2-苯基咪唑啉的制备与应用

结构与性质

2-苯基咪唑啉是一种环脒类化合物。化学结构中含有叔氮原子和活泼氢，能在相对低的温度下使环氧基聚合。固化物机械物理性能、化学稳定性能优异。外观为白色或淡黄色晶体，纯物质熔点101℃，正好与常见固体环氧树脂(国产E-12、美国DOW663U、日本YD-013等)相当，并有良好的相容性和加工性^[1]。

制备方法

带搅拌器的1000L反应釜上配置换热器，再将换热器的出口依次连接缓冲罐和吸收塔，反应釜的放料口与分离设备相联。投料比：n(乙二胺):n(苄腈)=0.9~1.05:1；n(乙二胺):n(催化剂)=1:0.02~0.10；溶剂500L。加热反应釜，使物料相互反应，蒸发的物料经换热器冷凝后回流至反应釜。反应中生成的不能冷凝的副产物氨气经缓冲罐去吸收塔被吸收。温度控制段为：开始2h釜温120~130℃，使乙二胺与催化剂形成络合，同时，避免反应初期的过高温度使原料逃逸。再升温至160~180℃，保持此温度尽量使原料耗尽。反应结束后加入惰性溶剂，冷却物料至室温，使生成的产品大量析出，放料，分离出2-苯基咪唑啉晶体；干燥后，得到产品2-苯基咪唑啉。溶剂回收后，循环使用^[1]。

应用^[1~2]

1、在环氧粉末涂料中2-苯基咪唑啉起以下作用：在纯环氧粉末涂料中，可以作为热固性环氧树脂的主固化剂；在环氧/聚酯粉末涂料和环氧/双氰胺粉末涂料中，作为环氧树脂的固化促进剂。在上述作用中，2-苯基咪唑啉能使涂层降低固化温度、减少固化时间，固化后的涂层可满足粉末涂料的常规技术要求。

2、在油田的酸化及化工设备的酸洗环节，金属腐蚀常常无法避免，最常用的方法就是向酸性清洗液中添加酸洗缓蚀剂。其中，长链咪唑啉类缓蚀剂是环境友好缓蚀剂，具有高效、低毒的特点，是一种性能优良的缓蚀剂。李海云等人采用静态失重法研究2-苯基咪唑啉作为缓蚀剂(40℃恒温时)在5%盐酸、5%硫酸及5%硝酸介质中对20#、45#碳钢的缓蚀行为，确定了2-苯基咪唑啉在各种酸性条件下的最佳添加量，并研究了在不同酸性溶液中复合型缓蚀剂2-苯基咪唑啉/KI对20#、45#碳钢材质的缓蚀性能。结果表明2-苯基咪唑啉在上述3种酸性介质中对20#碳钢、45#碳钢均具有一定的缓蚀作用，其中KI成分对2-苯基咪唑啉具有协同缓蚀效果。

参考文献

[1]王申生,童乃斌. 2-苯基咪唑啉的合成及其在环氧粉末涂料中应用[J]. 热固性树脂,2002,17(5):9-12. DOI:10.3969/j.issn.1002-7432.2002.05.003.

[2]李海云,王永垒,许涛,等. 2-苯基咪唑啉在常见酸洗液中对20#、45#碳钢的缓蚀性能[J]. 黄山学院学报,2017,19(5):37-40. DOI:10.3969/j.issn.1672-447X.2017.05.010.