CN115074737B

CN115074737B - 利用2-乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂

Info

Publication number: CN115074737B
Application number: CN202210632146.2A
Authority: CN
Inventors: 邢娜; 孟沛然; 丁言伟; 全莉; 付月姣; 焦庆祝
Original assignee: Liaoning Normal University
Current assignee: Liaoning Normal University
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-08-11
Anticipated expiration: 2042-06-07
Also published as: CN115074737A

Abstract

本发明公开一种利用2‑乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂，各组分质量百分比如下：改良的2‑乙烯基吡啶釜残溶液20‑50%、无水乙醇25‑60%、碘化钠2‑7%、乌洛托品5‑20%、肉桂醛1‑7%、苯扎溴铵3‑9%、促进剂DM4‑8%和脱盐水5‑20%，pH值为7‑8；所述改良的2‑乙烯基吡啶釜残溶液是由2‑乙烯基吡啶釜残、盐酸、OP‑10乳化剂和水混合而成，各组分体积百分比如下：2‑乙烯基吡啶釜残40%、盐酸3‑5%、OP‑10乳化剂0.01%、水余量。与其他缓蚀剂相比具有施工温度低、缓蚀效率及适用范围广等特点，同时本发明还具有原材料来源广泛、成本低、适用于大规模生产等优点。

Description

利用2-乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂

技术领域

本发明涉及一种环境友好型缓蚀剂，尤其是一种利用2-乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂。

背景技术

2-乙烯基吡啶是一种重要的有机中间体，广泛应用于橡胶工业、功能高分子材料、电子材料及医药等领域，市场需求量较大。目前，生产2-乙烯基吡啶的主要途径是通过2-甲基吡啶和甲醛在高压或常压下液相催化加成合成羟乙基吡啶，然后羟乙基吡啶在氢氧化钠等无机碱存在下通过高温气化进行脱水反应制得2-乙烯基吡啶，釜中残渣即为釜残。釜残中含有多种吡啶、烃类物质及无机碱等，属于危险废品，若不经处理直接排放则会对大气、水源、土壤等环境造成严重污染；而进行处理就需要费用支出，加大2-乙烯基吡啶生产成本，给企业造成经济压力。

缓蚀剂是抑制金属腐蚀的化学剂，而环境友好型缓蚀剂则是本身无毒或低毒、在使用时对环境不造成污染的缓蚀剂。现有部分环境友好型缓蚀剂原料价格高，难以大规模生产的问题，如以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为原料合成一种新型双子季铵盐缓蚀剂，其甲基丙烯酸二甲氨基乙酯在国内生产量低，需要从国外进口，从而导致价格较高。

迄今为止，未见以2-乙烯基吡啶为原料制备环境友好型多酸缓蚀剂的相关报道。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种利用2-乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂。

本发明的技术解决方案是：一种利用2-乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂，各组分质量百分比如下：改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液20-50%、无水乙醇25-60%、碘化钠2-7%、乌洛托品5-20%、肉桂醛1-7%、苯扎溴铵3-9%、促进剂DM4-8%和脱盐水5-20%，pH值为7-8；所述改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液是由2-乙烯基吡啶釜残、盐酸、OP-10乳化剂和水混合而成，各组分体积百分比如下：2-乙烯基吡啶釜残40%、盐酸3-5%、OP-10乳化剂0.01%、水余量。

本发明将2-乙烯基吡啶釜残经过改良处理，使吡啶类物质转换为易溶于水且无毒的吡啶盐并使烃类完全分散溶解于水中，制得改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液，再以改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液与其它组分配合制成环境友好型缓蚀剂。所制备的环境友好型缓蚀剂（300mg/L）在15%HCl介质、298K条件下，缓蚀效率可以达到98.81%，与其他缓蚀剂相比具有施工温度低、缓蚀效率高等特点，适用于盐酸、氢氟酸、硫酸、土酸、柠檬酸、硝酸、EDTA、氨基磺酸、羟基乙酸、草酸等多种酸性体系，对碳钢、不锈钢、黄铜、紫铜、铝、镀锌等材质均具有良好的缓蚀作用。本发明解决了环境保护与企业处理危废之间的矛盾，具有原材料来源广泛、成本低、适用于大规模生产等优点。

具体实施方式

实施例1：

各组分质量百分比如下：改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液20%、无水乙醇60%、碘化钠2%、乌洛托品5%、肉桂醛1%、苯扎溴铵3%、促进剂DM4%和脱盐水5%，pH值为7-8；所述改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液是由2-乙烯基吡啶釜残、盐酸（工业级）、OP-10乳化剂和水混合而成，各组分体积百分比如下：2-乙烯基吡啶釜残40%、盐酸3%、OP-10乳化剂0.01%、水余量。

实施例2：

各组分质量百分比如下：改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液50%、无水乙醇25%、碘化钠3%、乌洛托品5%、肉桂醛4%、苯扎溴铵4%、促进剂DM4%和脱盐水5%，pH值为7-8；所述改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液是由2-乙烯基吡啶釜残、盐酸（工业级）、OP-10乳化剂和水混合而成，各组分体积百分比如下：2-乙烯基吡啶釜残40%、盐酸4%、OP-10乳化剂0.01%、水余量。

实施例3：

各组分质量百分比如下：改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液30%、无水乙醇35%、碘化钠5%、乌洛托品10%、肉桂醛5%、苯扎溴铵5%、促进剂DM5%和脱盐水5%，pH值为7-8；所述改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液是由2-乙烯基吡啶釜残、盐酸（工业级）、OP-10乳化剂和水混合而成，各组分体积百分比如下：2-乙烯基吡啶釜残40%、盐酸5%、OP-10乳化剂0.01%、水余量。

实验：

（1）本发明采用气质联用色谱对以背景技术所述方法生产2-乙烯基吡啶的釜残进行分析，结果表明釜残中主要成分如下：

将2-乙烯基吡啶釜残溶液、盐酸、OP-10乳化剂和水混合制成改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液。

盐酸使吡啶类物质转换为易溶于水且无毒的吡啶盐，反应过程如下：

。

OP-10乳化剂可使烃类完全分散溶解于水中，无机碱也溶于水，从而制得含2-乙烯基吡啶釜残的均一溶液，即改良后的2-乙烯基吡啶釜残溶液，改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液与其它组分构成的缓蚀剂为非危险废品。

（2）在常温的酸性体系 (盐酸、氢氟酸、土酸、硝酸、氨基磺酸、柠檬酸、醋酸、羟基乙酸) 条件下，添加本发明实施例1、2、3的环境友好型多酸缓蚀剂，并将不锈钢、锌、铝等金属试片体系中反应 4h，根据其失重量，计算腐蚀速率，实施结果如表1所示。

表1 常温下本发明实施例1、2、3可适用的酸性体系及对应的金属材质

注：√代表常温下，在该体系中对特定金属材质腐蚀速率＜1g·m^-2·h^-1；○代表常温下，在该体系中对特定金属材质腐蚀速率≥1g·m^-2·h^-1。

表1结果表明本发明实施例的适用范围非常广泛。

（3）在特定温度条件下 (25℃、60℃、65℃、80℃、85℃、90 ℃) 的不同体系 (柠檬酸、柠檬酸-氟化氢铵、羟基乙酸-甲酸-氟化氢铵等) 中添加本发明实施例1、2、3的环境友好型多酸缓蚀剂，并放入不锈钢、锌、铝等金属试片反应 4h，根据其失重量，计算腐蚀速率，实验结果如表2所示。

表2 本发明实施例1、2、3特定温度下可适用的酸性体系及对应的金属材质

注：√代表在该体系中对特定金属材质在该温度下腐蚀速率＜1g·m^-2·h^-1；

○代表多酸缓蚀剂在该体系中对特定金属材质在该温度下腐蚀速率≥1g·m^-2·h^-1。

表2结果表明本发明实施例在特定温度、特定酸度条件下，适用范围非常广泛。

Claims

1.一种利用2-乙烯基吡啶釜残制备的环境友好型多酸缓蚀剂，其特征在于各组分质量百分比如下：改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液20-50%、无水乙醇25-60%、碘化钠2-7%、乌洛托品5-20%、肉桂醛1-7%、苯扎溴铵3-9%、促进剂DM4-8%和脱盐水5-20%，pH值为7-8；所述改良的2-乙烯基吡啶釜残溶液是由2-乙烯基吡啶釜残、盐酸、OP-10乳化剂和水混合而成，各组分体积百分比如下：2-乙烯基吡啶釜残40%、盐酸3-5%、OP-10乳化剂0.01%、水余量。