一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法，其制備方法為：將兩種有機羧酸和帶水劑投入到帶有真空系統、攪拌、分水器的反應器中，攪拌均勻后加入有機多胺，并給給體系升溫，使物料在130～160℃進行酰胺化反應4～6小時，繼續升溫至220～250℃，進行環化反應4～5小時，反應完成后，真空脫去反應物中的帶水劑，即得咪唑啉緩蝕劑。本發明提出的制備方法工藝簡單，無需惰性氣體保護，原料易得，實現工業化生產，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，節約生產成本，具有良好的經濟效益。
【專利說明】
一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及緩蝕劑制備領域，尤其涉及一種咪唑啉緩蝕劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 腐蝕是工業發展中極為常見的一種現象，由于腐蝕給工業生產帶來了極大的困 擾，所以近年來防腐蝕的方法備受人們關注。在眾多的防腐蝕方法中，緩蝕劑尤為突出。因 其具有經濟、高效、適用范圍廣等特點被廣泛應用于石油、化工、建筑等領域。
[0003] 隨著社會的發展，人們的環保意識越來越強，傳統的緩蝕劑對環境都有一定的危 害，與環保目的相悖，所以發展高效、無害的緩蝕劑迫在眉睫。咪唑啉緩蝕劑無毒、無刺激性 氣味，對人和環境都無害，是一種環境友好型緩蝕劑。除此之外，所以近年來國內外對咪唑 啉緩蝕劑的合成方法有大量的研究。
[0004] 國內報道的合成咪唑啉緩蝕劑的方法主要有以下幾種：
[0005] ( -）以烯基膦亞胺和對氯苯基異氰酸酯通過氮雜Wittig反應合成中間產物，中間 產物再與仲胺平行反應合成咪唑啉酮衍生物。反應方程式如下：
[0007] 但該方法需要氮氣保護，反應條件較苛刻，且需要進行三步反應才能完成，操作較 繁瑣。
[0008] (二）以脂肪酸和胺為原料，進行縮合反應生成鹽，在不同溫度和殘壓下分兩步進 行真空脫水，再加入氯化芐或者乙酸進行季銨化反應即得到咪唑啉衍生物緩蝕劑。但通過 對其緩釋性能研究發現，此方法制備的單一的緩蝕劑的緩釋效果達不好，復配后緩釋率才 能提高到97 %。
[0009] (三）以環烷酸、二乙烯三胺、氯化芐為原料，合成了環烷基咪唑啉衍生物，但該反 應在進行脫水縮合過程中需要通入氮氣進行保護，而且反應時間一般長達15~20小時才可 完成，對于工業化生產，較長的反應時間不利于設備的運行，也不利于廠區的安全。
[0010] 現有技術合成咪唑啉緩釋劑的方法并不多，種類也較少，而且大部分的反應過程 中都需要惰性氣體的保護，增加了設備的復雜程度不利于工業化生產，而且有些制備過程 較繁瑣，反應步驟較多，原料的利用率低，這就會提高生產成本;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，需進行復配操作才能提高緩蝕劑的緩釋性能，從而又增 加了合成的復雜度。
【發明內容】
[0011] 本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，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，包括以下結構式：
[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:將兩種有機羧酸和帶水劑投入到反應器中，開啟攪拌裝置，待攪拌均勻后加入 有機多胺，并使用加熱裝置給體系升溫，使物料在130~160°C進行酰胺化反應4~6小時，同 時將水直接引至分水器中，使反應速率加快，并將分水器上層的帶水劑回流到反應體系中， 進行循環使用，繼續升溫至220~250°C，進行環化反應4~5小時；
[0025] S2:反應結束后，將分水器中的水分出，并將上層的帶水劑導入帶水劑的減壓蒸餾 裝置，導出的帶水劑經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，蒸餾帶水劑的同時打開真空系統，將產物中殘留的帶水劑從產物中抽離，反應瓶中即 得混合的咪唑啉緩蝕劑。
[0026] 優選的，所述甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸和環烷酸 中的一種。
[0027]優選的，所述有機多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的 一種。
[0028] 優選的，所述兩種有機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] 優選的，所述兩種有機羧酸總的摩爾數與有機多胺的摩爾比數為1:1.1~1.3。
[0030] 優選的，所述帶水劑為甲苯、二甲苯和環己烷中一種。
[0031] 本發明提出的制備方法工藝簡單，無需惰性氣體的保護，原料易得，合成過程中使 用的帶水劑可以回收利用，節約生產成本，生產量大，可以實現工業化生產，采用兩種有機 羧酸與有機多胺反應，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，節約生產成本，具有良好的 社會和經濟效益。
【具體實施方式】
[0032]下面結合具體實施例對本發明作進一步解說。
[0033] 實施例一
[0034] 本發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:向帶有機械攪拌、溫度計插口、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 的甲苯回流到反應體系中，隨著水的流出，溫度繼續升高，使體系在155°C反應4小時后，將 反應體系升溫至240°C，用時1小時，并在240°C下保溫反應4h;
[0036] S2:反應結束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時開啟真空系統，將產物中殘留 的甲苯從產物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評價如下表所示。
[0037] 實施例二
[0038] 本發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:向帶有機械攪拌、溫度計插口、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 的甲苯回流到反應體系中，隨著水的流出，溫度繼續升高，使體系在150°C反應4小時后，將 反應體系升溫至240°C，用時1小時，并在240°C下保溫反應4h;
[0040] S2:反應結束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時開啟真空系統，將產物中殘留 的甲苯從產物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評價如下表所示。
[0041 ] 實施例三
[0042] 本發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:向帶有機械攪拌、溫度計插口、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 甲苯回流到反應體系中，隨著水的流出，溫度繼續升高，使體系在155°C反應4小時后，將反 應體系升溫至240°C，用時1小時，并在240°C下保溫反應4h;
[0044] S2:反應結束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時開啟真空系統，將產物中殘留 的甲苯從產物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評價如下表所示。
[0045] 實施例四
[0046] 本發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:向帶有機械攪拌、溫度計插口、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 甲苯回流到反應體系中，隨著水的流出，溫度繼續升高，使體系在150°C反應5小時，將反應 體系升溫至220°C，用時50分鐘，在220°C下保溫反應4h;
[0048] S2:反應結束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時開啟真空系統，將產物中殘留 的甲苯從產物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評價如下表所示。
[0049] 實施例五
[0050] 本發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:向帶有機械攪拌、溫度計插口、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 苯回流到反應體系中，隨著水的流出，溫度繼續升高，使體系在150°C反應3小時后，將反應 體系升溫至240°C，用時1小時，在240°C下保溫反應4h;
[0052] S2:反應結束后，將分水器下層中的水離出體系，并將上層甲苯導入帶水劑的減壓 蒸餾裝置，在60°C下減壓蒸餾，回收甲苯，在減壓蒸餾的同時開啟真空系統，將產物中殘留 的甲苯從產物中抽離，即得混合的咪唑啉緩蝕劑，緩蝕性能評價如下表所示。
[0053]本發明采用SY/T 5273-2000標準進行緩蝕性能評價，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，在規定 條件內浸泡一段時間，然后取出試片，經過清洗干燥后稱重，計算緩蝕率，做三組平行試驗， 計算方法如下：
[0055] 式中：n為緩蝕率，％;
[0056] Amo為空白試驗中試片的質量損失，g;
[0057] A血為加緩蝕劑試驗中試片的質量損失，g。
[0058]實施例一~五制備的咪唑啉緩蝕劑的腐蝕性能評價數據表如下：
[0060] 本發明提出的制備方法工藝簡單，無需惰性氣體的保護，原料易得，合成過程中使 用的帶水劑可以回收利用，節約生產成本，生產量大，可以實現工業化生產，采用兩種有機 羧酸與有機多胺反應，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，節約生產成本，具有良好的 社會和經濟效益。
[0061] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種咪挫嘟緩蝕劑，其特征在于，包括W下結構式：其中：Ri為氨，甲基，乙基，丙基，下基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環烷基； R2為氨，甲基，乙基，丙基，T基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環烷基； 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，環烷基； R2為氨，甲基，乙基，丙基，T基，戊基、己基、庚基、辛基、壬基，環烷基； 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:將兩種有機簇酸和帶水劑投入到反應器中，開啟攬拌裝置，待攬拌均勻后加入有機 多胺，并使用加熱裝置給體系升溫，使物料在130~160°C進行酷胺化反應4~6小時，同時將 水直接引至分水器中，使反應速率加快，并將分水器上層的帶水劑回流到反應體系中，進行 循環使用，繼續升溫至220~250°C，進行環化反應4~5小時； S2:反應結束后，將分水器中的水分出，并將上層的帶水劑導入帶水劑的減壓蒸饋裝 置，導出的帶水劑經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，蒸饋帶水劑的同時打開真空系統，將產物中殘留的帶水劑從產物中抽離，反應瓶中即得 混合的咪挫嘟緩蝕劑。4. 根據權利要求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、癸酸和環燒酸中的一種。5. 根據權利要求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. 根據權利要求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 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. 根據權利要求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 簇酸總的摩爾數與有機多胺的摩爾比數為1:1.1~1.3。8.根據權利要求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、二甲苯和環己燒中一種。
【文檔編號】C07D233/61GK105968052SQ201610290822
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】李雙奇, 賀鳳偉, 孫浩妍
【申請人】遼寧科技學院