[發(fā)明專利]一種聚苯胺緩蝕劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112280033A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 張玉花
• 申請（專利權）人: 張玉花
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C23F11/173
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種聚苯胺類緩蝕劑及其制備方法，包括：1)對苯二胺與對二溴苯、4,7?二溴?2,1,3?苯并噻二唑經(jīng)Buchwald?Hartwig芳胺化反應合成含有苯并噻二唑的單元的端氨基聚苯胺；2)端氨基聚苯胺與1,2?環(huán)氧十二烷親核開環(huán)，制備長鏈烷烴封端的聚苯胺溶液作為緩蝕劑；本發(fā)明制備的長鏈烷烴封端的聚苯胺具有較低聚合度，并且分子規(guī)整性較低，因此水溶性良好，阻垢效率達97％，在水系統(tǒng)緩蝕劑中有廣泛的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種有機高分子緩蝕劑，尤其涉及一種聚苯胺類緩蝕劑及其制備方法。

背景技術

在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)水系統(tǒng)的設備或管道被腐蝕是常見問題，一方面，由于水系統(tǒng)中常含有大量的腐蝕離子和分子，如Cl^-、SO₂等等，其極易對碳鋼及其他金屬材質(zhì)造成腐蝕；另一方面，由于系統(tǒng)中一些特定的操作步驟，如循環(huán)水系統(tǒng)中會采用酸洗的方法除垢、油田開采中有油井酸化過程，使得系統(tǒng)管壁與酸溶液接觸，造成酸腐蝕。腐蝕不僅會引起系統(tǒng)老化與破損，造成環(huán)境污染，同時還會給全球帶來經(jīng)濟、資源和能源上的損失。投加緩蝕劑防止金屬腐蝕是一種操作簡單方便、經(jīng)濟有效的防腐蝕方法，緩蝕劑分為無機鹽、有機小分子、有機高分子，無機緩蝕劑如鉻酸鹽、磷酸鹽、鉬酸鹽，因其對環(huán)境的破壞和人們健康的危害，已逐漸被淘汰；相比于有機小分子，高分子化合物作為緩蝕劑吸附活性中心更多，在被保護基底的吸附覆蓋面積大、并容易形成單層或多層致密的保護膜，緩蝕保護能力更持久等優(yōu)勢，成為緩蝕劑研究領域中的趨勢之一。

聚苯胺分子結構含有中含有N原子和苯環(huán)，N原子上的孤對電子與苯環(huán)形成共軛π鍵電子能與金屬管道Fe原子的d空軌道進行配位結合，化學附著在管道壁上，形成穩(wěn)定的緩蝕層。另外，聚苯胺合成容易、成本低廉、具有耐劃傷和耐腐蝕性能已成為最有應用價值的聚合物材料之一，廣泛應用于防腐防護領域。

但聚苯胺的高度共軛和規(guī)整的分子鏈結構，使其溶解性級差，常用的方法是復配或摻雜無機酸或有機酸或有機高分子羧酸以提高其水溶解性，但摻雜酸的性質(zhì)會影響緩蝕劑在水體系中的穩(wěn)定性。有研究表明，苯胺低聚物相比于高聚物有更好的溶解性，因為低分子量聚苯胺鏈間的作用力與纏繞程度相比于高分子量大大減小；但苯胺低聚體物的化學結構、導電性與聚苯胺相似，另外加入苯胺衍生物降低分子鏈的規(guī)整度，也有利于增加其水溶性。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種聚苯胺緩蝕劑，利用對苯二胺和對二溴苯及其衍生物的Buchwald-Hartwig芳胺化反應，縮合制備低分子量聚苯胺衍生物，另外以疏水長鏈烷烴封端，該聚苯胺衍生物復配鹽酸后具有良好的水溶性，緩蝕效率達90％以上。

所述聚苯胺緩蝕劑，具有如下分子式：

式中，y:x＝0～(1:3)，x和y均取整數(shù)。

上述聚苯胺緩蝕劑的反應流程及制備方法如下：

把對苯二胺、催化劑、堿和溶劑放入反應釜中，開啟氬氣保護，溫度升高至100～120℃后，開始滴加對二溴苯和4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑的混合溶液，于0.5～1h滴完后保溫反應10～12h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥制備聚苯胺衍生物p(ANI-co-BZTDZ)。

將聚苯胺衍生物p(ANI-co-BZTDZ)溶于鹽酸溶液中，加入1,2-環(huán)氧十二烷，升溫至50～60℃，攪拌1～2h結束反應，制備得到一種聚苯胺緩蝕劑溶液。

上述制備方法所述的催化劑為鈀磷配合物，可以是四(三苯基膦)鈀、二(三叔丁基膦)鈀。

上述制備方法所述的堿可以是叔丁醇及其鹽、雙(三甲硅基)氨基鈉。

上述制備方法所述的溶劑可以是甲苯、二氧六環(huán)。