[发明专利]一种月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂及其制备方法，属于缓蚀剂生产技术领域。本发明通过将癸二酸和四乙烯五胺在二甲苯存在的条件下加热反应，然后向反应体系中加入月桂酸并升温进行酰胺化反应，待月桂酸参与的酰胺化反应结束后再次升温进行成环化反应制得月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂。本发明的月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂属于绿色缓蚀剂，低毒环保，具有良好的缓蚀作用，且在常温下流动性好，微溶于水，易溶于有机溶剂。

技术领域

本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

咪唑啉缓蚀剂是一种常用于酸化环境的绿色缓蚀剂，具有抑制金属腐蚀、减缓腐蚀速率等功能。咪唑啉缓蚀剂属于吸附膜型缓蚀剂，咪唑啉分子具有极性基团和非极性基团。极性基团主要是由氮元素起吸附作用，吸附在金属表面。非极性基团主要为长碳链的疏水基团，能在金属与溶液之间形成一层疏水膜，可以防止金属表面的腐蚀发生。

咪唑啉缓蚀剂主要由脂肪酸、多胺等原料来合成制备，在化学结构式中，具有一个或多个咪唑啉环，咪唑啉环为五元环，其中两个氮原子可以提供孤电子对与铁原子的空轨道形成配位键，从而增强缓蚀剂分子与金属之间的吸附能力，使缓蚀剂分子稳定的吸附在金属表面。

合成咪唑啉一般有两种方法：真空法和溶剂法。真空法主要通过降压升温，脱去酰胺化反应和成环化反应生成的水分。溶剂法主要使用甲苯或二甲苯作为携水剂，可以与水形成共沸物，沸点分为别84.1℃和92.0℃，以达到脱除水分的作用。目前广泛采用溶剂法合成咪唑啉类缓蚀剂，反应温度低，相比真空法实施更为简单。评估缓蚀剂的方法比较完善，常用的有失重法、电化学测量、扫描电镜等方法。

随着人们环境保护意识的逐渐提高，缓蚀剂的研制要求也不断提升。不仅要求缓蚀剂拥有高效的缓蚀性能，而且应采用环保的原料及化学反应，产物也需低毒或无毒。而咪唑啉类缓蚀剂主要特点在于毒性较低、经济高效。因此，咪唑啉缓蚀剂符合绿色高效缓蚀剂的要求。

目前，我国大部分咪唑啉缓蚀剂仅有一个或两个咪唑啉环，吸附位点较少，吸附能力弱，缓蚀效果较低。多环咪唑啉分子具有两个及以上的咪唑啉环，由于较多的吸附位点，活性强，因此可以更有效的吸附在金属表面，并且多环咪唑啉分子也拥有两个疏水基团，使金属表面形成一层疏水的保护层，起到抑制腐蚀的作用。因此对多环咪唑啉缓蚀剂的研制仍有较大研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂及其制备方法，以解决现有咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂，其分子结构式如下：

上述月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂的制备方法，通过将癸二酸和四乙烯五胺在二甲苯存在的条件下加热反应，然后向反应体系中加入月桂酸并升温进行酰胺化反应，待月桂酸参与的酰胺化反应结束后再次升温进行成环化反应制得月桂酸四环咪唑啉缓蚀剂。

本发明采用癸二酸作为合成四环咪唑啉缓蚀剂的基础，利用癸二酸的分子两端的羧酸基团分别与脂肪酸发生酰胺化反应，为合成四环咪唑啉缓蚀剂作为基础，起到连接的作用。

癸二酸两端的羧酸基团分别与四乙烯五胺发生酰胺化反应，使四乙烯五胺连接在癸二酸两端，然后加入月桂酸发生酰胺化反应，再通过最后的环化反应合成具有四个咪唑啉环的缓蚀剂。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备方法包括以下步骤：

(1)将0.05～0.1mol癸二酸溶于二甲苯中，然后升温至80～100℃，再加入0.12～0.2mol四乙烯五胺，再升温至120～140℃反应2.5～4h；

(2)将步骤(1)得到的产物冷却至80～100℃，然后加入0.8～1.2mol 月桂酸，再升温至140～160℃反应2.5～3h；