[发明专利]一种抗高浓度酸液腐蚀和抗磨损的缓蚀润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗高浓度酸液腐蚀和抗磨损的缓蚀润滑剂及其制备方法，属于有机化工制备领域。

背景技术

防腐蚀与润滑是两个不同领域的研究课题。油气田的油气管线及其他设备多采用钢铁制作，这些材质抗酸性腐蚀性普遍较差，目前国内外在抗酸性腐蚀方面依然是一个技术难题；同时，油气田润滑剂的发展也存在很多问题，或成本高，或污染环境。因此，研发一种多功能的具有良好的缓蚀润滑效果、绿色环保的新型缓蚀润滑剂，对发展一剂多用，减少化学添加剂的使用，降低成本，提高经济效益将具有重要意义，同时对石油钻探工业中缓蚀和润滑学科的发展产生良好的促进作用，对发展多功能的油田化学品添加剂具有较好的参考意义。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有缓蚀效率高，润滑性能好特点的抗高浓度酸液腐蚀和抗磨损的缓蚀润滑剂及其制备方法。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种抗高浓度酸液腐蚀和抗磨损的缓蚀润滑剂，其特征在于：抗高浓度酸液腐蚀和抗磨损的缓蚀润滑剂为氯化乙氧甲酰基-2-氨基（1-R₁基-2- R₂基-3-氧代n基）-5-苯基噻唑铵，其结构式如下： 

                                                 

结构式中R₁，R₂，R₃为H、烷基或苯基。

上述抗高浓度酸液腐蚀和抗磨损的缓蚀润滑剂的制备方法包括以下步骤：

第一步：中间体2-氨基-5-苯基噻唑合成；

在一个装有温度计、搅拌器和球形冷凝管的三颈瓶中按摩尔比为n_硫脲：n_酮：n_碘=1～1.5:1～1.2:1的比值加入硫脲、苯乙酮和单质碘，再加入适量无水甲醇作溶剂使硫脲、苯乙酮和单质碘溶解，然后升温至60~80℃加热回流4h，趁热将反应液倒入适量热水中，恒温搅拌15min后，趁热抽滤，以除去反应中生成的杂质，滤液用无水乙醚萃取三次，合并水层；再向其中加入适量饱和的氢氧化钠溶液，调节其pH值至8左右，将溶液冷却至室温，此时有大量淡黄色固体析出，抽滤得到粗产品；粗产物用无水乙醇进行重结晶，产物呈淡黄色或白色针状结晶，即中间体2-氨基-5-苯基噻唑，干燥后称重；

第二步：合成缓蚀润滑剂成品

按摩尔比为n_{噻唑中间体}：n_酮：n_醛=1:1:1～1.5的比值将噻唑中间体、苯乙酮和苯甲醛加入到三口烧瓶中，再加入体积比为4:1的无水乙醇和水作溶剂，然后称取质量分数0.5%的碘加入反应烧瓶中，升温至82℃加热回流12h，加入氯乙酸乙酯季铵化，升温至90℃搅拌回流，保持反应10h，反应完成后除去溶剂，得到粗产物，用乙醇或乙醇、丙酮的混合溶剂重结晶提纯，干燥即得到最终产物，即缓蚀润滑剂成品。

以化学结构式描述的本发明的工艺路线为：

（1）2-氨基-5-苯基噻唑合成：

 

（2）合成缓蚀润滑剂成品

 

结构式中R₁，R₂，R₃为H、烷基或苯基。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的缓蚀润滑剂是以噻唑杂环作为芳香胺类，与芳香醛酮反应生成曼尼希碱，最后季铵化得到产物。本发明缓蚀润滑剂属于氮杂环类化合物，从噻唑衍生物的分子结构来看，分子中不但含有 N、S、O 等活性较高的电负性原子，易形成氢键、与金属离子配位以及π-π堆积、静电和疏水作用等多种非共价键相互作用，具有强的分子内电子转移特性，而且杂环具有平面共轭体系结构，从结构上具备作为优良缓蚀润滑剂的特点。噻唑环上的N、S杂原子吸附于金属表面形成多个吸附中心，直接与金属表面发生吸附，从而起到阻止金属表面与外界接触而起到抗腐蚀和磨损的作用。