[发明专利]2，3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱缓蚀剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种2,3‑噻吩二甲醛缩2‑氨基芴希夫碱缓蚀剂的制备方法及其应用。该希夫碱缓蚀剂是由2,3‑噻吩二甲醛与2‑氨基芴缩合的产物及水组成的溶液。从结构上看，该希夫碱存在较大的π‑π共轭，且含有S原子，故具有更多的活性位点，在金属表面的吸附能力更强，能在碳钢表面形成致密的缓蚀膜，从而有效的抑制碳钢的腐蚀。本发明制备简单、使用方便、绿色环保、使用范围广，制备的缓蚀剂在模拟循环水中对20#碳钢具有良好的缓蚀性能。

技术领域

本发明属于抑制碳钢在循环冷却水中腐蚀的新型有机缓蚀剂领域，特别涉及一种2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱缓蚀剂的制备方法及其应用。

背景技术

过去几十年来耐腐蚀合金不断发展，但其应用率仍然处于较低的水平，碳钢仍构成了工业设施设备中99％的应用率。低碳钢因其具有延展性、低拉伸强度、廉价且易于成型的特点，成为在石油、天然气、酸洗、循环冷却水系统等领域中应用最广泛的钢材。然而碳钢结构中含有非金属材料，导致碳钢容易发生腐蚀，造成资源的浪费和工业设备的巨大破坏，使设备报废。因此，为了改善碳钢腐蚀问题，科研工作者们投入了大量的精力，通过尝试各种技术来减缓碳钢的腐蚀。目前防腐技术主要有通过向环境中添加缓蚀剂、阴极保护、涂覆保护涂层、添加元素使碳钢合金化和控制微观结构。在这些方法中，添加缓蚀剂是最灵活的腐蚀控制手段，因为它具有可以在不破坏碳钢结构的情况下实现原位变化，并且可能控制内部和外部腐蚀的优点。

循环冷却水是工业用水中的用水大项，在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业，循环冷却水的用量占企业用水总量的50-90％。由于循环冷却水中溶解的氧、存在的氯离子、硫酸根离子、微生物会引起设备管壁腐蚀穿孔，形成渗漏，影响安全生产。在设备管道中添加缓蚀剂可以在金属表面形成缓蚀膜层，从而抑制腐蚀介质对金属设备的腐蚀。因此添加缓蚀剂，成为循环冷却水防止有害离子对设备管道腐蚀的首选方法。

到目前为止，单希夫碱缓蚀剂的合成已经进行了大量的工作，双希夫碱缓蚀剂的合成及性能研究工作还有待深入进行。对比单希夫碱，双希夫碱的结构中含有两个-C＝N-基团，可引入更多的O、N、S等杂原子进入双希夫碱结构中，使之具有更多的活性位点，在碳钢表面的吸附能力更强，双希夫碱更具备成为高效缓蚀剂的可能性。本发明公开了一种2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱缓蚀剂的制备方法。所述方法是以2,3-噻吩二甲醛和2-氨基芴为原料，以冰醋酸为催化剂，经溶液法，制备2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱，再配制成2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱水溶液，即为缓蚀剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、绿色环保、经济的2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱缓蚀剂的制备方法及其应用。该缓蚀剂能在循环冷却水中吸附在20#碳钢表面，形成缓蚀膜，从而达到抑制碳钢在循环冷却水中腐蚀的作用，该缓蚀剂有望取代现有的严重污染环境的含磷缓蚀剂。

制备2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱缓蚀剂的具体步骤为：

(1)分别称取0.35～0.40g 2-氨基芴和0.10～0.16g 2,3-噻吩二甲醛溶于15～16mL无水乙醇和10～12mL无水乙醇，制得2-氨基芴乙醇溶液和2,3-噻吩二甲醛乙醇溶液；先将2-氨基芴乙醇溶液置于50mL三口烧瓶中，加入2～4滴冰醋酸作为催化剂，再加入2,3-噻吩二甲醛乙醇溶液，然后将三口烧瓶置于恒温水浴锅，匀速磁力搅拌，温度设置为45℃并进行氮气保护，反应开始后溶液由澄清逐渐变浑浊，颜色逐渐变红，最后逐渐有砖红色沉淀析出，整个反应过程用TLC点板跟踪，展开剂为体积比为1:3的乙酸乙酯和石油醚的混合物，6～7小时后，点板不再有2,3-噻吩二甲醛存在，停止反应，获得含2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱的溶液。

(2)将步骤(1)所得含2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱的溶液，冷却降至室温，减压抽滤，并不断用无水乙醇淋洗滤饼，去除多余的2-氨基芴和冰醋酸，将产物进行真空干燥，制得2,3-噻吩二甲醛缩2-氨基芴希夫碱固体。