[发明专利]季铵盐离子液体、合成方法及其作为金属缓蚀剂的应用

说明书

本发明公开了一类季铵盐离子液体（[N_8,8,8,12][NTf₂]、[N_8,8,8,14][NTf₂]和[N_8,8,8,Bn][NTf₂]）的合成方法以及该离子液体作为金属缓蚀剂，尤其是镁合金缓蚀剂的应用。本发明解决了现有金属镁以及镁合金的腐蚀等问题，缓蚀效率均达到了80%以上。本发明的季铵盐离子液体具有成本低、合成路线简单，缓蚀效率高等优点，所制备的季铵盐离子液体的产率均可达到60%以上。

技术领域

本发明属于离子液体技术领域，具体涉及一类季铵盐离子液体、合成方法及其作为金属缓蚀剂的应用，尤其是用于镁合金的缓蚀。

背景技术

镁合金已广泛应用于汽车、计算机、通讯以及航空航天等众多领域，很多国家将其视为21世纪的重要战略物资，并出台了若干开发计划。镁合金以其质轻、结构性能优异、以及易于回收等优点成为制造业轻量化发展的首选材料；而且在储量、特性、应用范围、循环利用、以及节能环保等方面和钢铁相比，均具有非常明显的优势。全球镁合金用量以每年20%的幅度快速增长，大规模开发和利用的时代已经到来，它必将成为未来产业革命与可持续发展资源的核心。镁合金的氧化膜一般都疏松多孔，故镁及镁合金的耐蚀性较差，具有极高的化学和电化学活性；其电化学腐蚀过程主要以析氢为主，以点蚀或全面腐蚀形式迅速溶解直至粉末。

缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。与其他防腐技术相比，添加缓蚀剂具有一些明显的优点，例如不需要特殊设备、控制简单、价格低廉、操作简便等。缓蚀剂具有用途广、用量少、成本小、投资低、无毒无臭、操作简单、对金属基体的腐蚀小、保护效果好等优点，因此缓蚀剂的研究与使用已经成为国内外防腐领域的研究热点之一。因为缓蚀剂的这些优点，缓蚀剂已被应用于很多领域。然而，现有的缓蚀剂仍存在缓蚀效果不理想等缺陷。

发明内容

本发明目的在于克服现有缓蚀技术的缺陷，提供一种环保、高效、经济的季铵盐离子液体，该离子液体具有良好的缓蚀效果，可用作金属缓蚀剂。

本发明还提供了上述季铵盐离子液体的合成方法及其作为金属缓蚀剂，尤其是镁合金缓蚀剂的应用。

一类季铵盐离子液体，该季铵盐离子液体为 [N_8,8,8,12][NTf₂]、[N_8,8,8,14][NTf₂]和[N_8,8,8,Bn][NTf₂] 中的一种或两种以上的混合物，所述[N_8,8,8,12][NTf₂]、[N_8,8,8,14][NTf₂]和[N_8,8,8,Bn][NTf₂]的分子结构式分别如下所示：

、

、

。

本发明提供了上述季铵盐离子液体的合成方法，当所述季铵盐离子液体包含[N_8,8,8,12][NTf₂]、[N_8,8,8,14][NTf₂]时，其经下述步骤合成获得：

1）将三辛胺与十二烷基溴或十四烷基溴、以及DMF混合后，于N₂保护下回流反应9-14h，反应结束后，冷却至室温，加入石油醚，超声，静置分层，固液分离，固体相经重结晶得到白色固体产物三辛基十二烷基溴化铵 [N_8,8,8,12]Br或三辛基十四烷基溴化铵 [N_8,8,8,14]Br；