CC BY
70
АНТИКОРРОЗИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ УСКОРЕННОГО ФОСФАТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ
Жуманиязов Максуд Жаббиевич
д-р техн. наук, профессор, Ургенчский государственный университет,
Узбекистан, г. Ургенч E-mail: ximtex@rambler. ru Курамбаев Шерзод Раимберганович
канд. техн. наук, доцент, Ургенчский государственный университет,
Узбекистан, г. Ургенч E-mail: bitum_2012@mail. ru
ANTICORRISION COMPOSITION FOR ACCELERATED PHOSPHATIZATION OF METALS
Jumaniyazov Maksud
Doctor of sciences technics, prof., Urgench state universite, Uzbekistan, Urgench
Kurambaev Sherzod
Candidate of sciences tech., docent, Urgench state universite, Uzbekistan,Urgench
АННОТАЦИЯ
Антикоррозионный состав для ускоренного фосфатирования и высыхания, включающий госсиполовую смолу и фосфорную кислоту, отличающийся от аналогов тем, что дополнительно содержит негашеную известь, гексаметилентетрамин, а в качестве фосфорной кислоты применяется 22 %-ная экстракционная фосфорная кислота. Этот состав применяется для ускоренного фосфатирования металлов, имеет высокую коррозионную стойкость, позволяет ускорить процесс фосфатирования и высыхания, и он приводит к растворению ржавчины и окалины, при этом не разрушается структура исходного металла.
ABSTRACT
Anticorrosion composition for accelerated phosphatization of metals and dryout including gossypol resin and phosphoric acid and differing from the apologues with that in addition contains quick lime, hexamethylenetetramine , but as phosphoric acid is used 22 % extracted phosphoric acid.
This composition is used for accelerated phosphatization of metals, and has high resistance to corrosion, lets accelerate the process of phosphatization and dryout and it leads to dissolution as rust and dross, herewith does not decay the structure of the source metal.
Ключевые слова: коррозия; антикоррозионный состав; фосфатирование; гексаметилентетрамин; экстракционная фосфорная кислота; ржавчина; металл.
Keywords: corrosion; anticorrosion composition; phosphatization; hexame-thylenetetramine; extracted phosphoric acid; rust; metal.
Данное исследование относится к прикладной химии, точнее к защите металлов от коррозии, может быть использовано в металлообрабатывающей, нефтегазоперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, а также при строительстве, производстве и эксплуатации трубопроводов и металлоконструкций различных типов.
Задачей исследования является создание состава, обладающего высокой антикоррозионной способностью, а также с улучшенными физико-механическими и технологическими показателями, обеспечивающего ускоренное фосфатирование и высыхание, на основе госсиполовой смолы.
Поставленная задача решается тем, что антикоррозионный состав для ускоренного фосфатирования и высыхания, включающий госсиполовую смолу и 22 % ную экстракционную фосфорную кислоту (ЭФК), согласно изобретению дополнительно содержит негашеную известь и в качестве третичного амина — гексаметилентетрамин, при следующем соотношении компонентов, масс.%: госсиполовая смола — 89,5—93,0 ЭФК — 5,7—8,9 негашеная известь — 1,0—1,5 гексаметилентетрамин — 0,1—0,3
Заявляемое техническое решение отличается от известного тем, что оно в составе основы покрытия дополнительно содержит гексаметилентетрамин и негашеную известь.
Г ексаметилентетрамин (ГМТА) обладает всеми характерными свойствами третичного амина, образует бесчисленное количество солей, продуктов присоединения и различного рода комплексов, в которых атомы углерода и азота равноценны между собой, что позволяет объяснить поведение ГМТА как
одноосновного амина. ГМТА представляет собой бесцветное, не имеющее запаха кристаллическое вещество со сладковатым привкусом. Хорошо кристаллизуется в форме ромбических додекаэдров, обладающих пьезоэлектрическими свойствами. При охлаждении насыщенного водного раствора кристаллизуется в виде гексагидрата гексаметилентетрамина (CH2)6N4 6H2O, устойчивого до 13,5°C. При 50°C в 100 г воды растворяется 81,3 г ГМТА. Гексаметилентетрамин при взаимодействии с другими компонентами основы во время термической обработки способствует созданию непроницаемых для агрессивных ионов плотных быстросохнущих покрытий с хорошими адгезионными свойствами, удовлетворительной твердостью пленки и высокой коррозионной стойкостью. В данном антикоррозионном составе используют госсиполовую смолу — кубовый остаток, получающийся при дистилляции жирных кислот хлопковых соапстоков (ТУ-18-УзССР-50-85), при температуре 220—230оС. Это вязкотекучая масса от темно-коричневого до черного цвета, с кислотным числом 70—80 мг КОН состава, масс. %: жирные и оксижирные кислоты — 52,0; продукты превращения — 36,0; азотсодержащие соединения — 12,0; число омыления, мг КОН — 80—130; содержание золы, — 1,0—1,2; содержание влаги и летучих веществ — до 4; растворимость в ацетоне — 70—
-5
80. Удельная масса составляет, г/см — 0,98—0,99.
Использование антикоррозионного состава для ускоренного фосфатирования и высыхания имеет высокую коррозионную стойкость, позволяет ускорить процесс фосфатирования и высыхания, и он приводит к растворению ржавчины и окалины, при этом не разрушается структура исходного металла.
Рассматривая результаты физико-механических свойств (таблице) можно утверждать, что полученные покрытия по основным показателям соответствуют требованиям, предъявляемым антикоррозионным покрытиям. Так, например, быстрое время высыхания, прочность при ударе, эластичность при изгибе, отличная адгезия, а также возможность нанесения по этим покрытиям любого лакокрасочного материала.
Характерным для всех покрытий на основе госсиполовой смолы является барьерный тип защиты, но в зависимости от добавляемых компонентов могут образоваться различные виды химических соединений, которые способствуют процессу ингибирования коррозии.
Таблица 1.
Физико-механические свойства покрытий__________________
№ Наименование показателя 1 2 3 4
1 Условная вязкость при 20,5 ±0,5 (°С) по вискозиметру ВЗ-4, сек 30—40 30—40 30—40 50—60
2 Массовая доля нелетучих веществ, % 35—40 35—40 35—40 55—60
3 Время высыхания до степени 3, не более чем при 20 ± 2 (°С), час 24 24 24 24
при 100±2(°С),мин. 20 20 20 30
4 Эластичность при изгибе пленки, мм 1 1 1 1
5 Прочность пленки при ударе на приборе У-1А, Дж 5,0 5,0 5,0 5,2
6 Адгезия пленки, баллы, не более 1 1 1 1
Известно, что карбоновые кислоты и соединения, имеющие общие ОН-группы, присутствующие в составе госсиполовой смолы, вступают в реакцию этерификации между собой или с фосфорной кислотой. В результате этого образуются вещества с большей молекулярной массой, чем исходные и которые, очевидно, способствуют образованию защитной пленки.
Образовавшиеся ионы железа и FеОH+, обмениваясь с ионами жирных кислот в составе госсиполовой смолы, могут образовать соли железа:
I. Образование солей жирных кислот:
R-СООН + FеОН+ => R-СООFеОН + Н+ 2R-С00Н+Fe2+=> ^-СОО^є + 2 Н+ ЗR-СООН + Fе3+ =>^-СОО^е + ЗН+
Такие соединения водонерастворимы и имеют длинные радикалы олеиновой, стеариновой и других кислот. Это способствует усилению барьерного типа защиты от коррозии с одновременной гидрофобизацией поверхности металла и предотвращению проникновения агрессивных ионов.
По мере расходования фосфорной кислоты рН раствора увеличивается, что приводит к усилению гидролиза однозамещенных фосфатов и повышению содержания двух- и трехзамещенных солей, в то же время нерастворимые фосфаты образуют на металле стойкую пленку.
Органические производные фосфорной кислоты, полученные на основе госсиполовой смолы, благодаря наличию гидроксильной, карбоксильной и карбонильной группы, а также донорных атомов фосфора и кислорода, являются хорошими комплексообразователями с ионами металлов. Высказано мнение, что анион кислоты или соли будет ориентироваться около атома фосфора, тем самым, способствуя большей поляризации фосфорильной группы и, следовательно, упрочняя связь кислород-водород (металл). В свою очередь упрочнение связи кислород-водород (металл) приведет к более сильному взаимодействию аниона с положительной областью фосфорита и быстрому высыханию.
Таким образом, из полученных экспериментальных данных можно выделить составы на основе госсиполовой и ортофосфорной кислоты, дающие наибольший антикоррозионный эффект в различных средах.
