Результат интеллектуальной деятельности: ЛЕТУЧИЙ ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ

Изобретение относится к летучим ингибиторам коррозии и может быть использовано для защиты черных и цветных металлов и изделий из них от атмосферной коррозии в процессах транспортировки и хранения.

Летучие ингибиторы (ЛИК) являются одним из наиболее перспективных классов ингибиторов коррозии. Их применение оправдано в случае наличия возможности хотя бы частичной изоляции защищаемого пространства. Испаряясь при температуре окружающей среды, указанные ингибиторы в виде паров достигают металла, адсорбируются на его поверхности и, насыщая конденсированные фазы, обеспечивают надежную защиту изделия. При этом пары ЛИК проникают в щели и зазоры, недоступные контактным ингибиторам, обеспечивают торможение коррозионных процессов под слоями продуктов коррозии и отложений.

Известна ингибирующая коррозию композиция, содержащая: неорганическую соль азотистой кислоты, нерастворимый в воде многократно замещенный фенол, алифатический эфир ди-гидроксибензойной кислоты и токоферол (2,5,7,8-тетраметил-2-(4′,8′,12′-триметилтридецил)хроман-6-ол) (RU 2287616, 2006).

Известен летучий ингибитор коррозии, содержащий аддукт взаимодействия смеси ортонитрофенола и пара-нитрофенола в соотношении 1:1, взятых в количестве 3,1-3,2 масс. %, бензотриазола 0,7-0,8 масс. % и триэтиламина или циклогексиламина 5,1-5,3 масс. %, а также изопропиловый спирт 88,0-87,5 (RU 2169209, 2001).

Недостаток указанных ингибиторов заключается в их сложном составе, а также в недостаточной степени защиты металлов в условиях интенсивной конденсации влаги.

Известен летучий ингибитор коррозии, содержащий, мас.%: амин 25-70, гетероциклическое азотсодержащее соединение 25-70, кетон 1-25. (RU 2388847, 2009).

Данный ЛИК обеспечивает эффективную защиту черных и цветных металлов, в том числе, при интенсивной конденсации влаги, однако не обладает в этих условиях выраженным защитным последействием. Кроме того, высокая стоимость используемых в ЛИК компонентов, получаемых по достаточно сложной технологии, обуславливает недостаточную его эффективность с экономической точки зрения.

Более близким к изобретению является летучий ингибитор коррозии, содержащий, %масс: гетероциклическое азотсодержащее соединение 5-20, продукт конденсации альдегида с первичным амином 20-50, бензойную или замещенную бензойную кислоту 5-20, триалкоксисилан или замещенный триалкоксисилан 20-50 (RU 2457283, 2011).

При этом качестве продукта конденсации альдегида с первичным амином могут использоваться продукты конденсации бензальдегида и циклогексиламина, или формальдегида и пропиламина, или коричного альдегида и н-бутиламина, в качестве замещенной бензойной кислоты орто-, мета- или пара-нитробензойная, аминобензойная или оксибензойная кислота, в качестве триалкоксисилана или замещенного триалкоксисилана триметоксисилан, или винилтриэтоксисилан, или амилтриэтоксисилан, или аминопропилтриэтоксисилан.

Однако известный ЛИК, проявляющий эффективную защиту черных и цветных металлов и обладающий значительным эффектом антикоррозионного последействия в условиях интенсивной конденсации влаги, имеет относительно сложный состав, обуславливающий его повышенную стоимость.

Задачей изобретения является создание нового, позволяющего расширить ассортимент отечественных продуктов, эффективного с экономической точки зрения ЛИК.

Поставленная задача достигается созданием летучего ингибитора коррозии, содержащего триэтаноламин, диметилэтаноламин, диэтаноламин и бензойную кислоту при следующем соотношении и компонентов, мас.%:

Достигаемый технический результат заключается в упрощении состава ЛИК с обеспечением высокой антикоррозионной защиты черных и цветных металлов и изделий из них в агрессивных атмосферах.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Описываемый летучий ингибитор готовят смешением аминоспиртов (триэтаноламин - ТЭА, диэтаноламин - ДЭА, диметилэтаноламин - МЭА) и бензойной кислоты (БК), взятых в вышеуказанном количестве в стеклянном реакторе, снабженном якорной мешалкой со скоростью вращения 80-120 об/мин, при комнатной температуре. Время перемешивания реакционной смеси составляет 1,5-2,5 часа. Соотношение количеств смеси аминоспиртов и бензойной кислоты составляет 1,94-2,23 весовых частей смеси аминоспиртов на 1 весовую часть бензойной кислоты.

При получении описываемого ЛИК используют следующие компоненты:

- триэтаноламин по ТУ 2423-005-78722668-2010, производство ООО «СинтезОка»;

- диэтаноламин по ТУ 2423-005-78722668-2010, производство ООО «СинтезОка»;

- диметилэтаноламин по ТУ 2423-005-78722668-2010, производство ООО «СинтезОка»;

- бензойная кислота по ГОСТ 10521-78, производство ООО «Компонент-Реактив».

В таблице 1 приведены результаты сравнительных коррозионных испытаний различных композиций индивидуальных веществ в условиях периодической конденсации влаги. При этом используют следующие обозначения: триэтаноламин - ТЭА, диэтаноламин - ДЭА, диметилэтаноламин - МЭА, бензойная кислота - БК, ++ - полная защита; + - отдельные коррозионные поражения; ± - незначительная коррозия; - - заметная коррозия; - - - сильная коррозия.

Из данных таблицы следует, что смесь летучих аминоспиртов и бензойной кислоты описываемого состава (описываемый ЛИК) обладает синергетическим действием при защите стали марок Ст. 3, Ст. 20ХН3А и чугуна СЧ-18-20, тормозя коррозию в атмосферных условиях и их анодное растворение в объемных электролитах.

Указанная смесь аминоспиртов и бензойной кислоты, несмотря на гидрофильность используемых аминоспиртов, обладает лучшими защитными свойствами в очень жестких условиях периодической конденсации влаги на образцах.

Из данных исследования адсорбции паров ЛИК и его компонентов, полученных эллипсометрическим методом (с помощью эллипсометра фирмы Гартнер), следует, что синергизм защитного действия смеси аминоспиртов и бензойной кислоты не связан с утолщением адсорбционных пленок. Однако адсорбция ингибитора упрочняется и становится фактически необратимой, что приводит к высоким защитным свойствам описываемого ЛИК. Последнее является неожиданным эффектом.

Натурные испытания указанного ЛИК, проводимые в промышленной городской атмосфере, подтверждают способность описываемого ЛИК к защите широкого спектра конструкционных материалов. Так, эффект последействия данного ЛИК при защите чугуна и различных марок стали составляет более 3-х месяцев.

Летучий ингибитор коррозии, содержащий компоненты в иных количествах, входящих в вышеуказанные пределы, обладает защитными свойствами, аналогичными описанным. Использование в ЛИКЕ компонентов, взятых в количествах, выходящих за рамки оговоренных значений, не приводит к желаемым результатам.

В таблице 2 приведены физико-химические показатели описываемого ЛИК.

Ниже представлен пример, иллюстрирующий описываемое изобретение, но не ограничивающий его.

Пример

Летучий ингибитор коррозии ЛИК в количестве 10 кг готовят смешением аминоспиртов и бензойной кислоты в стеклянном реакторе емкостью 15 литров, снабженном якорной мешалкой со скоростью вращения 100 об/мин, при комнатной температуре. Время перемешивания реакционной смеси составляет 2 часа.

Ингибитор содержит компоненты в следующем количестве, мас.% триэтаноламин 0,5, диметилэтаноламин 65, диэтаноламин 0,5, бензойная кислота 34,0. Соотношение суммы аминоспиртов и бензойной кислоты составляет: 1,94 весовые части смеси аминоспиртов на 1 весовую часть бензойной кислоты.

В таблице 3 приведена качественная характеристика полученного ингибитора.

Из представленных данных следует, что данный ЛИК обладает высокими защитными свойствами.

Таким образом, описываемый летучий ингибитор коррозии, при относительно низкой его себестоимости, эффективен при защите широкого спектра черных и цветных металлов (с покрытиями и без) и изделий из них в агрессивных атмосферах и может быть использован для защиты, в том числе внутренней поверхности труб, соединительных деталей трубопроводов и запорной арматуры от атмосферной коррозии в процессах транспортировки и хранения, в частности, труб аварийного запаса на время их длительного хранения.

Указанный ЛИК, имеющий несложный состав и получаемый с использованием простой технологии на базе отечественного сырья, сохраняет технологические свойства по защите металлов в условиях интенсивной конденсации влаги в диапазоне температур от +40°С до минус 40°С (по диметилэтаноламину) при соблюдении условий хранения, не содержит тяжелые металлы, хлорорганические соединения, нитриты или иные токсичные соединения, относящиеся к классу опасности ниже 3. Применение данного ЛИК с широким диапазоном давления паров обеспечивает высокие радиус защиты и длительность защиты в не полностью герметичных системах. ЛИК имеет срок хранения без изменения полезных свойств не менее двух лет. Описываемый ингибитор на 20-25% дешевле ингибитора ИФХАН-8 и в несколько раз дешевле ингибитора ИФХАН-118.