技术领域
[0001] 本
发明属于缓蚀剂领域，具体涉及一种戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂的制备方法及其应用。
背景技术
[0002] 循环
冷却水是工业用水中的用水大项，在石油化工、电
力、
钢铁、
冶金等行业，循环冷却水的用量占企业用水总量的50-90％。冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、
蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，
冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、
风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题，如循环冷却水因蒸发浓缩，
碳酸盐会沉积在换热器
传热表面，产生水垢附着，导致换热器传热效率下降；循环冷却水中溶解的
氧、存在的氯离子、
硫酸根离子、
微生物会引起设备管壁
腐蚀穿孔，形成渗漏，影响安全生产。对于水垢附着，生产中通常采用向循环冷却水中加入阻垢剂，如聚
磷酸盐、有机多元膦酸等，以破坏碳酸盐沉淀，这是目前最广泛应用的控水垢生成的方法。对于设备腐蚀，生产中通常采用向循环冷却水中加入缓蚀剂，如巯基苯并噻唑(MBT)、苯并三唑(BTA)等，缓蚀剂可以在金属表面形成缓蚀膜层，从而抑制腐蚀介质对金属的腐蚀。由于缓蚀剂在使用时不需要加太多量、不需要特殊的设备、也不需要对设备预先进行处理，是一种经济适用的金属腐蚀防护技术。因此添加缓蚀剂，成为循环冷却水防止有害离子对设备管道腐蚀的首选方法。
[0003] 循环冷却水的特点是
温度较高，溶解的氧、存在的氯离子、硫酸根离子、微生物等存在量较大，所以需要缓蚀剂与
碳钢结合力较强，缓蚀效果才能达到工业上缓蚀要求。对比单希夫碱，本发明制备的双希夫碱的结构中含有两个-C＝N-基团，可引入更多的O、N、S等杂
原子进入希夫碱结构中，使之具有更多的活性位点，在碳钢表面的
吸附能力更强，因此双希夫碱有望成为在循环冷却水中使用的理想缓蚀剂。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂的制备方法及其应用。该缓蚀剂能在温度较高，大量存在溶解氧、氯离子、硫酸根离子、微生物的循环冷却水中保持较高缓蚀效果。
[0005] 制备戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂的具体步骤为：
[0006] (1)分别称取0.3987g 2-氨基芴和0.2002g戊二醛，分别溶于15mL无水
乙醇，制得2-氨基芴乙醇溶液和戊二醛乙醇溶液；先将2-氨基芴乙醇溶液置于50mL三口烧瓶中，加入3滴乙酸，再加入戊二醛乙醇溶液，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，温度设置为45℃，磁力搅拌，氮气保护下进行反应，整个反应过程TLC点板
跟踪，由于醛类物质在
硅胶板上不显色，采用碘缸爬板，展开剂为体积比为6:5的二氯甲烷和石油醚的混合物，反应9小时后，点板不再有戊二醛存在，停止反应，获得含戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱的溶液。
[0007] (2)将步骤(1)所得的含戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱的溶液自然冷却降至室温，减压抽滤，并不断用无水乙醇淋洗
滤饼，去除多余的2-氨基芴和
冰醋酸及其它杂质，将过滤后的产物进行
真空干燥，制得戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱。
[0008] (3)将2～200mg步骤(2)中制得的戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱加入到1升的蒸馏水中搅拌溶解配制成水溶液，即为戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂。
[0009] 所述戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱的结构式为：
[0010]
[0011] 本发明的戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂应用于循环冷却水系统中对碳钢的防腐蚀。
[0012] 本发明方法与
现有技术相比，其特点如下：
[0013] (1)本发明制备得到的戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂的制备方法具有合成工艺简单、反应条件温和、易于操作。
[0014] (2)本发明方法的戊二醛缩2-氨基芴希夫碱结构中含有两个C＝N，与单希夫碱分子相比，具有更多的活性位点，可增强其在碳钢表面的吸附性能，配成的缓蚀剂缓蚀效果较好。
附图说明
[0015] 图1是本发明
实施例中戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱的红外
光谱图。
[0016] 图2是本发明实施例中戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱的质谱图。
具体实施方式
[0017] 下面通过实施例对本发明技术方案再作进一步说明。
[0018] 实施例：
[0019] (1)分别称取0.3987g 2-氨基芴和0.2002g戊二醛，分别溶于15mL无水乙醇，制得2-氨基芴乙醇溶液和戊二醛乙醇溶液。
[0020] (2)将步骤(1)中的2-氨基芴乙醇溶液置于50mL三口烧瓶中，加入3滴乙酸，然后加入步骤(1)中的戊二醛乙醇溶液，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，温度设置为45℃，磁力搅拌，氮气保护下进行反应，整个反应过程TLC点板跟踪，由于醛类物质在硅胶板上不显色，采用碘缸爬板，展开剂为二氯甲烷(DCM):石油醚(PE)＝6:5，反应9小时后，点板不再有戊二醛存在，停止反应，自然冷却降至室温，减压抽滤，并不断用无水乙醇淋洗滤饼，去除原料2-氨基芴和冰醋酸及其它杂质，将过滤后的产物进行真空干燥，获得戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱0.3953g，戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱淡黄褐色粉末，产率为66％，m.p为225.6～226.3℃。
[0021] (3)将步骤(2)中获得的戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱称取
质量为2～200mg加入到1升的蒸馏水中搅拌溶解配制成水溶液，即为戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱缓蚀剂。
[0022] 采用VECTOR22型红外光谱仪，采用KBr压片，对所合成的戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱在4000～500cm-1范围内扫描，进行红外光谱结构表征。在附图1中，1648cm-1和2950cm-1醛基的特征峰消失，3444、3357、3200cm-1处为伯胺N-H的特征吸收峰消失；在1612cm-1处出现了νC＝N的伸缩振动。这说明有碳氮双键生成，即合成了戊二醛缩2-氨基芴双希夫碱。
[0023] 采用Bruker Solarix XR FTMS质谱分析仪对所合成的戊二醛缩2-氨基芴希夫碱进行质谱分析。在附图2中，准分子离子峰[M+H]+为427.21790，推测其相对分子质量为426.21790，理论值为426。表明测试结果与目标产物的相对分子质量相吻合。
[0024] 对实施例的缓蚀剂产品的评价方法与结果。
[0025] 评价方法——失重法：
[0026] (1)碳钢式样前处理
[0027] 腐蚀失重实验选用尺寸为3.0cm×1.0cm×0.3em的20#碳钢挂片，实验前碳钢试样均用400，800，1200号金相
砂纸打磨，用蒸馏水冲洗，放入无水乙醇中
超声波震荡脱水，再经丙
酮脱脂后，用冷风吹干，用熔融石腊密封非工作面，
滤纸包好，放入干燥器中干燥4h。测试前要测量其尺寸，并求出其表面积。
[0028] (2)失重实验
[0029] 取干燥备用的3组实验20#碳钢试样在分析天平上准确称量，将处理过的碳钢片浸-6 -5 -5 -4泡在不添加和添加不同浓度分别为5×10 mol/L，1×10 mol/L，5×10 mol/L、1×10 mol/L 5×10-4mol/L双希夫碱缓蚀剂的50mL模拟循环冷却中，25℃下浸泡48h。然后取出碳钢试样，用蒸馏水冲洗，乙醇中脱水，丙酮中脱脂，干燥4h后称重。平行试验三次，平均重量损失ΔW(g)按下式计算：
[0030] ΔW＝W0-W1 (1)
[0031] 式中W0和W1分别是浸泡前后样品的平均重量。
[0032] 按公式(2)、(3)、(4)，计算腐蚀速率(A)、表面
覆盖率(θ)、缓蚀剂缓蚀率(ηW％)。
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 式中，ΔW为浸泡前后碳钢试样的质量差(g)，S是碳钢试样的浸泡总面积(cm2)，t为浸泡时间(h)；Aocorr和Acorr为碳钢在不添加和添加缓蚀剂的模拟循环冷却水中的腐蚀速-2 -1率(g·cm ·h )。
[0037] 评价方法结果——失重法实验数据：
[0038] 根据失重方法进行失重实验，每个试样平行进行三次实验。分别按照公式(1)、(2)、(3)、(4)计算平均重量损失ΔW(g)、腐蚀速率(A)、表面覆盖率(θ)、缓蚀剂缓蚀率ηw(％)，计算结果见表1。
[0039] 表1在25℃下，碳钢试样在不添加和添加不同浓度双希夫碱缓蚀剂的循环冷却水中浸泡48小时的腐蚀参数
[0040]
[0041] 从表1中我们可以看出，随着缓蚀剂浓度的增大，碳钢的平均失重降低，双希夫碱缓蚀剂的缓蚀效率随着添加浓度的增大而增大。在缓蚀剂添加浓度为5×10-4mol/L时，缓蚀剂具有最好的缓蚀效果。
