一种聚合型咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种油田钢铁材料缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂是烷基化咪唑啉的均聚物，分子量为2000-6000，制备方法主要包括三步：第一步：由低聚丙烯酸与多胺化合物反应，制备聚丙烯酸基咪唑啉。第二步：由聚丙烯酸基咪唑啉与氯化苄反应，制备烷基化的聚丙烯酸基咪唑啉。第三步：减压蒸馏分离出未反应的过量小分子原料。新型聚合物缓蚀剂可以通过分子中多个咪唑啉杂环基团在金属表面形成多点吸附，增强了缓蚀剂在金属表面的结合力，从而提高了缓蚀效率。
【专利说明】一种聚合型咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢铁材料的缓蚀剂防腐技术，特别是油田污水管线和注水管线的缓蚀剂制备方法。
【背景技术】
[0002]石油工业是最受腐蚀困扰的工业之一，油气田开发过程中环境复杂，各种生产管柱及集输管道经常会被严重腐蚀，造成巨大的经济损失。各油田最常用的防腐方法就是添加缓蚀剂，既经济有效又不影响油田的正常生产。当前采用的缓蚀剂主要包括多胺、曼尼希碱、含氮杂环化合物如吡啶和咪唑啉、有机磷、炔醇和炔氧甲基胺等，这些有机化合物在钢铁表面形成吸附膜而抑制腐蚀。咪唑啉又称间二氮杂环戊烯，它的五元杂环中含有两个互为间位的氮原子及一个双键。咪唑啉作为缓蚀剂于1949年首次在美国获得了专利US2466517，因其无特殊的刺激气味、热稳定性好、毒性低等特点在国内外的油田中大量使用，其缓蚀效果优良，尤其可以针对含硫化氢/ 二氧化碳腐蚀环境。但截至目前都使用油酸等脂肪酸生成的小分子咪唑啉，比如目前国内最早的咪唑啉缓蚀剂专利CN89108825.3。
[0003]有机缓蚀剂可以分为小分子型和聚合型两类。腐蚀发生于金属本体的晶格缺陷或者金属表面的氧化膜/钝化膜被破坏所形成的不均匀性，有机小分子缓蚀剂是一种特殊的表面活性剂，可以依靠分子间力进行自组装形成超分子结构:其一端亲钢铁本体而吸附于薄弱位点，另一端因憎水效应而聚集形成对腐蚀介质的阻碍。许多缓蚀剂通过在金属表面原位聚合生成更加稳定的保护膜，显示良好的缓蚀效果，如高温缓蚀剂丙炔醇。聚合型缓蚀剂是一种新型的缓蚀剂，可以视为已经预组装的小分子缓蚀剂集合，从而可以在金属表面自动协同。线性无机聚合物多聚磷酸盐作为缓蚀剂和有机膦酸-羧酸共聚物作为缓蚀阻垢剂在水处理中已有较长历史。为解决有机膦酸富营养化的问题而开发的环保型聚合型缓蚀剂包括聚天冬氨酸CN201110361241，聚环氧琥珀酸钠CN200910015397.0，聚苯胺CN200410011260.5 和生物大分子如壳聚糖 CN201010239234.3 和 CN200910017837.6。但目前尚没有聚合型的咪唑啉缓蚀剂的报道出现。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种聚合咪唑啉缓蚀剂，上述目的是通过如下技术方案实
CH2V
现的:一种聚合咪唑啉缓蚀剂，其具有式(I)所示结构:
【权利要求】
1.一种聚合咪唑啉缓蚀剂，其具有式(I)所示结构
2.如权利要求1所述的聚合咪唑啉缓蚀剂，其中R1优选为-H，-CH2CH2NH2,-CH2CH2OH, -CH2CH2NHCH2CH2NH2o
3.如权利要求1或2所述的聚合咪唑啉缓蚀剂，其中所述烷基C1-C6的烷基，优选为C1-C3的烷基，更具体为甲基、乙基、正丙基和异丙基。
4.如权利要求1-3任一项所述的聚合咪唑啉缓蚀剂，其中所述芳基优选为苯基、1-萘基、2-萘基、邻甲基苯基、对甲基苯基。
5.如权利要求1-4任一项所述的聚合咪唑啉缓蚀剂，其中所述芳烷基优选苄基、苯乙基、蔡甲基。
6.如权利要求1-5任一项所述的聚合咪唑啉缓蚀剂，其中Α—优选为卤素阴离子，更优选为 Cr、r、Br-。
7.如权利要求1-6任一项所述的聚合咪唑啉缓蚀剂的制备方法，包括将聚丙烯酸与 多胺反应，经过两步脱水，得到
8.如权利要求7所述的方法，包括将聚丙烯酸与有机多胺按照1:1~3的比例与二甲苯加入到带有分水器、搅拌器和冷凝管的圆底烧瓶中，在100~150°C下回流3~6h，再在160~250°C下回流4h左右，得到浅黄色液体；得到的产物冷却到100°C，在搅拌条件下用滴液漏斗滴加入氯化苄，按摩尔比1:1进行烷基化反应，保温反应5h ;降温至室温，进行减压蒸馏，除去未反应的过量小分子原料，得到聚合咪唑啉缓蚀剂。
9.如权利要求1-6任一项所述的聚合咪唑啉缓蚀剂在作为钢铁缓蚀剂中的应用。
【文档编号】C23F11/173GK103469211SQ201310361557
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】唐能攀, 汪俊, 姚兵, 操卫平, 黄可明 申请人:四川仁智石化科技有限责任公司