ЛЕТУЧИЙ ИНГИБИТОР АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 2012 года по МПК C23F11/02 

Изобретение относится к технике защиты черных и цветных металлов от атмосферной коррозии с помощью летучих ингибиторов коррозии (ЛИК).

Аналогами предлагаемого ингибитора являются амины, например бензиламин - ингибитор атмосферной коррозии черных металлов. Однако этот ингибитор не защищает медь, алюминий, цинк, латунь и малоэффективен при конденсации влаги [А.Алцыбеева, С.Левин. Ингибиторы коррозии металлов. Химия, 1968].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому ингибитору является ЛИК ИФХАН-118 на основе смеси гетероциклического азотсодержащего соединения (аминотриазола, или толилтриазола, или бензотриазола), амина, и кетона [Н.Андреев, Ю.Кузнецов, О.Гончарова. Летучий ингибитор атмосферной коррозии. Патент РФ №2388847]. Этот ЛИК обеспечивает эффективную защиту черных и цветных металлов, в том числе при интенсивной конденсации влаги, однако не обладает в этих условиях выраженным защитным последействием.

Задачей настоящего изобретения является разработка летучего ингибитора атмосферной коррозии черных и цветных металлов, обладающего в условиях интенсивной конденсации влаги высоким защитным последействием.

Поставленная задача достигается тем, что ингибитор, содержащий гетероциклическое азотсодержащее соединение (ГАС) - аминотриазол, или толилтриазол, или бензотриазол, дополнительно содержит продукт конденсации альдегида с первичным амином (ПКАПА), бензойную кислоту (БК) или замещенную бензойную кислоту (ЗБК) и триалкоксисилан (ТАС) или замещенный триалкоксисилан (ЗТАС) при следующем соотношении компонентов (мас.%):

гетероциклическое азотсодержащее соединение 5-20 продукт конденсации альдегида с первичным амином 20-50 бензойная кислота или замещенная бензойная кислота 5-20 триалкоксисилан или замещенный триалкоксисилан 20-50

В качестве ПКАПА могут использоваться продукты конденсации бензальдегида и циклогексиламина, формальдегида и пропиламина или коричного альдегида и н-бутиламина.

В качестве ЗБК могут использоваться орто-, мета- или пара- нитробензойная, аминобензойная или оксибензойная кислота.

В качестве ТАС или ЗТАС могут использоваться триметоксисилан, винилтриэтоксисилан, амилтриэтоксисилан или аминопропилтриэтоксисилан.

Ниже приводится подробное описание изобретения, поясняющее его техническую сущность, а также примеры конкретных составов предлагаемого ингибитора.

ГАС известны как ингибиторы атмосферной коррозии цветных металлов - меди, алюминия и его сплавов, цинка и др., но не ингибируют коррозию черных металлов и малоэффективны в условиях интенсивной конденсации влаги.

ПКАПА известны как ЛИК черных и цветных металлов, однако малоэффективны в условиях интенсивной конденсации влаги.

БК и ЗБК и/или их соли известны как ингибиторы коррозии черных и цветных металлов, однако также малоэффективны в условиях интенсивной конденсации влаги.

ТАС и ЗТАС в качестве ингибиторов коррозии ранее не использовались.

При совместном введении в коррозионную среду ГАС, ПКАПА, БК или ЗБК и ТАС или ЗТАС при соблюдении указанного выше соотношения компонентов обнаружено не аддитивное, а значительное повышение эффекта антикоррозионного последействия в условиях интенсивной конденсации влаги. Этот эффект свидетельствует о взаимном усилении действия всех компонентов. Объяснить природу обнаруженного неаддитивного (синергетического) возрастания эффекта последействия в настоящее время не представляется возможным, поскольку для этого необходимо дальнейшее проведение фундаментальных общенаучных исследований.

Антикоррозионное последействие ЛИК оценивали в условиях интенсивной конденсации влаги. Исследования проводили в отношении образцов стали Ст3; чугуна СЧ-18-20; меди М-1 и цинка Ц0. Ячейка для испытаний представляла собой вакуумный эксикатор со встроенным теплообменником [Андреев Н.Н., Кузнецов Ю.И. // Коррозия: материалы, защита. 2006, №8, с.28]. Перед испытаниями плоские образцы металлов зачищали наждачной бумагой различной зернистости, обезжиривали ацетоном и помещали на теплообменник в эксикатор. На дно ячейки устанавливали стеклянный бюкс с 1 г ингибитора, в парах которого образцы экспонировали трое суток. Далее ингибитор извлекали из ячейки и помещали в нее чашку Петри с 10 мл дистиллированной воды и ежедневно в течение 3 ч по шлангам, выведенным из крышки ячейки, пропускали через теплообменник холодную воду. В ходе ежедневных осмотров образцов фиксировали время до появления на металлах первых признаков коррозии. Общая продолжительность эксперимента составляла 7 дней.

Время до появления первых признаков коррозии на всех исследованных металлах в отсутствии ингибитора, а также в присутствии бензиламина (аналог) и ЛИК ИФХАН-118 (прототип) составляло 1 сутки.

В таблице 1 приведены результаты испытаний, которые иллюстрируют синергетический эффект, наблюдающийся для ингибитора, состоящего из аминотриазола, продукта конденсации бензальдегида и циклогексиламина, бензойной кислоты и винилтриэтоксисилана, при соблюдении указанных выше соотношений компонентов (примеры №2, 3, 6, 7, 10, 11, 14, 15, 16), и его отсутствие при выходе за их рамки (примеры №1, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 16). Время до появления первых признаков коррозии на всех металлах при соблюдении указанных в описании и формуле изобретения соотношений компонентов значительно превышает время защитного последействия ингибиторов аналога и прототипа.

Оптимальным % соотношением компонентов ингибитора является: ГАС - 15%, ПКАПА - 35%, БК или ЗБК - 15% и ТАС или ЗТАС - 35%. Ингибитор этого состава (пример №17) оказался наиболее эффективным по отношению как к черным, так и к цветным металлам. При этом данные таблицы 2 свидетельствуют, что в качестве:

- ГАС может быть использован не только аминонотриазол, но и толилтриазол или бензотриазол (примеры №18 и 19);

- ПКАПА могут быть использованы не только продукты конденсации бензальдегида и циклогексиламина, но и формальдегида и пропиламина или коричного альдегида и н-бутиламина (примеры №18 и 19);

- БК и ЗБК может быть использована не только бензойная, но и орто-, мета- и пара-нитробензойная, аминобензойная и оксибензойная кислоты (примеры №18-26);

- ТАС может быть использован не только винилтриэтоксисилан, но и триметоксисилан, или амилтриэтоксисилан, или аминопропилтриэтоксисилан (примеры №18-20).

Составленные на основе этих веществ композиции по защитному последействию значительно превосходят ингибиторы аналог и протопит.

Все входящие в состав предлагаемого ингибитора вещества производятся промышленно и не являются дефицитными.

Использование предлагаемого ЛИК позволит существенно увеличить сроки службы металлического оборудования.

Таблицы

  Таблица 1 Защитное последействие ЛИК, содержащего аминотриазол, продукт конденсации бензальдегида и циклогексиламина, бензойную кислоту и винилтриэтоксисилан, при различном соотношении компонентов. Компоненты ЛИК Содержание компонентов, % Аналог Прототип №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №11 №12 №13 №14 №15 №16 №17 Аминотриазол 2.5 5 20 22.5 20 20 10 10 17.5 15 10 7.5 20 20 10 10 15 Продукт конденсации бензальдегида и циклогексиламина 40% 40 35 35 17.5 20 50 52.5 40 40 35 35 32.5 40 30 27.5 35 Бензойная кислота 17.5 15 10 7.5 20 20 10 10 2.5 5 20 22.5 20 20 10 10 15 Винилтриэтоксисилан 40 40 35 35 32.5 40 30 27.5 40 40 35 35 17.5 20 50 52.5 35 Защищаемый металл Время до появления первых признаков коррозии, сут Ст3 1 >7 >7 1 1 >7 >7 1 1 >7 >7 1 1 >7 >7 1 >7 1 1 СЧ-18-20 1 5 6 1 1 4 6 1 1 6 6 1 1 7 6 1 >7 1 1 М-1 1 >7 >7 1 1 >7 >7 1 1 >7 5 1 1 >5 >7 1 >7 1 1 Ц0 1 >7 >7 1 1 4 >7 1 1 >7 >7 1 1 >7 >7 1 >7 1 1

Таблица 2 Защитное последействие ЛИК, содержащего различные ГАС (15%), ПКАПА (35%), БК или ЗБК (15%), и ТАС или ЗТАС (35%). Компоненты ЛИК Наличие компонента Аналог Прототип №17 №18 №19 №20 №21 №22 №23 №24 №25 №26 ГАС аминотриазол +     + + + + + + + толилтриазол   +                 бензотриазол     +               ПКАПА ПК бензальдегида и циклогексиламина +     + + + + + + + ПК формальдегида и пропиламина   +                 ПК коричного альдегида и н-бутиламина     +               БК, ЗБК бензойная кислота +                   ортонитробензойная кислота   +                 метанитробензойная кислота     +               паранитробензойная кислота       +             ортоаминобензойная кислота         +           метааминобензойная кислота           +         парааминобензойная кислота             +       ортооксибензойная кислота               +     метаоксибензойная кислота                 +   параоксибензойная кислота                   + ТАС, ЗТАС триметоксисилан   +                 винилтриэтоксисилан +       + + + + + + амилтриэтоксисилан     +               аминопропилтриэтоксисилан       +             Защищаемый металл Время до появления первых признаков коррозии, сут Ст3 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 1 1 СЧ-18-20 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 1 1 М-1 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 1 1 Ц0 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 >7 1 1

Изобретение относится к технике защиты металлов от атмосферной коррозии с помощью летучих ингибиторов. Ингибитор содержит, мас.%: гетероциклическое азотсодержащее соединение 5-20, продукт конденсации альдегида с первичным амином 20-50, бензойная или замещенная бензойная кислота 5-20, триалкоксисилан или замещенный триалкоксисилан 20-50. Технический результат: разработка летучего ингибитора атмосферной коррозии черных и цветных металлов, обладающего в условиях интенсивной конденсации влаги высоким защитным последействием. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Летучий ингибитор коррозии на основе гетероциклического азотсодержащего соединения - аминотриазола, или толилтриазола, или бензотриазола, отличающийся тем, что он дополнительно содержит продукт конденсации альдегида с первичным амином, бензойную или замещенную бензойную кислоту и триалкоксисилан или замещенный триалкоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гетероциклическое азотсодержащее соединение 5-20 продукт конденсации альдегида с первичным амином 20-50 бензойная или замещенная бензойная кислота 5-20 триалкоксисилан или замещенный триалкоксисилан 20-50

2. Летучий ингибитор коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве продукта конденсации альдегида с первичным амином он содержит продукты конденсации бензальдегида и циклогексиламина, или формальдегида и пропиламина, или коричного альдегида и н-бутиламина.

3. Летучий ингибитор коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве замещенной бензойной кислоты он содержит орто-, мета- или пара-нитробензойную, аминобензойную или оксибензойную кислоту.

4. Летучий ингибитор коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве триалкоксисилана или замещенного триалкоксисилана он содержит триметоксисилан, или винилтриэтоксисилан, или амилтриэтоксисилан, или аминопропилтриэтоксисилан.