[发明专利]一种苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂及其制备方法，该铜缓蚀剂是以聚醚羧酸酯与甲氧基聚乙二醇邻苯二胺醚在微波辅助下进行关环缩合反应制得，聚醚羧酸酯是由氨基酸对聚乙二醇单甲醚进行封端制得，甲氧基聚乙二醇邻苯二胺醚是由聚乙二醇单甲醚与4‑甲氧基邻苯二胺进行亲核取代反应制得，该缓蚀剂的结构通式为：其中：聚合度n为4～50，重复单元m为1或2。该缓蚀剂适用于高盐环境中的铜缓蚀，分子结构中含有较多的醚基、氨基、酯基、苯并咪唑环上氮原子，实现了其在铜表面的有效键合和吸附，显著提高了该铜缓蚀剂的腐蚀防护性能，在45℃3.5wt.％氯化钠溶液中，添加量为80mg/L时，该缓蚀剂对紫铜的缓蚀率可达90％以上。

技术领域

本发明涉及制备一种苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂，适用于高盐环境中铜的缓蚀及腐蚀防护。

背景技术

铜及其合金因具有良好的导热导电、机械延展、耐腐蚀等性能，在太阳能电池、机械制造、建筑工业、国防工业、电子、货币以及工业生产中的冷却循环系统等领域得到了广泛应用。一般情况下，铜及其合金的性质较为稳定，但在氧化性酸、高浓度Cl^-、CN^-、NH₄⁺及氧化剂存在的条件下，铜及其合金会产生较为严重的电化学腐蚀从而缩短它们的使用寿命。

添加缓蚀剂是现今工业上延缓铜及其合金腐蚀的普遍方法，传统的高效铜缓蚀剂如苯并三唑、苯并咪唑、噻二唑等都难以生物降解甚至有毒性，会造成严重的环境污染问题。而环保型的铜缓蚀剂如氨基酸类、植酸类、聚环氧琥珀酸等却存在成本高昂、单一缓蚀效率低的问题，必须与无机铜缓蚀剂复配使用，所以暂时还未能用于实践生产。

目前，铜缓蚀剂领域研究最热门的就是对苯并三唑、苯并咪唑等的改性，且其多集中在增加分子链中的P、S、N等元素。中国专利CN104947122A公开了一种苯并咪唑类衍生物的应用及制备方法，所述苯并咪唑衍生物为1-丁基2-苄巯基苯并咪唑，是一种碳钢酸洗缓蚀剂，该缓蚀剂虽然对碳钢的缓蚀效果较好，但却不能对铜有很好的缓蚀效果。中国专利CN103436888A公开了一种含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，特别涉及用于高温循环冷却水系统中的铜缓蚀剂，它由苯并咪唑、苯并三氮唑、巯基苯并咪唑、甲基苯并三氮唑的混合物、氢氧化钠和水组成，该方法制备的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂虽保证了该缓蚀剂在高温下的可使用性，但其组分单独使用时效果不佳，且其缓蚀效果受复配比例影响较大，阻碍了该缓蚀剂在工业生产上的应用。中国专利CN106674126A公开了一种具有双巯基平面结构青铜器文物缓蚀剂的制备方法，该方法在2-巯基-5-氨基苯并咪唑的基础上通过改性将氨基转化为巯基制得具有两个巯基的2,5-巯基苯并咪唑缓蚀剂，该缓蚀剂的合成大大地改变了青铜器文物保护工作者长期使用2-巯基-5-氨基苯并咪唑瓶颈，但该缓蚀剂水溶性较差，使用受限，因此发明一种环保无污染且单独使用高效的铜缓蚀剂，符合当下的经济、社会和环境需要。

本发明通过分子设计在苯并咪唑环上引入多种功能基团制得双聚醚结构的一种苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种适用于高盐环境下的苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂及其制备方法。该苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂配伍性好，可与无机铜缓蚀剂复配使用，也可单独使用，缓蚀性能稳定，适用性更广。

技术方案：本发明的一种苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂是以聚醚羧酸酯与甲氧基聚乙二醇邻苯二胺醚在微波辅助下进行关环缩合反应制得，聚醚羧酸酯是由氨基酸对聚乙二醇单甲醚进行封端制得，甲氧基聚乙二醇邻苯二胺醚是由聚乙二醇单甲醚与4-甲氧基邻苯二胺进行亲核取代反应制得，该缓蚀剂的结构通式为：

其中：聚合度n为4～50，重复单元m为1或2。

本发明的苯并咪唑基聚醚铜缓蚀剂的制备方法为：