ЛЕТУЧИЙ ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ Российский патент 2001 года по МПК C23F11/02 

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

Штатным летучим ингибитором для консервации изделий из черных и цветных металлов является ингибитор Г-2 [Авторское свидетельство СССР N 141362, кл. C 23 F 71/02, 1981], применяемый в виде порошка или в виде ингибитированной бумаги. Недостатком этого ингибитора является неполная защита от коррозии изделий из чугуна и некоторых цветных металлов, недостаточно высокое (1,7 • 10³ Па) давление насыщенного пара [Розенфельд И.Л., Персианцева В.П. Ингибиторы атмосферной коррозии. М.: Наука, 1985. 278 с.].

Известен "Аддукт взаимодействия орто-нитрофенола, бензотриазола и циклогексиламина, проявляющий противокоррозионную активность в отношении черных и цветных металлов" (аддукт ОБЦ), который обладает высоким давлением насыщенного пара [Авторское свидетельство СССР N 272117, кл. C 07 c 79/26, 1988.].

Наиболее близким к заявленному ингибитору является "Летучий ингибитор коррозии" [Патент РФ N 2023753 , кл. C 23 F 11/00 от 28.05.91], который с целью снижения содержания паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны содержит дополнительно к аддукту ОБЦ стеарат натрия. Ингибитор применяется в виде ингибитированной бумаги.

Этот ингибитор, однако, обладает недостаточной стабильностью защитного действия при длительном хранении готовых металлических изделий.

Задачей изобретения является создание композиции из более легколетучего и менее легколетучего ингибитора для обеспечения более стабильного защитного действия и уменьшения содержания паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны.

Задача достигается тем, что ингибитор содержит нитрофенол, бензотриазол, амин и растворитель, в качестве нитрофенола используется смесь орто-питрофенола и пара-нитрофенола в соотношении 1:1, в качестве амина триэтиламин или циклогексиламин, в качестве растворителя - изопропиловый спирт. Предлагаемая композиция летучего ингибитора коррозии имеет следующее соотношение компонентов (мас.%):
орто-нитрофенол - 3,1 - 3,2
пара-нитрофенол - 3,1 - 3,2
бензотриазол - 0,7 - 0,8
триэтил амин или циклогексиламин - 5,1 - 5,3
изопропиловый спирт - 88,0 - 87,5
Концентрация ингибирующей композиции в целом составляет 12,0-12,5%. Это насыщенный раствор ингибирующей композиции в изопропиловом спирте.

Орто-нитрофенол является более легколетучим компонентом, так как в его молекулах присутствует внутримолекулярная водородная связь, которая в пара-нитрофеноле является межмолекулярной. Орто-нитрофенол как более легколетучий компонент обеспечивает стабильную защиту металлических изделий в начальный период возможного развития коррозии, а пара-нитрофенол, как менее летучий компонент - при длительном хранении изделий.

Данное техническое решение имеет существенное отличие по сравнению с прототипом, так как не содержит стеарата натрия, а снижение летучести ингибитора достигается за счет уменьшения содержания легколетучего компонента (орто-нитрофенола) в 2 раза. Вместо этого вводится менее летучий компонент - пара-нитрофенол.

В известной научно-технической и патентной литературе сведения об использовании смеси орто-нитрофенола с пара-нитрофенолом в композиции с бензотриазолом и амином в качестве ингибитора коррозии металлов отсутствуют.

Авторы настоящего изобретения исследовали ингибирующее действие предлагаемой композиции по отношению к черным и цветным металлам и установили его высокую антикоррозионную эффективность.

В качестве растворителя при синтезе предлагаемого летучего ингибитора вместо дорогостоящего диметилформамида можно использовать менее дефицитный и более дешевый изопропиловый спирт, что также является одним из достоинств предлагаемого технического решения.

Полученный насыщенный раствор летучего ингибитора коррозии в изопропиловом спирте можно использовать для защиты от атмосферной коррозии шаровых кранов для нефте-, газодобывающей промышленности путем введения во внутренние полости кранов некоторого количества раствора ингибитора с последующей герметизацией кранов.

Раствор предлагаемого летучего ингибитора коррозии вводится в металлическое изделие на предприятии-изготовителе непосредственно после изготовления и гидроиспытаний изделий, что способствует предотвращению развития коррозии уже в начальный период хранения и транспортировки к месту использования.

Раствор прототипа содержит в качестве растворителя, кроме диметилформамида - воду и применяется для пропитки упаковочной бумаги ингибитором: аддуктом ОБЦ (6,5 мас.%) и стеаратом натрия (0,25 мас.%). После пропитки упаковочная бумага высушивается, растворители испаряются, и ингибитированная бумага применяется для упаковки металлических изделий с последующей их герметизацией посредством полиэтиленового чехла.

Метод использования заявляемого ингибитора более рациональный, так как исключаются стадии пропитки упаковочной бумаги раствором ингибитора, упаковки изделий в ингибитированную бумагу и затем упаковки в полиэтиленовый чехол.

Достоинством предлагаемого способа введения ингибитора в защищаемое изделие является то, что он вводится в виде насыщенного раствора ингибитора в органическом растворителе и не содержит воды. При введении заявляемого ингибитора во внутренние полости защищаемого изделия органический растворитель испаряется из насыщенного раствора, летучий ингибитор легко достигает поверхности изделия и предотвращает развитие коррозии.

Насыщенный раствор заявляемого ингибитора имеет концентрацию 12,5 мас.% Именно эта суммарная концентрация и была выбрана для испытаний прототипа и заявляемого ингибитора (см. таблицу).

Пример: Образцы стали, цинка и меди, обработанные в растворе прототипа и в растворе предлагаемого ингибитора, упаковывали в полиэтиленовый чехол и помещали для проведения ускоренных коррозионных испытаний в климатическую камеру с относительной влажностью атмосферы 100% при температуре 40 ± 2^oC.

Испытания проводили по циклам (1 цикл: 8 ч при температуре 40 ± 2^oC и 16 ч при температуре 25 ± 2^oC).

Осмотр образцов проводили через 3; 5; 10; 15; 30 и 45 циклов испытаний. Испытания проводили на 3 параллельных образцах каждого металла. Результаты испытаний представлены в таблице ("+" - коррозия отсутствует, "+" следы коррозии, "-" сильная коррозия).

На основании результатов, представленных в таблице, можно заключить, что заявляемый ингибитор по сравнению с прототипом обеспечивает более стабильную защиту стали, цинка и меди от коррозии за счет наличия в составе ингибитора более легколетучего (орто-нитрофенола) и менее легколетучего компонента (пара-нитрофенола). Результаты испытаний представлены в таблице.

На образцах цинка, обработанных раствором прототипа, уже после 5 циклов испытаний появились следы коррозии, а через 30 циклов испытаний это привело к сильной коррозии. На образцах стали, обработанных в растворе прототипа, следы коррозии появились после 10 циклов испытаний. Образцы меди прокорродировали через 45 суток.

Образцы стали, цинка и меди, обработанные раствором заявляемого ингибитора с оптимальным соотношением компонентов ингибирующей композиции (п.п. 3-7), не прокорродировали ни на начальном этапе испытаний (3-5 циклов), ни через 45 циклов испытаний.

Изобретение относится к летучим ингибиторам коррозии для консервации изделий из черных и цветных металлов на период их хранения и транспортировки. Летучий ингибитор коррозии содержит аддукт взаимодействия смеси орто- и пара-нитрофенола в соотношении 1:1 - 3,1-3,2 мас.%, бензотриазола - 0,7-0,8 мас.% и триэтиламина или циклогексиламина - 5,1-5,3 мас.%, а также изопропиловый спирт - 88,0-87,5 мас. %. Предлагаемый ингибитор коррозии обладает более стабильным защитным действием, а при его использовании уменьшается содержание паров ингибитора в атмосфере рабочей зоны. 1 табл.

Летучий ингибитор коррозии, содержащий аддукт взаимодействия нитрофенола, бензотриазола и амина и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве нитрофенола используют смесь ортонитрофенола и пара-нитрофенола в соотношении 1:1, в качестве аминатриэтиламин или циклогексиламин, в качестве органического растворителя - изопропиловый спирт при следующем содержании компонентов, мас.%:
Орто-нитрофенол - 3,1-3,2
Пара-нитрофенол - 3,1-3,2
Бензотриазол - 0,7-0,8
Триэтиламин или циклогексиламин - 5,1-5,3
Изопропиловый спирт - 88,0-87,5