一种金属酸洗缓蚀剂、其制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种金属酸洗缓蚀剂，属于金属酸洗腐蚀与防护技术领域。所述金属酸洗缓蚀剂为N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺，其制备方法是以甲苯、三乙胺和S-(1)-苯乙胺为原料，在搅拌下滴加二苯基氯化膦的甲苯溶液，混合搅拌反应12h后，抽滤，并用甲苯洗涤，减压旋干，用甲苯/石油醚(体积比为1:1)作为展开剂过硅胶短柱，在真空下旋干得油状物，加入甲醇于冰箱中过夜即可。本发明专利技术还涉及所述N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺在金属酸洗缓蚀液中的应用，将其加入不同浓度的酸洗液中即得金属酸洗缓蚀液。本发明专利技术所述金属酸洗缓蚀剂具有缓蚀效果良好，且受放置时间、温度、酸洗介质浓度影响较小，可应用于不同金属酸洗及多种酸洗介质等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种金属酸洗缓蚀剂、其制备及应用
本专利技术属于金属酸洗腐蚀及防护领域，特别涉及一种金属酸洗缓蚀剂、其制备及应用，具体为N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺的制备方法及其作为金属酸洗缓蚀剂在金属酸洗缓蚀液中的应用。
技术介绍
金属腐蚀对现有的国民经济和人民生活造成了极大破坏和困难，据统计，每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10～20％，造成严重的经济损失，金属腐蚀事故引起的停产，停电等间接损失就更无法计算。所以人们不断地进行金属酸洗腐蚀与防护的研究，希望通过努力能将金属的腐蚀程度降到最低。通过研究人们发现：现实生活中和生产过程中用于降低金属酸洗腐蚀最简便、最有效的方法之一就是添加缓蚀剂到金属酸洗液中。近年来，金属酸洗缓蚀剂的研究得到了快速发展，主要向缓蚀剂方便易行、成本低、见效快、实用性强等优点方向研究发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现今金属腐蚀对人们生产和生活造成的巨大压力，对新型缓蚀剂的迫切需求，酸洗缓蚀剂比较匮乏的条件下，提供一种新型金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺来抑制酸洗中金属的腐蚀，并为N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺开拓了新的应用领域。本专利技术提供一种金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺，其结构式如下：一种金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺，其制备方法如下：1)向配有球型冷凝管的反应器中注入甲苯、三乙胺和S-(1)-苯乙胺，搅拌下滴加二苯基氯化膦的甲苯溶液；2)混合物搅拌反应12h，抽滤，并用甲苯洗涤，减压旋干，用甲苯/石油醚(体积比为1:1)作为展开剂过硅胶短柱，在真空下旋干得油状物；3)向油状物加入甲醇于冰箱中过夜得无色晶体即金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺；其中以1mol的S-(1)-苯乙胺来计量，三乙胺为3mol，二苯基氯化膦为2mol，甲苯为0.1L，二苯基氯化膦的甲苯溶液滴加时间为30min，甲醇为30ml。在上述金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺的制备过程中，三乙胺作为缚酸剂，捕获反应产生的盐酸。其反应实质是在三乙胺的存在下，1mol的二苯基氯化膦中的氯原子和S-(1)-苯乙胺中的一个氢原子先反应脱去1mol盐酸，此时盐酸会被三乙胺捕获；另1mol的二苯基氯化膦会和前一步反应的产物，继续反应脱去1mol盐酸，盐酸会再次被三乙胺捕获。此反应过程中，不需要将中间体分离出来，直接完成S-(1)-苯乙胺中的两个氢原子的脱除反应，提高了反应效率。球形冷凝管里面通的是冷凝水，在反应中主要有两个作用，一是缓冲，二是冷凝。在滴加二苯基氯化膦时难免有烟雾出现，利用球形冷凝管就会有更多的空间来缓冲，冷凝管里面的水也会起到一定得冷凝效果。反应所述用甲苯/石油醚(体积比为1:1)作为展开剂过硅胶短柱，其目的是实现反应产物的提纯和分离。作为一种优选，所述金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺的制备必须在无水无氧条件，高纯N2的保护下进行，目的是为了防止二苯基氯化膦、S-(1)-苯胺和水、氧等反应，不能得到所需产物。作为一种优选，所述金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺在制备时滴加二苯基氯化膦的甲苯溶液必须在冰水浴中进行，主要是由于二苯基氯化膦在常温下会发烟且反应会放热，如果不在冰水浴中进行就会产生大量的雾气，不利于反应的进行。作为一种优选，所述金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺在制备时抽滤后至少用30ml甲苯洗涤三次，目的是将反应中产生的杂质等洗涤干净。本专利技术提供一种金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺，在金属酸洗缓蚀液中的应用。分析现有的金属酸洗缓蚀剂，其中都含有P、N等元素，本专利技术中N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺其中也含有P和N元素，故将其应用于金属酸洗缓蚀剂领域。N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺中含有两个磷和一个氮，其上都有孤对电子，孤对电子会与金属表面发生配位形成一层吸附膜，达到对金属表面的保护，在酸洗过程中实现对金属的缓蚀作用。本专利技术提供一种金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺，在金属酸洗缓蚀液中的应用，将所述金属酸洗缓蚀剂加入无机酸中即得金属酸洗缓蚀液。作为一种优选，所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或多种。作为本专利技术实施例中的一种优选，所述酸洗缓蚀液中，金属酸洗缓蚀剂的浓度为60-220mg/L，其中酸洗液为盐酸。作为本专利技术实施例中的一种优选，所述酸洗缓蚀液中，金属酸洗缓蚀剂的浓度为20-120mg/L，其中酸洗液为硫酸或磷酸。本专利技术的有益效果：将N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺作为金属酸洗缓蚀剂添加到无机酸中所制得的金属酸洗缓蚀液具体良好的金属缓蚀效果，且受放置时间、温度、酸洗介质浓度影响较小，可应用于不同金属酸洗及多种酸洗介质等优点。附图说明图1是本专利技术实施例1在温度为25℃时，盐酸浓度为1mol/L时，金属酸洗缓蚀率与N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度的关系图。图2是本专利技术实施例2在温度为25℃时，硫酸浓度为1mol/L时，金属酸洗缓蚀率与N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度的关系图。图3是本专利技术实施例3在温度为25℃时，磷酸浓度为1mol/L时，金属酸洗缓蚀率与N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度的关系图。图4是本专利技术实施例4在温度为25℃时，N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度为120mg/L时，金属酸洗缓蚀率与盐酸浓度的关系图。图5是本专利技术实施例5在1mol/L盐酸溶液中，N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度为120mg/L时，金属酸洗缓蚀率与酸洗缓蚀液温度体系的关系图。图6是本专利技术实施例6在温度为25℃，盐酸浓度为1mol/L，N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度为120mg/L时，金属酸洗缓蚀率与缓蚀液放置时间的关系图。具体实施方式为了更加理解本专利技术，下面结合具体实施例对本
技术实现思路
作进一步的详细描述，但所述实施例并不限制本专利技术。按照上述
技术实现思路
所述方法进行金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺的制备，并验证缓蚀剂浓度、酸洗液浓度、酸洗液温度及酸洗液放置时间对金属酸洗缓蚀率的影响。下述各实施案例中缓蚀率用IE(％)表示，其测定采用行业内常用的静态悬挂失重法进行，将称重后的Q235钢等不同金属材质样片分别静态悬挂浸泡于空白溶液(水)和酸溶液中，48h后取出，用硬橡皮檫除腐蚀产物，先后用去离子水、丙酮清洗，干燥后称重，根据失重数据计算其缓蚀率IE(％)，计算公式如下：IE＝[(V0-Vcorr)/W0]×100％式中，V0和Vcorr分别表示空白溶液和酸洗液中样片的失重速率，单位为mg/cm2.h。实施例1：N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺浓度对盐酸酸洗金属缓蚀率的影响本实施案例是在盐酸浓度相同(1mol/L，摩尔浓度，下同)的情况下，加入不同浓度(60mg/L、80mg/L、100mg/L、120mg/L、140mg/L、180mg/L、220mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属酸洗缓蚀剂，其特征在于，所述金属酸洗缓蚀剂为N,N‑二(二苯基膦基)‑(S)‑1‑苯乙胺，其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种金属酸洗缓蚀剂的制备方法，所述金属酸洗缓蚀剂为N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺，结构式如下：其特征在于，包括以下步骤：1)向配有球型冷凝管的反应器中注入甲苯、三乙胺和S-(1)-苯胺，搅拌下滴加二苯基氯化膦的甲苯溶液；2)混合物搅拌反应12h，抽滤，并用甲苯洗涤，减压旋干，用甲苯/石油醚作为展开剂过硅胶短柱，旋干得油状物；3)向油状物加入甲醇于冰箱中过夜得无色晶体即金属酸洗缓蚀剂N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺；其中以1mol的S-(1)-苯乙胺来计量，三乙胺为3mol，二苯基氯化膦为2mol，甲苯为0.1L，二苯基氯化膦的甲苯溶液滴加时间为30min，甲醇为30ml；采用上述制备方法制备的N,N-二(二苯基膦基)-(S)-1-苯乙胺金属酸洗缓蚀剂在制备金属酸洗缓蚀液中的应用。2.如权利要求1所述一种金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌，魏健，赖川，何林芯，陈炯，
申请(专利权)人：四川理工学院，四川文理学院，中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51