летучий ингибитор атмосферной коррозии

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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