Камерный ингибитор коррозии черных и цветных металлов
Владельцы патента RU 2759721:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) (RU)
Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к камерным ингибиторам атмосферной коррозии. Ингибитор коррозии состоит из смеси азотсодержащего основания, в качестве которого используют триэтаноламин, или диметилэтаноламин, или диэтилэтаноламин, или моноэтаноламин, или октадециламин, или гексаметилентетрамин, и гетероциклического азотсодержащего соединения, в качестве которого используют хлорбензотриазол, или бензимидазол, или бензотиазол, или меркаптобензотиазол, или бензотриазол, или толилтриазол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: азотсодержащее основание 20-80; гетероциклическое азотсодержащее соединение 20-80. Технический результат - повышение эффективности защиты черных и цветных металлов от коррозии в атмосферах с высоким содержанием хлоридов. 2 табл.
Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к камерным ингибиторам атмосферной коррозии.
Для защиты металлов от атмосферной коррозии широко используются ингибиторы коррозии, в том числе парофазные /Розенфельд И.Л., Персианцева В.П. Ингибиторы атмосферной коррозии. – М.: Наука, 1985. – 278 с./. Одной из их разновидностей являются камерные ингибиторы /Лучкин А.Ю., Гончарова О.А., Андреев Н.Н., Кузнецов Ю.И. Новый метод защиты металлов от атмосферной коррозии. Практика противокоррозионной защиты. 2017. №4. С. 7-12/. Защита ими металлоизделий сводится к непродолжительной обработке металлов парами органических ингибиторов в замкнутом объеме при повышенной температуре. В процессе такой обработки на поверхности формируются тонкие пленки, имеющие длительное защитное последействие и способные эффективно защищать металлы от атмосферной коррозии.
Аналогом предлагаемого камерного ингибитора коррозии является олеат триэтаноламина /Андреев Н.Н., Гончарова О.А., Кузнецов Ю.И., Лучкин А.Ю. Способ защиты металлов от атмосферной коррозии. Патент на изобретение №2649354/. Он эффективно защищает сталь в отсутствии хлоридов. Однако в атмосферах с высоким содержанием хлоридов ингибитор малоэффективен.
Прототипом предлагаемого изобретения является камерный ингибитор содержащий смесь триэтаноламина и октановой кислотой нормального строения /Бетретдинова О.А., Лучкин А.Ю., Гончарова О.А., Кузнецов Д.С, Андреев Н.Н., Кузнецов Ю.И. Камерный ингибитор коррозии. Патент №2736196/. Этот ингибитор эффективно защищает сталь, однако в атмосферах с высоким содержанием хлоридов он малоэффективен при защите цветных металлов – меди, цинка и алюминиевых сплавов.
Технический результат заявленного изобретения является повышение эффективности защиты черных и цветных металлов от коррозии в атмосферах с высоким содержанием хлоридов.
Технический результат заявленного изобретения, достигается том, что используют в качестве камерного ингибитора смеси азотсодержащего основания и гетероциклического азотсодержащего соединения при следующем соотношении компонентов (% масс.):
| азотсодержащее основание | 20-80 |
| гетероциклического азотсодержащего соединения | 20-80 |
В качестве азотсодержащего основания используют триэтаноламин, диметилэтаноламин, диэтилэтаноламин, моноэтаноламин, октадециламин или гексаметилентетрамин.
В качестве гетероциклического азотсодержащего соединения используют хлорбензотриазол, бензимидазол, бензотиазол, меркаптобензотиазола, бензотриазол или толилтриазол.
Ниже приводятся примеры реализации камерного ингибитора коррозии и подробное описание изобретения, поясняющее его техническую сущность.
Камерные ингибиторы в рамках предлагаемого изобретения готовили смешением компонентов.
Ингибитор – аналог представлял собой олеат триэтаноламина, а ингибитор – прототип представлял собой октаноат триэтаноламина. Оба ингибитора готовили смешением эквимолярных количеств кислоты и основания.
Плоские образцы размером 30х50х1 мм из сталей Ст.3, цинка Ц0, меди М1 и алюминиевого сплава Д16 зачищали шлифовальной бумагой различной зернистости, обезжиривали спиртом, высушивали на воздухе в течение часа. После этого образцы подвешивали на нейлоновых нитях в герметичных стеклянных ячейках объемом 1 л., на дно которых помещали навеску ингибитора (1 г). Ячейки помещали в сушильный шкаф, нагретый до температуры 140°С. После часовой экспозиции в горячих парах ингибиторов образцы извлекали из ячеек, остужали на воздухе в течение часа, после чего помешали в камеру солевого тумана.
Коррозионные опыты проводили при комнатной температуре. В ходе испытаний определяли количество циклов до появления на образцах коррозионных поражений. Каждый цикл включал 15-минутное распыление 3%-го раствора хлорида натрия и 45-минутную экспозицию образцов в образовавшемся при распылении солевом тумане. Осмотр образцов проводили после каждого цикла. Общая продолжительность испытаний составляла 5 циклов. В ходе испытаний фиксировали время до появления на образцах первых коррозионных поражений.
Результаты коррозионных испытаний приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1. Влияние состава камерного ингибитора на его защитные свойства в отношении стали, цинка, меди и алюминиевого сплава в атмосфере солевого тумана.
| Пример № | Состав ингибитора (%, мас.) | Время до появления на образцах коррозии, циклов | ||||
| триэтаноламин | хлорбензотриазол | Ст.3 | Ц0 | М1 | Д16 | |
| 1.1 | 19 | 81 | 3 | 2 | 1 | 1 |
| 1.2 | 20 | 80 | > 5 | 4 | 4 | 4 |
| 1.3 | 50 | 50 | > 5 | > 5 | > 5 | > 5 |
| 1.4 | 80 | 20 | > 5 | 4 | 3 | 4 |
| 1.5 | 81 | 19 | 4 | 2 | 1 | 1 |
| Аналог | 3 | 2 | 1 | 2 | ||
| Прототип | > 5 | 3 | 2 | 3 |
Данные Табл. 1 свидетельствуют, что предлагаемый камерный ингибитор, при соблюдении указанных соотношений триэтаноламина и хлорбензотриазола (примеры 1.2 – 1.4) обеспечивает более эффективную защиту цинка, меди и алюминиевого сплава от коррозии, чем ингибиторы аналог и прототип и не уступает прототипу при защите стали. Нарушение указанных соотношений компонентов ведет к резкому (ниже уровня прототипа) снижению защиты металлов (примеры 1.1, 1.5).
Данные табл. 2 иллюстрируют возможность использования в составе камерного ингибитора без ухудшения его защитных свойств в качестве азотсодержащего основания, помимо триэтаноламина, также: диметилэтаноламина (пример 2.1), или диэтилэтаноламина (пример 2.2), или моноэтаноламина (пример 2.3), или октадециламина (пример 2.4), или гексаметилентетрамина (пример 2.5); а в качестве гетероциклического азотсодержащего соединения, помимо хлорбензотриазола, также: бензимидазол (пример 2.1), или бензотиазол (пример 2.2), или меркаптобензотиазола (пример 2.3), или бензотриазол (пример 2.4), или толилтриазол (пример 2.5).
Таблица 2. Влияние состава камерного ингибитора на его защитные свойства в отношении стали, цинка, меди и алюминиевого сплава в атмосфере солевого тумана. Соотношение компонентов 1:1 по массе.
| При-мер № | Состав ингибитора (%, мас.) | Время до появления на образцах коррозии, циклов | ||||
| Азотсодержащее основание | Гетероциклическое азотсодержащее соединение | Ст.3 | Ц0 | М1 | Д16 | |
| 2.1 | диметилэтаноламин | бензимидазол | > 5 | > 5 | > 5 | > 5 |
| 2.2 | диэтилэтаноламин | бензотиазол | > 5 | > 5 | > 5 | > 5 |
| 2.3 | моноэтаноламин | меркаптобензотиазола | > 5 | > 5 | > 5 | > 5 |
| 2.4 | октадециламин | бензотриазол | > 5 | > 5 | > 5 | > 5 |
| 2.5 | гексаметилентетрамин | толилтриазол | > 5 | > 5 | > 5 | > 5 |
| Аналог | 3 | 2 | 1 | 2 | ||
| Прототип | > 5 | 3 | 2 | 3 |
Таким образом, результаты испытаний свидетельствуют, что предлагаемый камерный ингибитор обеспечивает более эффективную защиту от коррозии цинка, меди и алюминиевого сплава от коррозии, чем ингибитор аналог и ингибитор прототип и не уступает им прототипу при защите стали в хлоридсодержащих атмосферах.
Использование предлагаемого изобретения позволит увеличить сроки временной защиты стальных изделий от атмосферной коррозии.
Камерный ингибитор коррозии черных и цветных металлов, отличающийся тем, что он состоит из смеси азотсодержащего основания, в качестве которого используют триэтаноламин, или диметилэтаноламин, или диэтилэтаноламин, или моноэтаноламин, или октадециламин, или гексаметилентетрамин, и гетероциклического азотсодержащего соединения, в качестве которого используют хлорбензотриазол, или бензимидазол, или бензотиазол, или меркаптобензотиазол, или бензотриазол, или толилтриазол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| азотсодержащее основание | 20-80 |
| гетероциклическое азотсодержащее соединение | 20-80 |
