[发明专利]一种嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法，包括：1)制备氨基封端乙烯基硅油；2)制备含苯并咪唑硫醇单体，即2‑(4‑(1‑甲基苯并咪唑‑2‑基)苯基)乙硫醇；3)硫醇单体与氨基封端乙烯基硅油进行巯基‑乙烯基点击反应制备聚硅氧烷接枝苯并咪唑；4)以聚硅氧烷接枝苯并咪唑制备大分子引发剂，引发甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酰胺聚合，制得嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂；本发明提供的嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂分子水溶性好，并且低毒、无刺激性气味，缓蚀能力强，可作为广谱的金属缓蚀剂。

技术领域

本发明涉及一种有机缓蚀剂，尤其涉及一种嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

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，因此提出以有机硅分子链代替长烷基侧链获得一种耐水解、耐高温的含氮有机缓蚀剂。

中国专利CN104559764A介绍了一种嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂，用含氢硅油同咪唑啉加成反应，制备不易水解咪唑啉的含硅缓蚀剂。其活性组分是在甲基苯基含氢聚硅氧烷为主链的线性大分子上枝接了在装置的金属内壁表面具有吸附活性的多种取代基团，该结构使每个线性大分子上带有了多个吸附活性位点，因此比现有技术中的烷基咪唑啉或烷基酰胺类缓蚀剂具有更高的吸附活性，同时多活性位点同时吸附在金属表面的“钉扎”效应大大提高了缓蚀剂活性分子吸附成膜的稳定性，该方法制备工艺引入耐高温的有机硅元素，扩大了缓蚀剂使用温度范围；但该嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂存在水溶性相对不足，采用硅氢加成制备方法的条件苛刻，产率低的缺点。CN106801228B公开了一种含硅咪唑啉缓蚀剂，该缓蚀剂为以含咪唑啉的聚乙醇为封端聚硅氧烷，虽然提高了缓蚀剂的水溶性，但咪唑啉密度低，不能形成上述“钉扎”效应，因此在缓蚀剂活性分子吸附成膜的稳定性较差。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种改进方案，设计合成一种三嵌段(亲水-PDMS-亲水)聚合物，其中中间段聚硅氧烷侧基接枝苯并咪唑，即可以满足水溶性的同时，也能形成“钉扎”效应，反应采用高活性的原子转移自由基聚合和点击化学反应，缓蚀剂分子结构易于控制，转化率高。

所述嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂，具有如下分子式：

式中，x的取值为15～25，y的取值为3～8，m和n的取值为12～18。

上述嵌段有机硅苯并咪唑缓蚀剂的反应流程及制备方法如下：

(1)制备氨基封端乙烯基硅油(PVMS-NH₂)

在碱催化下，以1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷(AMM)为封端剂，四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D₄^V)和八甲基环四硅氧烷(D₄)开环聚合制备氨基封端乙烯基硅油(PVMS-NH₂)；

所述D₄、D₄^V和AMM的投料摩尔比例为10～25:3～8:1。

所述碱催化为以四甲基氢氧化铵作为碱。

所述四甲基氢氧化铵的投入量为D₄质量的0.2％。

(2)制备2-(4-(1-甲基苯并咪唑-2-基)苯基)乙硫醇(BZHS)

在二甲苯中，4-(2-溴乙基)苯甲酸与N-甲基-1,2-苯二胺在氮气环境下酰化反应，进一步升温进行环化反应制备2-(4-溴乙基苯基)-1-甲基苯并咪唑；