[发明专利]一种苯并咪唑季铵盐钢筋缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种苯并咪唑季铵盐钢筋缓蚀剂及其制备方法。本发明所述钢筋缓蚀剂包括植物油、乳化剂、苯并咪唑季铵盐及水；所述苯并咪唑季铵盐由5‑叠氮‑1H‑苯并咪唑及卤代烷烃在Cs₂CO₃作用下通过季铵化反应得到中间产物，该中间产物与丙炔醇在催化剂Ⅱ作用下通过点击反应获得苯并咪唑季铵盐，缓蚀剂分子将会更强的吸附于金属表面，以达到更好的缓蚀效果；本发明中的植物油低廉、易得且绿色环保，此外，其在钢筋表面可形成油膜，增强缓蚀作用；本发明中乳化剂可将油相与水相乳化形成乳液，能够使乳液长期稳定存在；本发明钢筋缓蚀剂无毒，是一种环保型钢筋缓蚀剂。

技术领域

本发明属于钢筋锈蚀防护技术领域，特别涉及一种苯并咪唑季铵盐钢筋缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

缓蚀剂发展迅速，在钢筋锈蚀防护技术领域应用广泛。缓蚀剂主要包括胺类，氨基醇类，吗啉多元胺，链烷醇胺，脂肪酸酯以及各自的盐类。缓蚀锈机理主要有物理吸附、化学吸附和π键吸附。物理吸附主要是缓蚀剂通过离子与金属表面电荷产生静电力以及范德华力进而吸附在金属表面，其中静电引力起重要作用。化学吸附一般是缓蚀剂中极性基团中心原子存在N、O、S等有未共用的孤对电子，而金属表面存在空的d轨道，中心电子的孤对电子会与金属中的空d轨道相互作用形成配位键，使缓蚀剂分子吸附于金属表面。π键吸附是因为分子结构中含有π电子，向金属表面空的d轨道提供电子而形成配位键，发生π键吸附。

目前我国钢筋缓蚀剂方面的研究还存在着很多需要解决的问题，为了达到更好的缓蚀效果，苯并咪唑衍生物因其在结构和性能上的优越性进而得到快速的发展。在缓蚀方面，由于苯并咪唑类化合物分子结构中的氮原子和芳香环促进其在金属表面的吸附，使得苯并咪唑衍生物能够牢固吸附在金属表面，在低浓度下仍具有优异的缓蚀效果。此外，三氮唑衍生物对钢筋的缓蚀作用也被广泛研究。三氮唑衍生物因其结构中含有杂原子，其具有很好的缓蚀效果。而用巯基或者氨基修饰过的三氮唑类化合物在钢筋表面具有更强的吸附能力。最近一些研究表明，在低浓度下1,2,3-三氮唑衍生物具有良好的缓蚀效果。通过点击反应可将两种不同化合物以五元环共价的形式结合起来，生成三氮唑五元环化合物，获得新的化学物质，而且反应条件温和以及产率较高。而植物油可在钢筋表面可形成油膜，其与缓蚀剂共同作用，可以明显增强缓蚀作用。

CN107892658A一种季铵盐类缓蚀剂的制备方法，公开了一种通过胺化反应合成的氨基封端的苯胺低聚物，然后缩合最终得到一种新型季铵盐类的缓蚀剂。该方法中原料廉价易得，缓释时间长且稳定，使用效果好，但是后处理工艺较为复杂，不利生产应用。CN108467366A一种硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂及其制备方法和用途，公开了一种通过苯甲酸和二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体，此中间体与氯化苄反应得到咪唑啉季铵盐，硫脲基改性咪唑啉衍生物最终得到本发明中的缓蚀剂。本发明中季铵化引入的苄基，增加了咪唑啉环的电子云密度，使缓蚀剂和金属表面的化学吸附作用增强，硫脲基引入了极性基团，具有更好的流动性，与金属接触时产生多中心化学吸附，从而提高了缓蚀效果。但是硫脲属于致癌物质，对人体以及环境均有不良影响。CN109053579A一种咪唑啉季铵盐缓蚀剂及其制备方法，公开了一种通过缓蚀剂主成分原料与助剂主成分原料反应得到本发明中的缓蚀剂方法，本发明的目的是提供一种咪唑啉季铵盐缓蚀剂，虽然在酸性介质中具有缓蚀作用，但是本发明对设备密封性要求较高，提高了生产成本。

发明内容

针对现有缓蚀剂缓蚀效果差、环保性能差的问题，本发明提供一种环保、高效复合型苯并咪唑季铵盐钢筋缓蚀剂及其制备方法。

本发明提供了一种苯并咪唑季铵盐钢筋缓蚀剂，由以下组分按质量百分比组成：

植物油 15～35％，

乳化剂 0.5～7％，

苯并咪唑季铵盐 1～10％，

余量为水，

上述各组分质量百分比之和为100％；