ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ АМФОТЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ В ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРАХ Российский патент 2012 года по МПК C23F11/06 

Изобретение относится к области разработки и использования защиты амфотерных металлов от коррозии в щелочных средах. Оно может быть применено в случае обезжиривания и травления амфотерных металлов, а также в гальванических элементах и аккумуляторах со щелочным электролитом для снижения саморазряда их из-за коррозионного разрушения анодов.

Так, для алюминия известно, что для торможения его коррозии в щелочных растворах предложены сульфитно-целлюлозные щелока, степень защиты которых высока только в достаточно разбавленных щелочных растворах, например в 0,1 М растворе гидроксида натрия, где она составляет 99%, и стремительно снижается при росте концентрации гидроксида натрия, до 0,5-1,0-молярного содержания (степень защиты 39,1-30,8%) [Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л.: Химия, 1968, с.87]. Такая незначительная защитная способность не обеспечивает необходимой сохранности металла, растворы с низкой концентрацией щелочи практического значения не находят. Аналогичная ситуация складывается и с другими металлами (цинком и оловом).

Наиболее близким к предлагаемому ингибитору по технической сущности и получаемому эффекту является известный ингибитор трагант, степень защиты которого для алюминия достигает в 0,3 М растворе NaOH 82-87% (там же, с.86). Для защиты цинка и олова трагант еще менее эффективен. Следовательно, известный ингибитор даже в растворах с незначительной концентрацией щелочи не обеспечивает надежной защиты ни для одного из названных металлов. Между тем необходимо повысить степень защиты от коррозии алюминия, цинка и олова в щелочных растворах, содержащих NaOH в концентрациях, более высоких, чем указано ранее.

Для решения поставленной технической задачи было предложено ввести в щелочной раствор добавки четырех веществ, а именно:

этиленгликоль, силикат натрия, калиевая соль 3,5,6-трихлор-4-аминопиридин-2-карбоновой кислоты и металлилхлорид.

При этом не исключалось, что хотя бы некоторые из упомянутых добавок будут оказывать синергическое действие, усиливая антикоррозионное влияние друг друга.

Этиленгликоль имеет следующие строение и состав , силикат натрия - Na₂SiO₃, 3,5,6-трихлор-4-аминопиридин-2-карбоновой кислоты калиевая соль и металлилхлорид .

Перечисленные компоненты входят в состав предлагаемого ингибитора в следующих концентрациях, мас.%:

этиленгликоль 27,0-36,9 силикат натрия 45,5-29,2 калиевая соль 27,3-33,5 металлилхлорид 0,2-0,4

При приготовлении щелочного раствора ингибитора три первых его компонента растворяют каждый в 300 мл раствора NaOH, а металлилхлорид, предварительно растворив в нескольких миллилитрах этилового спирта, вливают в 100 мл того же раствора NaOH и затем смешивают все четыре отдельных раствора, при перемешивании, добавляя в смесь в последнюю очередь металлилхлорид. Для торможения коррозии алюминия, цинка и олова рекомендуется использовать предлагаемый ингибитор в концентрациях 5-12 г/л.

Опыты, проведенные с металлами в щелочных растворах с 0,5-3,0 М растворами NaOH в присутствии известного и предлагаемого ингибиторов, обнаружили многократное преимущество последнего по эффективности защитного действия (таблицы 1 и 2).

Защита от коррозии может быть реализована для алюминия, цинка и олова при таких операциях, как обезжиривание, травление, промывка (в том числе оцинкованных и луженых труб емкостей), а также при буровых работах в случае использования алюминиевых труб. Весьма ценным свойством предлагаемого ингибитора является его способность снижать саморазряд алюминиевых и цинковых анодов в гальванических элементах и аккумуляторах.

Таким образом, предложенный ингибитор представляет собой многофункциональный препарат, предназначенный для достаточно широкого применения.

Таблица 1 Степени защиты от коррозии алюминия, цинка и олова предлагаемым ингибитором (концентрация 10 г/л) №№ Металл Концентрация компонентов ингибитора, мас.% Концентрация NaOH, моль/л t, °C Степень защиты, % этиленгликоль силикат натрия калиевая соль металлилхлорид 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Аl 27,0 45,5 27,3 0,2 0,5 20 93,3 2 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 0,5 20 96,9 3 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 0,5 20 99,0 4 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 0,5 40 89,2 5 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 0,5 40 91,1 6 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 0,5 40 94,6 7 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 1,0 20 92,9 8 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 1,0 20 95,4 9 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 1,0 20 98,9 10 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 2,0 20 88,7 11 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 2,0 20 93,1 12 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 2,0 20 97,3 13 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 3,0 20 89,9 14 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 3,0 20 93,9 15 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 3,0 20 98,0 16 Zn 27,0 45,5 27,3 0,2 0,5 20 92,9 17 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 0,5 20 93,3 18 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 0,5 20 94,0 19 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 0,5 40 86,1 20 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 0,5 40 88,7 21 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 0,5 40 91,2 22 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 1,0 20 79,0 23 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 1,0 20 82,9 24 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 1,0 20 89,2 25 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 2,0 20 80,1 26 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 2,0 20 83,5 27 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 2,0 20 87,7 28 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 3,0 20 79,2 29 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 3,0 20 83,0 30 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 3,0 20 85,1 31 Sn 27,0 45,5 27,3 0,2 0,5 20 71,7 32 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 0,5 20 75,8 33 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 0,5 20 77,1 34 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 0,5 40 69,2 35 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 0,5 40 73,0 36 Sn 36,9 29,2 33,5 0,4 0,5 40 75,5 37 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 1,0 20 78,5 38 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 1,0 20 79,9 39 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 1,0 20 81,6 40 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 2,0 20 73,3 41 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 2,0 20 76,7 42 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 2,0 20 78,7 43 -//- 27,0 45,5 27,3 0,2 3,0 20 77,0 44 -//- 32,0 37,3 30,4 0,3 3,0 20 78,1 45 -//- 36,9 29,2 33,5 0,4 3,0 20 79,9

Таблица 2 Степени защиты от коррозии алюминия, цинка и олова известным ингибитором (10 г/л) №№ Металл Концентрация NaOH, моль/л t (°C) Степень защиты Z (%) 1 Аl 0,5 20 81,1 2 -//- 0,5 40 78,0 3 -//- 1,0 20 71,7 4 -//- 2,0 20 65,5 5 -//- 3,0 20 63,1 6 Zn 0,5 20 77,1 7 -//- 0,5 40 75,0 8 -//- 1,0 20 80,1 9 -//- 2,0 20 80,9 10 -//- 3,0 20 81,9 11 Sn 0,5 20 59,2 12 -//- 0,5 40 57,3 13 -//- 1,0 20 57,8 14 -//- 2,0 20 55,0 15 -//- 3,0 20 54,5

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в щелочных средах с помощью ингибиторов и может быть использовано для изделий из алюминия, цинка и олова при обезжиривании, травлении, промывке, в том числе емкостей, оцинкованных и луженых труб, алюминиевых труб при буровых работах. Ингибитор содержит, мас.%: этиленгликоль 27,0-36,9, силикат натрия 45,5-29,2, калиевую соль 3,5,6-трихлор-4-аминопиридин-2-карбоновой кислоты 27,3-33,5, металлилхлорид 0,2-0,4. Технический результат: повышение степени защиты от коррозии амфотерных металлов. 2 табл.

Ингибитор коррозии амфотерных металлов в щелочных растворах, отличающийся тем, что он содержит этиленгликоль, силикат натрия, калиевую соль 3,5,6-трихлор-4-аминопиридин-2-карбоновой кислоты и металлилхлорид при следующих концентрациях компонентов, мас.%:
этиленгликоль 27,0-36,9 силикат натрия 45,5-29,2 калиевая соль 27,3-33,5 металлилхлорид 0,2-0,4