Ингибитор коррозии стали в нейтральных водных средах

 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в нейтральных водных средах и может быть использовано при обработке воды, имеющей контакт с металлическими деталями и конструкциями. Сущность изобретения заключается в применении бората метилфосфита общей формулы n = 1 - 18, в качестве ингибитора коррозии стали в нейтральных водных средах. Технический результат: увеличение степени защиты стали от коррозии. 1 табл.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в нейтральных водных средах и может быть использовано при обработке воды, имеющей контакт с металлическими деталями и конструкциями.

Известно, что борат метилфосфита может быть использован в качестве ингибитора горения пленок на основе поливинилового спирта (Первая всероссийская конференция по полимерным материалам пониженной горючести: Тез. докл. /ВолгГТУ и др. - Волгоград, 1995. - С. 52-54).

Однако в качестве ингибитора коррозии стали данное соединение не использовалось.

Известна композиция для защиты металлов от коррозии в водной среде, содержащая полифосфаты следующего состава, мг/л: Хром шестивалентный - 2-6 Цинк - 2-6 Соли аминов и органических кислот - 5-50 Добавка полифосфатов - 5-50 (а.с. SU 280163, МКИ С 23 F 11/08, опубл. БИ 5, 1972).

Однако данная ингибирующая композиция имеет сложный, многокомпонентный состав и не обеспечивает надежную защиту от коррозии. Максимальная степень защиты 86%.

Наиболее близкой к предлагаемому ингибитору является композиция, состоящая из твердого NaCl и ингибитора коррозии, содержащего источник водорастворимых ионов Me²⁺ и полифосфатную соль щелочного металла из группы триполифосфатов или гексаметафосфатов или их смесей (патент США 4803007, МКИ⁴ С 09 К 3/18, опубл. РЖ "Химия", 1989).

Однако данный ингибитор имеет сложный многокомпонентный состав и недостаточно эффективен. Максимальная степень защиты 93%.

Задачей предлагаемого изобретения является получение нового ингибитора, который при введении в нейтральную водную среду обеспечивает высокую степень защиты от коррозии стали в нейтральной водной среде.

Техническим результатом при использовании предлагаемого ингибитора является увеличение степени защиты стали от коррозии.

Поставленный технический результат достигается тем, что в качестве ингибитора применяют борат метилфосфита общей формулы: где n = 1 - 18.

Действие предлагаемого ингибитора основано на торможении анодного растворения металла, что объясняется прежде всего адсорбцией ингибитора на поверхности металла за счет образования хемосорбционной связи металл - атом фосфора и участием его в одной из стадий анодного растворения. Адсорбированный ингибитор уменьшает концентрацию каталитического комплекса FеОН_адс, определяющего общую скорость растворения железа.

Одновременно из-за торможения диффузионной стадии подвода О₂ металлу снижается скорость катодного процесса. Объясняется это явление экранированием части поверхности металла адсорбированными слоями или пленкой ингибитора, вследствие чего коррозионный процесс протекает на незанятой ингибитором поверхности.

Кроме этого предлагаемый органический ингибитор коррозии содержит функциональные группы с гетероатомами О, Р и В, что приводит к усилению защитного действия за счет внутримолекулярного синергизма. При адсорбции молекул такого вещества на металл часть из них адсорбируется по одной группе, часть по другой. Это приводит к уменьшению сил отталкивания между молекулами на поверхности металла и способствует образованию более плотной пленки и как следствие к увеличению степени защиты ингибитора коррозии.

Предлагаемый нами ингибитор получают в результате реакции этерификации борной кислоты и диметилфосфита в соответствии со схемой:

где n = 1 - 18
Взаимодействие протекает в интервале температур от 90 до 120^oС с выделением двух молей метилового спирта. Причем с увеличением молярного избытка диметилфосфита к борной кислоте молекулярная масса и вязкость образующихся фосфор-, борсодержащих олигомеров уменьшается.

Пример.

Синтез фосфорборсодержащего олигомера проводят по следующей технологии: в трехгорлый реактор, снабженный насадкой, термометром, прямым холодильником, загружают 6,18 г (0,1 моль) борной кислоты и 11,0 г (0,1 моль) диметилфосфита. Затем реакционную массу нагревают при температуре 110 - 120^oС в течение 2 ч с одновременной отгонкой метилового спирта. В реакционной массе остается фосфорборсодержащий олигомер, застывающий при охлаждении в кристаллизационную массу.

Содержание фосфора в готовом продукте 27,6%.

Изобретение иллюстрируется следующим образом. Полученный ингибитор вводят в водную среду (рН 7) в количестве 0,02-0,025%. При введении меньшего количества ингибитора не достигается высокого значения степени защиты, введение ингибитора в большем количестве не ведет к увеличению степени защиты.

Испытания проводят по ГОСТ 9.506-87 (СТ СЭВ 5733-86).

Значения зависимости "мгновенной" скорости коррозии стали Ст3 в воде в зависимости от концентрации ингибитора представлены в таблице.

Таким образом, как видно из таблицы, борат метилфосфита является эффективным ингибитором, превосходящим известные ингибиторы.

Защитный эффект составляет 97,3 - 100%.

Формула изобретения

Применение бората метилфосфита общей формулы

n = 1 - 18,
в качестве ингибитора коррозии стали в нейтральных водных средах.

РИСУНКИ

Рисунок 1