RU2070945C1 - Состав для ускоренного фосфатирования металлов - Google Patents

Состав для ускоренного фосфатирования металлов Download PDF

Info

Publication number
RU2070945C1
RU2070945C1 SU5006150A RU2070945C1 RU 2070945 C1 RU2070945 C1 RU 2070945C1 SU 5006150 A SU5006150 A SU 5006150A RU 2070945 C1 RU2070945 C1 RU 2070945C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
corrosion
metals
metal
zinc nitrate
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Александрович Кручинин
Евгений Иванович Сазанов
Владимир Сергеевич Разоренов
Original Assignee
Николай Александрович Кручинин
Евгений Иванович Сазанов
Владимир Сергеевич Разоренов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Александрович Кручинин, Евгений Иванович Сазанов, Владимир Сергеевич Разоренов filed Critical Николай Александрович Кручинин
Priority to SU5006150 priority Critical patent/RU2070945C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2070945C1 publication Critical patent/RU2070945C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к прикладной химии, в частности к составам, предназначенным для защиты металлов от коррозии, и может быть использовано в строительстве, машиностроении в коммунальном хозяйстве, на ремонтных предприятиях. Состав содержит, мас.%: ортофосфорную кислоту 30 - 55; изопропиловый спирт 20 - 40; вода 10 - 20; нитрат цинка 0,1 - 3,0; этанол и/или бутанол 1,0 - 15,0; гидрохинон 0,1 - 4,0; винная кислота 0,1 - 2,0; триэтаноламин 0,01 - 10; алкилацетат С3 - С7 и/или таннин 1,0 - 10,0; желтая и/или красная кровяная соль 0,2 - 5,0. 1 табл.

Description

Изобретение относится к прикладной химии, в частности к смесевым составам и композициям, предназначенным для защиты металлов от коррозионного поражения и может быть использовано в строительстве, машиностроении, при ремонте автомобильной техники, в коммунальном хозяйстве и других отраслях народного хозяйства, в которых требуется защита металла от коррозии.
Известно, что множество существующих машин, механизмов, сооружений, а также узлов и деталей изготовлено из металлов, в частности из железа и его сплавов. Для повышения долговечности машин и агрегатов применяют различные покрытия металлов. В процессе эксплуатации изделий происходит разрушение защитных покрытий, что приводит к коррозионному поражению их поверхностей, снижению долговечности машин, аварийным ситуациям, значительным экономическим затратам. Поэтому разработка простых, доступных и эффективных составов для защиты металлов от коррозии имеет большее практическое значение.
В настоящее время известно множество составов и композиций для защиты металлов от коррозии, а также способов защиты металлических поверхностей от ржавчины. Наиболее распространенными из них являются:
электрохимические металлопокрытия;
химические металлопокрытия;
комбинированные покрытия;
лакокрасочные и полимерные покрытия.
Однако все указанные покрытия имеют ряд недостатков. Так, электрохимическая обработка металлов требует наличия сложного аппаратурного оформления, значительных затрат электроэнергии, приводят к образованию значительных количеств промывных сточных вод, очистка которых до санитарных норм требует больших материальных затрат. Нанесение химических металлопокрытий связано с повышенной опасностью загрязнения окружающей среды и потери здоровья обслуживающего персонала. Обработка металлов комбинированными способами защиты от коррозии требует наличия дефицитных и дорогостоящих химреагентов. Нанесение лакокрасочных и полимерных покрытий приводит к значительным материальным затратам. При этом предварительная обработка поверхности металлов требует больших трудозатрат, особенно если поверхность поражена продуктами коррозии. От качества подготовки поверхности металла зависит долговечность лакокрасочного покрытия (ЛКП), в частности, из-за возможности протекания процессов коррозии под покрытием и последующего разрушения покрытия. Известно применение для подготовки поверхности фосфотирования металлов.
Наиболее близким к изобретению является состав для ускоренного фосфотирования металлов, изложенный в книге Емелина М.И. и Герасименко А.А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации. М. Машиностроение, 1980, с. 146.
Сущность прототипа заключается в том, что указанный состав содержит водный раствор фосфорной кислоты, нитрата цинка и монофосфата цинка.
Недостаток прототипа заключается в том, что данный состав не обладает достаточной коррозионной стойкостью в атмосфере, содержащей агрессивные вещества и обусловлен тем, что покрытие, образованное на поверхности металла, имеет крупнопористую структуру, через которую легко проникают пары влаги, кислород, хлор, оксиды азота, серы, углерода и других элементов, что снижает коррозионную стойкость металла. После обработки поверхности металлов этим составом перед нанесением ЛКП требуется обязательное грунтование поверхности для повышения адгезии.
Цель изобретения заключается в том, чтобы избавиться от недостатков прототипа и разработать такой состав для ускоренного фосфотирования металлов, который позволил бы получить защитные покрытия, обладающие хорошими адгезионными свойствами и высокой стойкостью к атмосферной коррозии при наличии в ней агрессивных веществ.
Цель достигается тем, что предлагаемый состав дополнительно содержит ряд органических и неорганических соединений при их следующем соотношении в мас.
Ортофосфорная кислота 30 35;
Нитрат цинка 0,1 3;
Изопропиловый спирт 20 40;
Вода 10 20;
Этанол и/или бутанол 1 15;
Гидрохинон 0,1 4;
Винная кислота 0,1 2;
Триэтаноламин 0,01 10;
Состав, дополнительно предлагаемый авторами 3 10;
Наличие ортофосфорной кислоты в предложенном составе объясняется тем, что в условиях воздействия приведенных выше ингредиентов она создает на обрабатываемой поверхности металла устойчивую мелкодисперсную, обладающую высокими адгезионными свойствами фосфатную защитную пленку. При этом если поверхность металла была поражена коррозионными процессами, то кислота практически одновременно с пассивацией поверхности разрушает продукты коррозии, образуя на поверхности антикоррозионную пленку, стойкую при воздействии агрессивной атмосферы. Равномерность свойств антикорозионной пленки и ЛКП, наносимого на поверхность металла, повышается благодаря наличию этанола или бутанола в антикоррозионном составе.
Продукты взаимодействия ортофосфорной кислоты и других инградиентов состава с продуктами коррозии на поверхности металла с одной стороны образуют грунтовочный слой в виде фосфатной пленки, а с другой легко удаляемый шлам, причем наличие в предложенном составе других химических соединений способствует удалению шлама.
Таким образом, наличие ортофосфорной кислоты в составе не требует предварительной очистки обрабатываемой поверхности металла от продуктов коррозии, так как одновременно происходит разрушение имеющихся продуктов коррозии и образование защитной фосфатной пленки, т. е. состав обладает двойным эффектом. Кроме того, он обеспечивает высокие адгезионные свойства поверхности металла к ЛКП.
Применение нитрата цинка в составе придает фосфатной пленке свойства анодной защиты и в случае ее повреждения металл защищается в результате растворения осевшего на металл цинка.
Наличие в составе воды обусловлено тем, что она, являясь инертным наполнителем состава, смягчает воздействие ортофосфорной кислоты на поверхность обрабатываемого металла, уменьшает ее агрессивные свойства, ускоряет реакцию с продуктами коррозии стали. Кроме того, вода является хорошим растворителем остальных компонентов состава, что в значительной мере приводит к снижению затрат на его изготовление. В предлагаемом составе можно использовать дистиллированную воду или деионизированную (кипяченную). Применение обычной водопроводной воды нецелесообразно ввиду наличия в ней солей жесткости, выпадающих на обрабатываемую поверхность в виде белого налета, что может снизить антикоррозионные свойства нанесенного покрытия.
Необходимость использования изопропилового спирта объясняется тем, что это недорогой и недефицитный органический растворитель, обладающий высокой смачиваемостью который способствует быстрому проникновению ингредиентов состава в продукты коррозии и поры металла, обезжиривает его поверхность и способствует лучшему удалению с поверхности шлама, который может образовываться при обработке поверхностей, пораженных продуктами коррозии.
Гидрохинон ускоряет растворение окислов металла и, будучи хорошим антиоксидантом, предотвращает окисление в составе органических соединений, повышает стабильность состава в процессе длительного хранения.
Необходимость применения в предлагаемом составе винной кислоты объясняется тем, что она является хорошим комплексообразованием ионов железа, повышает адгезионные свойства защитной пленки, уменьшает скорость коррозии при повышенной температуре.
Наличие триэтиламина в составе приводит к более быстрому разрушению продуктов коррозии и предотвращает процесс травления чистого металла, является ингибирующим инградиентом для металла.
Применяемый дополнительно состав, способствует преобразованию солей ионов двухвалентного железа и ионов трехвалентного железа на поверхности в нерастворимые ортофосфаты, что приводит к более быстрому преобразованию продуктов коррозии в устойчивую защитную пленку. Он обеспечивает высокую адгезию антикоррозионной пленки на поверхности металла, повышает ее прочность и защитные свойства.
Количественный состав перечисленных компонентов подобран авторами экспериментально. Именно такое их содержание обеспечивает решение поставленной задачи, т. е. преобразование продуктов на поверхности обрабатываемого металла в равномерное защитное покрытие, устойчивое к воздействию атмосферной коррозии при наличии агрессивных газов и паров.
Авторы провели экспериментальные исследования по применению предложенного состава. В процессе исследования использовались образцы следующих материалов: медь, латунь, алюминиевые сплавы АЛ-3 и АМГ-6, нержавеющая сталь Х18Н9Т, низколегированные стали СТ-3 и СТ-6. Все указанные образцы обрабатывались как методом погружения (окунания) их в приготовленный состав, так и методом нанесения состава с помощью кисти. Время обработки колебалось от 30 до 60 мин. После подобной обработки образцы высушивались при комнатной температуре в течение 2 4 ч.
Затем обработанные предлагаемым составом образцы вместе с образцами, обработанными составом, изложенным в прототипе (водный раствор 30 г/л монофосфата цинка, 12 г/л ортофосфорной кислоты и 50 г/л нитрата цинка) помещались в следующие условия:
Сухая атмосферная коррозия при Φ 15
Мокрая атмосферная коррозия при v 98
Пары оксидов азота, С 70 мг/м3;
Пример N 1. По прототипу раствором, содержащим монофосфата цинка 30 г/л, ортофосфорной кислоты 12 г/л, нитрата цинка 50 г/л, обработали пластины из стали СТ-3 и СТ-6 при комнатной температуре в течение 60 мин.
Пример N 2. Предложенным составом (г/л): фосфорная кислота 360, изопропиловый спирт 350, нитрат цинка 20, вода 200, этанол 50, винная кислота 1,0, триэтаноламин 10, гидрохинон 15, дополнительный состав остальное - 100. обрабатывали пластины из СТ-3 и СТ-6 в течение 60 мин при комнатной температуре.
Результаты испытаний антикоррозионных свойств приведены в таблице. Исследованы следующие показатели коррозионной стойкости: очаговый показатель (Кг) число коppозионных очагов, возникающих на 1 см2 поверхности металла за время испытаний; коэффициент торможения (g) показывает, во сколько раз изменяется скорость коррозии в результате обработки поверхности и вычисляется по формуле
Figure 00000001

где i и i' скорость коррозии в присутствии обработки поверхности по примерам 1 и 2 соответственно;
степень защиты (Z) определяет полноту подавления коррозии и вычисляется по формуле
Figure 00000002

Определялась также твердость пленки.
Проведенные сравнительные испытания позволили установить, что коррозионная стойкость образцов, обработанных предложенным составом, в среднем в 7 10 раз выше, чем у образцов, обработанных составом, изложенным в прототипе.
На образцах обработанных составом, изложенным в прототипе, полного преобразования продуктов предыдущей коррозии добиться не удалось.
Таким образом, проведенные сравнительные испытания предложенного состава и прототипа позволили установить, что защитное покрытие, образованное предложенным составом, обладает более высокой стойкостью к атмосферной коррозии при наличии в атмосфере агрессивных соединений, лучшими адгезионными свойствами.
Предлагаемое изобретение может найти широкое применение в различных отраслях машиностроения. Наибольшая эффективность состава может быть достигнута при проведении восстановительных ремонтов в условиях небольших производств (гаражей, мастерских, станций техобслуживания и т. д.), так как предлагаемая технология ускоренного холодного фосфотирования проста в исполнении, не требует дополнительного оборудования на обработку деталей и узлов техники.

Claims (1)

  1. Состав для ускоренного фосфатирования металлов, содержащий ортофосфорную кислоту, изопропиловый и/или бутиловый спирты, нитрат цинка, винную кислоту и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости фосфатированного металла к атмосферной коррозии при наличии в ней агрессивных газов и паров, а также улучшения адгезии покрытия к лакокрасочным материалам, он дополнительно содержит гидрохинон, триэтаноламин, алкилацетат С3 С7 и/или таннин, желтую и/или красную кровяную соль при следующем содержании компонентов, мас.
    Ортофосфорная кислота 30 55
    Изопропиловый спирт 20 40
    Вода 10 20
    Нитрат цинка 0,1 30
    Этанол и/или бутанол 1 15
    Винная кислота 0,1 2,0
    Триэтаноламин 0,01 10,0
    Алкилацетат С3 С7 и/или таннин 1 10
    Желтая и/или красная кровяная соль 0,2 5,0
SU5006150 1991-10-21 1991-10-21 Состав для ускоренного фосфатирования металлов RU2070945C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5006150 RU2070945C1 (ru) 1991-10-21 1991-10-21 Состав для ускоренного фосфатирования металлов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5006150 RU2070945C1 (ru) 1991-10-21 1991-10-21 Состав для ускоренного фосфатирования металлов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2070945C1 true RU2070945C1 (ru) 1996-12-27

Family

ID=21587267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5006150 RU2070945C1 (ru) 1991-10-21 1991-10-21 Состав для ускоренного фосфатирования металлов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2070945C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120495C1 (ru) * 1997-03-17 1998-10-20 Закрытое акционерное общество "РЕНТЕХ" Композиция для обработки металлической поверхности
RU2205896C1 (ru) * 2001-11-20 2003-06-10 Алмазова Эмилия Александровна Преобразователь ржавчины
RU2335578C2 (ru) * 2005-06-30 2008-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Союз" Состав для фосфатирования металлической поверхности

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Емелина М.И., Герасименко А.А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации.- М.: Машиностроение, 1980, с.146. 2. Хаин И.И. Теория и практика фосфатирования металлов.- Л.: Химия, 1973, с. 164. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120495C1 (ru) * 1997-03-17 1998-10-20 Закрытое акционерное общество "РЕНТЕХ" Композиция для обработки металлической поверхности
RU2205896C1 (ru) * 2001-11-20 2003-06-10 Алмазова Эмилия Александровна Преобразователь ржавчины
RU2335578C2 (ru) * 2005-06-30 2008-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Союз" Состав для фосфатирования металлической поверхности

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910006787B1 (ko) Ivb족 금속이온과 폴리-알케닐페놀 유도체로 금속을 처리하는 방법
KR870001092B1 (ko) 전환피막처리된 금속표면의 후처리 방법
NZ203556A (en) Anticorrosive treatment of metal surfaces using poly-4-vinylphenol derivatives
CA2312807A1 (en) Chromium-free corrosion protection agent and method for providing corrosion protection
CA1332801C (en) Chromium free treatment before coating metal surfaces
WO1997013588A1 (en) Chromium-free aluminum treatment
EP0125025B1 (en) Corrosion inhibition
CN1074062C (zh) 一种铁锈转化剂
US6537387B1 (en) Corrosion protection for galvanized and alloy galvanized steel strips
RU2070945C1 (ru) Состав для ускоренного фосфатирования металлов
JP5663684B2 (ja) クロムフリー化成処理液、化成処理方法及び化成処理物品
US4613384A (en) Corrosion inhibitor
RU2120495C1 (ru) Композиция для обработки металлической поверхности
JPS5934746B2 (ja) 金属用一次防錆被覆組成物
RU2205896C1 (ru) Преобразователь ржавчины
US4385096A (en) Aqueous magnesium treatment composition for metals
US7144599B2 (en) Hybrid metal oxide/organometallic conversion coating for ferrous metals
JPS5934748B2 (ja) 金属用一次防錆被覆組成物
EP0759096A1 (en) A method for pre-treating aluminum materials prior to painting
RU2205895C1 (ru) Состав для обработки металлической поверхности
US3795549A (en) Conversion coating solution for metallic surfaces
RU2225895C2 (ru) Способ нанесения фосфатирующего состава
SU1560621A1 (ru) Способ нанесени защитных покрытий
RU2817628C1 (ru) Состав для фосфатирования металлических поверхностей на основе фосфорной кислоты
JPH0261556B2 (ru)