一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，其制備方法為：將兩種有機(jī)羧酸和帶水劑投入到帶有真空系統(tǒng)、攪拌、分水器的反應(yīng)器中，攪拌均勻后加入有機(jī)多胺，并給給體系升溫，使物料在130～160℃進(jìn)行酰胺化反應(yīng)4～6小時(shí)，繼續(xù)升溫至220～250℃，進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)4～5小時(shí)，反應(yīng)完成后，真空脫去反應(yīng)物中的帶水劑，即得咪唑啉緩蝕劑。本發(fā)明提出的制備方法工藝簡(jiǎn)單，無需惰性氣體保護(hù)，原料易得，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，可得到一種咪唑啉緩蝕劑的混合物，能夠增加緩蝕劑與基體物料的相溶性，從而提高緩蝕效率，減少加入量，節(jié)約生產(chǎn)成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】
一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及緩蝕劑制備領(lǐng)域，尤其涉及一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 腐蝕是工業(yè)發(fā)展中極為常見的一種現(xiàn)象，由于腐蝕給工業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的困 擾，所以近年來防腐蝕的方法備受人們關(guān)注。在眾多的防腐蝕方法中，緩蝕劑尤為突出。因 其具有經(jīng)濟(jì)、高效、適用范圍廣等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于石油、化工、建筑等領(lǐng)域。
[0003] 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，傳統(tǒng)的緩蝕劑對(duì)環(huán)境都有一定的危 害，與環(huán)保目的相悖，所以發(fā)展高效、無害的緩蝕劑迫在眉睫。咪唑啉緩蝕劑無毒、無刺激性 氣味，對(duì)人和環(huán)境都無害，是一種環(huán)境友好型緩蝕劑。除此之外，所以近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)咪唑 啉緩蝕劑的合成方法有大量的研究。
[0004] 國(guó)內(nèi)報(bào)道的合成咪唑啉緩蝕劑的方法主要有以下幾種：
[0005] ( -）以烯基膦亞胺和對(duì)氯苯基異氰酸酯通過氮雜Wittig反應(yīng)合成中間產(chǎn)物，中間 產(chǎn)物再與仲胺平行反應(yīng)合成咪唑啉酮衍生物。反應(yīng)方程式如下：
[0007] 但該方法需要氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)條件較苛刻，且需要進(jìn)行三步反應(yīng)才能完成，操作較 繁瑣。
[0008] (二）以脂肪酸和胺為原料，進(jìn)行縮合反應(yīng)生成鹽，在不同溫度和殘壓下分兩步進(jìn) 行真空脫水，再加入氯化芐或者乙酸進(jìn)行季銨化反應(yīng)即得到咪唑啉衍生物緩蝕劑。但通過 對(duì)其緩釋性能研究發(fā)現(xiàn)，此方法制備的單一的緩蝕劑的緩釋效果達(dá)不好，復(fù)配后緩釋率才 能提高到97 %。
[0009] (三）以環(huán)烷酸、二乙烯三胺、氯化芐為原料，合成了環(huán)烷基咪唑啉衍生物，但該反 應(yīng)在進(jìn)行脫水縮合過程中需要通入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，而且反應(yīng)時(shí)間一般長(zhǎng)達(dá)15~20小時(shí)才可 完成，對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)，較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間不利于設(shè)備的運(yùn)行，也不利于廠區(qū)的安全。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)合成咪唑啉緩釋劑的方法并不多，種類也較少，而且大部分的反應(yīng)過程 中都需要惰性氣體的保護(hù)，增加了設(shè)備的復(fù)雜程度不利于工業(yè)化生產(chǎn)，而且有些制備過程 較繁瑣，反應(yīng)步驟較多，原料的利用率低，這就會(huì)提高生產(chǎn)成本;除此之外，大部分單一的咪 唑啉類腐蝕劑的腐蝕效率并不高，需進(jìn)行復(fù)配操作才能提高緩蝕劑的緩釋性能，從而又增 加了合成的復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種咪唑啉緩蝕劑及 其制備方法。
[0012] -種咪唑啉緩蝕劑，包括以下結(jié)構(gòu)式：
[0014] 其中：R1為氫，甲基，乙基，丙基，丁基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基；
[0015] R2為氫，甲基，乙基，丙基，丁基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基；
[0016] R為R1和R2中的一種或兩種混合；
[0017] n為0，1，2,3。
[0018] 一種種咪唑啉緩蝕劑，反應(yīng)過程為：
[0020] 其中：R1為氫，甲基，乙基，丙基，丁基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基；
[0021] R2為氫，甲基，乙基，丙基，丁基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基；
[0022] n為0，1，2,3。
[0023] -種咪唑啉緩蝕劑的制備方法，包括如下步驟，
[0024] S1:將兩種有機(jī)羧酸和帶水劑投入到反應(yīng)器中，開啟攪拌裝置，待攪拌均勻后加入 有機(jī)多胺，并使用加熱裝置給體系升溫，使物料在130~160°C進(jìn)行酰胺化反應(yīng)4~6小時(shí)，同 時(shí)將水直接引至分水器中，使反應(yīng)速率加快，并將分水器上層的帶水劑回流到反應(yīng)體系中， 進(jìn)行循環(huán)使用，繼續(xù)升溫至220~250°C，進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)4~5小時(shí)；
[0025] S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器中的水分出，并將上層的帶水劑導(dǎo)入帶水劑的減壓蒸餾 裝置，導(dǎo)出的帶水劑經(jīng)減壓蒸餾即得純凈的帶水劑，并將純凈的帶水劑封裝保存，用于其他 反應(yīng)，蒸餾帶水劑的同時(shí)打開真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留的帶水劑從產(chǎn)物中抽離，反應(yīng)瓶中即 得混合的咪唑啉緩蝕劑。
[0026] 優(yōu)選的，所述甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸和環(huán)烷酸 中的一種。
[0027]優(yōu)選的，所述有機(jī)多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的 一種。
[0028] 優(yōu)選的，所述兩種有機(jī)羧酸的加入量按照大分子量比小分子量羧酸的摩爾比為 0.5 ~1:1〇
[0029] 優(yōu)選的，所述兩種有機(jī)羧酸總的摩爾數(shù)與有機(jī)多胺的摩爾比數(shù)為1:1.1~1.3。
[0030] 優(yōu)選的，所述帶水劑為甲苯、二甲苯和環(huán)己烷中一種。
[0031] 本發(fā)明提出的制備方法工藝簡(jiǎn)單，無需惰性氣體的保護(hù)，原料易得，合成過程中使 用的帶水劑可以回收利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，生產(chǎn)量大，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，采用兩種有機(jī) 羧酸與有機(jī)多胺反應(yīng)，可得到一種咪唑啉緩蝕劑的混合物，能夠增加緩蝕劑與基體物料的 相溶性，從而提高緩蝕效率，減少使用過程中緩蝕劑的加入量，節(jié)約生產(chǎn)成本，具有良好的 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說。
[0033] 實(shí)施例一
[0034] 本發(fā)明提出的一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，包括以下步驟，
[0035] S1:向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)插口、真空壓力表，分水器裝置、恒壓滴液漏斗的 500ml四口燒瓶加入丁酸17.6g(0.2mol)、環(huán)烷酸25.2g(0.2mol)、甲苯18ml，攪拌均勻，再緩 慢加入二乙烯三胺46.35g(0.44m 〇l)，開始升溫至130°C，分水器中有水流出，將分水器上層 的甲苯回流到反應(yīng)體系中，隨著水的流出，溫度繼續(xù)升高，使體系在155°C反應(yīng)4小時(shí)后，將 反應(yīng)體系升溫至240°C，用時(shí)1小時(shí)，并在240°C下保溫反應(yīng)4h;
[0036] S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導(dǎo)入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時(shí)開啟真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留 的甲苯從產(chǎn)物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評(píng)價(jià)如下表所示。
[0037] 實(shí)施例二
[0038] 本發(fā)明提出的一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，包括以下步驟，
[0039] S1:向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)插口、真空壓力表，分水器裝置、恒壓滴液漏斗的 500ml四口燒瓶加入丁酸17.6g(0.2mol)、環(huán)烷酸25.2g(0.2mol)、甲苯25ml，攪拌均勻，再緩 慢加入四乙烯五胺83.16g(0.44mol)，開始升溫至130°C，分水器中有水流出，將分水器上層 的甲苯回流到反應(yīng)體系中，隨著水的流出，溫度繼續(xù)升高，使體系在150°C反應(yīng)4小時(shí)后，將 反應(yīng)體系升溫至240°C，用時(shí)1小時(shí)，并在240°C下保溫反應(yīng)4h;
[0040] S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導(dǎo)入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時(shí)開啟真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留 的甲苯從產(chǎn)物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評(píng)價(jià)如下表所示。
[0041 ] 實(shí)施例三
[0042] 本發(fā)明提出的一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，包括以下步驟，
[0043] S1:向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)插口、真空壓力表，分水器裝置、恒壓滴液漏斗的 500ml四口燒瓶加入丁酸17 ? 6g(0 ? 2mol)、壬酸31 ? 6g(0 ? 2mol)、甲苯20ml，攪拌均勻，再緩慢 加入二乙烯三胺49.5g(0.48mol)，開始升溫至130°C，分水器中有水流出，將分水器上層的 甲苯回流到反應(yīng)體系中，隨著水的流出，溫度繼續(xù)升高，使體系在155°C反應(yīng)4小時(shí)后，將反 應(yīng)體系升溫至240°C，用時(shí)1小時(shí)，并在240°C下保溫反應(yīng)4h;
[0044] S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導(dǎo)入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時(shí)開啟真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留 的甲苯從產(chǎn)物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評(píng)價(jià)如下表所示。
[0045] 實(shí)施例四
[0046] 本發(fā)明提出的一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，包括以下步驟，
[0047] S1:向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)插口、真空壓力表，分水器裝置、恒壓滴液漏斗的 500ml四口燒瓶加入丁酸17 ? 6g(0 ? 2mol)、壬酸31 ? 6g(0 ? 2mol)、甲苯20ml，攪拌均勻，再緩慢 加入三乙烯四胺76.0g(0.52mol)，開始升溫至132°C，分水器中有水流出，將分水器上層的 甲苯回流到反應(yīng)體系中，隨著水的流出，溫度繼續(xù)升高，使體系在150°C反應(yīng)5小時(shí)，將反應(yīng) 體系升溫至220°C，用時(shí)50分鐘，在220°C下保溫反應(yīng)4h;
[0048] S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導(dǎo)入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時(shí)開啟真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留 的甲苯從產(chǎn)物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評(píng)價(jià)如下表所示。
[0049] 實(shí)施例五
[0050] 本發(fā)明提出的一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，包括以下步驟，
[0051] S1:向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)插口、真空壓力表，分水器裝置、恒壓滴液漏斗的 500ml四口燒瓶加入丙酸7.4g(0. lmol)、丁酸17.6g(0.2mol)、甲苯25ml，攪拌均勻，再緩慢 加入四乙烯五胺75.7g(0.4mol)，開始升溫至130°C，分水器中有水流出，將分水器上層的甲 苯回流到反應(yīng)體系中，隨著水的流出，溫度繼續(xù)升高，使體系在150°C反應(yīng)3小時(shí)后，將反應(yīng) 體系升溫至240°C，用時(shí)1小時(shí)，在240°C下保溫反應(yīng)4h;
[0052] S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導(dǎo)入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時(shí)開啟真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留 的甲苯從產(chǎn)物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評(píng)價(jià)如下表所示。
[0053]本發(fā)明采用SY/T 5273-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行緩蝕性能評(píng)價(jià)，將表面處理并稱重的的Q235 碳鋼（III型，40*13*2mm3)分別掛入未加和加入緩蝕劑的500ml的鹽酸中水溶液中，在規(guī)定 條件內(nèi)浸泡一段時(shí)間，然后取出試片，經(jīng)過清洗干燥后稱重，計(jì)算緩蝕率，做三組平行試驗(yàn)， 計(jì)算方法如下：
[0055] 式中：n為緩蝕率，％;
[0056] Amo為空白試驗(yàn)中試片的質(zhì)量損失，g;
[0057] A血為加緩蝕劑試驗(yàn)中試片的質(zhì)量損失，g。
[0058]實(shí)施例一~五制備的咪唑啉緩蝕劑的腐蝕性能評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表如下：

[0060] 本發(fā)明提出的制備方法工藝簡(jiǎn)單，無需惰性氣體的保護(hù)，原料易得，合成過程中使 用的帶水劑可以回收利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，生產(chǎn)量大，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，采用兩種有機(jī) 羧酸與有機(jī)多胺反應(yīng)，可得到一種咪唑啉緩蝕劑的混合物，能夠增加緩蝕劑與基體物料的 相溶性，從而提高緩蝕效率，減少使用過程中緩蝕劑的加入量，節(jié)約生產(chǎn)成本，具有良好的 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
[0061] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種咪挫嘟緩蝕劑，其特征在于，包括W下結(jié)構(gòu)式：其中：Ri為氨，甲基，乙基，丙基，下基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基； R2為氨，甲基，乙基，丙基，T基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基； R為Ri和R2中的一種或兩種混合； η為0,1，2,3。2. -種咪挫嘟緩蝕劑，其特征在于，反應(yīng)過程為：其中：Ri為氨，甲基，乙基，丙基，下基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基； R2為氨，甲基，乙基，丙基，T基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環(huán)烷基； R為Ri和R2中的一種或兩種混合； η為0，1，2,3。3. -種咪挫嘟緩蝕劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟， S1:將兩種有機(jī)簇酸和帶水劑投入到反應(yīng)器中，開啟攬拌裝置，待攬拌均勻后加入有機(jī) 多胺，并使用加熱裝置給體系升溫，使物料在130~160°C進(jìn)行酷胺化反應(yīng)4~6小時(shí)，同時(shí)將 水直接引至分水器中，使反應(yīng)速率加快，并將分水器上層的帶水劑回流到反應(yīng)體系中，進(jìn)行 循環(huán)使用，繼續(xù)升溫至220~250°C，進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)4~5小時(shí)； S2:反應(yīng)結(jié)束后，將分水器中的水分出，并將上層的帶水劑導(dǎo)入帶水劑的減壓蒸饋裝 置，導(dǎo)出的帶水劑經(jīng)減壓蒸饋即得純凈的帶水劑，并將純凈的帶水劑封裝保存，用于其他反 應(yīng)，蒸饋帶水劑的同時(shí)打開真空系統(tǒng)，將產(chǎn)物中殘留的帶水劑從產(chǎn)物中抽離，反應(yīng)瓶中即得 混合的咪挫嘟緩蝕劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種咪挫嘟緩蝕劑及其制備方法，其特征在于，所述有機(jī)簇酸 為甲酸、乙酸、丙酸、下酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸和環(huán)燒酸中的一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種咪挫嘟緩蝕劑及其制備方法，其特征在于，所述有機(jī)多胺 為二乙締 Ξ胺、Ξ乙締四胺、四乙締五胺、多乙締多胺中的一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種咪挫嘟緩蝕劑及其制備方法，其特征在于，所述兩種有機(jī) 簇酸的加入量按照大分子量比小分子量簇酸的摩爾比為0.5~1:1。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種咪挫嘟緩蝕劑及其制備方法，其特征在于，所述兩種有機(jī) 簇酸總的摩爾數(shù)與有機(jī)多胺的摩爾比數(shù)為1:1.1~1.3。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種咪挫嘟緩蝕劑及其制備方法，其特征在于，所述帶水劑為 甲苯、二甲苯和環(huán)己燒中一種。
【文檔編號(hào)】C07D233/61GK105968052SQ201610290822
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】李雙奇, 賀鳳偉, 孫浩妍
【申請(qǐng)人】遼寧科技學(xué)院