[发明专利]一种超支化聚胺酯的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种超支化聚胺酯的制备方法，包括以下步骤：第一步，制备端羟基超支化聚胺酯HPAEOH；第二步，制备疏水性甲酯衍生物或环氧衍生物改性的超支化聚胺酯HPAER。本发明还提供了一种所述方法制备的超支化聚胺酯在制备缓蚀剂中的应用，尤其是在制备金属缓蚀剂中的应用。本发明的超支化聚胺酯具有良好的水溶性，能较好地适应各种腐蚀体系与配方，且其具有良好的生物降解性、低毒性，属于环境友好型缓蚀剂。

技术领域

本发明属于有机缓蚀剂技术领域，具体涉及一种超支化聚胺酯的制备方法及其应用。

背景技术

金属材料使用量的90％以上是钢铁，全世界每年生产的钢铁约有10％因腐蚀而变为铁锈，由此所造成的经济损失、资源浪费和环境污染不可估量。缓蚀剂作为一种用于腐蚀介质中可以防止或减缓金属材料腐蚀的化学物质或复合物，在金属腐蚀防护领域已得到广泛的应用。而有机缓蚀剂因为具有良好的缓蚀性能、易于合成和水溶性好等优点而得到大力推广，例如咪唑啉类、氨基醇类、杂环类、有机胺类缓蚀剂，具有低毒、高效、环保的优点，其结构上含有的O、N、S等杂原子可以提供孤对电子给Fe的空d轨道形成配位键，从而取缔水分子吸附在金属表面，形成致密的保护层，以隔绝腐蚀介质达到保护金属的目的。

酸洗是工业生产中利用酸溶液去除钢铁表面上氧化皮和锈蚀物的一种方法，比如工业酸清洗、酸除垢和油井酸化等。但是酸洗过程中，尤其是在盐酸和硫酸的作用下，钢铁设备会受到严重的腐蚀。但是目前使用的浓酸酸化缓蚀剂存在着缓蚀率较低、添加量较大、高温高浓度酸液中易沉淀结焦、对环境有污染以及与其它用剂的适配性差等问题，为弥补现有酸化缓蚀剂的不足之处，研制出能够用于高温高浓度酸、环境危害性小和缓蚀效率高的缓蚀剂具有很大的实用价值。

超支化聚合物是树枝状大分子的同系物，其结构是从一个中心核出发，由支化单体AB_x逐级伸展开来，或者是由中心核、数层支化单元和外围基团通过化学键连接而成的。超支化聚合物由于其独特的支化分子结构，分子之间无缠结，并且含有大量的端基，因此表现出高溶解度、低黏度、高的化学反应活性等许多线型聚合物所不具有的特殊性能。端羟基超支化聚胺酯作为比较常见的超支化聚合物，其结构中含有丰富的N、O杂原子，有很大的潜力作为新型的有机缓蚀剂，而目前尚未有文献报道过其在金属腐蚀防护领域的应用。酸性环境中，超支化聚胺酯结构中的叔胺基、羟基会与氢离子结合生成季胺正离子、羟基正离子，当钢铁发生腐蚀时，钢铁表面通过吸附Cl^-1等负离子而带负电，通过静电吸引，其可以吸附在钢铁表面上，阻止钢铁发生进一步的腐蚀。同时，外围端羟基可以进一步修饰，得到水溶性可控、功能化，并可进一步后续用于胶黏剂、涂料等领域的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种超支化聚胺酯的制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种所述方法制备的超支化聚胺酯在制备金属缓蚀剂中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一方面提供了一种超支化聚胺酯的制备方法，包括以下步骤：

第一步，制备端羟基超支化聚胺酯HPAEOH

室温下，将摩尔比为1:1～1:2的二乙醇胺与丙烯酸甲酯溶于甲醇中，二乙醇胺与甲醇的摩尔比为1:20～1:50，混合均匀，升温至20～50℃，保温反应2～6h，减压蒸馏得到超支化单体AB₂；

将多元醇和对甲苯磺酸溶于上述得到的AB₂单体中，AB₂单体和多元醇的摩尔比为5115:1～1:1(优选为5:1～510:1)，对甲苯磺酸占AB₂单体和多元醇总质量的2％～4％，混合均匀，氮气保护下，加热至100～150℃，反应4～10h，真空干燥，得到不同代数的超支化聚胺酯HPAEOH-1～10；

第二步，制备疏水性甲酯衍生物改性的超支化聚胺酯HPAER