[发明专利]一种改性聚硅氧烷缓蚀剂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓蚀剂及其制备方法，特别是涉及一种能抑制腐蚀性介质的金属管道内壁腐蚀速率的改性聚硅氧烷缓蚀剂及其制备方法，属于金属腐蚀防护领域。 

背景技术

缓蚀剂是一种防腐蚀化学品，是以适当浓度和形式存在于环境中，可以防止或减缓腐蚀发生的一种化学物质或几种化学物质的混合物。随着缓蚀剂的品种不断更新，质量不断提高，在减缓腐蚀、延长设备寿命方面起到了不可替代的作用，缓蚀剂已成为重要的防腐措施之一。缓蚀剂具有高选择性、流失性、污染性、毒害性等特点，对设备的保护能力受各种因素影响，如缓蚀剂的化学组成与性质、注入浓度和作用温度、作用环境pH值，腐蚀介质所在体系流速等，另外还跟设备结构、注入部位等有关。 

选用无机物作缓蚀剂，如铬酸盐和亚硝酸盐，但这类缓蚀剂毒性大、污染环境。一些环境友好型有机物缓蚀剂多为有N、S、O等元素的杂环化合物。前，炼油厂常用的吸附成膜型缓蚀剂主要有吡啶类、酰胺类和咪唑啉类缓蚀剂，它们的共同特点是分子中含有氮原子，其缓蚀作用主要是靠氮原子与金属的吸附作用来实现。但是由于合成技术的限制，产品的质量参差不齐，也不稳定。另外，长烷基侧链的咪唑啉或酰胺类缓蚀剂有水解温度较低，在较高温度下结构不稳定，持续抗腐蚀性不强，对某些具有复杂内部结构的装置适应较差等特点，因此在某些特殊场合下容易发生失效或者造成腐蚀加剧等问题。 

发明内容

针对现有技术的问题和不足，为了克服现有烷基咪唑啉以及酰胺类等缓蚀剂温度适应性弱，某些金属内构件表面成膜不稳定等缺陷，本发明提供了一种具有良好的热稳定度、出色的表面吸附特性以及稳定的抗腐蚀膜层结构的以聚硅氧烷大分子为主链并接枝氮杂环化合物的复合型缓蚀剂及其制备方法。 

本发明所述改性聚硅氧烷缓蚀剂组合物，包括如下组分：含氢聚二甲基硅氧烷，2-乙烯基吲哚类衍生物，铂催化剂和溶剂。 

本发明改性聚硅氧烷缓蚀剂中，所述含氢聚二甲基硅氧烷，分子量300~5000，优选分子量为500~2500，最优选分子量为500~1500，活性氢含量为0.2wt%~2.0wt%，优选活性氢含量0.2wt %~1.0wt%，最优选活性氢含量0.3wt %~0.5wt%。所述含氢聚二甲基硅氧烷可选含羟基、苯基取代基，羟基含量0.5%~5%（以主链上的摩尔分数计），优选羟基含量0.5%~2.0%；苯基含量0.5%~5%（以主链上的摩尔分数计），优选苯基含量0.5%~1.5%。所述含氢聚二甲基硅氧烷在所述缓蚀剂复合物制备中的加入量为15~35质量份，优选15~25质量份，最优选15~20质量份。 

本发明改性聚硅氧烷缓蚀剂中，所述2-乙烯基吲哚类衍生物结构如下所示，其中R₁，R₂可以以为0~8个碳原子的烷基取代基或芳香取代基，优选苯基取代基。在所述改性聚硅氧烷缓蚀剂制备中的加入量为0.5~2.5质量份，优选1.0~2.5质量份，最优选1.5~2.0质量份。 

本发明改性聚硅氧烷缓蚀剂中，所述铂催化剂为氯铂酸异丙醇溶液，其中Pt含量为0.1~1.5wt%，优选0.1~0.5wt%；所述氯铂酸异丙醇溶液催化剂在所述改性聚硅氧烷缓蚀剂制备中的加入量为0.01~0.5质量份，优选0.05~0.25质量份，最优选0.15~0.25质量份。 

本发明改性聚硅氧烷缓蚀剂中，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、丙醇、异丙醇、乙醚、苯、甲苯或二甲苯中的一种，优选甲苯；所述溶剂在所述改性聚硅氧烷缓蚀剂制备中的使用量为50~250质量份，优选100~250质量份，最优选100~150质量份。 

本发明改性聚硅氧烷缓蚀剂中制备方法如下：在氮气保护和搅拌条件下，将含氢聚二甲基硅氧烷和2-乙烯基吲哚类衍生物加入到溶剂中，在75~110℃条件下加入所述铂催化剂，反应3~10小时，反应混合物经过滤和减压蒸馏后得到目的产物。 

本发明方法中，可以通过红外光谱定量法或核磁共振内标法测定目的产物中残余活性氢含量，若残余活性氢含量＞0.02wt%，继续反应2小时或以上，直至残余活性氢含量降至0.02wt %以下。 

本发明改性聚硅氧烷缓蚀剂在使用时，可以根据装置使用需要按一定比例将缓蚀剂复合物均匀分散于汽油、柴油以及煤油等溶剂中使用，也可以根据需要与其它低温过程缓蚀剂复配使用。 

与现有技术相比，本发明的优点如下：