Ингибитор коррозии амфотерных металлов в щелочных средах

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть применено при щелочном травлении и обезжиривании алюминия, цинка и олова, а также в гальванических элементах с щелочным электролитом для подавления саморазряда алюминиевых анодов. Ингибитор содержит, мас.%: этиленгликоль 92-99, глютатион 8-1. Технический результат: повышение защиты от коррозии амфотерных металлов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области защиты амфотерных металлов в щелочных растворах с помощью ингибиторов и может быть применено для травления и обезжиривания металлических поверхностей перед нанесением гальванических, химических, конверсионных покрытий, а также в производстве химических источников тока для подавления саморазряда, вызванного коррозией анодов в щелочном электролите.

Известно использование сульфит-целлюлозных щелоков для торможения коррозии алюминия в щелочных растворах в качестве ингибитора со степенью защиты 99% (в 0,1 М растворе гидроксида натрия), 39,1% (в 0,5 М растворе NaOH), 30,8% (в 1,0 М растворе NaOH) [Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л.: Химия, 1968, с.87]. Из приведенных результатов можно сделать заключение, что применять известный ингибитор при травлении и обезжиривании алюминия, где концентрация щелочи в 2-3 раза выше (по сравнению с 0,1 М раствором), нецелесообразно вследствие низкой степени защиты. Для цинка и олова эффективность защиты при тех же концентрациях NaOH еще меньше.

Наиболее близким к предлагаемому ингибитору по технической сущности и полученным результатам является известный ингибитор траганат, имеющий для алюминия степень защиты 82-87% (в 0,3 н. растворе NaOH) [там же, с.86]. Для олова и цинка степень защиты заметно ниже.

При разработке настоящего изобретения ставилась задача создания такого ингибитора коррозии, который, во-первых, защищал бы в щелочных средах не только алюминий, но и другие металлы и, во-вторых, обеспечивал бы более эффективную защиту от коррозии алюминия и других металлов. Для достижения поставленной технической задачи было предложено использовать комбинацию двух продуктов - этиленгликоля (играющего роль макродобавки) и глютатиона (выступающего как микродобавка). Предполагалось, что оба вещества при совместном присутствии в щелочном растворе будут существенно усиливать действие друг друга, т.е. проявят синергическое взаимодействие.

Этиленгликоль представляет двухатомный спирт, глютатион-трипептид. В состав предлагаемого ингибитора компоненты входят в следующих концентрациях, мас.%:

этиленгликоль	92-99
глютатион	8-1.

Ингибитор вводится в раствор щелочи (NaOH) в концентрации 6-11 г/л. Скорость коррозии металлов в щелочном растворе измерялась для алюминия объемным (по объему водорода) и гравиметрическим (по убыли массы образца) методами, для цинка и олова - только последним. Защитное антикоррозионное действие ингибитора показано в таблице 1. Для известного ингибитора данные собраны в таблице 2.

Как следует из приведенных результатов, предлагаемый ингибитор значительно более эффективно защищает Al, Zn и Sn, чем известный.

Для травления и обезжиривания алюминия, цинка и олова, когда применяются растворы NaOH в концентрациях не более 0,25-0,5 М, защита Al превышает 96% (при оптимальной концентрации компонентов). В то же время известный ингибитор обеспечивает защиту лишь на 90% и ниже. Аналогичная картина наблюдается и для цинка и олова. Особо следует отметить, что при концентрациях щелочи 1-2 М, которые уже могут применяться в гальванических элементах с алюминиевым анодом, степень защиты при оптимальной концентрации компонентов ингибитора остается выше 96%, что обеспечивает достаточно низкую величину саморазряда химического источника тока.

Таким образом, разработанный ингибитор может применяться при травлении и обезжиривании Al, Zn и Sn, а также в гальваническом элементе со щелочным электролитом и алюминиевым анодом.

Таблица 1 Степени защиты от коррозии предлагаемым ингибитором (10 г/л)
№№	Металл	Концентрация, моль/л	t, °C	Mac.%	Степень защиты, %
этиленгликоль	глютатион
1	2	3	4	5	6	7
1	Al	0,25	20	99	1	93,3
2	-//-	-//-	-//-	95	5	97,5
3	-//-	-//-	-//-	92	8	99,2
4	-//-	0,25	40	99	1	90,1
5	-//-	-//-	-//-	95	5	94,5
6	-//-	-//-	-//-	92	8	96,1
7	-//-	0,5	20	99	1	91,1
8	-//-	-//-	-//-	95	5	95,9
9	-//-	-//-	-//-	92	8	98,5
10	-//-	0,5	40	99	1	87,8
11	-//-	-//-	-//-	95	5	89,2
12	-//-	-//-	-//-	92	8	92,9
13	-//-	1,0	20	99	1	90,2
14	-//-	-//-	-//-	95	5	93,3
15	-//-	-//-	-//-	92	8	97,3
16	-//-	2,0	-//-	99	1	85,8
17	-//-	-//-	-//-	95	5	92,0
18	-//-	-//-	-//-	92	8	96,3
19	Zn	0,25	20	99	1	94,4
20	-//-	-//-	-//-	95	5	96,3
21	-//-	-//-	-//-	92	8	97,9
22	-//-	0,25	40	99	1	85,8
23	-//-	-//-	-//-	95	5	87,2
24	-//-	-//-	-//-	92	8	90,2
25	-//-	0,5	20	99	1	90,5
26	-//-	-//-	-//-	95	5	92,2
27	-//-	-//-	-//-	92	8	93,9
28	-//-	0,5	40	99	1	83,5
29	-//-	-//-	-//-	95	5	85,4
30	-//-	-//-	-//-	92	8	87,0
31	-//-	1,0	20	99	1	75,9
32	-//-	-//-	-//-	95	5	79,9
33	-//-	-//-	-//-	92	8	85,8
34	-//-	2,0	-//-	99	1	73,3
35	-//-	-//-	-//-	95	5	78,6
36	-//-	-//-	-//-	92	8	83,7
37	Sn	0,25	20	99	1	71,5
38	-//-	-//-	-//-	95	5	73,9
39	-//-	-//-	-//-	92	8	77,1
40	-//-	0,25	40	99	1	69,2
41	-//-	-//-	-//-	95	5	70,7
42	-//-	-//-	-//-	92	8	73,5
43	-//-	0,5	20	99	1	70,5
44	-//-	-//-	-//-	95	5	72,5
45	-//-	-//-	-//-	92	8	73,9
46	-//-	0,5	40	99	1	67,3
47	-//-	-//-	-//-	95	5	69,9
48	-//-	-//-	-//-	92	8	71,9
49	-//-	1,0	20	99	1	73,3
50	-//-	-//-	-//-	95	5	74,5
51	-//-	-//-	-//-	92	8	76,6
52	-//-	2,0	-//-	99	1	68,5
53	-//-	-//-	-//-	95	5	70,3
54	-//-	-//-	-//-	92	8	73,7

Таблица 2
Степени защиты от коррозии с известным ингибитором (траганат, 10 г/л)
№№	Металл	t, °C	Степень защиты, %	Конц. NaOH,моль/л
1	Al	20	90,2	0,25
2	-//-	40	86,3	0,25
3	-//-	20	81,3	0,5
4	-//-	40	78,5
5	-//-	20	71,1	1,0
6	-//-	40	65,8	2,0
7	Zn	20	81,7	0,25
8	-//-	40	80,1	0,25
9	-//-	20	77,3	0,5
10	-//-	40	79,2	1,0
11	-//-	20	80,5	2,0
12	Sn	20	69,2	0,25
13	-//-	40	62,5	0,25
14	-//-	20	59,6	0,5
15	-//-	40	57,0	1,0
16	-//-	20	54,2	2,0

Ингибитор коррозии амфотерных металлов в щелочных средах, отличающийся тем, что он содержит этиленгликоль и глютатион при следующих концентрациях компонентов, мас.%:

этиленгликоль	92-99
глютатион	8-1