ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 2002 года по МПК C23F11/04 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в металлургической промышленности при кислотном травлении проката с целью удаления окалины.

Согласно требованиям к ингибиторам коррозии при травлении горячекатаного проката ингибитор не должен замедлять время стравливания окалины, способствовать ее полному отслаиванию с поверхности, но должен обеспечивать защиту собственно металла. Время стравливания окалины не более 60 секунд, степень защиты металла при этом не менее 90%. Поверхность металла после стравливания окалины должна быть гладкой и светлой.

Широко применяемый ингибитор БА-6 (ТУ 6-02-11-92-79), являющийся продуктом конденсации бензиламина с формальдегидом и аммиаком [Алцыбаева А.И., Левин С. З. "Ингибиторы коррозии металлов". Л.: Химия, 1968, стр. 29], не обеспечивает требуемое качество поверхности и имеет низкую степень защиты при температурах 90-95^oС.

Наиболее близким по технической сущности является техническое решение [RU 2061099, С 23 F 11/04, опубл. 27.05.96], описывающее ингибитор на отходах производства, представляющих собой маточный раствор со стадии кристаллизации бензолсульфокислого антипирина - (1-фенил-2,3-диметилпиразолона-5) следующего состава, мас.%:
Бензолсульфокислота - 2-5
Бензолсульфокислый антипирин - 1-3
Смолообразные продукты окисления и конденсации 3-метил-1-фенилпиразолона - 22-27
Вода - Остальное
Недостатком данного ингибитора коррозии является то, что эффект защиты в серной кислоте достигается при дозировках 3-5 г/дм³, при этом не обеспечивается полное удаление окалины за требуемое время, поверхность после травления покрывается пятнами и разводами.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение качественного удаления окалины с поверхности проката и сохранение эффективной защиты металла при дозировках не более 1 г/дм³.

Поставленная задача решается тем, что ингибитор коррозии содержит кубовые остатки производства триацетонамина (ТАА), продукт присоединения фракции α-олефина C₁₂-C₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте, неонол АФ₉-12 и гидрофильный растворитель при следующем соотношении компонентов, маc. %:
Кубовые остатки производства триацетонамина (ТАА) - 20-25
Продукт присоединения фракции α-олефина C₁₂-C₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте - 20-40
Неонол АФ₉-12 - 8-10
Гидрофильный растворитель - Остальное
Использование в качестве ингибитора коррозии смеси кубовых остатков производства триацетонамина, продукта присоединения фракции α-олефина C₁₂-C₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте, неонола АФ^9-12 и гидрофильного растворителя в данном соотношении в источниках патентной и научно-технической информации не найдено, а именно эта композиция при данном соотношении компонентов позволяет качественно удалить окалину, сохранить эффективную защиту металла при дозировках не более 1 г/дм³ с удовлетворительным качеством поверхности.

Кубовые остатки производства триацетонамина (ТАА) представляют собой жидкость плотностью 0.910-0.950 г/см³, с температурой начала кипения 130^oС, содержанием азота 6.5-7 мас.%.

Неонол АФ₉-12 - оксиэтилированный алкилфенол - по ТУ 2483-077-05766801-98.

В качестве гидрофильного растворителя используют этилцеллозольв или этилкарбитол.

Продукт присоединения фракции α-олефина C₁₂-C₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте получают при мольном соотношении последних 1.3:1 соответственно. В качестве диалкилдитиофосфорной кислоты используют диизопропилдитиофосфорную кислоту (iPrO)₂P(S)SH или изобутилизооктилдитиофосфорную кислоту (iBuO)(iOkO)P(S)SH. Последняя выпускается в виде раствора в индустриальном масле И-40 с массовой концентрацией кислоты 50%. В результате реакции присоединения фракции α-олефина C₁₂-C₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте при мольном соотношении последних 1.3:1 соответственно при 100-110^oС в течение 7 часов образуется эфир α-олефина C₁₂-C₁₄ и диалкилдитиофосфорной кислоты, который не выделяется из реакционной среды. Реакция завершается при достижении кислотного числа смеси не более 14 мгКОН/г. Синтез эфиров проводили в массе и в растворе индустриального масла И-40. Присутствие масла на ход реакции и свойства ингибиторов не влияет.

Получение ингибитора коррозии включает в себя стадии получения продукта присоединения α-олефина C₁₂-C₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте и совмещения реакционной массы с остальными компонентами при перемешивании. Состав и свойства ингибитора коррозии представлены в таблице. Испытания проводили на образцах 50х50 мм горячекатаного проката марки 08ю при 90-95^oС, в растворе с массовой концентрацией серной кислоты 150 г/дм³ и сульфата железа 140 г/дм³. Средняя скорость растворения металла без ингибитора 1400 г/м²ч. Измерение скорости коррозии проводили весовым методом, оценивая три показателя: потери массы при стравливании окалины, степень защиты при выдержке образцов в травильном растворе в течение 10 минут, качество поверхности образцов после травления. Образцы, покрытые окалиной, выдерживали в травильном растворе не более 60 секунд, промывали водой, высушивали и определяли потерю массы. При полном стравливании окалины потери массы за 60 секунд составляют 40-47 г/м². В этом случае ингибитор не замедляет стравливание окалины. При уменьшении времени полного стравливания окалины считается, что ингибитор способствует полному удалению окалины. Поверхность металла после стравливания окалины должна быть светлой, гладкой, без пятен и разводов. После стравливания окалины те же образцы помещают на 10 минут в сосуд с травильным раствором и по потере массы оценивают защитный эффект и качество поверхности на соответствие вышеприведенным требованиям.

Для доказательства соответствия заявляемого способа защиты металлов критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления ингибитора коррозии.

Пример 1. В емкость с мешалкой и обратным холодильником вносят 20 г диизопропилдитиофосфорной кислоты, поднимают температуру до 100^oС и порциями добавляют 29 г α-олефина C₁₂-C₁₄. Реакционную массу выдерживают 7 часов при перемешивании и температуре 100-110^oС. При достижении реакционной массы кислотного числа не более 14 мгКОН/г температуру в емкости снижают до 60^oС и последовательно добавляют кубы ТАА 39.2 г, неонол АФ₉-12 15.7 г, растворитель этилцеллозольв 92.1 г, перемешивают 1 час. Полученный ингибитор испытывают на способность стравливать окалину и защищать металл от перетрава. Результаты представлены в таблице.

Пример 2. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут изобутилизооктилдитиофосфорную кислоту 20 г, α-олефины 25.6 г, кубы ТАА 45.5 г, этилцеллозольв 91 г, неонол АФ₉-12 18.2 г.

Пример 3. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут диизопропилдитиофосфорную кислоту в растворе масла 40 г, α-олефины 29 г, кубы ТАА 37.8 г, этилкарбитол 51.6 г, неонол АФ₉-12 13.6 г.

Пример 4. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут изобутилизооктилдитиофосфорную кислоту в растворе масла 20 г, α-олефины 25.6 г, кубы ТАА 35.4 г, этилкарбитол 62 г, неонол АФ₉-12 14 г.

Пример 5. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут диизопропилдитиофосфорную кислоту 20 г, α-олефины 29 г, кубы ТАА 61.3 г, этилцеллозольв 110.2 г, неонол АФ₉-12 24.5 г.

Пример 6. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут изобутилизооктилдитиофосфорную кислоту 20 г, α-олефины 25.7 г, кубы ТАА 45.8 г, этилцеллозольв 109.5 г, неонол АФ₉-12 23 г.

Результаты испытаний предложенного ингибитора показывают, что ингибитор полностью удаляет окалину за время, не превышающее 60 секунд, и обеспечивает защитный эффект при дозировках 1 г/дм³ не ниже 90%, качество поверхности при этом соответствует требованиям - поверхность светлая, гладкая, однородная.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в металлургической промышленности при кислотном травлении проката с целью удаления окалины. Предложенный ингибитор кислотной коррозии содержит кубовые остатки производства триацетонамина (ТАА), продукт присоединения фракции α-олефина С₁₂-С₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте, неонол АФ₉-12 и гидрофильный растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: кубовые остатки производства триацетонамина (ТАА) 20-25; продукт присоединения фракции α-олефинов С₁₂-С₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте - 20-40; неонол АФ₉-12 - 8-10; гидрофильный растворитель - остальное. Обеспечивается качественное удаление окалины с поверхности проката и сохранение эффективной защиты металла при дозировках не более 1 г/дм³. 1 табл.

Ингибитор кислотной коррозии, содержащий аминосодержащие отходы производства и производные серусодержащих кислот, отличающийся тем, что в качестве аминосодержащего отхода он содержит кубовые остатки производства триацетонамина, а в качестве производных серусодержащих кислот-продукт присоединения α-олефинов фракции С₁₂-С₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте, при этом он дополнительно содержит неонол АФ₉-12 и гидрофильный растворитель при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Кубовые остатки триацетонамина (ТАА) - 20-25
Продукт присоединения фракции α-олефинов С₁₂-С₁₄ к диалкилдитиофосфорной кислоте - 20-40
Неонол АФ₉-12 - 8-10
Гидрофильный растворитель - Остальное