CN102108515A - 一种环保型铜海水缓蚀剂的应用 - Google Patents

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Abstract

一种环保型铜海水缓蚀剂用于抑制铜在海水中的腐蚀。该缓蚀剂主要成分为（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼，通过与乳化剂复配制得缓蚀剂。本发明的缓蚀剂毒性低，在阳光下自然降解为无公害物质，是一种环境友好型缓蚀剂。

Description

一种环保型铜海水缓蚀剂的应用
技术领域
本发明涉及一种铜海水缓蚀剂的应用，特别是指一种环保、高效的噻唑类缓蚀剂。
背景技术
海水对铜具有强烈的腐蚀性，抑制了铜制品在海洋开发领域的应用，针对这样的问题，人类开发出多种铜海水缓蚀剂，例如最常用的亚硝酸盐类、磷酸盐类、聚磷酸盐类、碳酸盐类、硅酸盐类、硼酸盐类、铬酸盐类等无机缓蚀剂，以及苯并三唑类化合物类有机缓蚀剂，但这些缓蚀剂的合成路线和工艺还存在很多不足之处，难以满足环保要求，无法做到无毒、环保、低成本的目标。
随着人类的重视以及绿色化学技术的进一步推进，环境友好型缓蚀剂的开发和应用得到了突飞猛进的发展，但仍然面临大量急需解决的问题，如存在用量大、毒性大、生产过程伴随产生危害性大的工业副产物等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于解决上述难题，提供一种噻唑类化合物作为铜海水缓蚀剂的应用，该缓蚀剂能够在阳光下自然降解为无毒或低毒物质，是一种环境友好型缓蚀剂。
本发明所采用的技术方案如下：
一种高效铜海水缓蚀剂的应用，其中噻唑类化合物（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼                                                
Figure 2011100895893100002DEST_PATH_IMAGE001
为缓蚀剂的主要成分， 
将1克（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼溶解于40克环己酮溶剂中，然后往混合溶液中加入35克乳化剂，室温下搅拌充分溶解分散，混合得到缓蚀剂微乳液；使用时将缓蚀剂微乳液直接加到铜所处的海水环境中，每升海水中含有（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼的量为1 mg，浸没温度为25℃，pH范围为5.5-8.5，缓蚀效率可达91%-96%。
其中所用的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂，如NP系列、OP系列、磷辛10号乳化剂，优选使用OP-10。
本发明的核心缓蚀成分（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼的合成路线如下：
Figure 566336DEST_PATH_IMAGE002
  乙酰肼与二硫化碳在碱性环境下反应生成中间化合物
Figure 2011100895893100002DEST_PATH_IMAGE003
，在浓硫酸条件下环化反应，生成2-巯基-5-甲基-[1,3,4]噻二唑，然后在碱性条件下与氯代乙酸乙酯发生取代反应得到
Figure 684334DEST_PATH_IMAGE004
，再将与水合肼反应得到
Figure 2011100895893100002DEST_PATH_IMAGE005
，最后
Figure 490189DEST_PATH_IMAGE005
与p-N,N-二甲基苯甲醛反应得到目标产物（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼。
具体实施方式
缓蚀性能评价标准：
1、GB10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行失重试验；
2、电化学阻抗谱和动电位极化两种电化学方法进行缓蚀性能表征。
实施例1
将（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼溶解于环己酮溶剂中，然后与乳化剂op-10复配制成缓蚀剂微乳液。将铜片浸入1L海水中，加入上述缓蚀剂微乳液，使（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼含量达到1mg，控制pH值为7.5，在25℃下浸没72小时。
观察铜片表面，均匀光亮，未出现明显腐蚀；通过试验测试缓蚀效率：失重91.3%，电化学阻抗谱93.6%，动电位极化94.4%。
实施例2
将（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼溶解于环己酮溶剂中，然后与乳化剂op-10复配制成缓蚀剂微乳液。将铜片浸入1L海水中，加入上述缓蚀剂微乳液，使（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼含量达到1mg，控制pH值为5.5，在25℃下浸没72小时。
观察铜片表面，均匀光亮，未出现明显腐蚀；通过试验测试缓蚀效率：失重91.2%，电化学阻抗谱92.8%，动电位极化95.8%。
实施例3
将（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼溶解于环己酮溶剂中，然后与乳化剂op-10复配制成缓蚀剂微乳液。将铜片浸入1L海水中，加入上述缓蚀剂微乳液，使（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼含量达到1mg，控制pH值为8.5，在25℃下浸没72小时。
观察铜片表面，均匀光亮，未出现明显腐蚀；通过试验测试缓蚀效率：失重89.4%，电化学阻抗谱90.5%，动电位极化91.9%。
实施例4
将（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼溶解于环己酮溶剂中，然后与乳化剂op-10复配制成缓蚀剂微乳液。将铜片浸入1L海水中，加入上述缓蚀剂微乳液，使（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼含量达到1mg，控制pH值为8.0，在25℃下浸没72小时。
观察铜片表面，均匀光亮，未出现明显腐蚀；通过试验测试缓蚀效率：失重92.2%，电化学阻抗谱92.4%，动电位极化95.7%。

Claims (1)

1.一种环保型铜海水缓蚀剂的应用，其中缓蚀剂的主要成分为（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼，其合成方法如下：乙酰肼与二硫化碳在碱性环境下反应生成中间化合物                                                
Figure 2011100895893100001DEST_PATH_IMAGE001
，在浓硫酸条件下发生环化反应，生成2-巯基-5-甲基-[1,3,4]噻二唑，然后在碱性条件下与氯代乙酸乙酯发生取代反应得到
Figure 144212DEST_PATH_IMAGE002
，再将
Figure 543969DEST_PATH_IMAGE002
与水合肼反应得到
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，最后
Figure 312074DEST_PATH_IMAGE003
与p-N,N-二甲基苯甲醛反应得到目标产物（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼；缓蚀剂配制：将1克（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼溶解于40克环己酮溶剂中，然后加入35克乳化剂，室温下搅拌充分溶解分散，混合得到缓蚀剂微乳液；其特征在于：使用时，将缓蚀剂微乳液直接加到铜所处的海水环境中，每升海水中含有（5-甲基-[1,3,4]噻二唑-2-巯基）-乙酸（4-N,N二甲基胺-苯亚甲基）-酰肼的量为1 mg，浸没温度为25℃，pH范围为5.0-9.0，缓蚀效率可达88%-96%。
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