Состав для защиты стали и алюминиевых сплавов от атмосферной коррозии
COMPOSITION FOR THE PROTECTION OF STEEL AND ALUMINUM ALLOYS FROM ATMOSPHERIC CORROSION

Изобретение относится к технике защиты металлов от атмосферной коррозии, в частности к временной защите стали и алюминиевых сплавов контактными ингибиторами.
Известно большое количество контактных ингибиторов, способных переводить металл в пассивное состояние, обеспечивая его высокую коррозионную устойчивость в атмосферных условиях /Розенфельд И.Л., Персианцева В.П. Ингибиторы атмосферной коррозии. - М.: Наука, 1985. - 278 с./. Защита ими металлоизделий сводится к обработке металлов в водных и/или органических растворах ингибиторов. В процессе такой обработки на поверхности формируются тонкие пленки, имеющие длительное защитное последействие и способные эффективно защищать металлы от атмосферной коррозии.
Аналогом предлагаемого состава являются растворы бихромата калия /Михайлов А.А., Панченко Ю.М., Кузнецов Ю.И. Атмосферная коррозия и защита металлов под. общ. ред. Кузнецова Ю.И. - Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2016. - 555 с./. Они эффективно защищают сталь и алюминиевые сплавы от атмосферной коррозии, однако являются высокотоксичными (1 класс опасности) /ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности/.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения являются пассивирующие составы на основе высших карбоксилатов /Кузнецов Ю.И., Подгорнова Л.П., Гаврилова С.В. Экологически безопасные водные составы ИФХАН-39 // Коррозия: материалы, защита. 2004. №10. С. 24-28./ Однако, используемый для пассивации сталей и алюминиевых сплавов олеат натрия, уступает по защитным свойствам бихромату калия.
Цель настоящего изобретения - разработка состава для временной защиты стали и алюминиевых сплавов превосходящего по эффективности токсичные хроматы.
Поставленная цель достигается при использовании композиции содержащей соль алифатической саркозиновой кислоты, триалкоксисилан и алкилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
соль алифатической саркозиновой кислотытриалкоксисиланалкилфосфатвода
4,0 - 6,02,0 - 4,01,0 - 3,0остальное
В качестве соли алифатической саркозиновой кислоты используют: лаурил саркозинат натрия или олеилсаркозинат натрия.
В качестве триалкоксисиланов используют: метилтриэтоксисилан, винилтриметоксисилан, или аминосиланы - аминопропилтриэтоксисилан, аминоэтиламинопропилтриметоксисилан.
В качестве алкилфосфата используют диоктилфосфат или этилгексилфосфат.
Ниже приводятся примеры конкретных композиций предлагаемого состава и подробное описание изобретения, поясняющее его техническую сущность.
Ингибитор - аналог представлял собой раствор бихромата калия (10% масс.), а ингибитор - прототип представлял собой натриевую соль олеиновой кислоты (10% масс.). Оба ингибитора готовили растворением в воде.
Предлагаемый состав также готовили растворением в воде компонентов, суммарная концентрация которых составляла 10%
Испытания по оценке защитной способности композиций проводили на образцах низкоуглеродистой стали Ст3 и алюминиевых сплавах АД31, АМг6 и Д16 размером 30х50х3 мм. Образцы металлов зачищали наждачной бумагой, обезжиривали ацетоном и выдерживали в эксикаторе над силикагелем в течение 24 ч. Далее при 60±2°C в течение 10 мин образцы выдерживали в растворах ингибиторов: аналога, прототипа и предлагаемого состава.
Обработанные образцы высушивали на воздухе при комнатной температуре в течение 60 мин и помещали в камеру тепла и влаги. В камере поддерживали 100%-ную относительную влажность воздуха и 8 ч в сутки поддерживали температуру 40±2°С, после выключения нагрева в течение 16 ч происходила обильная конденсация влаги на образцах, далее повторение цикла нагрев-охлаждение. В процессе испытаний проводили осмотр образцов для установления времени появления первого коррозионного поражения. Продолжительность испытаний составляла 20 суток.
Данные Таблицы 1 свидетельствуют, что предлагаемый состав, содержащий лаурилсакозинат натрия, метилтриэтоксисилан и диоктилфосфат при соблюдении указанных соотношений компонентов (примеры 1.2 - 1.4, 1.7, 1.8, 1.11, 1.12) обеспечивает более эффективную защиту низкоуглеродистой стали Ст3 и алюминиевых сплавов от коррозии, чем ингибиторы аналог и прототип. Нарушение указанных соотношений компонентов ведет к снижению защиты металлов (ниже уровня ингибиторов аналога и прототипа (примеры 1.1, 1.5, 1.6, 1.9, 1.10, 1.13).
Данные табл. 2 иллюстрируют возможность использования в составе предлагаемого ингибитора без ухудшения его защитных свойств:
- в качестве соли алифатической саркозиновой кислоты, помимо лаурилсаркозината натрия также: олеилсаркозинат натрия (пример 2.1 - 2.4);
- в качестве триалкоксисиланов, помимо метилтриэтоксисилана также: винилтриметоксисилан (пример 2.2, 2.8), аминопропилтриэтоксисилан (пример 2.3, 2.5) или аминоэтил-аминопропилтриметоксисилан (пример 2.4, 2.6);
- в качестве алкилфосфата помимо диоктилфосфата, также этилгексилфосфат (пример 2.7, 2.8).
Таблица 2. Влияние состава ингибитора на его защитные свойства в отношении стали и алюминиевых сплавов. Состав ингибитора: соль алифатической саркозиновой кислоты (5,0 мас.%), триалкоксисилан (3,0 мас. %) и алкилфосфат (2,0 мас.%)
Пример №
Состав ингибитора (%, масс.)
Время до появления на образцах коррозии, сут
соль алкилсаркозиновой кислоты
триалкоксисилан
алкилфосфат
Ст3
АД31
АМг6
Д16
2.1
олеилсаркозинат натрия
метилтриэтоксисилан
диоктилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.2
олеил саркозинат натрия
винилтриметоксисилан
диоктилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.3
олеилсаркозинат натрия
аминопропилтриэтоксисилан
диоктилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.4
олеилсаркозинат натрия
аминоэтиламинопропилтриметоксисилан
диоктилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.5
лаурилсаркозинат натрия
аминопропилтриэтоксисилан
диоктилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.6
лаурилсаркозинат натрия
аминоэтиламинопропилтриметоксисилан
диоктилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.7
лаурилсаркозинат натрия
метилтриэтоксисилан
этилгексилфосфат
>20
>20
>20
>20
2.8
лаурилсаркозинат натрия
винилтриметоксисилан
этилгексилфосфат
>20
>20
>20
>20
Аналог
12
18
18
18
Прототип
10
15
15
15
Таким образом, результаты испытаний свидетельствуют, что предлагаемый состав обеспечивает более эффективную защиту от коррозии стали и алюминиевых сплавов от коррозии во влажной атмосфере, чем ингибитор аналог и ингибитор прототип. Преимущества заявляемого состава связаны с простотой приготовления и позволяет использовать его для временной защиты изделий из стали и алюминиевых сплавов.