CN103059234A - 黑色金属防腐剂制备方法 - Google Patents

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吴宪龙
张震斌
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Abstract

本发明属于黑色金属防腐剂的制备方法。采用顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和氧化烯基平均加成摩尔数为8-20的直链烯基醚聚合单体在油溶性过氧化物催化作用下，按游离基聚合聚合反应机理聚合来制备。其中，顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和直链烯基醚聚合单体间的摩尔百分比为50～70∶8～25∶18～36∶2～10。制备的共聚物经碱性水解得到碱金属盐防腐剂。本发明的黑色金属防腐剂共聚物应用于黑色金属防腐，已经实现了使黑色金属腐蚀率显著下降和不降低力学强度等技术指标的效果。达到本发明所希望效果的黑色金属防腐剂用量一般为腐蚀性酸性液体质量的0.5-1.5％。

Description

黑色金属防腐剂制备方法
技术领域
本发明涉及一种黑色金属防腐剂。具体说，本发明是一种用于黑色金属防腐剂聚合物，该黑色金属防腐剂通过吸附作用在黑色金属表面形成分子膜，阻止氢离子与金属表面接触，阻断氢离子与金属原子间的电子交换，从而显著降低酸性液体对黑色金属的腐蚀。
背景技术
金属腐蚀是各行业一直存在的难题，特别是金属清洗、油水井解堵等强酸生产环境更甚。一直以来人们非常希望得到一种金属防腐剂，该金属防腐剂能保护金属免遭酸性介质腐蚀。为了解决这个问题人们已经合成或选用了各种各样的化学物质，如丙炔醇、多亚乙基多胺、2-甲基吡啶、甲醛、乙醛等。但是这些化学物质对金属的防腐作用不能令人满意，它们或者没有足够高的防腐性能，或者用后使金属某些性能变坏。本发明的目的是合成一种具有较高防腐效率，同时不降低金属材料力学性能的新型防腐剂。
发明内容
经研究发现有下面所描述的特定分子结构的聚合物对于防止金属腐蚀而不引起黑色金属力学强度等其它性能降低具有显著的作用。
本发明涉及一种黑色金属防腐剂聚合物，该聚合物使用了顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和某些直链烯基醚进行聚合反应。具体地说，本发明黑色金属防腐剂由顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和具有8～20个氧化烯基单位的直链氧化链烯基醚进行游离基反应的共聚物。
本发明所用直链氧化烯基醚具有如下式所示的组成：
R1O(AO)nR2
其中在上式中
R1表示C2-5链烯基；
R2表示C1-4烷基；
AO表示C2-20氧化烯基，其中O代表氧原子，A代表一种烷基；
n表示氧化烯基数目为8至20摩尔，也即氧化烯基平均加成摩尔数为8-20，优选加成摩尔数为10。
本发明中共聚物是指顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和氧化烯基平均加成摩尔数为8-20的直链烯基醚聚合单体的共聚物，或者部分或完全水解产物。
在上面所述直链氧化烯基醚分子式中，由R1表示的C2-5直链烯基包括乙烯基、丙烯基、甲基烯丙基、1，1-二甲基-2-丙烯基和3-甲基-3-丁烯基等，在这些基团中，优选使用烯丙基或甲基丙烯基。
在上面所述直链氧化烯基醚分子式中，由AO表示的C2-20氧化烯基包括氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯、氧化十二碳烯、氧化十四碳烯和氧化二十碳烯等。其中优选C2-4氧化烯基如氧化乙烯或氧化丙烯。AO可以包括两种或多种类型的氧化烯部分。
在上面所述直链氧化烯基醚分子式中，由R2表示的C1-4烷基包括如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。优先选择C1-2的烷基。
本发明的黑色金属防腐剂共聚物与常规传统的黑色金属防腐剂相比，该防腐剂能牢固吸附在黑色金属表面并形成一层致密分子膜，这层分子膜可有效屏蔽氢离子与金属表面接触，阻断氢离子与金属原子间的电子交换，在较长的时间段里保护金属表面不受氢离子的攻击从而显著降低酸性腐蚀性液体对黑色金属的腐蚀。
本发明的黑色金属防腐剂共聚物是顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和氧化烯基平均加成摩尔数为8-20的直链烯基醚聚合单体在油溶性过氧化物催化作用下，按游离基聚合聚合反应机理聚合来制备。其中，顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和直链烯基醚聚合单体间的摩尔百分比为50～70∶8～25∶18～36∶2～10，其中优选比例为60∶15∶20∶5。黑色金属防腐剂是共聚物的水解产物，一般为碱金属盐如钠盐或钾盐。
本发明的黑色金属防腐剂共聚物已应用于黑色金属防腐工程中，已经实现了使黑色金属腐蚀率显著下降和不降低力学强度等技术指标的效果。
达到本发明所希望效果的黑色金属防腐剂用量一般为腐蚀性酸液质量的0.5-1.5％，优选质量分数为0.7-1.0％。
传统的黑色金属防腐剂如甲醛、戊二醛、丙炔醇、六次甲基四胺等可以与本发明防腐剂混合使用。这些防腐剂可以先与本发明防腐剂一起用水溶解后混合使用。
本发明黑色金属防腐剂适用于普碳钢、高碳钢、不锈钢、高温合金钢、工具钢等黑色金属等材料。
具体实施方式
1、黑色金属防腐剂制备实施例
Figure BSA00000845773100021
将上面所述的各组分装入反应器中，该反应器装有冷凝器、氮气输入管、温度计和搅拌器。然后在氮气氛下将温度升高至90-100℃，在氮气保护下连续2-4h进行共聚反应。
反应结束后，在100℃条件下减压蒸馏将甲苯蒸馏出来，得到淡黄色粘稠液体共聚物。
将得到的共聚物在5％NaOH水溶液中，于70℃温度下水解1-1.5h，得到防腐剂水解物。
2、防腐应用实施例
对高碳钢样品进行腐蚀试验，结果如表1。
表1
Figure BSA00000845773100031

Claims (3)

1.一种黑色金属防腐剂的制备方法，其特征在于，该防腐剂是由顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和具有特定加成摩尔数氧化烯基的直链烯基醚等聚合单体在油溶性过氧化物催化作用下，按游离基聚合反应机理合成，其中，顺丁烯二酸酐、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺和直链烯基醚聚合单体间的摩尔百分比为50～70∶8～25∶18～36∶2～10。
2.权利要求1的黑色金属防腐剂，其合成步骤为：(1)将上面所述各组分加入装有冷凝器、氮气输入管、温度计和搅拌器的反应器中；(2)在氮气氛下将温度升高至90-100℃，连续2-4h进行共聚反应；(3)反应结束后，在100℃条件下减压蒸馏将甲苯蒸馏出来，得到淡黄色粘稠液体共聚物；(4)将得到的共聚物进行碱性水解得到黑色金属防腐剂。
3.权利要求1的黑色金属防腐剂，其中的直链烯基醚为如下式所示的直链烯基醚：
R1O(AO)nR2
其中在上式中
R1表示C2-5链烯基；
R2表示C1-4烷基；
AO表示C2-20氧化烯基，其中O代表氧原子，A代表一种烷基；
n表示氧化烯基平均加成摩尔数为8-20。
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