Ингибитор коррозии для низкозамерзающих охлаждающих жидкостей

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, может быть использовано в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Ингибитор коррозии содержит, мас.%: 5,5-6,5 себациновой кислоты, 3,0-4,0 адипиновой кислоты, 6,0-7,0 гидроксида натрия, 2,0-3,0 бензойной кислоты, 2,5-3,5 янтарной кислоты, 35,0-40,0 воды, 0,25-0,50 бензотриазола, 0,02-0,04 N-фенил-2-нафтиламина, остальное - этиленгликоль. Технический результат: повышение коррозионной стойкости всех конструкционных материалов систем охлаждения и предотвращение питтинговой коррозии на поверхности стали и чугуна. 2 табл.

 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к ингибиторам коррозии, являющимся кислород- и азотсодержащими соединениями. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для изготовления низкозамерзающих жидкостей и средства для восстановления антикоррозионных свойств данных жидкостей, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Известна композиция ингибитора коррозии на основе фосфатов алканоламинов и солей 2-меркаптобензтиазола (CS патент 226394, МПК 7 C23F 11/10, 1985), однако она не предотвращает коррозию латуни. Антифриз, изготавливаемый на основе ингибитора, состоящего из силикатов, фосфатов и арарилкарбоксилатов щелочных металлов (CS патент 213153, МПК 7 C23F 11/10, 1984), агрессивен по отношению к чугуну. Ингибитор коррозии на основе солей алифатических моно- и дикарбоновых кислот C₅-C₁₆ (US патент 4647392, МПК 7 С09К 5/00, 1987) имеет недостаточные защитные свойства в отношении алюминия.

Наиболее близким по составу, свойствам и достигаемой цели является ингибитор коррозии для антифризов на основе этиленгликоля (RU патент 2302479, МПК 7 C23F 11/10, 2006), выбранный в качестве прототипа, следующего состава, мас.%:

Себациновая кислота	3,0-4,0
Адипиновая кислота	8,0-9,0
Бензойная кислота	3,5-4,0
Гидроксид натрия	6,5-7,5
Бензотриазол	0,25-0,50
Вода	35,0-40,0
Бикарбонат натрия	1,0-2,0
Этиленгликоль	остальное

К недостаткам данного ингибитора, несмотря на его высокие защитные свойства от воздействия равномерной коррозии, можно отнести то, что он недостаточно эффективно препятствует развитию питтинговой коррозии черных металлов.

Задачей настоящего изобретения является создание ингибитора коррозии с низкой коррозионной активностью по отношению ко всем конструкционным материалам системы охлаждения двигателя, препятствующим развитию питтинговой коррозии на поверхностях стали и чугуна.

Техническим результатом изобретения является повышение коррозионной стойкости всех конструкционных материалов системы охлаждения двигателя и предотвращение развития питтинговой коррозии на поверхностях ее элементов.

Поставленная цель достигается тем, что ингибитор коррозии для низкозамерзающих охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля, содержащий себациновую, адипиновую и бензойную кислоты, гидроксид натрия, бензотриазол и воду, дополнительно содержит янтарную кислоту и N-фенил-2-нафтиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Себациновая кислота	5,5-6,5
Адипиновая кислота	3,0-4,0
Янтарная кислота	2,5-3,5
Бензойная кислота	2,0-3,0
Гидроксид натрия	6,0-7,0
Бензотриазол	0,25-0,50
Вода	35,0-40,0
N-фенил-2-нафтиламин	0,02-0,04
Этиленгликоль	остальное

Себациновую кислоту используют согласно ГОСТ 15582-84, адипиновую кислоту согласно ГОСТ 10558-80, янтарную кислоту согласно ГОСТ 6341-75, бензойную кислоту согласно ГОСТ 6413-77.

Гидроксид натрия соответствует ГОСТу 2263-79, бензотриазол-ТУ 6-09-805-63, N-фенил-2-нафтиламин- ГОСТу 39-70, этиленгликоль- ГОСТу 19710-83.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный состав ингибитора коррозии отличается от известного введением новых компонентов и, таким образом, данное техническое решение соответствует критерию новизна.

Применение в данном составе новых компонентов в сочетании с известными при указанном их соотношении обеспечивает свойства, которые проявляются только в данном техническом решении: высокая коррозионная стабильность состава относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий) и предотвращение развития питтинговой коррозии на поверхности металлических элементов системы охлаждения двигателя. При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию существенные отличия.

Приготовление ингибитора коррозии данного состава осуществляют последовательным смешением компонентов при 80-85°С.

Пример 1. В емкость помещают 35,0 г воды, 44,0 г этиленгликоля, 5,5 г себациновой кислоты, 3,0 г адипиновой кислоты, 2,5 г бензойной кислоты, 3,0 г янтарной кислоты, 6,7 г едкого натра, 0,25 г бензотриазола и 0,02 г N-фенил-2-нафтиламина. Смесь перемешивают в течение 1 ч до полного растворения компонентов.

Аналогично готовят и другие составы.

Из состава ингибитора коррозии, приведенного в таблице 1 (примеры 1-19), готовят образцы охлаждающих жидкостей для испытания на коррозионную активность путем его разбавления водным раствором этиленгликоля (54-56 об.%) в соотношении 1:9. Ингибитор коррозии также может быть использован в качестве средства для восстановления антикоррозионных свойств, отработавших свой гарантированный срок охлаждающих жидкостей непосредственным введением в них в количестве 9-10 об.%.

Коррозионные испытания охлаждающих жидкостей проводили по методике ASTM D-1384 "Snandart Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants in Glassware" в течение 336 ч при 88±1°С, а гальваностатические испытания на точечную коррозию в соответствии со стандартом FLTM BL 105-01 "Galvano-static pitting Test".

Сравнительные результаты коррозионных испытаний образцов согласно изобретению и прототипа приведены в таблице 2.

Как видно из таблиц 1 и 2 составы 1-5 обладают высокими антикоррозионными свойствами и предотвращают питтинговую коррозию стали и чугуна.

Уменьшение содержания себациновой кислоты ниже 5,5 мас.% вызывает повышенное коррозионное воздействие жидкости на медь и припой (пример 6), а увеличение ее концентрации выше 6,5 мас.% отрицательно сказывается на коррозионных потерях алюминия (пример 7).

При снижении содержания адипиновой кислоты ниже 3,0 мас.% отмечается повышенная коррозия меди и латуни (пример 8), а повышение ее содержания выше 4,0 мас.% отрицательно сказывается на коррозионных потерях алюминия (пример 9).

Снижение содержания гидроокиси натрия ниже нижнего предела приводит к значительной коррозии черных металлов (пример 10), а его увеличение выше 7,0 мас.% вызывает коррозию алюминия (пример 11).

Уменьшение концентрации бензойной кислоты ниже 2,0 мас.% приводит к существенным коррозионным потерям черных металлов (пример 12), а повышение ее концентрации выше 3,0 мас.% не усиливает положительный эффект (пример 13).

Уменьшение содержания бензотриазола ниже 0,25 мас.% отрицательно сказывается на коррозионном поведении меди (пример 14), а при его концентрациях, превышающих верхний предел, положительный эффект не усиливается (пример 15).

Снижение содержания янтарной кислоты ниже нижнего предела приводит к значительной коррозии черных металлов (пример 16), а его увеличение выше 3,5 мас.% вызывает коррозию алюминия (пример 17).

При уменьшении концентрации N-фенил-2-нафтиламина ниже 0,02 мас.% отмечается появление следов питтинговой коррозии на поверхности образцов чугуна (пример 18), а ее увеличение выше верхнего предела не приводит к усилению положительного эффекта (пример 19).

При концентрации воды ниже и выше заявленных пределов (35,0-40,0 мас.%) в образцах наблюдается выпадение осадка.

Таким образом, низкозамерзающая охлаждающая жидкость, полученная на основе данного ингибитора коррозии, отличается высокими защитными свойствами по отношению к конструкционным материалам двигателей внутреннего сгорания и предотвращает опасность питтинговой коррозии поверхности системы охлаждения двигателя.

Ингибитор коррозии для низкозамерзающих охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля, содержащий себациновую, адипиновую и бензойную кислоты, гидроксид натрия, бензотриазол и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит янтарную кислоту и N-фенил-2-нафтиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

себациновая кислота	5,5-6,5
адипиновая кислота	3,0-4,0
янтарная кислота	2,5-3,5
бензойная кислота	2,0-3,0
гидроксид натрия	6,0-7,0
бензотриазол	0,25-0,50
вода	35,0-40,0
N-фенил-2-нафтиламин	0,02-0,04
этиленгликоль	остальное