CN113698350A - 一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法及其组合应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法，包括以下步骤：(1)、搭建分水装置，在四口烧瓶中加入称量好的植物油酸，开启搅拌，在氮气保护下开启升温，当温度升至100℃时，开始向反应瓶中滴加多烯多胺，当温度升至140‑180℃时，保温反应3‑6h；(2)、然后继续升温至180‑260℃，并保温反应3‑6h，停止反应，并开始降温，即可得到淡黄色咪唑啉衍生物；(3)、当温度降至60℃时，向反应瓶中加入十二烯基丁二酸酐，过程中控制反应温度不超过125℃，温度升至125℃继续反应3‑4h，即可获得油溶性良好且防锈性能优越的高效咪唑啉型防锈剂。通过该方法制得的高效咪唑啉型防锈剂在各种粘度基础油中都有优秀的溶解效果。
Description
技术领域
本发明属于防锈剂技术领域，具体涉及一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法及其组合应用。
背景技术
金属腐蚀为国民经济造成了巨大损失，在这种背景下防锈剂应用而生，咪唑啉型防锈剂因其低毒性、高性能、稳定性好的特点，成为是目前国内外主要使用的缓蚀剂种类之一，例如因咪唑啉及其衍生物的缓蚀性能高效，在国外许多油田使用的有机缓蚀剂中，以咪唑啉型缓蚀剂的用量最大。因该类型缓蚀剂可以很好的在金属表面形成保护膜，所以经常被作为润滑油使用的防锈剂。
咪唑啉型防锈剂具有酸值低的优点，但传统的咪唑啉羧酸盐类防锈剂如T703等，或是单纯的多环类咪唑啉型防锈剂，一方面在应用上存在油溶性较差等问题，特别的在粘度较大的油品中使用时，往往会出现无法溶清的情况；另一方面该类别的防锈剂往往需要较大的加剂量才能满足油品的防锈要求，即其防锈性能以其他类别的防锈剂存在较大差距。而作为润滑油添加剂，其油溶性以及防锈性是用户最为关心且最易检测的一项指标，该指标将在很大程度上决定防锈剂的使用范围。
专利CN110256353A中介绍的一种合成咪唑啉防锈剂的方法，该方法在就咪唑啉防锈剂在低粘度基础油中的油溶性进行了考察，通过该方法确实可以得到在低粘度油品中有很好应用的防锈剂，但是该产品在高粘度油品中溶解性较差，在很大程度上限制了该类产品的使用范围。
在对市场上咪唑啉型防锈剂按照GB/T 11143B法进行液相锈蚀检测时，我们发现在加剂量为0.2％甚至0.5％时都无法获得无锈的结果，该加剂量对应到复合剂中已经占有很大比重，所以就该类别的防锈剂而言，单独使用往往无法达到海水锈蚀无锈的结果，目前报道多通过与其他防锈剂复配来达到良好的防锈效果，但是这对复合剂的其它性能并没有提高。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、搭建分水装置，在四口烧瓶中加入称量好的植物油酸，开启搅拌，在氮气保护下开启升温，当温度升至100℃时，开始向反应瓶中滴加多烯多胺，当温度升至140-180℃时，保温反应3-6h；
(2)、然后继续升温至180-260℃，并保温反应3-6h，停止反应，并开始降温，即可得到淡黄色咪唑啉衍生物；
(3)、当温度降至60℃时，向反应瓶中加入十二烯基丁二酸酐，过程中控制反应温度不超过125℃，温度升至125℃继续反应3-4h，即可获得油溶性良好且防锈性能优越的高效咪唑啉型防锈剂。
优选地，步骤(1)中所述搅拌转速为300-400r/min。
优选地，步骤(1)中所述多烯多胺为三乙烯四胺。
优选地，步骤(1)中所述多烯多胺与植物油酸的摩尔比为1.1： 1。
优选地，步骤(1)中所述咪唑啉衍生物的结构式如下：
其中，R1为十七烯基。
优选地，步骤(3)中所述十二烯基丁二酸酐与植物油酸的质量比为植物油酸(1.4-1.9)：1。
优选地，步骤(3)中所述高效咪唑啉型防锈剂的结构式如下：
其中，R1为十七烯基，R为十二烯基。
本发明还提供了所制得的高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物进行组合应用。
优选地，所述高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物的摩尔比为 (1-3)：(0.1-3)。
优选地，所述三氮唑类衍生物选自三氮唑类衍生物T406、三氮唑类衍生物T551、三氮唑类衍生物T571中的一种或多种。
本发明的优点是：
本发明制得的高效咪唑啉型防锈剂为酰胺类化合物，引入了酰胺结构，极性减弱，油溶性增强，适用于各种粘度油品，使本产品可以更好的与金属表面接触，提高防锈性能，且本产品结构中有游离程度较高的-COOH，具有相对较高的活性，可以更好的与金属表面发生作用，从而起到更好的防锈效果，通过该方法制得的高效咪唑啉型防锈剂在各种粘度基础油中都有优秀的溶解效果；本发明还通过与三氮唑类衍生物进行复配，可使咪唑啉型防锈剂在低加剂量时就可以拥有很好的防锈效果，而且能够显著提高咪唑啉型防锈剂的抗氧化性能。
附图说明
图1为本发明高效咪唑啉型防锈剂的化学反应式，其中，R1为十七烯基，R为十二烯基。
具体实施方式
下列实施例仅用于对本发明进行详细说明，但应理解的是本发明的范围并不限于这些实施例。
实施例1
一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、搭建分水装置，在四口烧瓶中加入称量好的植物油酸 42.37g，开启搅拌，搅拌转速为300r/min，在氮气保护下开启升温，当温度升至100℃时，开始向反应瓶中滴加三乙烯四胺，三乙烯四胺与植物油酸的摩尔比为1.1：1，当温度升至140℃时，保温反应6h；
(2)、然后继续升温至180℃，并保温反应6h，停止反应，并开始降温，即可得到淡黄色咪唑啉衍生物；
(3)、当温度降至60℃时，向反应瓶中加入十二烯基丁二酸酐 60g，过程中控制反应温度不超过125℃，温度升至125℃继续反应 3h，即可获得油溶性良好且防锈性能优越的高效咪唑啉型防锈剂。
实施例2
一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、搭建分水装置，在四口烧瓶中加入称量好的植物油酸 42.37g，开启搅拌，搅拌转速为350r/min，在氮气保护下开启升温，当温度升至100℃时，开始向反应瓶中滴加三乙烯四胺，三乙烯四胺与植物油酸的摩尔比为1.1：1，当温度升至160℃时，保温反应4.5h；
(2)、然后继续升温至220℃，并保温反应4.5h，停止反应，并开始降温，即可得到淡黄色咪唑啉衍生物；
(3)、当温度降至60℃时，向反应瓶中加入十二烯基丁二酸酐 70g，过程中控制反应温度不超过125℃，温度升至125℃继续反应 3.5h，即可获得油溶性良好且防锈性能优越的高效咪唑啉型防锈剂。
实施例3
一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、搭建分水装置，在四口烧瓶中加入称量好的植物油酸42.37g，开启搅拌，搅拌转速为400r/min，在氮气保护下开启升温，当温度升至100℃时，开始向反应瓶中滴加三乙烯四胺，三乙烯四胺与植物油酸的摩尔比为1.1：1，当温度升至180℃时，保温反应3h；
(2)、然后继续升温至260℃，并保温反应3h，停止反应，并开始降温，即可得到淡黄色咪唑啉衍生物；
(3)、当温度降至60℃时，向反应瓶中加入十二烯基丁二酸酐 80g，过程中控制反应温度不超过125℃，温度升至125℃继续反应 4h，即可获得油溶性良好且防锈性能优越的高效咪唑啉型防锈剂。
实施例4
将实施例1制得的高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物T406 按照摩尔比1：0.1进行复配。
实施例5
将实施例2制得的高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物T406、三氮唑类衍生物T551、三氮唑类衍生物T571按照摩尔比3：1：1：1 进行复配。
实施例6
将实施例3中的高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物T551、三氮唑类衍生物T571按照摩尔比2：1：1进行复配。
对比例1：
根据专利CN110256353A中公开的方法合成的咪唑啉型防锈剂。
对比例1制得的咪唑啉型防锈剂与实施例1-3的高效咪唑啉型防锈剂的防锈性、抗氧性与油溶性(80w/90中)的性能对比结果如表1 所示：
表1
实施例4-6中高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物复配的防锈剂防锈性、抗氧性与油溶性(80w/90中)的性能结果如表2所示：
表2
| 产品批号 | 防锈性b | 油溶性 | 旋转氧弹/min |
| T406 | 重锈 | / | ＜300 |
| T551 | 重锈 | / | ＜300 |
| T571 | 重锈 | / | ＜300 |
| 实施例4 | 无锈 | 1％仍澄清 | 700 |
| 实施例5 | 无锈 | 1％仍澄清 | 1150 |
| 实施例6 | 无锈 | 1％仍澄清 | 1130 |
防锈性a：调配0.5％油样，按照GB/T 11143B进行防锈性检测；
防锈性b：调配0.1％油样，按照GB/T 11143B进行防锈性检测；
根据以上结果可以看出：当按照专利CN110256353A合成的咪唑啉型防锈剂时，产品于80w/90中油溶性较差，防锈性以及旋转氧弹测试均不理想；而按照本发明方法制得的高效咪唑啉型防锈剂进行这些性能的测试时，所得的结果均有明显改善，这一结果可以证明：本发明改进的方法是一种高效合成方法，经过该方法改进后可以有效的提高产品的油溶性、防锈性以及抗氧性；同时本发明还通过与三氮唑类衍生物进行复配，能够显著提高咪唑啉型防锈剂的抗氧化性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效咪唑啉型防锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、搭建分水装置，在四口烧瓶中加入称量好的植物油酸，开启搅拌，在氮气保护下开启升温，当温度升至100℃时，开始向反应瓶中滴加多烯多胺，当温度升至140-180℃时，保温反应3-6h；
(2)、然后继续升温至180-260℃，并保温反应3-6h，停止反应，并开始降温，即可得到淡黄色咪唑啉衍生物；
(3)、当温度降至60℃时，向反应瓶中加入十二烯基丁二酸酐，过程中控制反应温度不超过125℃，温度升至125℃继续反应3-4h，即可获得油溶性良好且防锈性能优越的高效咪唑啉型防锈剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌转速为300-400r/min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述多烯多胺为三乙烯四胺。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述多烯多胺与植物油酸的摩尔比为1.1：1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述咪唑啉衍生物的结构式如下：
其中，R1为十七烯基。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述十二烯基丁二酸酐与植物油酸的质量比为植物油酸(1.4-1.9)：1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述高效咪唑啉型防锈剂的结构式如下：
其中，R1为十七烯基，R为十二烯基。
8.将权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得的高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物进行组合应用。
9.根据权利要求8所述的组合应用，其特征在于，所述高效咪唑啉型防锈剂与三氮唑类衍生物的摩尔比为(1-3)：(0.1-3)。
10.根据权利要求9所述的组合应用，其特征在于，所述三氮唑类衍生物选自三氮唑类衍生物T406、三氮唑类衍生物T551、三氮唑类衍生物T571中的一种或多种。
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113698350A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB684640A (en) * | 1949-11-14 | 1952-12-24 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Reaction products of n-acylated polyalkylenepolyamines with alkenyl succinic acids or anhydrides or derivatives thereof |
| US5746946A (en) * | 1995-02-21 | 1998-05-05 | King Idustries, Inc. | Imidazolidinone derivatives as corrosion inhibitors |
| US20110186299A1 (en) * | 2008-09-18 | 2011-08-04 | Tong Eak Pou | Low-Toxicity Biodegradable Corrosion Inhibitors |
| CN106433933A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 广西大学 | 一种铌合金冷镦工艺润滑剂组合物 |
| CN110256353A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-09-20 | 新乡市瑞丰新材料股份有限公司 | 一种咪唑啉型防锈剂的制备方法 |
-
2021
- 2021-07-01 CN CN202110750919.2A patent/CN113698350A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB684640A (en) * | 1949-11-14 | 1952-12-24 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Reaction products of n-acylated polyalkylenepolyamines with alkenyl succinic acids or anhydrides or derivatives thereof |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王成彪 等: "《摩擦学材料及表面工程》", 28 February 2012, 国防工业出版社 * |
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