CS269637B1 - Inhibitor koroze e diapargačnim účinkem pro hliník a Jeho slitiny - Google Patents

Abstract

Reěl ee složeni inhibitoru koroze pro hliník a Jeho «litiny na bázi esterů kyseliny křemičitá. Inhibitor obsahuje od 80 do 99 % haotnoatních esterů C? - C1fi kyseliny křemičité, například tetraetyleSteru kyseliny křemičitá, a od 1 do 20 % hmotnostních sodná a/nsbo amonná aoll polymeru popřípadě kopolymeru kyseliny akrylová, například sodná soli kyseliny polyakrylové případně sodná soli kopolymeru kyseliny akrylová a vinyleestétem. Inhibitor Je určen pro alkalická kapaliny, používaná k předběžná úpravě hliníkových výrobků případně Jako taploaměnná medium pro solární kolektory a hliníkovým potrubím.

Description

Vynález se týká inhibitoru koroze s dispergačnim účinkem pro hliník a jeho slitiny, □e určen pro vodné roztoky a alkalickou reakcí, například roztoky hydroxidu sodného nebo vápenatého, popřípadě organických sloučenin, které ae užívají zejména k předběžné úpravě kovových povrchů.

Na povrchu hliníku a jeho «litin ae za atmosférických podmínek vytváří přirozený ochranný film oxidů, někdy hydratovaných, které zaručuji paeivltu a vysokou korozní odolnost těchto materiálů především v neutrálním prostředí. V alkalickém prostředí o pH větším než 9 se tato ochranné vrstvička porušuje v důsledku rozpouštění za vzniku hlinitanů. Povrch hliníku se tak aktivuje a dochází k rovnoměrné korozi, která se mění v závislosti na heterogenitě povrchu a přítomnosti legujících prvků. Zatímco mě3 korozi hliníkových slitin ve vodných roztocích s alkalickou reakci urychluje, hořčík naopak korozní odolnost ve slabě alkalickém roztoku u těchto materiálů zvyšuje. Výskyt štěrbin na výrobcích může mít za následek navíc průběh nerovnoměrné bodové až důlkové koroze, protože znehodnoceni hliníkových materiálů v alkalickém prostředí probíhá 1 za nepřítomnosti kyslíku.

Proto se při předběžná úpravě výrobků z hliníku a jeho slitin nemchou používat alkalické odmašťovací prostředky a jeou nahrazovány směsí tenzidů, které jsou však bud pěnivé, nebo ekologicky nevhodné z hlediska jejich likvidace v odpadních vodách.

Další oblasti, kde dochází ke koroznímu znehodnoceni výrobků z hliníku a jeho slitin, jsou teplosmšnné systémy z tohoto materiálu, kde je jako teploeměnné mádlům použita kapalina na bázi vodných roztoků alkanolamlnů· V trubkových systémech soláriích kolektorů, vyrobených ze slitiny hliníku, dochází bšhem provozu jak k rovnoměrné korozi, tak i k lokální korozi ve štěrbinách spojů.

Korozi hliníku a jeho slitin v prostředí vodných roztoků e alkalickou reakcí lze čelit použitím inhibitorů koroze. Z anorganických sloučenin Je k tomuto účelu známé použiti metakřemičitanu sodného, síranu hlinitého, dusičnanu sodného a manganistanu draselného, z organických sloučenin jsou to hlavně alifatické monokarboxllové kyseliny s počtem C vyšělm než 8, dodecyljantaran sodný, dvojmocné fenoly nebo organická barvivé. Nevýhodou účinných anorganických sloučenin je jejich nepatrná rozpustnost v prostředí organických sloučenin o pH větším než 9, naopak inhibičně korozní účinnost známých organických sloučenin nedosahuje účinnosti metakřemičitanu sodného·

Současný stav techniky v této oblasti zdokonaluje inhibitor koroze s dispergačním účinkem pro hliník a jeho slitiny na bázi esterů kyseliny křemičité podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že inhibitor obsahuje od 80 do 99 % hmot· eaterů C₂ až kyseliny křemičité, například tetraetyleateru kyaeliny křemičité, a od 1 do 20 % hmot, sodné a/nebo amonné soli polymeru, popřipadi kopolymeru kyaeliny akrylové, například sodné soli kyseliny akrylové, popřípadě sodné soli kopolymeru kyseliny akrylové s'vlnylacetátem·

Inhibitor koroze podle vynálezu se rozpouští za mícháni při normální teplotě ve vodném roztoku s alkalickou reakcí a pro konkrétní případ aplikace se může dále ředit vodou, □e ekologicky nezávadný, lze jej používat jak pro předběžnou úpravu výrobků z hliníku a jeho slitin, tak i do teplostněnných kapalin solárních kolektorů. Navíc byla prokázána Jeho korozně inhibični účinnost i vůči mědi a Jejím slitinám.

Vynález a jeho účinky jeou dále podrobněji vysvětleny na příkladech Jeho možného konkrétního provedení.

Příklad 1

V 1 kg odmašťovacího prostředku na bázi alkanolamlnů a tenzidů bylo rozpuštěno za normální teploty a za míchání 0,1 g sodné soli akrylátového kopolymeru Sokrat 54 ve formě 25% vodného roztoku a 10 g tetraetylesteru kyseliny křemičité. Takto upravený odmašťovací prostředek byl potom zředěn vodovodní vodou na 3% roztok. V roztoku o pH 10,08 byly provedeny laboratorní korozní zkoušky s Al 99,5 a AlCu4MgMn při 20 °C za statických podmínek.

CS 269 637 Bl

Pro srovnáni byly korozní zkoušky provedeny i s roztokem bez Inhibitoru koroze podle vynálezu. Hmotnostní úbytky kovových vzorků a vzhledové hodnocení jejich povrchu prokázalo 98% Inhibični účinnost přísad. Zatímco v roztoku bez inhibitoru byla rychlost koroze AI 99,5 108 /Um.r”¹ , klesla tato hodnota v roztoku a inhibitorem na 2,1 /Um.r^-1 . Na vzorcích z prostředí bez inhibitoru došlo ke ztmavnutí povrchu a ke ztrátě lesku, zatímco na vzorcích z inhibovaného roztoku nedošlo ke změně lesku ani barvy.

Přiklad 2

V 1 kg teplosměnné kapaliny na bázi 50% vodného roztoku dl- a trietanolaminů bylo rozpuětěno za normální teploty a mícháni 2 g sodnoamonné soli akrylátového kopolymerů va formě 25% vodného roztoku a 8 g dietylesteru kyseliny křemičité. Roztok teplosměnné kapaliny byl použit bez dalšího ředění. Agresivita tohoto roztoku bez a a inhibitorem koroze podle vynálezu byla ověřována při teplotě 90 °C za míchání, a to při expozici jak volné plochy vzorků A1 99,5, tak ve Štěrbině 0,2 mm vzorku AI 99,5 a AlMg3. Hodnoceni inhibitoru bylo provedeno gravimetricky, a to z úbytků kovových vzorků a z množství used na pomocných vzorcích po provedené korozní zkouSca. Bylo zjiStSno, že z prostředí bez inhibitoru koroze se pohybovala rychlost koroze AI vzorků v ploSe v rozmezí 300 až 1 500/Um.r“¹, ve štěrbině se na AI 99,5 vzorku vyskytovala bodová koroze v rozsahu 20 % a množství úsad sa v průměru pohybovalo kolem 2,48 1 den. V prostředí s inhibitorem koroze kleela rychlost koroze AI 99,5 a AlMg3 v ploSe na 10 až 15 /Um.r^ a ve Štěrbině nebyl výskyt bodové koroze zjištěn. Množství úsad kleslo o 85 %.

Příklad 3

Při povrchové úpravě hliníkových odlitků omíláním ve vibračním omllacím stroji byla pro skrápěni vsázky použita kapalná tenzidová směs o pH · 8,9. Před aplikací bylo její složeni upraveno přídavkem 10 g · 1“^ inhibitoru koroze podle vynálezu, který obsahoval 9g . I¹ tetrabutylesteru kyseliny křemičité e 1 g · l^1, sodné sole kyseliny polyakrylové. Takto upravený koncentrát tenzidové směsi byl dávkován do akrápěci vody v množství 2 ml · Γ¹ při celkovém průtoku vody omllacím strojem 50 1. hod»“\

Povrch hliníkových odlitků, ze slitiny Al-Si, který při používání neupravené tenzidové směsi byl.velmi náchylný ke korozi, projevující se vznikem tmavých skvrn a ztrátou lesku, si zachoval po celou dobu procesu - 1 hodinu - čistý kovový vzhled a omíláním se podařilo dosáhnout vysokého lesku. Navíc bylo zjištěno, že použitím upravené přísady pro skrápěni došlo k intenzifikaci procesu omílání a požadovaného stupně opracování bylo dosaženo v čase 30 x kratším, než při použiti neupravené omilaci kapaliny nebo jiných přísad, například alkalických prostředků ne bázi difosforečnanů, které se pro tyto účely používají. Tento účinek je s největší pravděpodobnosti způsoben vyšší dispergačni schopností upraveného tenzidového prostředku. Při omíláni se projevuje lepší schopnost skrépěci kapaliny udržovat v suspenzi obrus vznikající mechanickým opracováním povrchu a zachovávat čistý abrazivně aktivní povrch brousicích nebo leštících tělisek.

Přiklad 4

Inhibitor koroze obsahující 99 % hmot, dietylesteru kyseliny křemičité a 1 % hmot, amonné sole kopolymerů kyseliny akrylové se styrenem při poměru kyseliny akrylové : styrenu 80 : 20 byl použit jako složka přísady pro mechanické leštěni výlisků z hliníkové slitiny AlMg3 kuličkováním. Přísadu do leštícího roztoku tvořila amonná sůl dodecylbenzensulfonové kyseliny běžně používané v koncentraci 5 g . I“¹. Obsah inhibični složky v leštící přísadě tvořil 5 % hmot. 1 000 ks výlisků bylo leštěno v omllacím bubnu s obsahem 100 di»3, naplněném 100 kg ocelových kuliček o 3 mm. Vodný roztok přísady byl dávkován tak, aby překrýval celou vsázku leštících kuliček a výlisků. Rychlost otáčeni bubnu byla 0,8 m · s“¹ . V průběhu leštěni byly odebírány vzorky výlieků a měřen objektivně lesk jejich povrchu přístrojem Miniref C. Naměřený lesk v porovnání s hodnotami lesku, dosažnými při omílání bez inhibitoru koroze, uvádí v časové závislosti na době omíláni následující tabulka·

CS 269 637 Bl

Doba omíláni /h/	Hodnota objektivní odrazivostl S
bez Inhibitoru s inhibitorem
0,5 82 112 1,0 105 170 1,5 120 210 2,0 125 222 2,5 110 228 3,0 89 225

Výsledky měřeni lesku prokázaly, že účinkem Inhibitoru koroze podle vynálezu došlo i k rychlejšímu a kvalitnějšímu opracováni povrchu. Bylo dosaženo téměř dvojnásobné hodnoty lesku a jeho kvalita se účinkem inhibitoru koroze v dalším průběhu omílání stabilizovala na rozdíl od poklesu lesku, ke kterému docházelo při použiti omílaci přísady bez inhibitoru.

Vynález je možno využívat jako inhibitoru koroze pro alkalické roztoky používané v předběžné úpravě hliníku a jeho slitin, popřípadě jako teploeměnné kapaliny v solárních kolektorech s potrubím s hliníku a jeho slitin, přičemž při procesech předběžné úpravy kovového povrchu se jeho použitím dosahuje i zrychleni některých upravovecich procesů, popřípadě zlepšeni jejich kvelity.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Inhibitor koroze s dispergačnlm účinkem pro hliník a jeho slitiny na bázi esterů kyseliny křemičité, vyznačujíc! se tím, že obsahuje od 80 do 99 % hmot, esterů C₂ až C₁₆ kyseliny křemičité, například tetraetylesteru kyseliny křemičité, a od 1 do 20 % hmot, sodné a/nebo amonné soli polymeru, popřípadě kopolymerů kyseliny ekrylové, například sodné soli kyseliny polyakrylové, popřípadě eodné soli kopolymerů kyseliny akrylové s vlnylacetátem.