基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂及其制备方法与流程

本申请涉及金属材料缓蚀剂，尤其涉及基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂及其制备方法。

背景技术：

1、钛及钛合金有着优异的耐腐蚀性能、高比强度、高硬度、温度的稳定性及丰富的资源储量，其性能可满足油井输油管的工作环境。当腐蚀介质的ph＜4时，附着在钛合金表面的tio2钝化膜变得活泼并相对易于溶解，加快了腐蚀反应的速度，增加钛合金的腐蚀速率，尤其是在盐酸等还原性酸中，钛合金的抗腐蚀性能下降比较明显。因此，在油井施工过程中，盐酸酸化工艺对钛管会产生严重的腐蚀。在这种情况下，在腐蚀介质中添加相应的缓蚀剂是一种经济而有效的保护方法。

2、硝基化合物是一类常见的有机化合物,在医药、染料、香料、炸药等工业中有着广泛的应用，是较为常见的有机合成试剂。硝基化合物可看作是烃分子中的一个或多个氢原子被硝基(-no2)取代后生成的衍生物，按羟基的不同可以分为脂肪族硝基化合物(r-no2)和芳香族硝基化合物(ar-no2)。在硝基化合物中，硝基能够依靠两个氧原子与钛形成键连，从而吸附在钛的表面，隔绝钛基体与腐蚀介质，以达到缓蚀作用。而硝基的吸附作用强弱与其同在一个环上的其他取代基团的性质有着较大的关系。

3、因此，如何对钛单质或钛合金材料起到良好的缓蚀作用，成为需要解决的问题。

4、在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂及其制备方法，用以解决现有技术存在的问题。

2、第一方面，本申请提供一种基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂，包括：

3、20-40重量份的二硝基苯曼尼希碱化合物，所述二硝基苯曼尼希碱化合物的结构式为：

4、

5、30-50重量份的分子量不超过60的小分子醇；

6、10-40重量份的强极性有机溶剂，所述强极性有机溶剂的极性不低于六甲基磷酰胺；

7、其中，所述强极性有机溶剂包括：n，n-二甲基甲酰胺、甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。

8、第二方面，本申请提供一种基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

9、s1、以甲醛、环己酮和2，4-二硝基苯胺为原料，反应生成二硝基苯曼尼希碱化合物，所述二硝基苯曼尼希碱化合物的结构式为：

10、

11、其中，所述2，4-二硝基苯胺、所述甲醛和所述环己酮的摩尔比为1:1.2～6:1.5～8；

12、s2、将所述二硝基苯曼尼希碱化合物与小分子醇、强极性有机溶剂搅拌混合，得到钛缓蚀剂；

13、其中，所述强极性有机溶剂包括：n，n-二甲基甲酰胺、甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。

14、在一些实施例中，所述s1中，所述反应为溶剂反应，所述溶剂反应包括以下两个步骤：

15、s101、在15～35℃搅拌5～30分钟，使得所述2，4-二硝基苯胺与所述甲醛充分混合；

16、s102、完成所述s101后，加入所述环己酮，升温至60～90℃后保温反应12～24小时。

17、在一些实施例中，所述小分子醇包括：甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。

18、在一些实施例中，所述溶剂反应中的溶剂包括水和小分子醇，其中，所述水和所述小分子醇的比例为1：2～6。

19、在一些实施例中，所述钛缓蚀剂中还包括：表面活性剂、阻垢剂、杀菌剂中的至少一种。

20、第三方面，本申请提供一种二硝基苯曼尼希碱作为主体材料在钛缓蚀剂中的应用，能够有效抑制钛单质或钛合金材料在高温酸化条件下腐蚀，所述二硝基苯曼尼希碱的结构式为：

21、

22、在一些实施例中，所述钛缓蚀剂在使用时的温度范围为：25～100℃。

23、本申请提供的一种基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂，包括：20-40重量份的二硝基苯曼尼希碱化合物；30-50重量份的分子量不超过60的小分子醇；10-40重量份的强极性有机溶剂，所述强极性有机溶剂的极性不低于六甲基磷酰胺；其中，所述强极性有机溶剂包括：n，n-二甲基甲酰胺、甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。本申请将小分子醇、强极性有机溶剂配合二硝基苯曼尼希碱化合物一同构成钛缓蚀剂；其中，小分子醇粘度低，可以和大多数溶剂互溶，能够增加硝基芳香化合物溶液的流动性；强极性有机溶剂有良好的溶解性，能够溶解合成的曼尼希碱化合物；采用硝基化合物作为构成钛缓蚀剂的关键主体材料，利用二硝基苯曼尼希碱化合物基团具有氧化性、吸附性的特点，能够对钛单质或钛合金材料起到良好的缓蚀作用。

技术特征：

1.一种基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述反应为溶剂反应，所述溶剂反应包括以下两个步骤：

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述小分子醇包括：甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂反应中的溶剂包括水和小分子醇，其中，所述水和所述小分子醇的比例为1：2～6。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钛缓蚀剂中还包括：表面活性剂、阻垢剂、杀菌剂中的至少一种。

7.一种二硝基苯曼尼希碱作为主体材料在钛缓蚀剂中的应用，能够有效抑制钛单质或钛合金材料在高温酸化条件下腐蚀，其特征在于，所述二硝基苯曼尼希碱的结构式为：

8.根据权利要求7所述的二硝基苯曼尼希碱作为主体材料在钛缓蚀剂中的应用，其特征在于，所述钛缓蚀剂在使用时的温度范围为：25～100℃。

技术总结
本申请提供一种基于二硝基苯曼尼希碱的钛缓蚀剂及其制备方法，包括：20‑40重量份的二硝基苯曼尼希碱化合物；30‑50重量份的分子量不超过60的小分子醇；10‑40重量份的强极性有机溶剂，所述强极性有机溶剂的极性不低于六甲基磷酰胺；其中，所述强极性有机溶剂包括：N，N‑二甲基甲酰胺、甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。本申请通过对现有硝基化合物进行改性，并以其为原料进行进一步合成具有钛缓蚀剂，采用硝基化合物作为构成钛缓蚀剂的关键主体材料，利用二硝基苯曼尼希碱化合物基团具有氧化性、吸附性的特点，能够对钛单质或钛合金材料起到良好的缓蚀作用。

技术研发人员：陈振宇,田野,魏莉莎
受保护的技术使用者：武汉楚博士科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12