一種含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于緩蝕劑制備技術(shù)領(lǐng)域。提供了一種含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑及其制備方法。本發(fā)明的含離子液體納米乳液緩蝕劑中，離子液體物質(zhì)的量濃度為10mmol/L，非離子表面活性劑3份，油相7份，其余量為水。本發(fā)明通過弱極化法以及電化學(xué)阻抗法測定了緩蝕劑的緩蝕效果，并通過動(dòng)態(tài)光散射法研究緩蝕劑的穩(wěn)定性。本發(fā)明使用的含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑能夠應(yīng)用于強(qiáng)酸性工作液對(duì)儀器的防蝕防腐。并且該緩蝕劑含綠色友好型的咪唑基離子液體，能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。
【專利說明】
一種含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑的制備方法，屬于緩蝕劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]乳狀液在自然界及日常生活中廣泛存在，并在工業(yè)等方面有著廣泛的應(yīng)用，乳狀液即為一種液體分散于另一種與之不相溶的液體中形成的多相分散體系。常見的乳液類型有o/w、w/o以及復(fù)雜的多重納米乳液o/w/o、w/o/w。從熱力學(xué)角度看，乳液是一種不穩(wěn)定體系，但是通過低能制備方法可制備出粒徑在0.1?0.4μπι的細(xì)小納米乳液，所以本專利制備的含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑具有長期動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。
[0003]咪唑緩蝕劑已經(jīng)得到相關(guān)研究者的廣泛研究。常見的制備方法是取一定量的分析純?cè)噭┻溥蛉苡谌ルx子水，再置于模擬的工作環(huán)境進(jìn)行性能測試。然而由于工作環(huán)境會(huì)隨著地質(zhì)環(huán)境與開發(fā)條件變化而變化，所以傳統(tǒng)的緩蝕劑已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)中出現(xiàn)的新的腐況。目前，緩蝕劑的研究已經(jīng)向復(fù)配型和專用型轉(zhuǎn)型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)咪唑緩蝕劑應(yīng)用范圍的狹窄，本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于油田開采設(shè)備的緩蝕劑。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)技術(shù)方案為:一種含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑，以100重量份計(jì)，包括如下組分:尚子液體物質(zhì)的量濃度為1mmoI/L，非尚子表面活性劑3份，油相7份，余量為水。
[0006]所述油相為正構(gòu)烷烴混合物(液體石蠟)。
[0007]所述非離子表面活性劑為聚氧乙烯類表面活性劑(十二烷基聚四氧乙烯醚，Brij30)。
[0008]所述的離子液體為溴代十二烷基-2，3-二甲基咪唑。
[0009]上述含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑的制備方法，步驟如下所示:
[0010]在40°C的溫度下，將非離子表面活性劑、油相與離子液體混合，以一定攪拌速率(700rpm)攪拌5min，保持轉(zhuǎn)速逐滴加入一定體積的水，滴加速度控制在0.lmL/min，制得咪唑納米乳液緩蝕劑。
[0011 ]本發(fā)明的咪唑納米乳液液緩蝕劑，粒徑分布在0.1?0.4μπι，分布窄，具有良好的穩(wěn)定性。放置半個(gè)月沒有發(fā)現(xiàn)分層現(xiàn)象。并且通過弱極化電流法以及電化學(xué)阻抗法得出結(jié)論:在lmol/L的鹽酸溶液中，將相同濃度的含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑與咪唑基離子液體緩蝕劑相比，前者具有較小極化電流密度值和較大的電化學(xué)阻抗值。本發(fā)明使用的含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑能夠應(yīng)用于強(qiáng)酸性工作液對(duì)儀器的防蝕防腐。并且該緩蝕劑含綠色友好型的咪唑基離子液體，能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明中咪唑基離子液體的結(jié)構(gòu)式。
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑、咪唑基離子液體以及納米乳液在Imo I/L鹽酸中通過弱極化電流法得出的極化電流密度圖。
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二咪唑納米乳液緩蝕劑、咪唑溶液以及納米乳液在lmol/L鹽酸中通過電化學(xué)阻抗法得出的電化學(xué)阻抗譜。
[0015]圖4是本發(fā)明實(shí)施例三咪唑納米乳液緩蝕劑隨時(shí)間變化的粒徑趨勢圖。
[0016]圖5是本發(fā)明實(shí)施例四Q235碳鋼在各類緩蝕劑作用后表面形貌的電子顯微鏡的掃描圖。a:空白樣;b:納米乳液;c:咪唑離子液體;d:含咪唑基離子液體納米乳液。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例一
[0018]以100重量份計(jì)，取3份非離子表面活性劑(十二烷基聚四氧乙烯醚，Brij30)，7份液體石錯(cuò)，10mmol/L咪卩坐放置于反應(yīng)器中，在恒溫磁力攪拌器上以40°C、700rpm速率的條件下攪拌5min，并在此攪拌速率下逐滴加入純凈水，滴加速度控制在0.lmL/min，加入90份純凈水，將制得的含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑倒入直筒瓶內(nèi)備用。本發(fā)明的咪唑基離子液體的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0019]按以下方法考察制備的含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑的極化電流密度曲線:
[0020]以上海辰華電化學(xué)工作站中的CHI660b測定咪唑納米乳液緩蝕劑的極化電流密度曲線。并以空白液、納米乳液以及同等濃度的咪唑基離子液體溶液為參比。用傳統(tǒng)三電極體系，工作電極材料為Q 235碳鋼，碳鋼接觸表面為Icm2，其余面用環(huán)氧樹脂封嵌，在實(shí)驗(yàn)前經(jīng)金相砂紙(600目及1000目)打磨，直至光亮均勻的金屬面呈現(xiàn)，并用去離子水沖洗，濾紙吸干，無水乙醇脫脂，輔助電極為鉑片電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)。弱極化法掃描速率為lmV/s，掃描范圍為-60mV?-60mV(vs自腐蝕電位)。掃描自陰極到陽極，并通過四參數(shù)據(jù)擬合程序解析得到金屬腐蝕電化學(xué)參數(shù)ba(陽極極化斜率)、b。(陰極極化曲線斜率)、i_r(腐蝕電流密度)值，其結(jié)果如圖2所示，顯示在相同的lmol/L鹽酸環(huán)境下，通過電化學(xué)阻抗性能的測定，咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑的阻抗環(huán)大于含相同濃度咪唑基離子液體溶液以及納米乳液，說明含咪唑基離子液體的納米乳液的緩蝕性能較優(yōu)。
[0021]實(shí)施例二
[0022 ]按實(shí)例一的方法進(jìn)行制備含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑。
[0023]按以下方法測定含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑的電化學(xué)阻抗值。
[0024]以電化學(xué)工作站(VMP3)中的EIS測定Q235鋼在含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑中的阻抗弧半徑。并以空白液、納米乳液以及同等濃度的咪唑溶液為參比。用傳統(tǒng)三電極體系，工作電極材料為Q-235鋼，碳鋼接觸表面為Icm2，其余面用環(huán)氧樹脂封嵌，在實(shí)驗(yàn)前經(jīng)金相砂紙(600目及1000目)打磨，直至光亮均勻的金屬面呈現(xiàn)，并用去離子水沖洗，濾紙吸干，無水乙醇脫脂，輔助電極為鉑片電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)。電化學(xué)阻抗的幅值為-2.5mV?2.5mV，從高頻往低頻掃描，掃描平率范圍為1kHz?1mHz，其結(jié)果如圖3所示，顯示在相同的lmol/L鹽酸環(huán)境下，通過極化電流密度性能的測定，咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑的電流密度小于含相同濃度咪唑基離子液體溶液以及納米乳液，說明含咪唑基離子液體的納米乳液的緩蝕性能較優(yōu)。
[0025]實(shí)施例三
[0026]按實(shí)例一的方法進(jìn)行制備含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑。
[0027]按以下方法測定制備的咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑的粒徑。
[0028]以納米激光粒度儀(ZEN3690,Malvern Instrument Ltd)測定納米乳液的粒徑分布。該激光粒度納米儀儀器采用波長為632.Snm的He-Ne激光光源，測試時(shí)散射角為90°，累加時(shí)間為240-300S，重復(fù)掃描3次以上，測定溫度為25°C。測試前用去離子水將乳液稀釋50倍，消除樣品中的多重散射現(xiàn)象，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且相隔48h后繼續(xù)測量并持續(xù)測量半個(gè)月，其結(jié)果如圖4所示，顯示40°C時(shí)含咪唑基離子液體的納米乳液以及其在lmol/L鹽酸中和水中隨時(shí)間變化的粒徑分布圖，說明緩蝕劑性能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且在模擬環(huán)境中也具有較優(yōu)的穩(wěn)定性能。
[0029]實(shí)施例四
[0030]按實(shí)例一的方法進(jìn)行制備含咪唑基離子液體納米乳液緩蝕劑，并配置相同濃度的含咪唑基離子液體緩蝕劑。并將表面積為Icm2的Q235碳鋼置于2mL lmol/L的鹽酸溶液中，分別加入10yL配置好的含咪唑基離子液體納米乳液、含咪唑基離子液體溶液、納米乳液以及空白的水，靜置12h后，取出，超聲一段時(shí)間，用去離子水沖洗，再用乙醇脫脂自然晾干。[0031 ]以場發(fā)射掃描電子顯微鏡(Zeiss_Supra55)掃描Q235碳鋼在各類緩蝕劑作用后表面形貌。其結(jié)果圖如圖5所示，顯示在咪唑離子液體和納米乳液的協(xié)同作用下，Q235碳鋼浸泡在含咪唑基離子液體的納米乳液的鹽酸溶液中，表面被腐蝕的地方明顯較少，進(jìn)一步說明該緩蝕劑具有較好的緩蝕效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑，其特征在于，以100重量份計(jì)，包括如下組分:離子液體物質(zhì)的量濃度為lOmmol/L，非離子表面活性劑3份，油相7份，其余量為水。2.權(quán)利要求1所述咪唑基離子液體的納米乳液緩蝕劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將非離子表面活性劑和油相按定量比例以及定量的離子液體混合于反應(yīng)器中； 2)將反應(yīng)器放在恒溫磁力攪拌器上，在恒定的溫度以及攪拌速度下，攪拌5min; 3)逐滴滴加純凈水到反應(yīng)器中，控制滴速為0.lmL/min;滴加完畢，將產(chǎn)物倒入直筒瓶中，待用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于所述步驟I)中所述非離子表面活性劑和油相分別為Brij 30與液體石蠟，表面活性劑與油相的比分別為3/7，離子液體為溴代十二烷基-2，3-二甲基咪唑，占整個(gè)緩蝕劑的物質(zhì)的量濃度為I Ommo I/L。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于所述步驟2)中所述溫度為40°C，所述攪拌速率為700rpm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于所述步驟3)中滴加純凈水的質(zhì)量為乳液總質(zhì)量的90 %。
【文檔編號(hào)】C09K8/54GK106047328SQ201610543001
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】張曉紅, 李?yuàn)? 許紅巖, 馮偉, 郭榮
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)