комбинированный ингибитор атмосферной коррозии металлов

Формула изобретения

Комбинированный ингибитор коррозии металлов, включающий продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при их мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и минеральное масло, отличающийся тем, что он дополнительно содержит соапсток растительного масла или олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт конденсации борной кислоты
с диэтаноламином и растительным маслом
при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7)	5-6
Соапсток или олеиновая кислота	10-15
Минеральное масло	До 100

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области защиты металлов от атмосферной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для долговременной консервации металлоконструкций и изделий из черных металлов.

Известен комбинированный ингибитор коррозии металлов, содержащий, мас.%: олеиновую кислоту 5-7, борную кислоту 0,5-0,8, диэтаноламин 0,3-0,7, триэтаноламин 1,5-3, бензотриазол 1-3, окисленный петролатум 2-4, индустриальное масло до 100 (RU 2232794 С1, кл. С10М 141/06. 20.07.2004).

Недостатком известного комбинированного ингибитора является его многокомпонентность и относительно низкая коллоидная стабильность.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является комбинированный ингибитор коррозии металлов, включающий, мас.%: продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении реагентов 1:3:(0,5-0,7) соответственно 10-16 и минеральное масло до 100 (RU 2263160 С1, кл. С23F 11/14, 27.10.2005).

Недостатком данного ингибитора является то, что он не защищает от атмосферной коррозии изделия из легированной стали.

Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента отечественных ингибиторов атмосферной коррозии металлов, повышение коррозионной стойкости изделий из черных металлов, в том числе легированной стали, и утилизация отходов от производства растительных масел.

Данный результат достигается тем, что комбинированный ингибитор коррозии металлов, включающий продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при их мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и минеральное масло, дополнительно содержит соапсток растительного масла или олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт конденсации борной кислоты
с диэтаноламином и растительным
маслом при мольном соотношении
1:3:(0,5-0,7) соответственно	5-6
Соапсток или олеиновая кислота	10-15
Минеральное масло	до 100

Отличительной особенностью предложенного ингибитора является то, что при введении в него соапстока растительного масла или олеиновой кислоты возникает синергический эффект усиления защитных свойств состава за счет создания на поверхности металла многослойных хемосорбционно-адсорбционных пленок.

При других соотношениях компонентов ингибитора, кроме заявленных, не удается достичь синергетического эффекта усиления его защитных свойств.

В процессе получения растительных масел, их хранения происходит некоторое расщепление жиров с образованием глицерина и свободных жирных кислот. Последние нежелательны в маслах, поэтому в процессе рафинирования (нейтрализации раствором щелочи при 70-95°С) удаляются из масел в виде так называемого соапстока.

В состав соапстока входят соли жирных кислот 18-20%, фосфатиды 25-30%, белки и продукты их щелочного гидролиза, красящие вещества (все вместе 1,5-2%), вода 44,5-52%.

Для выделения жировой части, почти полностью свободной от воды, соапсток обрабатывают серной кислотой.

Соапсток (ТУ 10-04-02-80-91) представляет собой однородную мазь светло-коричневого цвета, плотностью 0,982-0,994 г/см³ при 20°С, в воде нерастворим, температура вспышки 240°С, температура плавления 42°С, не токсичен.

Олеиновая кислота формулы СН ₃(СН₂)₇СН=СН(СН ₂)₇СООН выпускается по ТУ 10-04-02-82-91 и имеет следующие характеристики:

массовая доля жирных кислот в
безводном продукте, %	не менее 92
массовая доля неомыляемых веществ, %	не более 6,5
массовая доля влаги, %	не более 2,0%
температура застывания, °С	не более 34
кислотное число, мг КОН/г	не менее 175
число омыления, мг КОН/г	175-210
йодное число, г J 2/100 г	95-140

Технология получения продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином (ДЭА) и растительным маслом заключается в следующем.

В реактор, снабженный насадкой Дина-Старка, мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают растительное масло и ДЭА. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 90-100°С, после чего вводят борную кислоту и поднимают температуру реакционной смеси до 180-200°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 2,0-2,5 ч до образования однородной массы с аминным числом 60-80 мг HCl/г. Мольное соотношение борная кислота: ДЭА: растительное масло составляет 1:3:(0,5-0,7) соответственно.

Проведение процесса конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при других мольных соотношениях реагентов, кроме заявленных, не позволяет получить продукт, растворимый в минеральном масле.

В качестве растительного масла используют подсолнечное, льняное или соевое масло.

В качестве минерального масла - индустриальное И-20А, И-12А или веретенное масло.

Для приготовления предложенного ингибитора в подогретое до 60-70°С минеральное масло вводят 10-15 мас.% соапстока или олеиновой кислоты, затем 5-6 мас.% продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом. Полученную смесь перемешивают при указанной температуре в течение 1 часа.

Конкретные составы комбинированного ингибитора атмосферной коррозии металлов приведены в табл.1 и 2.

Качественные показатели полученных ингибиторов в сравнении с ингибитором по прототипу представлены в табл.3.

Противокоррозионную эффективность предложенного ингибитора определяли по ГОСТ 9.054-78 при испытаниях пластин из легированной стали марок 60 С2Г и АС 14.

Проведенные испытания показали, что предложенный комбинированный ингибитор:

- обладает высокой проникающей способностью, заполняет щели, трещины, микродефекты металлических поверхностей и сварных швов;

- вытесняет с металлической поверхности влагу;

- формирует полимолекулярную защитную пленку;

- пропитывает ржавчину и прекращает развившийся под ней коррозионный процесс.

Использование предложенного комбинированного ингибитора позволяет надежно защитить конструкции и изделия из черных металлов, в т.ч. легированной стали, от атмосферной коррозии.

Таблица 1
Компоненты ингибитора	Содержание компонентов, мас.% по примерам
	1	2	3	4	5
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,5	5,0			4,5
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,6		5,5
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,7			6,0		6,5
Соапсток растительного масла	15,0	12,5	10,0	9,5	15,5
Минеральное масло	80,0	82,0	84,0	86,0	78,0

Таблица 2
Компоненты ингибитора	Содержание компонентов, мас.% по примерам
	6	7	8	9	10
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,5	5,0			4,5
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,6		5,5
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,7			6,0		6,5
Олеиновая кислота	15,0	12,5	10,0	9,5	15,5
Минеральное масло	80,0	82,0	84,0	86,0	78,0

Таблица 3
Показатели	Примеры										Прототип
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Проникающая способность в микрозазоре между двумя стальными (60 С2Г) пластинами, мм:
- через 30 мин	92	94	93	89	92	90	92	91	87	92	87
- через 24 ч	100	102	103	98	99	100	101	102	96	100	96
Пропитывающая способность на порошке оксида железа через 2 ч, мм	23	22	21	19	22	24	23	21	20	23	18
Водовытеснение на стальном кругу, мм
d1	82	84	83	76	82	83	85	84	77	84	75
d2	76	79	80	71	78	77	80	81	72	80	70
d3	75	77	78	70	75	75	77	77	70	76	70
Эффективность вытеснения 3%-ного р-ра NaCl со стальной поверхности (ст.60 С2Г) через 48 часов:
- диаметр пятна состава, мм	28	26	27	30	27	28	26	27	30	27	30
- % коррозии под пятном	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	10
Время до появления коррозии при испытании в термовлагокамере Г-4, часы	>400	>400	>400	300	400	>400	>400	>400	300	400	158