[发明专利]一种气相缓蚀剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种叔胺类气相缓蚀剂(Volatile Corrosion Inhibitor，简称VCI)的制备方法，其用于保护常用金属如铁、锌、锡、铝、铜及它们的合金免受大气腐蚀。

背景技术

金属遭受大气腐蚀是每个国家工业生产中都面临的问题，据文献[1]统计，我国每年因大气腐蚀所造成的损失约占国民经济的2.5％，造成巨大的经济损失和危害。腐蚀引起的环境污染破坏了生态平衡，危机人类健康。研究腐蚀机理及防护措施，已不是单纯的技术问题，而是关系到保护资源、节约能源、保护环境、保证正常生产和人身安全、发展新技术等一系列重大的社会和经济问题。为减缓金属的腐蚀，人们采用许多方法来防护金属，其中添加气相缓蚀剂(Volatile Corrosion Inhibitor，简称VCI)就是一个既经济又实用的方法，已成为一种重要的防腐蚀手段[2-4]。气相缓蚀剂一般分子量较小，在常温下能自动挥发出具有缓蚀作用的粒子，其粒子能扩散、溶解至金属表面薄层电解液中，生成保护性离子，抑制腐蚀过程，防止锈蚀。由于气相缓蚀剂粒子的挥发性较高，只要它的蒸汽能够到达金属表面就能使金属得到防护，所以无论是金属制品的表面，还是内腔、沟槽甚至缝隙部位均可得到保护[5]。同时，还能保持金属材料原有的机械性能不变，被保护的金属在使用前表面通常不需经过处理。所以，气相缓蚀剂比使用涂层、垫衬以及防蚀涂料应用更为广泛。目前，气相缓蚀剂技术已经广泛应用于机械、电子、仪表、汽车和军工等领域，成为防止大气腐蚀的主要方法之一。

多年来，用于钢铁或其它金属包装防锈的气相缓蚀剂主成分都是以亚硝酸二环己胺、碳酸二环己胺、2-巯基苯并噻唑、苯并三氮唑及乌洛托品等为缓蚀剂，这些气相缓蚀剂虽然具有优异的缓蚀性能。然而近十年来，由于这些化合物的毒性问题，其应用受到很大限制[6]。例如，1976年美国NIOSH检查出亚硝酸盐和有机胺盐反应生成致癌物——亚硝胺，亚硝酸盐类缓蚀剂被禁用。当前，人们主要致力于毒性低、成本低及缓蚀效果高的缓蚀剂开发和研究，但是现在还面临很多问题，或是缓蚀剂的缓蚀性能不过关，或是缓蚀剂成本较高，或是缓蚀剂毒性较高。当前，气相缓蚀剂的研究方向主要集中在对生态环境不构成破坏作用的新型、高效低毒型缓蚀剂品种。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含亚硝酸盐的气相缓蚀剂的制备方法，由本发明提供的产品兼具防锈性能优异，原料成本低及毒性低的特性。

本发明主要通过烷基化反应合成一系列叔胺类化合物予以实现：以通式为R₂N(CH₂)_n+1CH(OH)CH₂NR₂(n＝0-3)的叔胺与苯甲酸与按一定比例混合，在50～70℃下反应2h，将反应产物在乙醇中进行重结晶。然后将反应物与去离子水按(10～20％)∶(90～80％)的比例混合，然后用NaOH将pH值调整至8～9之间，即构成气相缓蚀剂。

上述叔胺类化合物可以是芳香胺、脂肪胺或杂环胺或其中一种或两种以上的混合物，所采用的苯甲酸可以是苯甲酸的衍生物、苯甲二酸的衍生物，也可以是脂肪类羧酸化合物，或采取含上述一种或两种以上组分的混合物组成。

本发明的有益效果是：合成的气相缓蚀剂具有较大的分子量，不同于传统的低分子量胺及其盐类气相缓蚀剂，具有较大的遮蔽效应、特殊的分子结构和较低的毒性，适用于有色金属和黑色金属系统性能良好的气相缓蚀剂。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明(以黄铜材料为例)。

图1是本发明的合成气相缓蚀剂在模拟大气腐蚀水中的极化曲线测量。

图2是本发明的合成气相缓蚀剂在模拟大气腐蚀水中的交流阻抗测量。

图3和图4是本发明的黄铜在添加气相缓蚀剂气相防锈能力测试前后表面SEM分析。

具体实施方式

以下结合实例详述本发明：

实施例一

将0.1mol的叔胺与0.11mol的甲基苯甲酸在50～70℃下混合均匀，反应2h后，重结晶后将一定量的NaOH添加到混合物中，再添加70ml的去离子水，调整pH值调整至8～9。

实施例二

将0.21mol的叔胺与0.20mol的苯甲二酸在50～70℃下混合均匀，反应4h后，重结晶后将一定量的NaOH添加到混合物中，再添加120ml的去离子水，调整pH值调整至8～9。

实施例三