Ингибитор коррозии амфотерных металлов в щелочных растворах

Ингибитор коррозии амфотерных металлов в щелочных растворах

Реферат

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

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