ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ АМФОТЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ В ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРАХ
CORROSION INHIBITOR OF AMPHOTERIC METALS IN ALKALI SOLUTIONS

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.
2
3
Этиленгликоль имеет следующие строение и состав , силикат натрия - NaSiO, 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