Водный раствор ингибиторной композиции для формирования антикоррозионной ингибированной полимерной пленки на поверхности изделий из низкоуглеродистой стали и способ его применения для формирования антикоррозионной ингибированной полимерной пленки Российский патент 2024 года по МПК C23F11/16 C25D13/08 

Изобретение относится к разработке водной ингибиторной композиции на основе органосилана и ингибиторов коррозии. Также, изобретение относится к способу нанесения катафорезного покрытия на металлическую поверхность, точнее, на поверхность низкоуглеродистой стали. Более конкретно, изобретение относится к области формирования антикоррозионных ингибированных полимерных пленок для защиты низкоуглеродистой стали при её эксплуатации в различных коррозионно-агрессивных атмосферах.

В настоящее время существует несколько подходов к созданию временной противокоррозионной защиты для металлических материалов. ГОСТ 9.014-78 [1] регламентирует применение ингибиторов коррозии, а также консервационных масел и смазок для черных и цветных металлов. Ингибиторы коррозии могут применяться в различной форме: летучие [2], контактные [3], камерные ингибиторы [4], ингибированные бумаги, рукава и пленки [5]. Несмотря на то, что сегодня известно большое количество эффективных ингибирующих составов в рН–нейтральных средах [6–15], по-прежнему является актуальной задача разработки продуктивных ингибиторных композиций (ИНКОМ) для защиты низкоуглеродистой стали в различных агрессивных условиях. Особые требования выдвигаются к защитной способности ИНКОМ, которая в значительной степени определяется природой пленкообразующей основы и специальных добавок, придающих высокие антикоррозионные и адгезионные свойства [16]. Не всегда ингибиторы коррозии, а также их различные смеси способны оказать необходимый результат для защиты стали [17]. В этой связи, целесообразно использовать ИНКОМ, которая состояла бы из молекул ингибитора коррозии и органосилана [18,19]. ИНКОМ – перспективные и экологические смеси, которые могут быть использованы для защиты металлов в различных агрессивных средах.

Работы предыдущих лет указывают на то, что ИНКОМ возможно использовать для: защиты низкоуглеродистой стали в водных растворах [19]; улучшения адгезионной прочности на границе раздела лакокрасочный материал/металлическая поверхность [20]; формирования полимерообразной пленки для защиты металлической поверхности от атмосферной коррозии [21]. Однако, практический опыт показал, что для того, чтобы сформировать защитную пленку на поверхности низкоуглеродистой стали из водных растворов ИНКОМ, обладающую удовлетворительной защитной способностью, образец довольно долго необходимо выдерживать в модифицирующем растворе [21]. В этой связи, в качестве альтернативного метода формирования полимерной пленки с высокой адгезионной/когезионной прочностью можно использовать способ катафорезного осаждения (КФО) [22-26].

Оригинальность данной работы заключается в используемом электролите и способе формирования пленки. Электролит – водная суспензия, содержащая ингибиторную композицию, в которой основным пленкообразующим компонентом является органосилан за счет своей способности к полимеризации. Катафорезное осаждение используется для ориентирования силоксановых связей к поверхности металла. Предлагаемый способ КФО по формированию полимерных пленок на низкоуглеродистой стали из водного раствора ИНКОМ может найти себе применение в следующих областях:

- антикоррозионная защита металлов (консервация стальных изделий, защита стали от атмосферной коррозии и т.д.) [6,27];

- предварительное грунтование стальной поверхности для ее последующей окраски лакокрасочными материалами [28,29];

- декоративные пленки [30,31].

Отталкиваясь от области применения, предлагаемого способа нанесения полимерных пленок, на данный момент, можно выделить следующий ряд продуктов, способных составить конкуренцию обсуждаемого способа создания защитной полимерной пленки из разработанного раствора ингибиторной композиции. Прежде всего это: катафорезные лаки, ингибированные полимерные пленки/рукава, а также водоразбавляемые, органорастворимые лакокрасочные покрытия. Способ КФО имеет ряд преимуществ перед перечисленными аналогами.

Как правило, катафорезные лаки обладают сложным, многокомпонентным и дорогостоящим химическим составом. Обычно, пленки, получаемые из подобных лаков – бесцветны. Однако, если существует необходимость получить цветную пленку, то после нанесения на подложку полимерной пленки, образец нужно дополнительно окрасить в красящем пигментном тонере, что в свою очередь, приводит к увеличению себестоимости изделия. После нанесения полимерной пленки/покрытия на образец, её необходимо термоотвердить при Т = 120 ÷ 180 °С в течение 30 ÷ 60 минут [29,30,32]. По сравнению с катафорезными лаками, способ нанесения ингибированных полимерных пленок из водных растворов ИНКОМ с помощью КФО обладает следующими преимуществами:

- использование ИНКОМ приведет к упрощению состава электролита;

- ускоряется процесс сушки металлических изделий на 25%. Поскольку, по экспериментальным данным, для термоотверждения пленок требуется примерно, 10 ÷ 20 минут;

- себестоимость ИНКОМ существенно ниже.

Что же касается ингибированных полимерных пленок/рукавов, то в составе таких пленок содержится летучий ингибитор коррозии (ЛИК). Принцип их действия заключается в следующем: изделие покрывается пленкой, которая выделяет пары ингибитора, заполняя все пространство внутри упаковки и создавая защитную газовую среду вокруг деталей, конструкций. На металлической поверхности ЛИК конденсируются и образуют мономолекулярную пленку, которая и препятствует появлению коррозии. Поскольку эти соединения находятся в газообразном состоянии, они легко проникают в любые щели и полости, обеспечивая защиту в самых труднодоступных местах. Это является главным преимуществом при использовании ингибированных материалов, содержащих летучие соединения [8,33].

Основные минусы такой защиты: необходим вспомогательный барьер, чтобы ЛИК не улетел из объема защитного рукава/пленки; защищаемое изделие необходимо герметично упаковать. Для этого, дополнительно требуется применять специализированный скотч или термосварку [8,33,34]. Подобные аспекты также увеличивает стоимость предлагаемых изделий. В сравнении с ингибированными полимерными пленками/рукавами, пленки, полученные из растворов ИНКОМ способом КФО, имеют следующие плюсы:

- предлагаемый способ не требует дополнительного упаковочного материала;

- экономичный расход осаждаемого материала;

- уменьшение производственных трудозатрат в 2 раза.

Водоразбавляемые, органорастворимые лакокрасочные покрытия – это легкодоступные и относительно дешевые лакокрасочные материалы (ЛКМ). В зависимости от состояния полимерного связующего водоразбавляемые краски, подразделяются на воднодисперсионные и водорастворимые. Воднодисперсионные ЛКМ представляют собой суспензии пигментов и наполнителей в водных дисперсиях пленкообразующих веществ типа синтетических полимеров с добавкой эмульгаторов, диспергаторов и других вспомогательных веществ. Водорастворимые краски, по типу пленкообразующего вещества, подразделяют на: сополимеровинилацетатные (основа – водная дисперсия сополимеров винилацетата с дибутилмалеинатом или этиленом); поливинилацетатные (основа – поливинилацетатная дисперсия); бутадиен-стирольные (основа – латекс, представляющий собой сополимер бутадиена со стиролом); полиакриловые (основа – сополимер акриловой дисперсии) и др. [35,36].

Органорастворимые краски – это ЛКМ на основе органических растворителей, которые испаряются в процессе высыхания. Такие краски подразделяют на две группы: масляные и алкидные. Связующим агентом масляной краски является масло, которое высыхает в процессе окисления. К таким маслам можно отнести: льняное масло, олифу на льняном масле, маслонасыщенную алкидную смолу или смесь различных масел. Для них характерен довольно длительный процесс высыхания. В качестве связующего для алкидных материалов выступает алкидная смола. Как правило, ее получают путем варки растительных масел, льняного, таллового, соевого и др., вместе со спиртными и органическими кислотами или кислотными ангидридами. Подобно маслам, алкидные смолы высыхают в результате окисления [37].

Главный недостаток рассматриваемых лакокрасочных покрытий – они довольно быстро сорбируют влагу, в результате чего, происходит отслаивание покрытия от металла. Кроме того, некоторые представители данных материалов могут быть пожароопасны и токсичны [35,37].

В сравнении с водоразбавляемыми и органорастворимыми лакокрасочными покрытиями, предлагаемый способ формирования полимерных пленок из растворов ИНКОМ обладает следующими положительными моментами:

- компоненты, входящие в состав ИНКОМ – безопасны;

- получаемые полимерные ингибированные пленки обладают более сплошной структурой, что должно привести к увеличению адгезионной прочности пленки/покрытия к металлу;

- не требуется долгой подготовки поверхности;

- сформированные пленки возможно использовать в качестве грунтовки под последующее окрашивание изделия.

Техническим результатом изобретения является увеличение скорости формирования защитных слоев на поверхности низкоуглеродистой стали, увеличение их коррозионной стойкости и адгезионной прочности к металлической подложке, что делает возможным использовать данный способ формирования антикоррозионной ингибированной полимерной пленки на поверхности низкоуглеродистой стали для ее защиты при дальнейшей эксплуатации в различных коррозионно-агрессивных атмосферах.

Технический результат достигается тем, что способ формирования антикоррозионных ингибированных полимерных пленок на поверхности металлических изделий низкоуглеродистой стали из водного раствора ингибиторной композиции отличается тем, что подвергают ультразвуковой обработке водный раствор ингибиторной композиции, состоящий из молекул органосилана в виде метакрилоксипропилтриметоксисилана и ингибиторов коррозии в виде сернокислого цинка 7-водного и лимонной кислоты 1-водной, при следующих концентрациях:

- метакрилоксипропилтриметоксисилан от 75 до 130 мл/л;

- сернокислый цинк 7-водный от 2,4 до 13,2 г/л;

- лимонную кислоту 1-водную от 40 до 1000 г/л.

затем проводят предобработку стальной поверхности; формируют силоксановые слои на стали с помощью катафорезного осаждения, путем пропускания постоянной плотности электрического тока в диапазоне от 0,8 до 4,0 А/дм² через полученный электролит в течение 5 минут; удаляют излишки дендритных цинковых осадков и силоксана; затем проводят термоотверждение силаксановых слоев в течение 10 ÷ 20 минут при температуре 140 ÷ 160 °С.

В таблице 1 показан состав водного раствора ингибиторной композиции.

Таблица 1. – Состав водного раствора ингибиторной композиции для проведения катафорезного осаждения на поверхности изделий из низкоуглеродистой стали.

Наименование реактивов Химическая формула Расход реактивов на 1 литр Метакрилоксипропилтриметоксисилан С₁₀Н₂₀O₅Si 75 ÷ 130 мл Сернокислый цинк 7-водный ZnSO₄ ×7H₂O 2,4 ÷ 13,2 г Лимонная кислота 1-водная C₆H₈O₇×H₂O 40 ÷ 1000 г

Осуществление заявленной группы изобретений поясняется дальнейшим описанием.

В качестве основного пленкообразующего компонента использовали метакрилоксипропилтриметоксисилан, поскольку он обеспечивает полное покрытие образца полимерной пленкой, по сравнению с другими представителями данного класса химических соединений, такими как триметоксисислан, винилтриметоксисислан, аминоэтиламинопропилтриметоксисилан, 3- аминопропилтриэтоксисилан, бистриэтоксисилан. Данный эффект обусловлен тем, что в строение применяемого органосилана присутствует метакриловая группа, которая больше склонна к реакции сополимеризации (из использованных органосиланов) и катодная поляризация только способствует протеканию данной реакции. Концентрация С₁₀Н₂₀O₅Si в ингибиторной композиции определяется агрессивностью эксплуатационной среды (чем агрессивней среда, тем больше необходимо добавлять в раствор данного органосилана, для увеличения коррозионной стойкости, формируемой пленки на поверхности низкоуглеродистой стали (см. Таблица 1);

Для ускорения гидролиза в водный органосилановый раствор добавляется органическая кислота, а также используется ультразвуковая предобработка, полученного электролита. В качестве органической кислоты используется лимонная кислота, которая позволяет довести рН раствора до необходимого значения (рН=4 ÷ 2) [21,26], а в сочетании с органосиланом, оказывает промотирующее действие для его последующей полимеризации [21] и способствует формированию ингибированной пленки [21]. Содержание C₆H₈O₇×H₂O в растворе ИНКОМ (Таблица 1) определяется скоростью гидролиза, используемого органосилана и временем ультразвуковой предобработки модифицирующего раствора (чем больше лимонной кислоты, тем быстрей проходит гидролиз органосилана, и как следствие, стабилизируется рН раствора ИНКОМ);

Для формирования сплошной пленки на поверхности низкоуглеродистой стали необходимо наличие развитой морфологии поверхности металла, что можно достичь за счет предварительной обработки стали или введением в электролит специальных добавок, приводящих к текстурированию поверхности. Такими добавками могут выступать вещества, применяемые в гальванике. Так, добавление цинка в водный электролит под действием катодной поляризации приводит к формированию дендритных осадков [38]. Кроме того, цинк хорошо адгезируется к поверхности низкоуглеродистой стали, а также он является более активным металлом, поэтому легче окисляется, и в паре с железом не дает ему вступать в окислительные реакции (жертвенный анод) [39]. Традиционно в кислых электролитах используют растворы на основе сернокислого цинка [38,39]. Количество ZnSO₄ ×7H₂O определяется условиями дальнейшей эксплуатации (чем агрессивней среда, тем больше сернокислого цинка добавляется в ингибиторный раствор, в соответствии с Таблицей 1).

Ультразвуковую обработку разработанного водного раствора ингибиторной композиции, осуществляли в течение 10 ÷ 30 минут.

Как было отмечено выше, для формирования сплошной пленки на стали, необходима предобработка металла. Для этого использовали стандартную предобработку стальной поверхности, используемую в гальванике [40]: в течение 10 минут при катодной поляризации, производили обезжиривание низкоуглеродистой стали в NaOH (100 г/л) при минимальной плотности тока; после образец промывали водой; затем проводили активацию металлической поверхности в растворе 10% H₂SO₄ в течение 1 минуты; далее – образец промывался водой. После чего стальное изделие подвергали катафорезному осаждению в водном растворе ингибиторной композиции разработанного состава (Таблица 1) с последующим отверждением сформированной пленки.

При подготовке электролитов для предобработки стальной поверхности растворяли 100 г гидроксида натрия в 1000 мл дистиллированной воды в ёмкости из толстого стекла, после чего давали электролиту остыть. В другой ёмкости, к 900 мл дистиллированной воды добавляли 100 мл серной кислоты. Также, давали время для остывания приготовленного раствора. Данные электролиты можно использовать многократно.

Катафорезное осаждение пленки на стальной поверхности из водного раствора ингибиторной композиции, подвергшейся ультразвуковой обработке, возможно проводить в специализированной ячейке для катафорезного осаждения или в гальванической ванне.

Для удаления излишков силоксана и цинковых осадков металлическое изделие из низкоуглеродистой стали окунали в воду.

Результаты экспериментов показали:

предлагаемое изобретение позволило сформировать качественную ингибированную пленку на поверхности низкоуглеродистой стали из водных растворов ИНКОМ в 96 раз быстрее по сравнению со способом, описанном в работе [21];

увеличение коррозионной стойкости пленок в 1,8 и 1,5 раза при экспозиции образцов в климатической камере и камере соляного тумана, соответственно [20,21].

среднее значение адгезионной прочности пленки к металлу составило 600 Н/м, что примерно 2,1 раза больше, по сравнению c нанесенными на низкоуглеродистую сталь лакокрасочными покрытиями, в объем которых были введены ИНКОМ, состоящие из молекул органосилана и ингибитора коррозии [20].

Таким образом, осуществление заявленной группы изобретений позволяет увеличить скорость формирования защитных слоев на поверхности изделий из низкоуглеродистой стали, повысить их коррозионную стойкость и адгезионные свойства, что делает возможным использовать разработанный состав водного раствора ингибиторной композиции и способ нанесения пленки для защиты стальной поверхности от воздействия различных коррозионно-агрессивных атмосфер при их эксплуатации.

Литература:

[1] ГОСТ 9.014-75. Единая система защиты изделий от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования. -М: Стандартформ, Россия, Москва. - 2005. - 43 С.

[2] O. A. Goncharova, A. Yu. Luchkin, Yu. I. Kuznetsov, N. N. Andreev. Vapor-phase protection of zinc from atmospheric corrosion by low-volatile corrosion inhibitors. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surface. - 2019. - Vol. 55. - P. 1299–1303.

[3] M. Askari, M. Aliofkhazraei, R. Jafari, P. Hamghalam, A. Hajizadeh. Downhole corrosion inhibitors for oil and gas production – a review. // Applied Surface Science of Advances. - 2021. - Vol. 6. - Article No. 100128.

[4] O. A. Goncharova, D. S. Kuznetsov, N. N. Andreev, Yu. I. Kuznetsov, N. P. Andreeva. Chamber inhibitors of corrosion of AMg6 aluminum alloy. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surface. - 2020. - Vol. 56. - P. 1293–1298.

[5] N. N. Andreev, O. A. Goncharova, V. A. Karpov, N. G. Anufriev, N. L. Filichev, B. T. Phan. Investigation of the protective properties of aninhibited film based on the IFHAN-112 inhibitor in a humid tropical climate. // Theory and Practice of Corrosion Protection. - 2018. - Vol. 87. - P. 24–33.

[6] Yu. I. Kuznetsov, N. N. Andreev, A. I. Marshakov. Physicochemical aspects of metal corrosion inhibition. // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2020. - Vol. 94. - P. 505–515.

[7] Yu. I. Kuznetsov, G. V. Redkina. Thin protective coatings on metals formed by organic corrosion inhibitors in neutral media. // Coatings. - 2022. - Vol. 12. - Article No. 149.

[8] A. E. Somers, Y. Peng, A. L. Chong, M. Forsyth, D. R. MacFarlane, G. B. Deacon, A. E. Hughes, B. R. W. Hinton, J. I. Mardel, P. C. Junk. Advances in the development of rare earth metal and carboxylate compounds as corrosion inhibitors for steel. // Corrosion Engineering Science and Technology. - 2020. - Vol. 55. - P. 311–321.

[9] S. Abd El Wanees, A. Bahgat Radwan, M.A. Alsharif, S.M. Abd El Haleem. Initiation and inhibition of pitting corrosion on reinforcing steel under natural corrosion conditions. // Materials Chemistry and Physics. – 2017. - Vol. 197. - P. 79–95.

[10] Yu. Morozov, L. M. Calado, R. A. Shakoor, R. Raj, R. Kahraman, M. G. Taryba, M. F. Montemor. Epoxy coatings modified with a new cerium phosphate inhibitor for smart corrosion protection of steel. // Corrosion Science. - 2019. - Vol. 159. - Article No. 108128.

[11] L. Kaghazchi, R. Naderi, B. Ramezanzadeh. Synergistic mild steel corrosion mitigation in sodium chloride-containing solution utilizing various mixtures of phytic acid molecules and Zn²⁺ ions. // Journal of Molecular Liquids. - 2021. - Vol. 323. - Article No. 114589.

[12] M. Forsyth, M. Seter, B. Hinton, G. Deacon, P. Junk. New ‘green’ corrosion inhibitors based on rare earth compounds. // Australian Journal of Chemistry. - 2011. - Vol. 64. - P. 812–819.

[13] A. Visa, N. Plesu, B. Maranescu, G. Ilia, A. Borota, L. Crisan. Combined experimental and theoretical insights into the corrosion inhibition activity on carbon steel iron of phosphonic acids. // Molecules. – 2020. - Vol. 26. - Article No. 135.

[14] R. Yan, X. Gao, W. He, T. Chen, H. Ma. 1-Hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP)-Zn complex thin films for the corrosion protection of cold-rolled steel (CRS). // Corrosion Science. - 2019. - Vol. 157. - P. 116–125.

[15] J. P. Franco, J. Ribeiro. 1-Hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP) as a corrosion inhibitor of AISI 304 stainless steel in a medium containing chloride and sulfide ions in the presence of different metallic cations. // Advances in Chemical Engineering and Science. - 2020. - Vol. 10. - P. 225–257.

[16] D. Stoye, W. Freitag. Paints, Coatings and Solvents. - Second ed. - Wiley-VCH, Weinheim, New York, Basel, Cambridge, Tokyo. - 1998. - pp. 159–171.

[17] Yu. I. Kuznetsov. Physicochemical aspects of metal corrosion inhibition in aqueous solutions. // Russian Chemical Reviews. - 2004. - Vol. 73. - P. 79–93.

[18] N. Gladkikh, M. Petrunin, L. Maksaeva, T. Yurasova. Adsorption of organosilanes on the surface of aluminium and the formation of organosilane films to protect it from corrosion. // Materials. - 2021 - Vol. 14 - Article No. 5757.

[19] N. Gladkikh, Yu. Makarychev, M. Maleeva, M. Petrunin, L. Maksaeva, A. Rybkina, A. Marshakov, Yu. Kuznetsov. Synthesis of thin organic layers containing silane coupling agents and azole on the surface of mild steel. Synergism of inhibitors for corrosion protection of underground pipelines. // Progress in Organic Coatings. - 2019. - Vol. 132. - P. 481–489.

[20] N. Gladkikh, Yu. Makarychev, M. Petrunin, M. Maleeva, L. Maksaeva, A. Marshakov. Synergistic effect of silanes and azole for enhanced corrosion protection of carbon steel by polymeric coatings. // Progress in Organic Coatings. - 2020. - Vol. 138. - Article No. 105386.

[21] N. Gladkikh, Yu. Makarychev, A. Chirkunov, A. Shapagin, M. Petrunin, L. Maksaeva, M. Maleeva, T. Yurasova, A. Marshakov. Formation of polymer-like anticorrosive films based on organosilanes with benzotriazole, carboxylic and phosphonic acids. Protection of copper and steel against atmospheric corrosion. // Progress in Organic Coatings. - 2020. - Vol. 141. - Article No. 105544.

[22] P. Amrollahi, J. S. Krasinski, R. Vaidyanathan, L. Tayebi, D. Vashaee. Electrophoretic deposition (EPD): fundamentals and applications from nano- to microscale structures. Handbook of Nanoelectrochemistry. - Springer International Publishing. - 2016. - pp. 561–591.

[23] L.-K. Wu, J.-T. Zhang, J.-M. Hu, J.-Q. Zhang. Improved corrosion performance of electrophoretic coatings by silane addition. // Corrosion Science. - 2012. - Vol. 56. - P. 58–66.

[24] Y. Castro, B. Ferrari, R. Moreno, A. Durán. Coatings produced by electrophoretic deposition from nano-particulate silica sol–gel suspensions. // Surface and Coatings Technology. - 2004. - Vol. 182. - P. 199–203.

[25] A. Boccaccini, J. Dickerson. Electrophoretic deposition: fundamentals and applications. // Journal of Physical Chemistry B. - 2013. - Vol. 17 - P. 1501–1501.

[26] Н. А. Гладких, В. В. Душик, А. А. Шапоренков, А. В. Шапагин, Ю. Б. Макарычев, А. В. Гордеев, А. И. Маршаков. Водная суспензия, содержащая органосилан, ингибитор поступления и промотор поликонденсации, и способ получения защитных пленок на поверхности вольфрама и покрытия на его основе из водной суспензии, вызывающие органосилан, ингибитор поступления и промотор поликонденсации. Патент РФ на изобретение № 2744336 от 05.03.2021.

[27] M. Morcillo, I. Díaz, H. Cano, B. Chico, D.de la. Fuente. Atmospheric corrosion of weathering steels. Overview for engineers. Part II: Testing, inspection, maintenance. // Construction and Building Materials. - 2019. - Vol. 222. - P. 750–765.

[28] A. Bahadori. Chapter 1–Surface Preparation for Coating, Painting, and Lining. In Essentials of Coating. Painting, and Lining for the Oil, Gas and Petrochemical Industries, Bahadori, A., Ed.; Gulf Professional Publishing: Boston, 2015; pp. 1–105.

[29] Bayliss, D.A. 12–Paint Coatings for the Plant Engineer. In Plant Engineer's Handbook, Mobley, R.K., Ed.; Butterworth-Heinemann: Woburn, 2001; pp. 147–160.

[30] T. Ramdé, L. G. Ecco, S. Rossi. Visual appearance durability as function of natural and accelerated ageing of electrophoretic styrene-acrylic coatings: Influence of yellow pigment concentration. // Progress in Organic Coatings - 2017. - Vol. 103. - P. 23–32.

[31] Z. Sharifalhoseini, M. H. Entezari, A. Davoodi, M. Shahidi. Surface modification of mild steel before acrylic resin coating by hybrid ZnO/GO nanostructures to improve the corrosion protection. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2020. - Vol. 83. - P. 333–342.

[32] Van Der O. Biest, S. Put, G. Anné, J. Vleugels. Electrophoretic deposition for coatings and free standing objects. // Journal of Materials Science. - 2004. - Vol. 39. - P. 779–785.

[33] W. M. Allen. Corrosion inhibiting protective foam packaging. Patent US20090111901A1. 27.10.2006.

[34] M. Vido. Packaging material for metal. Patent CA2390278C. 12.11.2006.

[35] B. Biegańska, M. Zubielewicz, E. Śmieszek. Anticorrosive water-borne paints. // Progress in Organic Coatings. - 1987. - Vol. 15. - P. 33–56.

[36] T. Kobayashi, Pigment dispersion in water-reducible paints. // Progress in Organic Coatings. - 1996. - Vol. 28. - P. 79–87.

[37] M. Martinez, E. Gámez, N. Bellotti, C. Deyá. Alkyd based water-reducible anticorrosive paints and their antifungal potential. // Progress in Organic Coatings. - 2021. - Vol. 152. - Article No. 106069.

[38] А. Б. Даринцева, А. В. Патрушев, Т. Н. Останина, В. Б. Малков Электрокристаллизация дендритных осадков цинка и никеля в гальваностатических условиях. // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т. 15. - N 19. - С. 62-66.

[39] Информационно-аналитическое агентство Ассоциации «РосМетиз». Гальваническое цинкование. // Метизы. - 2010. - Т. 22. - N 1. - С. 76-79.

[40] Б. В Ткачук, Е. А. Романенко, Н. Я. Марусий. Некоторые особенности образования полимерных пленок под действием тлеющего разряда. // Высокомолекулярные соединения. - 1972. - Т. 15. - N 4. - С. 935-940.

Изобретение относится к области формирования антикоррозионных ингибированных полимерных пленок для защиты низкоуглеродистой стали при её эксплуатации в различных коррозионно-агрессивных атмосферах. Для формирования антикоррозионной ингибированной полимерной пленки на поверхности изделий из низкоуглеродистой стали используют водный раствор ингибиторной композиции, содержащий органосилан в виде метакрилоксипропилтриметоксисилана от 75 до 130 мл/л и ингибиторы коррозии в виде сернокислого цинка 7-водного от 2,4 до 13,2 г/л и лимонной кислоты 1-водной от 40 до 1000 г/л. Водный раствор ингибиторной композиции имеет рН в диапазоне 2-4. Водный раствор ингибиторной композиции подвергают ультразвуковой обработке в интервале от 10 до 30 минут в зависимости от количества органосилана. Перед формированием антикоррозионной ингибированной полимерной пленки стальное изделие претерпевает предобработку посредствам обезжиривания металлической поверхности под действием катодной поляризации при минимальной плотности тока в растворе щёлочи с последующей её активацией в растворе кислоты. Далее проводят катафорезное осаждение путем пропускания через водный раствор ингибиторной композиции электрического тока в диапазоне от 0,8 до 4,0 А/дм² в течение 5минут с формированием на поверхности изделий низкоуглеродистой стали дендритных цинковых осадков и силоксановых слоев на них. После чего с поверхности стали удаляют излишки дендритных цинковых осадков и силоксана и проводят термоотверждение силоксановых слоев в течение 10÷20 минут при температуре 140÷160°С. Технический результат - увеличение скорости формирования защитных слоев на поверхности изделий из низкоуглеродистой стали, повышение их коррозионной стойкости и адгезионных свойств. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Водный раствор ингибиторной композиции для формирования антикоррозионной ингибированной полимерной пленки на поверхности изделий из низкоуглеродистой стали, состоящий из молекул органосилана в виде метакрилоксипропилтриметоксисилана, ингибиторов коррозии в виде сернокислого цинка 7-водного и лимонной кислоты 1-водной при следующих концентрациях:

- метакрилоксипропилтриметоксисилан от 75 до 130 мл/л;

- сернокислый цинк 7-водный от 2,4 до 13,2 г/л;

- лимонная кислота 1-водная от 40 до 1000 г/л.

2. Способ формирования антикоррозионных ингибированных полимерных пленок на поверхности металлических изделий низкоуглеродистой стали из водного раствора ингибиторной композиции, отличающейся тем, что водный раствор ингибиторной композиции по п.1 подвергают ультразвуковой обработке, затем проводят предобработку стальной поверхности, формируют силоксановые слои на стали с помощью катафорезного осаждения путем пропускания постоянного электрического тока в диапазоне от 0,8 до 4,0 А/дм² через полученный электролит в течение 5 минут, удаляют излишки дендритных цинковых осадков и силоксана, затем проводят термоотверждение силоксановых слоев в течение 10÷20 минут при температуре 140÷160°С.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что ультразвуковую обработку водного раствора разработанной ингибиторной композиции осуществляют в течение 10÷30 минут, в зависимости от содержания органосилана в электролите.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что предобработку низкоуглеродистой стали осуществляют с помощью обезжиривания металлической поверхности под действием катодной поляризации при минимальной плотности тока в щелочном электролите в течение 10 минут с последующей её активацией в растворе кислоты в течение 1 минуты.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что удаление дендритных цинковых осадков и излишков силоксана осуществляют посредствам окунания изделия из низкоуглеродистой стали в воду.