[发明专利]一种二茂钴阳离子基水性聚氨酯及缓蚀剂体系和制备方法

说明书

本发明涉及一种二茂钴阳离子基水性聚氨酯及缓蚀剂体系和制备方法，以三唑环为连接基团将活性官能团——醇羟基引入到二茂钴阳离子上，再通过简单便捷的逐步加成聚合反应、离子交换反应得到二茂钴阳离子基水性聚氨酯，实现了廉价合成、高效聚合。目标二茂钴阳离子基水性聚氨酯与目前常用的缓蚀剂相比，其结构兼备无机、有机和聚合物缓蚀剂的诸多优点。本发明产品可在酸洗等实际应用中作为缓蚀剂减缓盐酸对钢铁制品的腐蚀。

技术领域

本发明属于化学防腐蚀领域，涉及一种二茂钴阳离子基水性聚氨酯及缓蚀剂体系和制备方法。

背景技术

金属及其合金是最重要的结构材料之一，其应用从日常生活到电气、机械制造再到建筑、军事等各个领域。随着我国经济的飞速发展，国内对于金属材料及钢铁的需求也迅猛上升。但作为工业骨架的钢铁等金属材料存在着严重的腐蚀问题。如船舶行业中船体外表长期浸泡在海水里就面临着严重的腐蚀；石化行业中的各种运输管道由于长期接触一些化学品同样面临着严重的腐蚀问题。腐蚀从广泛意义上是指某种物质由于环境的作用引起的破坏和变质。据统计，全世界每年腐蚀生锈的钢铁约占其年产量的20％，约30％的设备因腐蚀而报废。此外，金属腐蚀还对生产安全、自然资源的消耗以及环境污染都有不同程度的影响。

首先来自经济方面，这是腐蚀科学最初发展的原动力。金属腐蚀给人类造成的损失是惊人的，全球每年因腐蚀造成的经济损失约10000亿美元，约为地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍。世界各国先后进行过大规模的金属腐蚀调查，结果表明腐蚀造成的经济损失占国民经济生产总值1.8％～4.2％，发展中国家则达到3％～5％。

防腐蚀重要性的第二个领域来自安全和减少灾难性事故的考虑。汽车、轮船、飞机许多事故或多或少和腐蚀有关。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔而漏油，引起着火爆炸等。

防腐蚀重要性的第三个领域来自节约资源、能源，保护环境等方面考虑。地球上矿产、能源资源有限，而腐蚀浪费了大量宝贵资源。据统计全世界金属资源日益枯竭，即使按10倍现有储量再加上50％再生利用的乐观估计，可维持年代也不会很长。浪费材料的同时也是浪费能源，因为从矿石中提炼金属需消耗大量能源。腐蚀既损害材料，又破坏环境。对生态环境考虑已逐渐大于经济方面的考虑。可以预料，在21世纪走可持续发展道路中，金属防腐蚀研究将占极其重要的地位。

巨大的经济损失、机械安全性以及节约能源考虑促使人们积极开发寻找有效的防腐技术和手段，如金属选材、阴极保护和阳极保护、采用金属保护层、采用缓蚀剂及在材料表面涂上防腐蚀涂层等。其中防腐涂层和缓蚀涂层由于成本较低、便于维修以及使用条件广泛成为应用最广泛、最经济、最方便的金属防腐方法之一。

缓蚀技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一，尤其在石油产品的生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为主要的手段之一。近年来，缓蚀剂的研究颇为丰富，缓蚀性能良好的缓蚀剂数目众多，但传统型缓蚀剂像亚硝酸盐、硼酸盐、铬酸盐、汞盐、锌盐等有毒性，另外磷酸盐、有机磷酸盐、多聚磷酸盐等这些含磷化合物和有机胺等含氮化合物难降解且易造成水体富营养化，现已逐渐限制使用。随着环境保护意识的增强，各国对添加缓蚀剂技术的安全性、合理性有了新的要求，高效、无毒、可生物降解的环境友好型缓蚀剂成为目前研究热点。