ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
METAL CORROSION INHIBITOR

Изобретение относится к составам для ингибирования атмосферной коррозии, коррозии в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и межоперационной защиты сборочных единиц и деталей из черных и цветных металлов.
Известен ингибитор коррозии металлов, включающий продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и растительным маслом при их мольном соотношении соответственно 1:4:1 в количестве 20-25 мас.% и минеральное масло до 100 мас.% (RU 2346082 С1, кл. C23F 11/14, 10.02.2009).
Недостатком известного ингибитора является то, что он нерастворим воде, поэтому не может быть использован для ингибирования коррозии в системе оборотного водоснабжения.
8
24
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является ингибитор коррозии металлов, включающий, мас.%: продукт взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C-C при мольном соотношении реагентов 1:3:(1-2) соответственно 20-40 и растворитель до 100. В качестве растворителя в ингибиторе используют низкозастывающие фракции углеводородов, в том числе нефрас, арктическое дизельное топливо, авиационный керосин (RU 2207402 С1, кл. С23Р 11/14, 27.06.2003).
Недостатком данного ингибитора является то, что он нерастворим в воде и масле, что не позволяет использовать его для ингибирования атмосферной коррозии, а также в составах СОЖ и моющих средств. Кроме того, ингибитор защищает от коррозии только черные металлы.
Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента отечественных водомаслорастворимых ингибиторов коррозии и повышение коррозионной стойкости изделий из черных и цветных металлов.
2
6
Данный результат достигается тем, что ингибитор коррозии металлов, включающий продукт конденсации борной кислоты с аминоспиртом и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда, а также растворитель, дополнительно содержит 2-гидроксиэтилметакрилат, в качестве продукта конденсации - продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С-С при мольном соотношении 1:5:3 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт конденсации борной кислоты
с моноэтаноламином и смесью жирных кислот
20,0-25,0
2-гидроксиэтилметакрилат
2,0-4,0
растворитель
до 100
при этом в качестве растворителя он содержит воду, низкозастывающие фракции углеводородов или минеральное масло.
2
6
Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что введение 2-гидроксиэтилметакрилата и продукта конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С-С при мольном соотношении 1:5:3 в заявленном соотношении компонентов позволяет получить водомаслорастворимый ингибитор коррозии черных и цветных металлов с высокой защитной эффективностью.
В качестве минерального масла используют индустриальное И-20А, И-12А или веретенное масло. В качестве низкозастывающих фракций углеводородов - нефрас Ар 120/200, Ар 150/330, керосин, уайт-спирит и др.
6
10
3
2-гидроксиэтилметакрилат (СНО) получают реакцией этерификации метакриловой кислоты этиленгликолем:
2
3
2
2
2
3
2
2
2
СН=С(СН)СООН+ОНСНCHОН→СН=С(СН)COOCHCHOH+НО.
3
Представляет собой прозрачную жидкость с относительной плотностью 1,08 г/см (20°С), температурой вспышки 101°С, температурой кипения 250°С и молекулярной массой 130,14 а.е.м.
Способ получения продукта конденсации заключается в следующем.
2
6
В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, загружают смесь жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С-С и моноэтаноламин (МЭА), соответствующий ТУ 2423-159-00203335-2004. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 80-90°C, после чего вводят борную кислоту (ГОСТ 18704-78) и поднимают температуру реакционной смеси до 150-160°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 2,0-2,5 ч до образования однородной массы с аминным числом не менее 40 мг HCI/г. Мольное соотношение борная кислота:МЭА:смесь жирных кислот составляет 1:5:3.
2
6
8
В качестве смеси жирных кислот используют низкомолекулярные жирные кислоты растительных масел (подсолнечного, соевого, рапсового, льняного и т.д.) ряда С-С или синтетические жирные кислоты (СЖК) соответствующих фракций. Применение жирных кислот ряда C- и выше при синтезе не позволяет получить водорастворимые продукты.
Проведение процесса конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот при других мольных соотношениях реагентов, кроме заявленного, не позволяет получить водомаслорастворимую активную основу ингибитора.
Полученные продукты конденсации представляют собой жидкости от желтого до коричневого цвета и имеют следующие характеристики:
Кинематическая вязкость при 100°С, сСт - не более 65,0;
Аминное число, мг HCI/г - не менее 40;
Зольность, % - отсутствует;
Температура вспышки в открытом тигле, °С - не ниже 200.
Ингибиторы получают путем последовательного смешения продуктов конденсации с растворителем и 2-гидроксиэтилметакрилатом при заявленном соотношении компонентов.
Конкретные составы ингибиторов коррозии металлов приведены в табл.1. Примеры 4 и 5 являются контрольными.
Качественные показатели полученных ингибиторов в сравнении с ингибитором по прототипу представлены в табл.2.
Противокоррозионную эффективность ингибиторов определяли по ГОСТ 9.054-75 в термовлагокамере Г-4.
Использование предложенного ингибитора позволяет на срок не менее двух лет защитить промышленное оборудование от атмосферной коррозии, а системы оборотного водоснабжения - от коррозии в нейтральных водных средах.
Таблица 1
Компоненты ингибитора
Содержание компонентов, мас.%, по примерам
1
2
3
4
5
Продукт конденсации борной кислоты с МЭА и смесью жирных кислот растительных масел ряда С<sub>2</sub>-С<sub>6</sub> при мольном соотношении 1:5:3
20,0
25,0
19,0
Продукт конденсации борной кислоты с МЭА и СЖК фракции С<sub>2</sub>-С<sub>6</sub> при мольном соотношении 1:5:3
22,5
26,0
2-гидроксиэтилметакрилат
2,0
3,0
4,0
1,8
4,2
Вода
78,0
79,2
Низкозастывающие фракции углеводородов
74,5
69,8
Минеральное масло
71,0
Таблица 2
Показатели
Примеры
Ингибитор по прототипу
1
2
3
4
5
% поверхности (Ст.3), пораженной коррозией, через 400 ч (камера Г-4)
0
0
0
0,5
0
2
% поверхности (Ст.3), пораженной коррозией, при повышенных значениях относительной влажности и температуры и воздействии SO<sub>3</sub> через 24 ч
0,4
0,3
0,2
0,6
0,2
0,9
Водовытеснение на стальном кругу, мм
d1
85
89
93
83
92
81
d2
79
80
83
75
83
76
d3
78
79
81
76
81
76
Коррозионное воздействие на металлы по потере массы при 88±2°С (336 ч), г/м<sup>2</sup>/сутки:
медь M1
0,02
0,018
0,016
0,024
0,018
2,5
латунь Л-62
0,053
0,052
0,05
0,06
0,05
1,7
припой ПОС-40-2
0,2
0,18
0,17
0,25
0,17
2,0
алюминий АК-6М2
0,1
0,09
0,08
0,14
0,08
1,9
чугун СЧ-25
0,04
0,035
0,03
0,046
0,03
0,043
сталь 20
0,04
0,036
0,032
0,047
0,032
0,042
Защитная эффективность, %
96
97
98
95
98
90-95