ЛЕТУЧИЙ ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ Российский патент 1994 года по МПК C23F11/00 

Изобретение относится к летучим ингибиторам коррозии для консервации изделий из черных и цветных металлов на период их длительного хранения и транспортировки.

В соответствии с ГОСТ 9.014-78 технология консервации металлических изделий летучими ингибиторами заключается в упаковке их с применением ингибитированной бумаги и барьерных материалов, предотвращающих удаление летучего ингибитора из замкнутого объема упаковки. Штатным летучим ингибитором для консервации изделий из черных и цветных металлов является ингибитор Г-2 [1] , применяемый в виде порошка или в виде ингибитированной бумаги МБГИ-8. Недостатки этого ингибитора: неполная защита от коррозии изделий из чугуна и некоторых цветных металлов, дефицитность одного из компонентов для его изготовления (гексаметиленимина) и недостаточно высокое давление насыщенного пара, вследствие чего требуется высокое содержание его в упаковочной бумаге (8 г/м²).

Известна композиция для защиты металлов от атмосферной коррозии [2], содержащая, мас.%:
динитронафтолят триэтил- амина 12-13
ортонитрофенолят циклогексиламина 87-88, которая надежно защищает от коррозии изделия из черных и цветных металлов при их длительном хранении в течение 10-15 лет. Недостаток этого ингибитора: дефицитность динитронафтолята триэтиламина.

Наиболее близким аналогом к заявляемому ингибитору является "Аддукт взаимодействия ортонитрофенола, бензотриазола и циклогексиламина, проявляющий повышенную противокоррозионную активность одновременно в отношении черных и цветных металлов и способ его получения" [3]. Степень защиты черных и цветных металлов составляет 99-100%. Недостатком этого ингибитора является высокая летучесть, резкий запах и возможность испарения ингибитора в атмосферу рабочей зоны при изготовлении ингибитированной бумаги и при упаковке изделий.

Целью изобретения является снижение содержания паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны при изготовлении бумаги и упаковке металлических изделий.

Цель достигается тем, что к известному аддукту взаимодействия ортонитрофенола, бензотриазола и циклогексиламина (аддукту ОБЦ), дополнительно вводят стеарат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
аддукт взаимодействия
ортонитрофенола, бензо-
триазола и циклогексил- амина 5,0-6,5 стеарат натрия 0,24-0,25 диметилформамид 13,6-19,3 вода остальное
Заявляемое техническое решение обладает существенным отличием, так как ни в известной научно-технической, ни в патентной литературе нет сведений о применении стеарата натрия для улучшения экологических свойств летучего ингибитора.

Предлагаемый ингибитор с улучшенными экологическими свойствами получается простым смещением аддукта взаимодействия ортонитрофенола, бензотриазола и циклогексиламина, приготовленного в виде 30%-ного раствора в диметилформамиде, с водным раствором (0,3%) стеарата натрия, что не требует сложной технологии и специального оборудования. Полученный раствор используется непосредственно для защиты черных и цветных металлов от коррозии в нейтральных водных средах или для изготовления (по известной технологии) бумаги с летучим ингибитором коррозии (БЛИК-11П) для защиты металлических изделий от атмосферной коррозии при их длительном хранении на складах или при транспортировке.

Наличие стеарата натрия на поверхности ингибитированной бумаги БЛИК-11П способствует образованию полупроницаемой пленки, сдерживающей свободное испарение летучего ингибитора. Указанный эффект способствует снижению концентрации паров летучего ингибитора в атмосфере рабочей зоны при изготовлении упаковочной бумаги БЛИК-11П и при ее использовании для упаковки металлических изделий. Кроме того снижение скорости испарения летучего ингибитора способствует увеличению срока его защитного действия при длительном хранении металлических изделий в герметической упаковке. При использовании предлагаемого ингибитора для защиты от коррозии в нейтральных водных средах возникает дополнительный ингибирующий эффект за счет адсорбции стеарата натрия.

П р и м е р 1. Приготовление 1 л раствора ингибитора с концентрацией аддукта ОБЦ 4,2 мас.% и стеарата натрия 0,255 мас.%: 140 мл 30%-ного раствора аддукта ОБЦ в диметилформамиде смешиваются с 860 мл 0,3%-ного раствора стеарата натрия в воде. Смесь тщательно перемешивается. Для пропитки 1 м² бумаги необходимого 60 мл полученного раствора. При этом концентрация аддукта ОБЦ в бумаге составит 2,5 г/м², а стеарата натрия 0,135 г/м².

П р и м е р 2. Приготовление 1 л раствора ингибитора с концентрацией аддукта ОБЦ 5,0 мас.% и стеарата натрия 0,25 мас.%: 166 мл 30%-ного раствора аддукта ОБЦ в диметилформамиде смешиваются с 834 мл 0,3%-ного раствора стеарата натрия в воде. Смесь тщательно перемешивается. Для пропитки 1 м² бумаги необходимо 60 мл полученного раствора. При этом концентрация аддукта ОБЦ в бумаге составит 3,0 г/м², а стеарата натрия 0,13 г/м².

П р и м е р 3. Приготовление 1 л раствора ингибитора с концентрацией аддукта ОБЦ 5,8 мас.% и стеарата натрия 0,245 мас.в%: 193 мл 30%-ного раствора аддукта ОБЦ в диметилформамиде смешиваются с 807 мл 0,3%-ного раствора стеарата натрия в воде. Смесь тщательно перемешивается. Для пропитки 1 м² бумаги необходимо 60 мл полученого раствора. При этом концентрация аддукта ОБЦ в бумаге составит 3,5 г/м², а стеарата натрия 0,125 г/м².

П р и м е р 4. Приготовление 1 л раствора ингибитора с концентрацией аддукта ОБЦ 6,5 мас.% и стеарата натрия 0,24 мас.%: 223 мл 30%-ного раствора аддукта в диметилформамиде смешиваются с 777 мл 0,3%-ного раствора стеарата натрия в воде. Смесь тщательно перемешивается. Для пропитки 1 м² бумаги необходимо 60 мл полученного раствора. При этом концентрация аддукта ОБЦ в бумаге составит 4 г/м², а стеарата натрия 0,12 г/м².

П р и м е р 5. Приготовление 1 л раствора ингибитора с концентрацией аддукта ОБЦ 7,5 мас.% и стеарата натрия 0,235 мас.%: 250 мл 30%-ного раствора аддукта ОБЦ в диметилформамиде смешиваются с 750 мл 0,3%-ного раствора стеарата натрия в воде. Смесь тщательно перемешивается. Для пропитки 1 м² бумаги необходимо 60 мл полученного раствора. При этом концентрация аддукта ОБЦ в бумаге составит 4,5 г/м², а стеарата натрия 0,115 г/м².

П р и м е р 6. Образцы различных металлов упаковывали в бумагу БЛИК-11П с концентрацией аддукта ОБЦ 2,5 г/м², а стеарата натрия 0,135 г/м² бумаги (согласно примера 1), а затем в полиэтиленовой чехол и помещали для проведения ускоренных коррозионных испытаний в климатическую камеру с относительной влажностью атмосферы 100% при температуре 40±2^оС. Испытания проводили в течение 90 сут (1 цикл: 8 ч при температуре 40±2^оС и 16 ч при температуре 25±2^оС). Результаты испытаний представлены в табл.1.

Таким образом стеарат натрия при указанной концентрации аддукта ОБЦ улучшает его защитные свойства по отношению к цинку и меди, несколько ухудшает по отношению к стали и кадмию.

П р и м е р 7. Условия ускоренных коррозионных испытаний те же, что и в примере 6, но концентрация аддукта ОБЦ составила 3,0 г/м² бумаги, а стеарата натрия 0,13 г/м². Результаты испытаний представлены в табл.2.

Таким образом стеарат натрия при указанной концентрации аддукта ОБЦ улучшает его защитные свойства по отношению к чугуну, цинку и меди.

П р и м е р 8. Условия ускоренных коррозионных испытаний те же, что и в примере 6, но концентрация аддукта ОБЦ составила 3,5 г/м², а стеарата натрия 0,125 г/м². Результаты испытаний представлены в табл.3.

Таким образом стеарат натрия при указанной концентрации аддукта ОБЦ улучшает его защитные свойства по отношению к чугуну, цинку и меди.

П р и м е р 9. Условия ускоренных коррозионных испытаний те же, что и в примере 6, но концентрация аддукта ОБЦ составила 4,0 г/м², а стеарата натрия 0,12 г/м². Результаты испытаний представлены в табл.4.

Таким образом стеарат натрия при указанной концентрации аддукта ОБЦ улучшает его защитные свойства по отношению к цинку и меди.

П р и м е р 10. Условия коррозионных испытаний те же, что и в примере 6, но концентрация аддукта ОБЦ составила 4,5 г/м², а стеарата натрия 0,115 г/м². Результаты испытаний представлены в табл.5.

Таким образом стеарат натрия при указанной концентрации аддукта ОБЦ не ухудшает его защитные свойства, однако при содержании аддукта ОБЦ в бумаге 4,5 г/м² наблюдается некоторое ухудшение состояния поверхности цветных металлов (цинка и меди).

Как видно из примеров 7-9, защитная способность предлагаемого ингибитора при содержании аддукта ОБЦ 3-4 г/м² и стеарата натрия 0,13-0,12 г/м² не снижается, а в некоторых случаях превышает защитную способность прототипа.

П р и м е р 11. Образцы упаковочной бумаги, содержащей предлагаемый ингибитор с концентрацией аддукта ОБЦ 3,0 г/м² и стеарата натрия 0,07-0,20 г/м², помещали в испарительный сосуд при 35^оС на 12 ч в статических условиях свободного испарения ингибитора с поверхности бумаги. Пары ингибитора поглощались 0,1 М раствором гидроксида натрия. Концентрация аддукта ОБЦ в поглотительном растворе анализировалась фотокалориметрическим способом. Результаты скорости испарения выражены количеством аддукта ОБЦ (мг), испарившегося с единицы поверхности (м²) в единицу времени (ч) и представлены в табл.6.

П р и м е р 12. Условия испытания те же, что и в примере 11, но упаковочная бумага содержит предлагаемый ингибитор с концентрацией аддукта ОБЦ 3,5 г/м² и стеарата натрия 0,07-0,20 г/м². Результаты испытаний представлены в табл.7.

П р и м е р 13. Условия испытания те же, что и в примере 11, но упаковочная бумага содержит предлагаемый ингибитор с концентрацией аддукта ОБЦ 4,0 г/м² и стеарата натрия 0,07-0,20 г/м². Результаты испытаний представлены в табл.8.

Как видно из результатов, представленных в табл.6-8, скорость испарения предлагаемого ингибитора по сравнению с прототипом при содержании аддукта ОБЦ 3-4 г/м², бумаги и стеарата натрия 0,07-0,20 г/м² уменьшается в 1,5-3,1 раза. Однако процесс приготовления бумаги с содержанием стераата натрия 0,20 г/м² нетехнологичен, так как пропиточный раствор расслаивается из-за высокой концентрации последнего.

Таким образом на основании результатов табл. 2-4 и 6-8 оптимальной концентрацией стеарата натрия (или хозяйственного мыла) в бумаге можно считать 0,125+0,005 г/м². Скорость испарения аддукта ОБЦ в этом случае по сравнению с прототипом снижается примерно в 2 раза, а корррозионная стойкость металлических образцов повышается по сравнению с прототипом.

Предлагаемый ингибитор в результате значительного уменьшения скорости испарения аддукта ОБЦ способствует снижению содержания паров летучего ингибитора в атмосфере рабочей зоны при изготовлении ингибитированной бумаги и при упаковке металлических изделий.

П р и м е р 15. Проведено исследование содержания паров летучего ингибитора (аддукта ОБЦ) в атмосфере рабочей зоны при пропитке и сушке ингибитированной бумаги с максимальным содержанием аддукта ОБЦ 4 г/м², в условиях работы вытяжной вентиляции на расстоянии 1 м, 0,5 м от вытяжного шкафа и в непосредственной близости от вытяжного шкафа. В каждом опыте через поглотительный раствор (0,1 М раствор гидроксида натрия) с постоянной скоростью пропускали 0,050 м³ воздуха из атмосферы рабочей зоны. Концентрацию аддукта ОБЦ анализировали фотокалориметрически. Содержание ингибитора в атмосфере рабочей зоны вычисляли в мг/м³ воздуха и представили в табл.9.

Результаты, представленные в табл. 9, показывают, что при применении вытяжной вентиляции содержание паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны меньше предельно допустимой концентрации (ОБУВ), которая согласно данным Киевского института гигиены труда и профзаболеваний оставляет 5 мг/м³. При использовании предлагаемого ингибитора содержание паров аддукта ОБЦ в атмосфере рабочей зоны в 2,0-2,1 раза меньше по сравнению с прототипом и в 35 раз ниже ОБУВ.

Таким образом предлагаемый ингибитор обладает улучшенными экологическими свойствами, обеспечивает более технологические условия ингибиторной защиты, так как за счет наличия в его составе стеарата натрия уменьшается резкий запах летучего ингибитора и снижается содержание паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к летучим ингибиторам коррозии для консервации изделий из черных и цветных металлов на период их длительного хранения и транспортирования. Ингибитор содержит, мас.%: аддукт взаимодействия ортонитрофенола, бензотриазола и циклогексиламина 5,0 - 6,5; стеарат натрия 0,24 - 0,25; диметилформамид 13,6 - 19,3; вода остальное. В качестве стеарата натрия ингибитор может содержать хозяйственное мыло. 1 з.п.ф-лы, 9 табл.

1. ЛЕТУЧИЙ ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ на основе аддукта взаимодействия ортонитрофенола, бензотриазола и циклогексиламина, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны, он дополнительно содержит стеарат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аддукт взаимодействия ортонитрофенола, бензотриазола и циклогексилам
ина 5,0 - 6,5
Стеарат натрия 0,24 - 0,25
Диметилформамид 13,6 - 19,3
Вода Остальное
2. Ингибитор коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве стеарата натрия он содержит хозяйственное мыло.