ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ СТАЛИ В НЕЙТРАЛЬНЫХ ВОДНЫХ СРЕДАХ Российский патент 2002 года по МПК C23F11/167 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в нейтральных водных средах с применением основной соли метилфосфита магния в качестве ингибитора коррозии стали и может быть использовано при обработке воды, контактирующей с металлическими деталями и конструкциями.

Известен ингибитор коррозии стали в нейтральных водных средах (а. с. СССР 797266, МКИ⁵ С 23 F 11/08, БИ 39, 1992), содержащий смесь солей моно- и дифосфорных эфиров первичных и вторичных спиртов.

Однако известный ингибитор недостаточно эффективно защищает от коррозии, имеет сложный многокомпонентный состав.

Известен комплексный ингибитор коррозии металлов, содержащий (вес. ч.) 0,1-50 бензоата аммония и 0,1-80 солей диалкилфосфоновой кислоты, кроме того ингибитор может содержать другие органические добавки (а. с. ЧССР 253367, МКИ 4 С 23 F 11/02; С 23 F 11/10, опубл. РЖ "Химия", 1989, 12 К 276П).

Данный ингибитор не обеспечивает достаточную степень защиты металла от коррозии и имеет многокомпонентный состав.

Наиболее близким к предлагаемому является использование в качестве ингибитора коррозии триполифосфата натрия (Нефтепереработка и нефтехимия. Киев,1989, 36, с.52-54. РЖ "Химия", 1989, 10 К 198).

Однако применение данного ингибитора обеспечивает степень защиты 70-85%, что недостаточно для защиты стали от коррозии.

Задачей предлагаемого изобретения является получение нового ингибитора коррозии, который при введении в нейтральную водную среду обеспечивает высокий эффект защиты стали от коррозии.

Техническим результатом при использовании предлагаемого ингибитора является увеличение степени защиты от коррозии.

Поставленный технический результат достигается тем, что в качестве ингибитора применяют основную соль метилфосфита магния следующей структуры:

Известно, что основная соль метилфосфита магния может быть использована в качестве наполнителя в огнестойкой композиции (Тезисы доклада к Первой Всероссийской конференции по полимерным материалам пониженной горючести. ВолгГТУ, 1995, с. 28-30, 35-37). Однако в качестве ингибитора коррозии стали данное соединение не использовалось.

Действие предлагаемого ингибитора основано на торможении анодного растворения металла, что объясняется прежде всего адсорбцией ингибитора на поверхности металла за счет образования хемосорбционной связи металл-атом фосфора и участием его в одной из стадий анодного растворения. Адсорбированный ингибитор уменьшает концентрацию положительного каталитического комплекса FеОН_адс, определяющего общую скорость растворения железа.

Одновременно из-за торможения диффузионной стадии подвода О₂ к металлу снижается скорость катодного процесса. Объясняется это явление экранированием части поверхности металла адсорбированными слоями или пленкой ингибитора, вследствие чего коррозионный процесс протекает на незанятой ингибитором поверхности.

Кроме этого, предлагаемый органический ингибитор коррозии содержит функциональные группы с гетероатомами О и Р, что приводит к усилению защитного действия за счет внутримолекулярного синергизма. При адсорбции молекул такого вещества на металле часть из них адсорбируется по одной группе, часть - по другой. Это приводит к уменьшению сил отталкивания между молекулами на поверхности металла и способствует образованию более плотной пленки и, как следствие, приводит к увеличению степени защиты ингибитора коррозии.

Наличие в структуре ингибитора атома металла (Mg) увеличивает способность ингибитора к катодной защите за счет способности катионов данного металла связываться в малорастворимые гидроксиды, а также образовывать комплексы в первую очередь с фосфорсодержащими соединениями, что приводит к увеличению защитного эффекта действия ингибитора.

Описываемый ингибитор относится к ингибиторам смешанного типа действия.

Предлагаемый нами ингибитор получают в результате реакции этерификации гидроксида магния с диметилфосфитом в интервале температур 130^oС с одновременной отгонкой из реакционной массы выделяющегося метилового спирта, последующей экстракцией образующегося порошкообразного продукта ацетоном и сушкой при комнатной температуре, при пониженном давлении до постоянного значения взвешивания.

Общая схема реакции

Пример
В трехгорлый реактор, снабженный мешалкой, прямым холодильником, термометром, загружают 5,8 г (0,1 моль) гидроксида магния, 11,0 г (0,1 моль) диметилфосфита, заливают 50 мл ацетона. При постоянном перемешивании реакционной массы отгоняют ацетон, повышают температуру в реакторе до 130-160^oС с одновременной отгонкой метилового спирта. Полученный порошкообразный продукт экстрагируют ацетоном и сушат в условиях пониженного давления, при комнатной температуре до постоянного веса.

В ИК-спектрах полученного продукта отмечено появление полос в области 1060 и 1100 см^-1, характерных для валентных колебаний Р=О связей, в области 2300 см^-1 - характерных для деформационных колебаний Р-Н связи.

Содержание фосфора в готовом продукте 22,8%.

Предложенный ингибитор коррозии испытывают следующим образом.

Полученный ингибитор вводят в нейтральную водную среду (рН=7) в количестве 150-200 мг/л. При введении меньшего количества ингибитора невозможно достигнуть достаточной степени защиты от коррозии, введение ингибитора в большем количестве не ведет к увеличению степени защиты.

Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 9.506.-87 (СТ СЭВ 5733-86).

Значения зависимости "мгновенной" скорости коррозии стали Ст 3 в воде в зависимости от концентрации ингибитора представлены в таблице.

Таким образом, как видно из представленных в таблице данных, основная соль метилфосфита магния является эффективным ингибитором, превосходящем известные ингибиторы коррозии. Защитный эффект составляет 97-100%.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в нейтральных водных средах и может быть использовано при обработке воды, контактирующей с металлическими деталями и конструкциями. Сущность изобретения заключается в применении основной соли метилфосфита магния формулы

в качестве ингибитора коррозии стали в нейтральных водных средах. Технический результат: увеличение степени защиты от коррозии. 1 табл.

Применение основной соли метилфосфита магния формулы:

в качестве ингибитора коррозии стали в нейтральных водных средах.