[发明专利]一种有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法，包括：1)制备含苯并咪唑硫醇单体，即2‑(4‑(1‑甲基苯并咪唑‑2‑基)苯基)乙硫醇；2)制备侧乙烯基硅油；3)硫醇单体与乙烯基硅油进行巯基‑乙烯基点击反应使聚硅氧烷分子量上接枝苯并咪唑基团，再经季铵化后，得到有机硅苯并咪唑缓蚀剂；与现有技术相比，本发明提供的有机硅苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，条件温和且产率高，分子结构易于控制和设计，并且具有良好的水溶性和热稳定性，适用于各种复杂的环境。

技术领域

本发明涉及一种有机缓蚀剂，尤其涉及一种有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

炼油厂常用的吸附成膜型缓蚀剂主要有吡啶类、酰胺类和咪唑啉类缓蚀剂，该类缓蚀剂共同特点是分子中含有氮原子，其缓蚀作用主要是靠氮原子与金属的吸附作用来实现。但是长烷基侧链的咪唑啉或酰胺类缓蚀剂有水解温度较低，在较高温度下结构不稳定，持续抗腐蚀性不强，对某些具有复杂内部结构的装置适应较差等特点，因此在某些特殊场合下容易发生失效或者造成腐蚀加剧等问题，因此提出以有机硅分子链代替长烷基侧链获得一种耐水解、耐高温的含氮有机缓蚀剂。

中国专利CN104559764A介绍了一种有机硅苯并咪唑缓蚀剂，用含氢硅油同咪唑啉加成反应，制备不易水解咪唑啉的含硅缓蚀剂。其活性组分是在甲基苯基含氢聚硅氧烷为主链的线性大分子上枝接了在装置的金属内壁表面具有吸附活性的多种取代基团，该种结构使每个线性大分子上带有了多个吸附活性位点，因此比现有技术中的烷基咪唑啉或烷基酰胺类缓蚀剂具有更高的吸附活性，同时多活性位点同时吸附在金属表面的“钉扎”效应大大提高了缓蚀剂活性分子吸附成膜的稳定性，该方法制备工艺引入耐高温的有机硅元素，扩大了缓蚀剂使用温度范围；但该有机硅苯并咪唑缓蚀剂存在水溶性相对不足，采用硅氢加成制备方法的条件苛刻，产率低的缺点。

发明内容

本发明采用点击化学反应制备一种有机硅苯并咪唑缓蚀剂，制备过程条件温和，产率高，分子结构易于控制。

所述有机硅苯并咪唑缓蚀剂，具有如下分子式：

式中，x的取值为15～25，y的取值为3～8。

上述有机硅苯并咪唑缓蚀剂的反应流程及制备方法如下：

(1)制备2-(4-(1-甲基苯并咪唑-2-基)苯基)乙硫醇(BZHS)

在二甲苯中，4-(2-溴乙基)苯甲酸与N-甲基-1,2-苯二胺在氮气环境下酰化反应，进一步升温进行环化反应制备2-(4-溴乙基苯基)-1-甲基苯并咪唑；

在醇溶液中，2-(4-溴乙基苯基)-1-甲基苯并咪唑与硫氢化钠反应制备2-(4-(1-甲基苯并咪唑-2-基)苯基)乙硫醇(BZHS)。

所述4-(2-溴乙基)苯甲酸与N-甲基-1,2-苯二胺的投料摩尔比为1:1.2。

所述酰化反应温度为140±5℃，酰化时间为12～15h。

所述环化反应温度为200±5℃，环化反应时间为4～8h。

所述醇溶液为甲醇或乙醇。

所述BZHS具有如下分子结构：

(2)制备乙烯基硅油(PVMS)

在碱催化下，以六甲基二硅氧烷(MM)为封端剂，四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D₄^V)和八甲基环四硅氧烷(D₄)开环聚合制备乙烯基硅油(PVMS)；

所述D₄、D₄^V和MM的投料摩尔比例为10～25:3～8:1。