Ингибитор коррозии для грунтовок по металлу

Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями путем введения ингибитора коррозии в грунтовки по металлу бората хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O и изучено его влияние на коррозионно-электрохимическое поведение стали 3 в 3%-ном растворе NaCl. Технический результат: борат хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O является новым эффективным, малотоксичным ингибитором коррозии к грунтовкам по металлу с меньшим содержанием хромата. 2 ил, 2 табл.

 

Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями, в частности, может быть использовано в качестве ингибиторов коррозии для грунтовок по металлу.

В лакокрасочных покрытиях на металлах основную защитную функцию выполняют грунтовки. Антикоррозионное действие грунтовок в основном определяется типом и содержанием ингибиторов. Известно широкое применение в составе грунтовок свинец- и хромсодержащих ингибиторов. В качестве хромсодержащих ингибиторов в основном используют хроматы цинка, стронция, бария и калия (Розенфельд И.Л. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями, 1987. - 224 с.).

В настоящее время на российском рынке ощущается острый дефицит противокоррозионных присадок к грунтовкам. Потребность российских производителей лакокрасочных материалов в ингибиторах коррозии для грунтовок едва удовлетворяется на 30% за счет внутреннего рынка.

Существенным недостатком хроматных ингибиторов является их токсичность. В связи с этим работы, направленные на уменьшение содержания хромата в грунтовке, при условии, что защитные свойства не ухудшаются, являются весьма актуальными (Корсунский Л.Ф., Калинская Т.В., Стенин С.Н. Неорганические пигменты. Справ. изд. - СПб.: Химия, 1992. - 336 с.).

Соли борной кислоты также нашли применение в качестве ингибиторов коррозии для грунтовок (Дринберг А.С, Ицко Э.Ф., Калинская Т.В. Антикоррозионные грунтовки. Москва, 2008. - 168 с.).

Действие слаборастворимых боратных ингибиторов усиливается, если их комбинировать с хроматными присадками.

Таким образом, возникает необходимость изучения системы типа борат - хромат - вода. Нами была исследована система пентаборат калия - хромат калия - вода при 25°C по методике (Садетдинов Ш.В., Павлов Г.П. и др. Взаимодействие борной кислоты с метил-, этил-, фенилгидразинами // Журнал неорганической химии. - 1998. - Т. 43, №5, с. 866-869). Полученные данные по растворимости в системе KB5O8 - K2CrO4 - H2O при 25°C приведены в табл. 1.

Из табл. 1 следует, что пентаборат калия взаимодействует с хроматом калия с образованием нового двойного соединения состава 2KB5O8·K2CrO4·4Н2О (бората хрома) (фиг. 1).

Состав нового соединения установлен методом «остатков» Скрейнемакерса, а также химическим анализом образца.

Для 2KB5O8·K2CrO4·4Н2О найдено, мас.%: KB5O8 - 64,40; K2CrO4 - 27,39. Вычислено, мас.%: KB5O8 - 62,42; K2CrO4 - 27,41.

Согласно результатам кристаллооптического исследования твердых фаз показатели преломления кристаллов исходных соединений и полученного на их основе нового двойного соединения (бората хрома) отличаются, что подтверждает их индивидуальность. Показатель преломления Ng и Np для KB5O8·4Н2О равны: 1,492 и 1,446; K2CrO4 - 1,742 и 1,703; 2KB5O8·K2CrO4·4Н2О - 1,650 и 1,618 соответственно.

Синтез бората хрома осуществляли следующим образом. В реакционную колбу емкостью 250 мл налили 100 мл дистиллированной воды и растворили в ней 44,3 г (0,2 моля) пентабората калия и 15,5 г (0,1 моля) хромата калия. Смесь непрерывно перемешивали в течение 6 часов при комнатной температуре, затем раствор перенесли в кристаллизатор для выращивания кристаллов. Выход продукта - 57,4 г, что составляет 96,0%.

Полученный продукт представляет собой желтые кристаллы; температура плавления 894°C; растворимость в воде 62,0 г/100 г (при 25°C).

В качестве объекта сравнения использовали хромат калия, который широко используется на практике в качестве противокоррозионного пигмента.

Хромат калия и борат хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4Н2О являются наиболее близкими по совокупности существенных признаков и достигаемому результату ингибиторами коррозии к грунтовкам, поэтому хромат калия и был принят за прототип (Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. М.: Химия, 1980. - 200 с.).

Целью заявляемого изобретения является расширение ассортимента эффективных антикоррозионных присадок к грунтовкам с меньшим содержанием токсичного хромата.

Противокоррозионные свойства прототипа и заявляемого в качестве изобретения ингибитора оценивали методами гравиметрии и снятия потенциодинамических поляризационных кривых.

Гравиметрические испытания проводили следующим образом. Образцы стали 3 размером 50×10×2 мм шлифовали, обезжиривали и в течение суток выдерживали в эксикаторе под хлоридом кальция. Коррозионной средой являлся 3%-ный раствор NaCl. Испытания проводили в стационарных условиях в течение 3 месяцев и после экспозиции очищенные от продуктов коррозии образцы взвешивали с точностью до четвертого знака.

Скорость коррозии ρ определяем по формуле:

ρ=Δm·1000/Sτ(г/м2·час),

где Δm - потеря массы, г;

τ - время, час;

S - площадь, см2.

Защитные свойства ингибитора прототипа и заявляемого выражаются величинами ингибиторного эффекта j и защитного действия z и вычисляются по формулам, соответственно:

j101 и z1=(ρ01)·100/ρ0 (%),

j202 и z2=(ρ02)·100/ρ0 (%),

где ρ0 - скорость коррозии в 3%-ном растворе NaCl (контроле);

ρ1 - скорость коррозии в присутствии ингибитора прототипа;

ρ2 - скорость коррозии в присутствии заявляемого ингибитора.

Данные по влиянию хромата калия (прототипа) и бората хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4Н2О (заявляемого ингибитора) на коррозионное поведение стали 3 в химически агрессивной среде 3%-ного раствора хлорида натрия приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что с повышением концентрации антикоррозионных добавок от 0,5 до 1,5 мас.% в расчете на безводную соль скорость коррозии стали 3 в 3%-ном растворе хлорида натрия заметно снижается. При этом степень защиты стали в 3%-ном растворе NaCl при концентрации прототипа 1% составляет 31,4%, а в присутствии заявляемого ингибитора при той же концентрации это значение становится равным 98,6%, что превышает значение степени защиты стали прототипом. Дальнейшее увеличение концентрации рассматриваемых ингибиторов практически не усиливает антикоррозионные свойства раствора.

Для электрохимических исследований выбрали 1%-ный раствор ингибиторов в 3%-ном растворе NaCl и были сняты потенциодинамические поляризационные кривые стали 3 (фиг. 2).

В 3%-ном растворе NaCl сталь 3 интенсивно растворяется (кривые 1 и 1′). В присутствии ингибиторов (кривые 2 и 2′; 3 и 3′) потенциалы ионизации металла смещены в положительную сторону относительно Екор. в фоновом электролите. При этом антикоррозионное действие заявляемого ингибитора значительно выше прототипа.

Результаты электрохимических исследований коррелируют с данными, полученными гравиметрическим методом. Следует отметить, что заявляемый ингибитор преимущественно замедляет анодный процесс.

Борат хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4Н2О, применяемый в качестве ингибитора коррозии к грунтовкам по металлу, характеризующийся тем, что он имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

пентаборат калия 64,40
хромат калия 27,39
вода остальное до 100



 

Похожие патенты:
Изобретение касается композиции грунтовочного покрытия на водной основе и системы покрытия, которые могут быть использованы для формирования устойчивых к образованию натеков влажных слоев или покрытий на широком диапазоне подложек.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. Противокоррозионный пигмент получают на основе отхода электропечей литейного производства - аспирационной пыли, содержащей, мас.%: Fe2O3 63,9-70,0, FeO 7,0-11,32, SiO2 8,9-16, Al2O3 1,45-3,12.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к антикоррозионной защите изделий из черных металлов. Праймер-преобразователь коррозии черных металлов, включающий ортофосфорную кислоту и оксид цинка, смешивают с галлатом основным висмута в присутствии экологически безопасного комплексона этилендиаминдиянтарной кислоты.

Изобретение относится к составам для предотвращения неорганических отложений и может быть использовано в нефтяной и теплоэнергетической промышленности для предотвращения солеотложений в водных системах.

Изобретение относится к антикоррозионным покрытиям для защиты от коррозии и абразивного износа подземных металлических конструкций различного назначения, в частности стальных винтовых свай.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к технологическим составам, используемым для покрытия поверхностей твердого материала (тела) и получения многофункциональной (защитной) наноразмерной пленки (конкретно для модификации поверхностей с целью улучшения их свойств), и может найти применение в приборостроении, электронике, машиностроении, топливо-энергетическом комплексе, ЖКХ и иных отраслях, например, в металлообработке.
Изобретение относится к химической промышленности и касается способа получения добавки на основе экологически чистой полиамидокислоты в виде твердых волокон, устойчивой при хранении, которая при переводе в солевое состояние может найти применение для получения композиционных материалов и покрытий по металлу.

Изобретение относится к нанесению полимерного покрытия на стальную поверхность. Способ включает подготовку стальной поверхности, нанесение полимерного слоя путем окунания поверхности в ванну с водным раствором олигомера и отверждение нанесенного полимерного слоя.
Эмаль // 2550875
Изобретение относится к эмали, предназначенной для защитно-декоративной и антикоррозионной окраски поверхностей различной природы. Эмаль содержит гидроксилсодержащий сополимер на основе винилхлорида с винилацетатом, гидроксилсодержащий фторполимер на основе фторэтиленвиниловых эфиров с гидроксильным числом 52-100 мг KOH/г, пигменты: ванадат висмута, и/или титанат никеля, и/или кадмий красный, и/или титанат хрома, и/или оксид хрома, и/или феррит кобальта железа, и/или оксид марганца, и/или алюминат, цинка и/или смешанные оксиды кобальта и цинка, и/или алюминат кобальта, наполнители, аэросил, отвердитель, органические растворители.
Изобретение относится к области лакокрасочных покрытий. Эпоксидно-каучуковая композиция для защитных покрытий содержит пленкообразующее, которое включает в себя эпоксикаучуковый аддукт, олигоэфирэпоксид, пигменты, наполнители и отвердитель.

Изобретение относится к способу получения оксида хрома (III), включающему стадии: a) взаимодействия хромата щелочного металла или бихромата щелочного металла с газообразным аммиаком, в частности, при температуре от 200 до 800°C, b) гидролиза реакционного продукта, полученного на стадии а), причем pH-значение воды для гидролиза перед гидролизом или щелочного маточного щелока во время или после гидролиза устанавливают равным от 4 до 11, понижая с помощью кислоты, c) выделения продукта гидролиза, выпавшего в осадок на стадии b), d) сушки продукта, полученного на стадии с), и e) кальцинирования продукта гидролиза, полученного на стадии d) при температуре от 700 до 1400°C.
Изобретение может быть использовано в металлургии. Для получения карбида хрома Cr3C2 смесь порошка хрома и сажи механически активируют в центробежной планетарной мельнице при ускорении шаров 25-45 g и соотношении шихта : шаровая загрузка по массе 1:20 в течение 30-40 мин.
Изобретение может быть использовано при изготовлении режущего инструмента, при износостойкой наплавке, для получения композиционных электрохимических покрытий и контактного материала, обладающего повышенным сопротивлением эрозионному действию электрической дуги.

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к четверному соединению меди, галлия, хрома и селена, которое может найти применение в многофункциональных приборах и схемах, работающих на взаимосвязи магнитного и электрического полей.

Изобретение относится к экстракционным методам извлечения анионов металлокислот из водных растворов и может быть использовано для выделения хрома(VI) из кислых сред.

Изобретение относится к разработке новых сульфидных соединений с особыми магнитоэлектрическими свойствами, которые могут быть использованы в микроэлектронике. .

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в процессах переработки хромсодержащих растворов, образующихся при электрохимической и химической обработке металлов с применением химических методов.

Изобретение относится к способам получения соединений хрома. .
Изобретение относится к неорганической химии. .

Изобретение относится к химии соединений додекагидро-клозо-додекаборатного B 12 H 12 2 − − а н и о н а , хитозана, солей переходных металлов, а именно к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозана с нитратами или перхлоратами переходных металлов, в частности Cu(II), или Со(II), или Ni(II), или Zn(II), или Мn(II), и способу их получения.

Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями путем введения ингибитора коррозии в грунтовки по металлу бората хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O и изучено его влияние на коррозионно-электрохимическое поведение стали 3 в 3-ном растворе NaCl. Технический результат: борат хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O является новым эффективным, малотоксичным ингибитором коррозии к грунтовкам по металлу с меньшим содержанием хромата. 2 ил, 2 табл.

Наверх