Модифицированные порошком цинка и графита антикоррозионные составы, на основе продуктов рафинирования низкоэрукового рапсового масла

Таныгина Елена Дмитриевна; Пономарева Марина Валерьевна; Прусаков Андрей Вячеславович; Урядников Александр Алексеевич

УДК 620.197

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОРОШКОМ ЦИНКА И ГРАФИТА АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СОСТАВЫ, НА ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ РАФИНИРОВАНИЯ НИЗКОЭРУКОВОГО РАПСОВОГО МАСЛА

Ключевые слова: защитное действие, рапсовое масло, порошок цинка и графита, антикоррозионные покрытия. Изучено защитное действие продуктов рафинирования рапсового масла, используемых в качестве антикоррозионных покрытий для защиты стали от атмосферной коррозии. Показано, что защитный эффект может быть увеличен посредством введения в них порошка цинка.

ВВЕДЕНИЕ

Утилизация отходов рафинирования рапсового масла может представлять определенный интерес в практике противокоррозионной защиты сельскохозяйственной техники, хранящейся на открытых площадках. Тем самым можно одновременно решить три задачи: получить пищевое масло, избавиться от отходов и законсервировать технику в зимний период. Проведенные ранее исследования показывают высокую защитную эффективность подобных составов в нейтральных средах, не содержащих поверхностно-активных ионов. Напротив, в присутствии в коррозионной среде ионов СГ вероятна стимуляция электрохимической коррозии стали, особенно, если последняя покрыта пленкой из смеси продуктов рафинирования низкоэрукового рапсового масла (НРМ). Напрашивается вывод о необходимости модификации защитных составов посредством разного рода добавок. В данной работе проведена оценка влияния введения порошков цинка и графита в отходы рафинирования НРМ на скорость коррозии стали в нейтральных хлоридных средах.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

В качестве объекта исследования использованы нерафинированное рапсовое масло НРМ, из которого вначале выделяли фосфатиды (Ф) при обработке масла умягченной водой в количестве 10 % к его массе при интенсивном перемешивании (Г = 50-60 °С) в течение 3 часов. После прекращения перемешивания и отстаивания в течение суток полученная таким образом эмульсия расслаивается. В нижней части сосуда находится водная дисперсия, содержащая Ф, а также слизи, обрывки клеточных тканей и пр. Верхний слой представляет собой гидратированное масло (ГМ). Затем ГМ подвергали дополнительной кислотной гидратации концентрированной фосфорной кислотой (0,05 % от массы масла) с целью удаления негидратируемых форм фосфатидов. Кислотное число полученного в результате масла составило 7,8 мг КОН (РМКЧ.=78). Для удаления свободных жирных кислот нейтрализовали масло раствором №ОН (концентрация 15 мас. %) при интен-

сивном перемешивании в течение 3 часов (ґ = 60-70 °С). После осаждения и отделения хлопьев мыла (М) его промывали водой, а потом раствором лимонной кислоты (концентрация 10 мас. %) при интенсивном перемешивании (ґ = 90-95 °С) для экстракции остатков М. Затем масло (РМК.Ч.=з,5) сушили для удаления следов влаги при интенсивном перемешивании и температуре 90-95 °С [1,2].

Продукты рафинирования НРМ: Ф, ГМ, РМК.Ч.=78, М и РМК.Ч.=35 использованы в качестве антикоррозионных покрытий для защиты поверхности Ст3 от атмосферной коррозии. Модификация составов осуществлялась посредством введения 50 мас. % порошка цинка (цинкнаполненные покрытия: ЦНФ, ЦНГМ,

ЦНРМК.Ч.=78, ЦНМ и ЦНРМК.Ч.=3,5) или 50 мас. % порошка цинка и 0,1 мас. % графита (цинкграфитнапол-ненные покрытия: ЦГНФ, ЦГНГМ, ЦГНРМК.Ч.=78, ЦГНМ и ЦГНРМК.Ч.=3,5). Положительный эффект от введения порошка графита в дальнейшем позволил бы уменьшить концентрацию 7и и снизить, тем самым, затраты на консервацию техники.

Коррозионные испытания проведены на образцах стали СтЗ размером 70x30x3 мм (солевой раствор) по стандартной методике. Для нанесения покрытия их (3 образца на точку) опускали в ванну консервации при температуре 20 °С, вынимали и оставляли на воздухе (помещение лаборатории) в вертикальном положении на 1 сутки для стекания избытка масляной композиции и формирования защитной пленки. Толщину сформированной пленки оценивали гравиметрически, полагая покрытие равномерным. Защитное действие определяли по формуле

г, % = [(К - Кз) / К] 100, (1)

где К0 и Кз - скорость коррозии Ст3 без покрытия и при наличии защитной пленки соответственно. Продолжительность испытаний в 0,5 М растворе ЫаС1 при ґкомн. (атмосфера - воздух) составляла 336 ч.

ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Толщина антикоррозионных покрытий нерафинированного рапсового масла (НРМ) и продуктов его

рафинирования: Ф, ГМ, РМКЧ.=78,М и РМКЧ.=35, нанесенных при комнатной температуре на образцы Ст3, не определяет их защитное действие в 0,5 М растворе ЫаС1 (табл. 1). Так, например, девятикратное увеличение толщины пленки мыл по сравнению с РМК.Ч.=3,5 не приводит к существенному снижению скорости коррозии Ст3. По защитной эффективности продукты рафинирования образуют ряд:

Т(НРМ) < 7(РМкч.=78 )< 7(Ф) < 7(ГМ) < Т(М) < 7(РМКЧ =35).

Таблица 1

Связь защитного действия и природы противокоррозионной пленки (0,5 М раствор ЫаС1)

Состав покрытия кленки мкм Z, %

НРМ 24 6

ГМ 22 29

Ф 72 27

РМк.Ч .=7,8 28 24

М 187 33

РМк.Ч.=3,5 20 45

Таблица 2

Связь защитного действия и природы цинкнаполненной противокоррозионной пленки

Состав покрытия hпленки, мкм Z, %

ЦНГМ 98 88

ЦНРМк.Ч. = 7,8 31 86

ЦНФ 90 77

ЦНМ 101 78

ЦНРМк.ч. = 3,5 34 83

Из данных табл. 1 и 2 становится очевидным, протекторное действие порошка цинка, который нивелирует защитное действие составляющих НРМ.

Эффект от введения порошка графита в цинкна-полненные защитные составы на базе составляющих рапсового масла практически отсутствует (табл. 1-3).

Таблица 3

Связь защитного действия и природы цинкграфитнаполненной противокоррозионной пленки

Состав покрытия ^ленкш мкм Z, %

ЦГНГМ 58 83

ЦГНРМк.Ч. = 7,8 73 79

ЦГНФ 72 81

ЦГНМ 120 82

ЦГНРМк.ч. = 3,5 61 81

Таким образом, если и можно ожидать снижения стоимости противокоррозионных мероприятий от снижения концентрации порошка цинка при введении графита в противокоррозионные составы, то это реализуемо не при добавлении грубодисперсных частиц графита, как это имело место в данной работе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. М.: Пищевая промышленность, 1974. 446 с.

2. Стопский В.С., Ключкин В.В., Андреев Н.В. Химия жиров и продуктов переработки жирового сырья. М.: Пищевая промышленность, 1992. 370 с.

Поступила в редакцию 15 ноября 2008 г.

Tanygina E.D., Ponomareva M.V., Prusakov A.V., Uryadni-kov A.A. Modified by zinc and graphite powder anticorrosion coatings based on low-erucic colza-oil refining products. The colza-oil refining products used as anticorrosion coatings by the steel atmospheric corrosion protective action have been studied. It is shown that it is possible to increase the coatings protective action by zinc powder insertion.

Key words: protective action, colza-oil, zinc and graphite powder, anticorrosion coatings.

LITERATURE

1. Tyutyunnikov B.N. Chemistry of Fats. М.: Food Industry, 1974. 446 pp.

2. Stopsky V.S., Klyuchkin V.V., Andreev N.V. Chemistry of Fats and Products of Treatment of Fat