CN106083613B - 一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂及其合成方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂及其合成方法与应用，其中该缓蚀剂的合成方法包括以下步骤：将丙炔醇、醛糖与脂肪胺类化合物三者按(1～1.2)：(1～1.05)：(1～1.2)的物质的量的比混合得到混合物，接着，将该混合物在70℃～160℃下加热回流处理4h～8h，即得到炔醇类曼尼希碱缓蚀剂产物。本发明通过对该缓蚀剂关键合成方法的原料、配比、工艺步骤等进行改进，与现有技术相比，制备得到的缓蚀剂无毒、环境友好，缓蚀效果好、且可耐高温，尤其适用于作为盐酸缓蚀剂在酸洗碳钢中使用。

Description

一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂及其合成方法与应用
技术领域
本发明属于曼尼希碱类缓蚀剂及其合成技术领域，更具体地，涉及一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂及其合成方法与应用，该缓蚀剂属于炔醇基的缓蚀剂，非常适用于盐酸溶液中对碳钢的缓蚀应用。
背景技术
酸洗缓蚀剂大多为极性或离子型化合物，主要有以下几大类：曼尼希碱、丙炔醇、脂肪胺及其衍生物、季铵盐类、松香衍生物、酰胺羧酸型和吡啶类缓蚀剂。脂肪胺及其衍生物、松香衍生物在酸液中的溶解性较差；酰胺羧酸型缓蚀剂的抗高温性能较差；吡啶类以及由吡啶、喹啉等合成的季铵盐类缓蚀剂，虽然热稳定性好，但存在较大不舒适气味。大多数有机缓蚀剂只在常温下对金属有缓蚀作用，炔醇类缓蚀剂(如中国专利文献CN92106258.3)具有高温稳定性好、缓蚀率高，但毒性较大且溶解性较差，所以寻找低毒、溶解性好、高温缓蚀性能好的缓蚀剂是很有必要的。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂及其合成方法与应用，其中通过对该缓蚀剂关键合成方法的原料、配比、工艺步骤等进行改进，与现有技术相比，制备得到的缓蚀剂无毒、环境友好，缓蚀效果好、且可耐高温，尤其适用于作为盐酸缓蚀剂在酸洗碳钢中使用。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
将丙炔醇、醛糖与脂肪胺类化合物三者按(1～1.2)：(1～1.05)：(1～1.2)的物质的量的比混合得到混合物，接着，将该混合物在70℃～160℃下加热回流处理4h～8h，即得到炔醇类曼尼希碱缓蚀剂产物。
作为本发明的进一步优选，所述醛糖为丙醛糖、丁醛糖、戊醛糖、己醛糖和麦芽糖中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述脂肪胺类化合物为碳数不超过12的伯胺和碳数不超过12的仲胺中的至少一种。
按照本发明的另一方面，提供了利用上述炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成方法合成得到的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂。
按照本发明的又一方面，提供了利用上述炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成方法合成得到的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂作为酸洗缓蚀剂的应用。
作为本发明的进一步优选，该炔醇类曼尼希碱缓蚀剂是在酸洗碳钢中作为盐酸酸洗缓蚀剂。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明以丙炔醇、醛糖与脂肪胺类化合物为原料，在曼尼希反应的基础上合成炔醇类曼尼希碱缓蚀剂；炔醇和曼尼希碱分子架构保证了缓蚀剂的高温缓蚀性能，醛糖具有环境友好性和多羟基，可提高合成物的环境协调性、溶解性能和缓蚀性能。
本发明中炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成是利用曼尼希反应，使用还原性醛糖与脂肪胺及丙炔醇反应，提高炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的溶解性及高温下在酸洗中的缓蚀性能。该缓蚀剂是以丙炔醇、醛糖与脂肪胺类化合物为原料，将这三者按(1～1.2)：(1～1.05)：(1～1.2)的物质的量的比进行配比得到混合物，再将混合物在70℃～160℃加热回流处理，即得到缓蚀剂产物。
本发明制备得到的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂无毒、环境友好，在高温条件下仍能保持良好的缓蚀效果，尤其适用于作为盐酸缓蚀剂在酸洗碳钢中使用；该缓蚀剂可作为酸洗缓蚀剂，与酸配合使用，在酸液中的溶解性好，并且在高温下仍具有良好的缓蚀效果。例如，本发明的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂在90℃质量分数为18％的盐酸溶液中对碳钢有很好的缓蚀作用，并且试片酸洗后表面平整光亮。
综上，本发明中的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂及其制备方法具有以下优势：
(1)具有环境友好性；
(2)具有较好的溶解性；
(3)在高温盐酸中低用量下具有较好的缓蚀性能；
(4)能改善碳钢酸洗后的表面平整光亮度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1缓蚀剂a的合成
按照物质的量比1:1:1分别加入12ml丙炔醇，18.9g丙醛糖(即甘油醛)，38.9g月桂胺，在160℃下加热回流4h，反应结束，冷却至常温，得到的产物a。
实施例2缓蚀剂b的合成
按照物质的量比1：1.02：1分别加入12ml丙炔醇，18.9g丁醛糖，27.1g异辛胺，在140℃下加热回流5h，反应结束，冷却至常温，得到的产物b。
实施例3缓蚀剂c的合成
按照物质的量比1：1.05：1.1分别加入12ml丙炔醇，33.1g核糖(即戊醛糖)，22.9g环己胺，在90℃下加热回流7h，反应结束，冷却至常温，得到的产物c。
实施例4缓蚀剂d的合成
按照物质的量比1.1：1：1.1分别加入12ml丙炔醇，34.4g半乳糖(属于己醛糖)，16.9g异丁胺，在120℃下加热回流6h，反应结束，冷却至常温，得到的产物d。
实施例5缓蚀剂e的合成
按照物质的量比1：1.05：1.2分别加入12ml丙炔醇，39.7g葡萄糖(属于己醛糖)，11.3g二甲胺，在80℃下加热回流8h，反应结束，冷却至常温，得到的产物e。
实施例6缓蚀剂f的合成
按照物质的量比1.2：1.05：1.2分别加入12ml丙炔醇，66.2g麦芽糖，7.8g甲胺，在100℃下加热回流6h，反应结束，冷却至常温，得到的产物f。
实施例7缓蚀性能评价
在90℃，18％盐酸溶液中用碳钢片进行了4小时失重实验，缓蚀剂使用浓度为150mg/L。对实施例1-6的合成物进行缓蚀效率测试，结果总结如下：
可见，以上缓蚀剂a-f在用量很低的情况下(实际酸洗碳钢操作中缓蚀剂用量一般控制在0.1％，实施例7中缓蚀剂的使用比例为150mg/L，即0.015％，用量更低)，缓蚀效率均达到了95％以上，并且表面平整光亮，对90℃、质量分数为18％的盐酸中碳钢都有很好的缓蚀效果。
本发明中的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂可用于钢铁酸洗，尤其是碳钢的盐酸酸洗过程；该缓蚀剂在高温环境中仍然适用，例如，可在20℃～90℃的温度范围内均保持良好的缓蚀效果，而钢铁酸洗所常用的各种浓度的盐酸(例如，5％～28％质量百分浓度的盐酸溶液)均可适用。本发明中的醛糖可以是丙醛糖(即甘油醛)、丁醛糖、戊醛糖(即核糖)、己醛糖(如葡萄糖、甘露糖、半乳糖)、麦芽糖等多羟醛化合物。脂肪胺类化合物为碳数不超过12的伯胺和仲胺。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
将丙炔醇、醛糖与脂肪胺类化合物三者按(1～1.2)：(1～1.05)：(1～1.2)的物质的量的比混合得到混合物，接着，将该混合物在70℃～160℃下加热回流处理至少4h，即得到炔醇类曼尼希碱缓蚀剂产物；所述加热回流处理为4h～8h；
所述醛糖为丙醛糖、丁醛糖、核糖、半乳糖、葡萄糖、麦芽糖中的至少一种；
所述脂肪胺类化合物为月桂胺、异辛胺、环己胺、异丁胺、二甲胺、甲胺中的至少一种。
2.利用权利要求1所述炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成方法合成得到的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂。
3.利用权利要求1所述炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的合成方法合成得到的炔醇类曼尼希碱缓蚀剂作为酸洗缓蚀剂的应用。
4.如权利要求3所述炔醇类曼尼希碱缓蚀剂的应用，该炔醇类曼尼希碱缓蚀剂是在酸洗碳钢中作为盐酸酸洗缓蚀剂。
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