CN116397232A - 水溶性缓蚀剂及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油化工技术领域，更具体地，涉及一种水溶性缓蚀剂及其合成方法。包括以下重量份数的原料：100‑120份去离子水、80‑100份脂肪酸酰胺类缓蚀剂、10‑20份中和剂；所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂由长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺三种成份按照40‑50%:20‑25%:30‑35%的重量比例在高温下脱水而成。本发明所得产品具有良好的水溶性以及具有优异的防腐性能。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，更具体地，涉及一种水溶性缓蚀剂及其合成方法。
背景技术
金属腐蚀是指金属与周围环境的水分、氧气等其他物质发生反应而导致金属的性能和功能发生改变，金属腐蚀会导致构件破坏、设备故障、能源损失等问题，对工业生产和人们的生活造成极大的损失。而缓蚀剂作为一种有效防止金属腐蚀的化学物质，因其具有使用简便，经济实惠等优点而被广泛用于石油化工、船舶制造、汽车制造、钢铁冶炼领域的金属防腐举措。
随着国家对环保的重视力度加大，人们对环保意识的增强，水溶性缓蚀剂已成为未来发展的主流趋势之一；水溶性缓蚀剂是一种可以溶于水的缓蚀剂，相比于传统的有机溶剂缓蚀剂，它在环保和安全方面具有着更大的优势，尽管水溶性缓蚀剂具有着较多的优势，但仍然存在着一定的问题，从而影响着水溶性缓蚀剂在现实生活中的应用。
目前，水溶性缓蚀剂存在着水溶性与防腐蚀性能难以兼顾等问题。
发明内容
本发明的水溶性缓蚀剂主要应用于石油化工生产装置，包括常减压、加氢裂化、加氢精致、乙烯工艺水、催化裂化等装置塔顶冷凝冷却系统的腐蚀防护，防止塔顶硫化氢、氯化氢、二氧化碳酸性气体在冷凝于水中产生的腐蚀问题。
本发明的目的是提供一种水溶性缓蚀剂。
本发明的另一个目的是提供一种水溶性缓蚀剂的合成方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种水溶性缓蚀剂，包括以下重量份数的原料：
100-120份去离子水、80-100份脂肪酸酰胺类缓蚀剂、10-20份中和剂；
所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂由长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺三种成份按照35-45％:15-25％:25-35％的重量比例在高温下脱水而成；
其中，所述长链脂肪酸选自十八碳六烯酸或二十碳五烯酸中的一种；
所述短链脂肪酸选自异丁酸、丙酸以及戊酸中的任意一种；
所述多乙烯多胺选自四乙烯五胺或三乙烯四胺中或两种混合；
所述中和剂由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成。
上述技术方案通过长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺高温脱水缩合制得肪酸酰胺类的缓蚀剂，而短链脂肪酸酰胺分子链可以和长链脂肪酸酰胺分子链相互交错，从而减小长链脂肪酸酰胺分子的空间位阻，促使分子链之间能够互相紧密靠拢，从而提升分子间的物理吸附能力和范德华力，从而提升水溶性缓蚀剂的吸附能力，能够紧密地吸附在金属表面，从而提升缓蚀剂的防腐能力；其次，肪酸酰胺类的缓蚀剂分子中含有一定量的双键，双键可以有效地舒展脂肪酸酰胺类的缓蚀剂分子链，使其能够更好地平铺吸附在金属表面，从而提升防腐性能，同时双键的存在也使得缓蚀剂具有一定的耐水性，从而提升其使用寿命；最后，采用多乙烯多胺与脂肪酸脱水反应，通过引入大量的胺基亲水基团，保证缓蚀剂的水溶性的同时增多的胺基基团也会与金属表面的羟基反应，增强缓蚀剂在金属表面的附着力。
上述技术方案由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成的中和剂，可以有效的中和脂肪酸酰胺类缓蚀剂在一定程度下分解释放的有机酸，从而有效防止这些有机酸对缓蚀剂和金属的影响，提升缓蚀剂的防腐性能，同时，中和剂可以与金属离子形成络合物，一方面可以减少金属离子对金属腐蚀的影响，另一方面形成的络合物会起到隔层的作用，从而提升缓蚀剂的防腐效果。
进一步的，所述水溶性缓蚀剂还包括去离子水质量5-10％的磷酸钠，以及和所述磷酸钠等质量的钼酸钠。
上述技术方案通过加入磷酸钠和钼酸钠，两者能够相互协同作用，能够与金属离子形成钝化膜，由于钝化膜并不是十分致密的，因此脂肪酸酰胺类缓蚀剂作为吸附型缓蚀剂，可以吸附在钝化膜的间隙中，使得整体薄膜变得完整且致密，从而提升水溶性缓蚀剂的防腐性能。
进一步的，所述水溶性缓蚀剂还包括去离子水质量1-3％的海藻酸盐；所述海藻酸盐为硫酸化海藻酸盐。
上述技术方案通过加入海藻酸盐并对海藻酸盐硫酸化，使得海藻酸盐带负电能够更好地吸附金属阳离子，既可以起到杀菌作用同时可以减少金属离子对金属的影响，并且因为硫酸化而引入亲水基团，使得海藻酸盐具有更好地水溶性。
进一步的，所述海藻酸盐选自海藻酸钠或海藻酸镁中的一种。
进一步的，所述海藻酸盐通过壳聚糖进行改性而成。
上述技术方案通过壳聚糖改性复合海藻酸盐，一方面可以增强海藻酸盐的水溶性，另一方面聚糖改性复合海藻酸盐具有缓释性能，因而可以在在一定时间内稳定地释放缓蚀剂，不断地形成保护膜，从而延长缓蚀剂的作用时间。
进一步的，所述水溶性缓蚀剂还包括脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量0.3-0.5％的消泡剂。
进一步的，所述消泡剂选自乙二醇单丁醚类消泡剂；所述乙二醇单丁醚类消泡剂选自乙二醇单丁醚、甘油丁醚乙醚、三乙二醇单丁醚中的任意一种。
一种水溶性缓蚀剂的合成方法，具体包括以下制备步骤：
(1)将长链脂肪酸、短链脂肪酸加入到去离子水中，在惰性气体气氛下加入多乙烯多胺，然后升温回流，升温至120-180℃下反应5h，然后再加入催化剂，降温至60-80℃反应4h后，即得脂肪酸酰胺类缓蚀剂；
(2)将(1)中的脂肪酸酰胺类缓蚀剂加入到去离子水中，搅拌混合后，加入中和剂，搅拌升温至80-90℃后，即得水溶性缓蚀剂。
进一步的，所述步骤(1)中惰性气体选自氮气、氦气以及氩气中的任意一种。
进一步的，所述步骤(1)中催化剂选自1-乙基-3-甲基咪唑乙酸钠或乙基三硫代磷酸铵中的任意一种。
有益效果：
(1)本技术方案通过长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺高温脱水缩合制得肪酸酰胺类的缓蚀剂，而短链脂肪酸酰胺分子链可以和长链脂肪酸酰胺分子链相互交错，从而减小长链脂肪酸酰胺分子的空间位阻，促使分子链之间能够互相紧密靠拢，从而提升分子间的物理吸附能力和范德华力，从而提升水溶性缓蚀剂的吸附能力，能够紧密地吸附在金属表面，从而提升缓蚀剂的防腐能力；其次，肪酸酰胺类的缓蚀剂分子中含有一定量的双键，双键可以有效地舒展脂肪酸酰胺类的缓蚀剂分子链，使其能够更好地平铺吸附在金属表面，从而提升防腐性能，同时双键的存在也使得缓蚀剂具有一定的耐水性，从而提升其使用寿命；最后，采用多乙烯多胺与脂肪酸脱水反应，通过引入大量的胺基亲水基团，保证缓蚀剂的水溶性的同时增多的胺基基团也会与金属表面的羟基反应，增强缓蚀剂在金属表面的附着力。
本技术方案由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成的中和剂，可以有效的中和脂肪酸酰胺类缓蚀剂在一定程度下分解释放的有机酸，从而有效防止这些有机酸对缓蚀剂和金属的影响，提升缓蚀剂的防腐性能，同时，中和剂可以与金属离子形成络合物，一方面可以减少金属离子对金属腐蚀的影响，另一方面形成的络合物会起到隔层的作用，从而提升缓蚀剂的防腐效果。
(2)本技术方案通过加入磷酸钠和钼酸钠，两者能够相互协同作用，能够与金属离子形成钝化膜，由于钝化膜并不是十分致密的，因此脂肪酸酰胺类缓蚀剂作为吸附型缓蚀剂，可以吸附在钝化膜的间隙中，使得整体薄膜变得完整且致密，从而提升水溶性缓蚀剂的防腐性能。
(3)本技术方案通过加入海藻酸盐并对海藻酸盐硫酸化，使得海藻酸盐带负电能够更好地吸附金属阳离子，既可以起到杀菌作用同时可以减少金属离子对金属的影响，并且因为硫酸化而引入亲水基团，使得海藻酸盐具有更好地水溶性。
(4)本技术方案通过壳聚糖改性复合海藻酸盐，一方面可以增强海藻酸盐的水溶性，另一方面聚糖改性复合海藻酸盐具有缓释性能，因而可以在在一定时间内稳定地释放缓蚀剂，不断地形成保护膜，从而延长缓蚀剂的作用时间。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
制备壳聚糖改性海藻酸盐：
按重量份数依次称取：10份海藻酸盐、8份壳聚糖、80份去离子水；
将海藻酸盐加入去离子水中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合30min，再分4次加入壳聚糖，调节pH为7.0，并以温度为60℃的条件下继续搅拌50min后，即得壳聚糖改性海藻酸盐溶液；所述海藻酸盐为硫酸化海藻酸盐；所述海藻酸盐选自海藻酸钠；
制备脂肪酸酰胺类缓蚀剂：
将长链脂肪酸、短链脂肪酸加入到去离子水中，用搅拌器以600r/min转速搅拌混合30min，然后在惰性气体气氛下加入多乙烯多胺，再进行升温回流，升温至150℃下反应5h，然后再加入催化剂，降温至70℃反应4h后，即得脂肪酸酰胺类缓蚀剂；所述惰性气体选自氮气；所述催化剂选自1-乙基-3-甲基咪唑乙酸钠；所述长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺的重量比例为45％:25％:30％；所述去离子水的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的50％；所述催化剂的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的1％；所述长链脂肪酸选自十八碳六烯酸；短链脂肪酸选自异丁酸；所述多乙烯多胺选自四乙烯五胺；
制备水溶性缓蚀剂：
按质量分数依次称取：110份去离子水、90份上述制备的脂肪酸酰胺类缓蚀剂、15份中和剂；
将脂肪酸酰胺类缓蚀剂加入到去离子水中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合40min后，再加入中和剂，升温至85℃继续搅拌30min，然后加入磷酸钠、钼酸钠以及海藻酸盐，于超声频率为300kHz条件下，超声分散40min，最后加入消泡剂，搅拌20min后即得水溶性缓蚀剂；所述中和剂选自N,N-二甲基乙胺；所述磷酸钠的质量为离子水质量的8％；所述钼酸钠的质量与所述磷酸钠的质量相等；所述海藻酸盐为上述制备的壳聚糖改性海藻酸盐溶液；所述海藻酸盐的质量为去离子水质量的2％；所述消泡剂的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的0.4％；所述消泡剂选自乙二醇单丁醚类消泡剂；所述乙二醇单丁醚类消泡剂选自乙二醇单丁醚。
实施例2
制备壳聚糖改性海藻酸盐：
按重量份数依次称取：8份海藻酸盐、6份壳聚糖、75份去离子水；
将海藻酸盐加入去离子水中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合30min，再分3次加入壳聚糖，调节pH为7.0，并以温度为50℃的条件下继续搅拌50min后，即得壳聚糖改性海藻酸盐溶液；所述海藻酸盐为硫酸化海藻酸盐；所述海藻酸盐选自海藻酸镁；
制备脂肪酸酰胺类缓蚀剂：
将长链脂肪酸、短链脂肪酸加入到去离子水中，用搅拌器以600r/min转速搅拌混合30min，然后在惰性气体气氛下加入多乙烯多胺，再进行升温回流，升温至120℃下反应5h，然后再加入催化剂，降温至60℃反应4h后，即得脂肪酸酰胺类缓蚀剂；所述惰性气体选自氦气；所述催化剂选自乙基三硫代磷酸铵；所述长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺的重量比例为40％:25％:35％；所述去离子水的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的40％；所述催化剂的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的1％；所述长链脂肪酸选自二十碳五烯酸；短链脂肪酸选自丙酸；所述多乙烯多胺选自三乙烯四胺；
制备水溶性缓蚀剂：
按质量分数依次称取：100份去离子水、80份上述制备的脂肪酸酰胺类缓蚀剂、10份中和剂；
将脂肪酸酰胺类缓蚀剂加入到去离子水中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合40min后，再加入中和剂，升温至80℃继续搅拌30min，然后加入磷酸钠、钼酸钠以及海藻酸盐，于超声频率为300kHz条件下，超声分散40min，最后加入消泡剂，搅拌20min后即得水溶性缓蚀剂；所述中和剂选自丙醇胺；所述磷酸钠的质量为离子水质量的5％；所述钼酸钠的质量与所述磷酸钠的质量相等；所述海藻酸盐为上述制备的壳聚糖改性海藻酸盐溶液；所述海藻酸盐的质量为去离子水质量的1％；所述消泡剂的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的0.3％；所述消泡剂选自乙二醇单丁醚类消泡剂；所述乙二醇单丁醚类消泡剂选自甘油丁醚乙醚。
实施例3
制备壳聚糖改性海藻酸盐：
按重量份数依次称取：12份海藻酸盐、10份壳聚糖、85份去离子水；
将海藻酸盐加入去离子水中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合30min，再分5次加入壳聚糖，调节pH为7.0，并以温度为70℃的条件下继续搅拌50min后，即得壳聚糖改性海藻酸盐溶液；所述海藻酸盐为硫酸化海藻酸盐；所述海藻酸盐选自海藻酸钠；
制备脂肪酸酰胺类缓蚀剂：
将长链脂肪酸、短链脂肪酸加入到去离子水中，用搅拌器以600r/min转速搅拌混合30min，然后在惰性气体气氛下加入多乙烯多胺，再进行升温回流，升温至180℃下反应5h，然后再加入催化剂，降温至80℃反应4h后，即得脂肪酸酰胺类缓蚀剂；所述惰性气体选自氩气；所述催化剂选自乙基三硫代磷酸铵；所述长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺的重量比例为50％:20％:30％；所述去离子水的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的60％；所述催化剂的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的1％；所述长链脂肪酸选自十八碳六烯酸；短链脂肪酸选自戊酸；所述多乙烯多胺选自四乙烯五胺；
制备水溶性缓蚀剂：
按质量分数依次称取：120份去离子水、100份上述制备的脂肪酸酰胺类缓蚀剂、20份中和剂；
将脂肪酸酰胺类缓蚀剂加入到去离子水中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合40min后，再加入中和剂，升温至90℃继续搅拌30min，然后加入磷酸钠、钼酸钠以及海藻酸盐，于超声频率为300kHz条件下，超声分散40min，最后加入消泡剂，搅拌20min后即得水溶性缓蚀剂；所述中和剂选自乙二胺；所述磷酸钠的质量为离子水质量的10％；所述钼酸钠的质量与所述磷酸钠的质量相等；所述海藻酸盐为上述制备的壳聚糖改性海藻酸盐溶液；所述海藻酸盐的质量为去离子水质量的3％；所述消泡剂的质量为脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量的0.5％；所述消泡剂选自乙二醇单丁醚类消泡剂；所述乙二醇单丁醚类消泡剂选自三乙二醇单丁醚。
实施例4
本实施例与实施例1相比，区别在于：所述中和剂由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的两种复配形成，本实施例中所述中和剂由N,N-二甲基乙胺和乙二胺复配而成；其余条件不变。
实施例5
本实施例与实施例1相比，区别在于：
所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂由长链脂肪酸、短链脂肪酸、四乙烯五胺、多乙烯多胺四种原料按照40-50％:20-25％:20-25％:10-15％的重量比例在高温下脱水而成；所述多乙烯多胺选自三乙烯四胺；其余条件不变。
实施例6
本实施例与实施例1相比，区别在于：未添加磷酸钠，其余条件不变。
实施例7
本实施例与实施例1相比，区别在于：未添加钼酸钠，其余条件不变。
实施例8
本实施例与实施例1相比，区别在于：未添加磷酸钠和钼酸钠，其余条件不变。
实施例9
本实施例与实施例1相比，区别在于：未添加海藻酸盐，其余条件不变。
实施例10
本实施例与实施例1相比，区别在于：所述海藻酸盐未进行硫酸化处理，其余条件不变。
实施例11
本实施例与实施例1相比，区别在于：所述海藻酸盐没通过壳聚糖进行改性，其余条件不变。
实施例12
本实施例与实施例1相比，区别在于：未添加消泡剂，其余条件不变。
对比例1
本对比例与实施例1相比，区别在于：在所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂的制备过程中，未添加短链脂肪酸；所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂由长链脂肪酸、多乙烯多胺四种原料按照40-50％:10-15％的重量比例在高温下脱水而成；其余条件不变。
对比例2
本对比例与实施例1相比，区别在于：未添加中和剂，其余条件不变。
对实施例1-12及对比例1-2所得产品进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：
测试前处理：选用N80钢片(10cm*5cm*0.15cm)作为金属基材，先通过丙酮试剂中超声脱脂，再依次使用280#、600#、800#的砂纸逐级打磨平整，然后用去离子水以及无水乙醇各自清洗两遍后进行干燥；
缓蚀效率测试：通过国标GB/T35509-2017《油气田缓蚀剂的应用和评价》来测试缓蚀效率；缓蚀效率等于不加缓蚀剂时的腐蚀速度减去加缓蚀剂后的腐蚀速度所得的差值与不加缓蚀剂时的腐蚀速度的比值的百分数；
溶解性测试：根据国标GB/T 6324.1测定缓蚀剂的水溶性；
具体测试结果如表1所示；
表1：产品性能测试结果
由表1测试结果可知，本发明所得产品具有良好的水溶性以及具有优异的防腐性能。
例如，在本发明中，提供了一种水溶性缓蚀剂，包括以下重量份数的原料：
100-120份去离子水、80-100份脂肪酸酰胺类缓蚀剂、10-20份中和剂；
所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂由长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺三种成份按照35-45％:15-25％:25-35％的重量比例在高温下脱水而成；
其中，所述长链脂肪酸选自十八碳六烯酸或二十碳五烯酸中的一种；
所述短链脂肪酸选自异丁酸、丙酸以及戊酸中的任意一种；
所述多乙烯多胺选自四乙烯五胺或三乙烯四胺中或两种混合；
所述中和剂由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成。
上述技术方案通过长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺高温脱水缩合制得肪酸酰胺类的缓蚀剂，而短链脂肪酸酰胺分子链可以和长链脂肪酸酰胺分子链相互交错，从而减小长链脂肪酸酰胺分子的空间位阻，促使分子链之间能够互相紧密靠拢，从而提升分子间的物理吸附能力和范德华力，从而提升水溶性缓蚀剂的吸附能力，能够紧密地吸附在金属表面，从而提升缓蚀剂的防腐能力；其次，肪酸酰胺类的缓蚀剂分子中含有一定量的双键，双键可以有效地舒展脂肪酸酰胺类的缓蚀剂分子链，使其能够更好地平铺吸附在金属表面，从而提升防腐性能，同时双键的存在也使得缓蚀剂具有一定的耐水性，从而提升其使用寿命；最后，采用多乙烯多胺与脂肪酸脱水反应，通过引入大量的胺基亲水基团，保证缓蚀剂的水溶性的同时增多的胺基基团也会与金属表面的羟基反应，增强缓蚀剂在金属表面的附着力。
上述技术方案由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成的中和剂，可以有效的中和脂肪酸酰胺类缓蚀剂在一定程度下分解释放的有机酸，从而有效防止这些有机酸对缓蚀剂和金属的影响，提升缓蚀剂的防腐性能，同时，中和剂可以与金属离子形成络合物，一方面可以减少金属离子对金属腐蚀的影响，另一方面形成的络合物会起到隔层的作用，从而提升缓蚀剂的防腐效果。
进一步的，所述水溶性缓蚀剂还包括去离子水质量5-10％的磷酸钠，以及和所述磷酸钠等质量的钼酸钠。
上述技术方案通过加入磷酸钠和钼酸钠，两者能够相互协同作用，能够与金属离子形成钝化膜，由于钝化膜并不是十分致密的，因此脂肪酸酰胺类缓蚀剂作为吸附型缓蚀剂，可以吸附在钝化膜的间隙中，使得整体薄膜变得完整且致密，从而提升水溶性缓蚀剂的防腐性能。
进一步的，所述水溶性缓蚀剂还包括去离子水质量1-3％的海藻酸盐；所述海藻酸盐为硫酸化海藻酸盐。
上述技术方案通过加入海藻酸盐并对海藻酸盐硫酸化，使得海藻酸盐带负电能够更好地吸附金属阳离子，既可以起到杀菌作用同时可以减少金属离子对金属的影响，并且因为硫酸化而引入亲水基团，使得海藻酸盐具有更好地水溶性。
进一步的，所述海藻酸盐选自海藻酸钠或海藻酸镁中的一种。
进一步的，所述海藻酸盐通过壳聚糖进行改性而成。
上述技术方案通过壳聚糖改性复合海藻酸盐，一方面可以增强海藻酸盐的水溶性，另一方面聚糖改性复合海藻酸盐具有缓释性能，因而可以在在一定时间内稳定地释放缓蚀剂，不断地形成保护膜，从而延长缓蚀剂的作用时间。
进一步的，所述水溶性缓蚀剂还包括脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量0.3-0.5％的消泡剂。
进一步的，所述消泡剂选自乙二醇单丁醚类消泡剂；所述乙二醇单丁醚类消泡剂选自乙二醇单丁醚、甘油丁醚乙醚、三乙二醇单丁醚中的任意一种。
一种水溶性缓蚀剂的合成方法，具体包括以下制备步骤：
(1)将长链脂肪酸、短链脂肪酸加入到去离子水中，在惰性气体气氛下加入多乙烯多胺，然后升温回流，升温至120-180℃下反应5h，然后再加入催化剂，降温至60-80℃反应4h后，即得脂肪酸酰胺类缓蚀剂；
(2)将(1)中的脂肪酸酰胺类缓蚀剂加入到去离子水中，搅拌混合后，加入中和剂，搅拌升温至80-90℃后，即得水溶性缓蚀剂。
进一步的，所述步骤(1)中惰性气体选自氮气、氦气以及氩气中的任意一种。
进一步的，所述步骤(1)中催化剂选自1-乙基-3-甲基咪唑乙酸钠或乙基三硫代磷酸铵中的任意一种。
有益效果：
(1)本技术方案通过长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺高温脱水缩合制得肪酸酰胺类的缓蚀剂，而短链脂肪酸酰胺分子链可以和长链脂肪酸酰胺分子链相互交错，从而减小长链脂肪酸酰胺分子的空间位阻，促使分子链之间能够互相紧密靠拢，从而提升分子间的物理吸附能力和范德华力，从而提升水溶性缓蚀剂的吸附能力，能够紧密地吸附在金属表面，从而提升缓蚀剂的防腐能力；其次，肪酸酰胺类的缓蚀剂分子中含有一定量的双键，双键可以有效地舒展脂肪酸酰胺类的缓蚀剂分子链，使其能够更好地平铺吸附在金属表面，从而提升防腐性能，同时双键的存在也使得缓蚀剂具有一定的耐水性，从而提升其使用寿命；最后，采用多乙烯多胺与脂肪酸脱水反应，通过引入大量的胺基亲水基团，保证缓蚀剂的水溶性的同时增多的胺基基团也会与金属表面的羟基反应，增强缓蚀剂在金属表面的附着力。
本技术方案由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成的中和剂，可以有效的中和脂肪酸酰胺类缓蚀剂在一定程度下分解释放的有机酸，从而有效防止这些有机酸对缓蚀剂和金属的影响，提升缓蚀剂的防腐性能，同时，中和剂可以与金属离子形成络合物，一方面可以减少金属离子对金属腐蚀的影响，另一方面形成的络合物会起到隔层的作用，从而提升缓蚀剂的防腐效果。
(2)本技术方案通过加入磷酸钠和钼酸钠，两者能够相互协同作用，能够与金属离子形成钝化膜，由于钝化膜并不是十分致密的，因此脂肪酸酰胺类缓蚀剂作为吸附型缓蚀剂，可以吸附在钝化膜的间隙中，使得整体薄膜变得完整且致密，从而提升水溶性缓蚀剂的防腐性能。
(3)本技术方案通过加入海藻酸盐并对海藻酸盐硫酸化，使得海藻酸盐带负电能够更好地吸附金属阳离子，既可以起到杀菌作用同时可以减少金属离子对金属的影响，并且因为硫酸化而引入亲水基团，使得海藻酸盐具有更好地水溶性。
(4)本技术方案通过壳聚糖改性复合海藻酸盐，一方面可以增强海藻酸盐的水溶性，另一方面聚糖改性复合海藻酸盐具有缓释性能，因而可以在在一定时间内稳定地释放缓蚀剂，不断地形成保护膜，从而延长缓蚀剂的作用时间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
100-120份去离子水、80-100份脂肪酸酰胺类缓蚀剂、10-20份中和剂；
所述脂肪酸酰胺类缓蚀剂由长链脂肪酸、短链脂肪酸、多乙烯多胺三种成份按照40-50%:20-25%:30-35%的重量比例在高温下脱水而成；
其中，所述长链脂肪酸选自十八碳六烯酸或二十碳五烯酸中的一种；
所述短链脂肪酸选自异丁酸、丙酸以及戊酸中的任意一种；
所述多乙烯多胺选自四乙烯五胺或三乙烯四胺中的一种或两种混合；
所述中和剂由N,N-二甲基乙胺，丙醇胺、乙二胺、二甲基乙醇胺中的任意一种或两种复配形成。
2.根据权利要求1所述的一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述水溶性缓蚀剂还包括去离子水质量5-10%的磷酸钠，以及和所述磷酸钠等质量的钼酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述水溶性缓蚀剂还包括去离子水质量1-3%的海藻酸盐；所述海藻酸盐为硫酸化海藻酸盐。
4.根据权利要求3所述的一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述海藻酸盐选自海藻酸钠或海藻酸镁中的一种。
5.根据权利要求3和4所述的一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述海藻酸盐通过壳聚糖进行改性而成。
6.根据权利要求1所述的一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述水溶性缓蚀剂还包括脂肪酸酰胺类缓蚀剂质量0.3-0.5%的消泡剂。
7.根据权利要求6所述的一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述消泡剂选自乙二醇单丁醚类消泡剂；所述乙二醇单丁醚类消泡剂选自乙二醇单丁醚、甘油丁醚乙醚、三乙二醇单丁醚中的任意一种。
8.一种如权利要求1-7所述的一种水溶性缓蚀剂的合成方法，其特征在于，具体包括以下制备步骤：
（1）将长链脂肪酸、短链脂肪酸加入到去离子水中，在惰性气体气氛下加入多乙烯多胺，然后升温回流，升温至120-180℃下反应5h，然后再加入催化剂，降温至60-80℃反应4h后，即得脂肪酸酰胺类缓蚀剂；
（2）将（1）中的脂肪酸酰胺类缓蚀剂加入到去离子水中，搅拌混合后，加入中和剂，搅拌升温至80-90℃后，即得水溶性缓蚀剂。
9.根据权利要求8所述的一种水溶性缓蚀剂的合成方法，其特征在于，所述步骤（1）中惰性气体选自氮气、氦气以及氩气中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的一种水溶性缓蚀剂的合成方法，其特征在于，所述步骤（1）中催化剂选自1-乙基-3-甲基咪唑乙酸钠或乙基三硫代磷酸铵中的任意一种。
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