[发明专利]作为腐蚀抑制剂的水溶性吡唑衍生物

说明书

本发明公开了相对低水生毒性的含氮杂环化合物和使用所述杂环化合物作为腐蚀抑制剂的方法。本方法用于使用吡唑衍生物抑制与水性体系接触的金属表面的腐蚀，并提供增强的对抗水性体系中金属腐蚀的保护。所述方法包含使用通常耐卤素侵蚀的腐蚀抑制剂，并且在氧化性卤素类杀生物剂存在下提供良好的耐腐蚀性。本发明还公开了包含吡唑衍生物的制剂。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2015年5月28日提交的美国临时专利申请第62/167,710号的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及在水性环境中使用杂环化合物作为金属表面的腐蚀抑制剂的方法。

背景技术

由于铜的高导热性和抗微生物性能，铜和铜合金部件通常用于工业体系。铜和铜合金(例如青铜和黄铜)由于保护膜层自然地涂覆铜的表面而具有相对的耐腐蚀性，该保护膜层包括内部的氧化亚铜膜层和外部的氧化铜膜层。在厌氧条件下，这些保护层通常会降低金属表面进一步腐蚀的速度。然而，在某些条件下，铜和铜合金容易被腐蚀。在氧气存在下，在酸性条件下，可能发生铜的氧化和铜(II)离子溶解在水中。

通常将铜腐蚀抑制剂添加到工业水体系中以防止和减少铜从体系表面的溶解。特别地，众所周知，使用含氮化合物如唑类用于抑制铜和铜合金的腐蚀。通常认为氮孤对电子与金属配位，导致形成薄的有机膜层，其保护铜表面远离存在于水性体系中的元素。也已知含氮化合物如唑类从水性溶液中沉淀出铜(II)，从而阻碍了由于铜和其它金属之间的电偶反应而可能发生的腐蚀。

氧化性卤素通常用作工业体系中的杀生物剂，以控制水中的粘液和微生物生长。许多唑类提供的保护膜在氧化性卤素如氯、次氯酸盐和次溴酸盐的存在下侵蚀，降低了腐蚀抑制剂的有效性。此外，由于溶液中的腐蚀抑制剂的卤素侵蚀，在氧化性卤素的存在下，常常会发生铜(II)沉淀减少。因此，在存在氧化性卤素的情况下，通常需要过量或连续注入腐蚀抑制剂以维持有机保护膜。

行业中严重关切由于将毒性腐蚀抑制剂引入环境中所导致的环境污染。尽管许多杂环化合物已经广泛用作腐蚀抑制剂，但许多常用的抗腐蚀剂如苯并三唑及其衍生物是不可生物降解且有毒的。行业正在稳步发展环保型腐蚀抑制剂，其提供优异的抑制活性，同时具有无毒和可生物降解的特性。

抑制金属腐蚀的环保方法对于工业将是有利的。此外，期望提供一种在不存在和存在氧化性卤素剂的情况下提供铜的保护的方法。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供了一种用于抑制与水性体系接触的金属表面的腐蚀的方法。该方法包含向水性体系中加入式(I)化合物，

其中X选自由以下组成的群组：-OH、-NH₂、-SH和卤素；

Y选自由以下组成的群组：-CR⁴和氮；

R¹和R²形成六元芳环，或者R¹和R²各自相同或不同，并且选自由以下组成的群组：氢、芳基、杂芳基、C₁-C₁₆烷基、C₂-C₁₆烯基、C₂-C₁₆炔基、C₃-C₈环烷基、苄基、烷基杂芳基、卤素、卤代烷基、氨基、氨基烷基、氰基、羟基、烷氧基、硫醇、烷硫基、羰基、硝基、磷酰基、膦酰基和磺酰基；