加入咪唑啉中間體反應得到一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑。發明的有益效果在于，所得緩蝕劑具有良好的水溶性和緩蝕效果。

技術領域

本發明涉及石油化工和精細化工技術領域，特別涉及一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑及其制備方法。

背景技術

由于金屬腐蝕導致的設備破壞以及材料損失、甚至能引發嚴重安全生產事故。在腐蝕介質中添加緩蝕劑是防止金屬設備發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，優異的熱穩定性，較低的刺激性氣味和毒性等優勢，是目前應用最為廣泛的一類緩蝕劑產品。但由于咪唑啉緩蝕劑的水溶性差限制了其應用。金屬的腐蝕大部分發生在水相界面附近，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，有機溶劑咪唑啉還對產品運輸和使用環境等造成不利。因此，開發水溶性咪唑啉類產品是咪唑啉類緩蝕劑發展的方向。

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鍵的形式引入到咪唑啉分子結構中，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，同時聚醚鏈段中的氧原子也可與金屬表面的相互作用，可進一步提高緩蝕劑分子在金屬表面的有效吸附，減少金屬表面點蝕的發生，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用前景。目前，工業生產中聚醚改性咪唑啉緩蝕劑采用環氧乙烷單體在咪唑啉存在條件下的開環聚合制備；由于環氧乙烷沸點較低(10.8℃)，室溫下為氣體，且屬于有毒物，生產過程中反應體系需要采用密閉加壓或惰性氣體保護等措施，危險系數高、環境污染大。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發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，水溶性聚醚鏈段的通過三聚氯氰引入，可增加咪唑啉緩蝕劑的水溶性，分子中的雙咪唑啉環和三聚氯氰環之間又有很好的協同效應，增強在金屬表面的吸附，提高緩蝕效率，同時，制備方法簡單、成本低廉、操作條件溫和、安全等優點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑，利用咪唑啉分子結構中的端氨基、聚乙二醇單甲醚的端羥基分別與三聚氯氰中的活潑氯發生取代反應，將聚乙二醇鏈段以化學鍵的方式引入咪唑啉分子結構中，具有以下結構：

其中：n為整數；n≥8。

一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑制備方法，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，加入固體縛酸劑顆粒，滴加三聚氯氰的丙酮溶液(用同等質量的丙酮溶解)，滴加完畢后在溫度為12～20℃下繼續反應1～2小時，得到聚醚三聚氯氰溶液；

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

步驟3：將咪唑啉中間體和聚醚三聚氯氰充分混合，加入固體縛酸劑顆粒，升溫至75～95℃下反應1～2小時，即得到一種水溶性雙咪唑啉緩蝕劑。

所述步驟1中三聚氯氰與聚乙二醇單甲醚的投料摩爾比為1:1.0～1.1；

所述步驟3中聚醚三聚氯氰與咪唑啉中間體的投料摩爾比為1:2～2.1。

所述步驟2中的咪唑啉中間體為油酸咪唑啉、苯甲酸咪唑啉、環烷酸咪唑啉中的一種。

所述步驟1和步驟3中所用固體縛酸劑顆粒為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種，其中最好的為氫氧化鉀顆粒。