[發明專利]含二茂鈷陽離子側基的聚硫醚緩蝕劑的制備方法及使用緩蝕劑體系

有效

• 申請號: 202111350308.5
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN113861422B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 閆毅;劉爽;顏靜;蔡寧靜;石朝陽;張軍平
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C08G75/045
• 分類號: C08G75/045;C09D5/08;C09D181/02
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種含二茂鈷陽離子側基的聚硫醚緩蝕劑的制備方法及使用緩蝕劑體系，通過巧妙的結構設計，利用簡單便捷的硫醇?烯點擊聚合反應向聚合物主鏈中引入硫原子得到側鏈含不同數目磺酸酯基團的飽和聚硫醚，再通過高效的疊氮化和銅催化疊氮?炔基點擊反應制備出目標側鏈含不同數目二茂鈷鎓離子的聚硫醚緩蝕劑。該聚合物緩蝕劑可通過主鏈上的硫原子、側基連接基團三氮唑和二茂鈷鎓離子與金屬表面的協同作用以及聚合物自身優異的成膜性來進一步增強緩蝕劑與金屬表面的相互作用，從而達到優異的緩蝕效果。最終的緩蝕實驗測試表明：25℃時，在5％HCl緩蝕介質中浸沒6h時，濃度為15ppm的該緩蝕劑對金屬的緩蝕效率高達96％。

技術領域

本發明屬于化學防腐蝕領域，涉及一種含二茂鈷陽離子側基的聚硫醚緩蝕劑的制備方法及使用緩蝕劑體系。

背景技術

金屬腐蝕是大多數工業化國家所關注的重大問題。據報道，許多國家的工業設施中與腐蝕相關的維護成本占其國民生產總值的1-5％。美國國家腐蝕工程協會2013年公布的一項研究顯示，全球腐蝕成本估計為2.5萬億美元，相當于當年全球國內生產總值的3.4％。更重要的是，一旦基礎設施崩潰，腐蝕會造成經濟、自然資源和人類生命的損失，因此研究成熟的腐蝕緩解技術至關重要。目前減緩腐蝕的方法包括陽極保護，陰極保護，涂層和合金化等等，其中金屬緩蝕劑由于使用方便成為最有效實用的防腐蝕方法之一。

近年來陸續報道的緩蝕劑按照化學成分分類包括有機和無機化合物，其中無機緩蝕劑往往在實際應用中所需用量較大，增加了應用成本，并且這種緩蝕劑對人體和環境有一定的危害。有機緩蝕劑往往存在緩蝕性能低，熱穩定性差等缺點而在實際應用中大大受限。因此，相比于有機緩蝕劑和無機緩蝕劑，聚合物緩蝕劑由于其多功能性、優異的溶解度、可調控的粘度、與金屬表面存在大量的結合位點等優點而備受關注。其中，多硫醚類聚合物緩蝕劑在金屬緩蝕里表現突出，由于聚合物鏈上富硫原子使得緩蝕劑與金屬表面有較強的粘結力，并且增強主鏈柔順性后使得聚合物鏈能夠更好的貼合金屬表面形成致密的保護膜。本發明設計制備了一種主鏈含硫原子、側鏈含不同數目二茂鈷鎓離子的聚硫醚緩蝕劑，該緩蝕劑的合成過程高效便捷，并且其通過多種功能基團與金屬表面之間的協同作用可以實現在低緩蝕劑濃度下弱酸環境中對金屬碳鋼的有效防腐。相比于本課題組之前發表的關于含二茂鈷陽離子的不同長烷基鏈小分子緩蝕劑(一種二茂鈷陽離子基緩蝕劑及制備方法和使用方法，專利申請號：201910629588X)和聚氨酯緩蝕劑(一種二茂鈷陽離子基水性聚氨酯及緩蝕劑體系和制備方法，專利申請號：2019106295748)，該聚硫醚型緩蝕劑解決了之前小分子緩蝕劑附著位點少，吸附作用力小，在鋼片表面形成的保護膜不夠致密的缺陷，還解決了聚氨酯緩蝕劑的主鏈在強酸性環境下的化學穩定性不足的問題。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種含二茂鈷陽離子側基的聚硫醚緩蝕劑的制備方法及使用緩蝕劑體系，在于通過便捷高效的合成方法來提供一種含二茂鈷鎓離子側基聚硫醚緩蝕劑及其使用方法，旨在解決小分子緩蝕劑的成膜能力差、附著位點少等缺點，發展新的聚合物緩蝕劑。利用該聚合物緩蝕劑中多種功能基團與金屬表面的協同作用，期望在低緩蝕劑濃度下達到優異的金屬緩蝕效果。

技術方案

一種含二茂鈷陽離子側基的聚硫醚緩蝕劑的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將含羥基的二烯單體溶于二氯甲烷中，在氮氣氛圍、冰浴條件下依次加入1-3份三乙胺，2-6份甲烷磺酸酐，0.5-1份4-二甲氨基吡啶，低溫反應1-4h，再室溫反應24-48h；

加水淬滅反應，加入二氯甲烷萃取分液，除去有機相，通過柱分離純化得到含甲基磺酸酯的二烯單體；

步驟2：將含甲基磺酸酯的二烯單體和等摩爾量二硫醇置于小瓶中，加入0.01-0.05份光引發劑，365nm紫外光照0.5-2h；用四氫呋喃溶解反應得到的產物，在甲醇中沉淀兩次得到含甲基磺酸酯側基的聚硫醚；