RU2689831C1 - Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов - Google Patents

Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов Download PDF

Info

Publication number
RU2689831C1
RU2689831C1 RU2018129530A RU2018129530A RU2689831C1 RU 2689831 C1 RU2689831 C1 RU 2689831C1 RU 2018129530 A RU2018129530 A RU 2018129530A RU 2018129530 A RU2018129530 A RU 2018129530A RU 2689831 C1 RU2689831 C1 RU 2689831C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
corrosion
amino
alloys
triazoles
Prior art date
Application number
RU2018129530A
Other languages
English (en)
Inventor
Хидмет Сафарович Шихалиев
Андрей Юрьевич Потапов
Дмитрий Юрьевич Вандышев
Алексей Александрович Кружилин
Дмитрий Сергеевич Шевцов
Екатерина Сергеевна Комарова
Илья Давыдович Зарцын
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority to RU2018129530A priority Critical patent/RU2689831C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2689831C1 publication Critical patent/RU2689831C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/16Sulfur-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты различного оборудования, изготовленного из меди и ее сплавов. Ингибитор коррозии меди и ее сплавов содержит гетероциклическое органическое соединение класса азолов, при этом в качестве действующего вещества он содержит 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазол общей формулы I:где R - заместитель, выбранный из этил-, пропил-, бутил-, пентил-, бензил-. Технический результат: эффективное снижение скорости коррозии меди и ее сплавов. 3 пр., 2 ил.

Description

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к органическим ингибиторам коррозии. Оно может быть использовано для защиты оборудования, изготовленного из меди или ее сплавов, используемого в различных отраслях промышленности: от крупных энергетических установок (атомных и тепловых электростанций, радиотехнических комплексов, гражданских и военных судов), аппаратов нефтеперерабатывающих и химических предприятий до микроэлектроники и изделий приборостроения. Перспективно его применение при защите меди в производстве микроэлектроники (процесс планаризации печатных плат), предотвращении или замедлении атмосферной коррозии этих материалов методом создания на их поверхностях наноразмерных пассивирующих пленок или в составе различных защитных лаков или грунтовок.
На сегодняшний день широкое применение защиты цветных металлов от коррозии нашли гетероциклические соединения, в частности азолы [Кузнецов Ю.И., Казанский Л.П. Физико-химические аспекты защиты металлов ингибиторами коррозии класса азолов // Успехи химии. - 2008. - Т. 77. - №3. - С. 227-242]. Так незамещенный аминотриазол ингибирует кислотную коррозию железа и других металлов [FR 2656630, МПК C23F 11/04; C23G 1/06; G21F 9/00, опубл. 1991-07-05, RU 2539129, МПК C23F 11/04, опубл. 10.01.2015], а также в комплексе с производными аммиака - сероводородную коррозию черных металлов [RU 2539132, МПК C23F 11/14, опубл. 10.01.2015].
Ингибирующие свойства азолов обусловлены тем, что атомы водорода непосредственно связанные с атомом азота в азольном цикле, делают их сравнительно сильными кислотами, способными образовывать соли с ионами металлов, что позволяет адсорбироваться на поверхности металлов и образовывать защитные пленки [Макарычев Ю.Б., Архипушкин И.А., Карпухина Т.А., Шихалиев Х.С., Казанский Л.П. Формирование некоторыми азолами нанослоев на поверхности из водных растворов. Ч. 1. // Коррозия: материалы, защита. - 2016. - №2. - С. 20-27.].
Наиболее распространенными и исследованными ингибиторами азольного типа являются 1,2,3-бензотриазол и его замещенные аналоги, а также производные 3-аминотриазола [Kuznetsov Yu. I. Organic Inhibitors of Corrosion of Metals. - New York: Plenum Press. - 1996. - 283 p.; Yu. I. Kuznetsov New possibilities of metal corrosion inhibition by organic heterocyclic compounds // Int. J. Corros. Scale Inhib., 2012, Vol. 1, №1, P. 3-15]. Их достоинством является способность защищать медь и ее сплавы, не только в нейтральной среде, включая агрессивную атмосферу, но и растворы кислот [Ю.И. Кузнецов, Л.П. Подгорнова. Ингибирование коррозии металлов гетероциклическими хелатореагентами // Итоги науки и техники. Серия: Коррозия и защита от коррозии. 1989. М.: ВИНИТИ. Т.15. С. 132-184.; Макарычев Ю.Б., Архипушкин И.А., Шихалиев Х.С., Казанский Л.П. Формирование некоторыми азолами нанослоев на поверхности из водных растворов. Ч. 2. // Коррозия: материалы, защита. - 2016. - №4. - С. 43-48.].
Помимо этого находят применение в качестве ингибиторов коррозии серосодержащие соединения класса сульфонов. Среди них, широкое применение в качестве ингибиторов коррозии находят производные L-метионина [Khaled К. F. Monte Carlo simulations of corrosion inhibition of mild steel in 0.5 M sulphuric acid by some green corrosion inhibitors // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2009. -Vol. 13, No. 11. - P. 1743-1756], [Khaled K. F. Corrosion control of copper in nitric acid solutions using some amino acids-a combined experimental and theoretical study // Corrosion Science. - 2010. - Vol. 52. - No. 10. - P. 3225-3234.].
Известны ингибиторы коррозии меди и ее сплавов в нейтральных средах [Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов (справочник). - Л.: Химия, 1968. - 264 с.]. Аналогами предлагаемого ингибитора являются гетероциклические органические соединения класса азолов, содержащие в качестве активного вещества 3-амино-1,2,4-триазолы, применение которых в боратном буферном растворе, содержащем хлориды, предотвращает питтингообразование [Es-Salah K., Keddam М., Rahmouni K., Srhiri A., Takenouti Н. Aminotriazole as corrosion inhibitor of Cu3ONi alloy in 3% NaCl in presence of ammoniac // Electrochimica Acta. - 2004. - Vol. 49. - P. 2771-2778].
Наиболее близким по технической сущности (прототип) к предлагаемым ингибиторам является использование 5-алкилмеркапто-3-амино-1,2,4-триазолов, обеспечивающих длительную защиту медных материалов от коррозии в среде с высоким содержанием хлоридов [RU 2602575, МПК C23F 11/167, опубл. 20.11.2016]. Однако прототип не обеспечивает снижения токов активного растворения меди в области потенциала свободной коррозии, близкой к естественным условиям эксплуатации оборудования из меди и медьсодержащих сплавов. Значения плотности тока в области потенциала свободной коррозии для него составляет 40-60 мкА⋅см-2. Отличительными особенностью предлагаемого изобретения является использование 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов в качестве более эффективных ингибиторов коррозии меди и медьсодержащих сплавов.
Задачей настоящего изобретения является получение эффективного ингибитора коррозии в ряду алкилсульфониламинотриазолов, обеспечивающего снижение скорости коррозии оборудования, изготовленного из меди и ее сплавов в условиях, близких к условиям эксплуатации.
Техническим результатом заявленного изобретения является эффективное снижение скорости коррозии меди и медьсодержащих сплавов.
Технический результат достигается тем, что в качестве ингибитора коррозии меди и медьсодержащих сплавов используются 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолы общей формулой I:
Figure 00000001
где R представляет собой заместитель, выбранный из метил-, этил-, пропил-, бутил-, пентил-, гексил-, гептил-, бензил-, (3-метилбензил)-.
Технический результат подтверждают проведенные исследования 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов с выявлением значительного понижения токов активного растворения меди в области потенциалов свободной коррозии, соответствующей естественным условиям эксплуатации оборудования из меди и медьсодержащих сплавов, до значений 0-2 мкА⋅см-2.
Изобретение подтверждается проиллюстрированными чертежами, схемами, графиками, где:
на фиг. 1 показаны анодные (1-4) и катодные (1'-4') поляризационные кривые, полученные на меди в боратном буфере (рН=7.40) с добавлением 0.01 М NaCl и 3-амино-5-(бутилсулфонил)-1Н-1,2,4-триазола с концентрацией Син (ммоль/л): 1, 1' - без добавки; 2, 2' - 0.01; 3, 3' - 0.10; 4, - 1.00.
на фиг. 2 показаны анодные (1-4) и катодные (1'-4') поляризационные кривые, полученные на меди в боратном буфере (рН=7.40) с добавлением 0.01 М NaCl и 3-амино-5-(бензилсульфонил)-1Н-1,2,4-триазола с концентрацией Син (ммоль/л): 1, 1'- без добавки; 2, 2'- 0.01; 3, 3'- 0.10; 4, - 1.00.
Для оценки эффективности исследуемых веществ в отношении ингибирующего воздействия на медь снимались анодные и катодные поляризационные кривые в боратном буфере в присутствии активирующей добавки 0.01 моль/л NaCl с различным содержанием ингибитора. Поляризационные кривые снимали на электроде из меди в электрохимической ячейке с разделенными электродными пространствами на потенциостате IPC-PRO. Рабочий электрод предварительно зачищали на наждачных бумагах и обезжиривали ацетоном. Потенциалы электрода (Е) измеряли относительно гладкого платинового электрода, до начала опыта и по окончании потенциал контролировали по средствам хлорид-серебряного электрода и пересчитывали на нормальную водородную шкалу. После удаления образованной на воздухе пленки оксида меди при Е=-0.60 В в течение 15 мин потенциостат отключали до установления потенциала свободной коррозии Екор, а затем при перемешивании вводили раствор NaCl (CCl-=0.01 моль/л) и исследуемые ингибиторы. После установления нового значения Екор снимали поляризационные кривые с разверткой потенциала 0.2 мВ/с. Потенциал питтингообразования (Епт) определяли по резкому росту тока на поляризационной кривой с последующей визуальной идентификацией питтинга на поверхности электрода. Погрешность в измерении Епт составляет 0.02 В.
Ниже представлены конкретные примеры осуществления предлагаемого изобретения.
ПРИМЕР 1
При Син>0.10 ммоль/л 3-амино-5-сульфонилпропил-1Н-1,2,4-триазола происходит самопроизвольная пассивация меди. При этом на начальных участках поляризационных кривых, характеризующих процесс коррозии в реальных условиях, вблизи потенциала свободной коррозии, плотность тока ниже, чем для контрольного Син≥0.01 ммоль/л. В области Син=0.01-0.10 ммоль/л Епт наблюдается смещение потенциала питтингообразования на 70-100 мВ относительно контрольного значения, что свидетельствует о проявлении защитного действия ингибитора. На катодных поляризационных кривых отмечается смещение области увеличения катодной плотности тока при Син>0.01 ммоль/л на 100-150 мВ, что свидетельствует о торможении катодного процесса восстановления окислителя.
ПРИМЕР 2
При Син≥0.01 ммоль/л 3-амино-5-бутилсульфонил-1Н-1,2,4-триазола происходит самопроизвольная пассивация меди. При этом плотность тока в области формирования пика, отвечающего растворению меди в активном состоянии снижается более, чем в 20 раз относительно контрольного. Смещение потенциала питтингообразования в область более положительных значений потенциалов относительно контрольного не наблюдается. На катодных поляризационных кривых отмечается смещение области увеличения катодной плотности тока при Син>0.01 ммоль/л на 150-200 мВ, что свидетельствует о торможении катодного процесса восстановления окислителя.
ПРИМЕР 3
Самопроизвольная пассивация металла отмечена при Син≥0.10 ммоль/л 3-амино-5-бензилсульфонил-1Н-1,2,4-триазола. При этом плотность тока в области формирования пика, отвечающего растворению меди в активном состоянии снижается более, чем в 3 раза относительно контрольного. Смещение потенциала питтингообразования в область более положительных значений потенциалов не наблюдается. Катодные поляризационные кривые меди для Син=0.01-1.00 ммоль/л свидетельствуют о торможении процесса восстановления деполяризатора, при этом с увеличением концентрации ингибитора область потенциалов, при которой медь представляет собой близкий к идеально поляризуемому электроду расширяется на 200-250 мВ.
Таким образом, результаты коррозионных испытаний свидетельствуют, что предлагаемые ингибиторы коррозии превосходят ингибитор-аналог и ингибитор-прототип по своим защитным свойствам в отношении коррозии меди и ее сплавов в области потенциала свободной коррозии, близкой к естественным условиям эксплуатации оборудования из меди и медьсодержащих сплавов, в 20-40 раз.
Использование предлагаемого ингибитора позволит существенно увеличить сроки службы оборудования, изготовленного из меди и ее сплавов, в том числе теплообменного оборудования и других водооборотных систем.0

Claims (3)

  1. Ингибитор коррозии меди и ее сплавов, содержащий гетероциклическое органическое соединение класса азолов, отличающийся тем, что в качестве действующего вещества он содержит 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазол общей формулы I:
  2. Figure 00000002
  3. где R - заместитель, выбранный из этил-, пропил-, бутил-, пентил-, бензил-.
RU2018129530A 2018-08-13 2018-08-13 Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов RU2689831C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129530A RU2689831C1 (ru) 2018-08-13 2018-08-13 Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129530A RU2689831C1 (ru) 2018-08-13 2018-08-13 Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689831C1 true RU2689831C1 (ru) 2019-05-29

Family

ID=67037615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129530A RU2689831C1 (ru) 2018-08-13 2018-08-13 Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689831C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580685C2 (ru) * 2014-07-04 2016-04-10 Акционерное общество "Химический завод им. Л.Я. Карпова" Ингибитор коррозии и солеотложений
RU2602575C2 (ru) * 2015-02-06 2016-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОХИМ" Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580685C2 (ru) * 2014-07-04 2016-04-10 Акционерное общество "Химический завод им. Л.Я. Карпова" Ингибитор коррозии и солеотложений
RU2602575C2 (ru) * 2015-02-06 2016-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОХИМ" Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trabanelli Corrosion inhibitors
Zhang et al. Substitutional adsorption isotherms and corrosion inhibitive properties of some oxadiazol-triazole derivative in acidic solution
Tasic et al. The influence of synergistic effects of 5-methyl-1H-benzotriazole and potassium sorbate as well as 5-methyl-1H-benzotriazole and gelatin on the copper corrosion in sulphuric acid solution
da Trindade et al. Evidence of caffeine adsorption on a low-carbon steel surface in ethanol
Abdallah et al. Synthesis of some aromatic nitro compounds and its applications as inhibitors for corrosion of carbon steel in hydrochloric acid solution
Musa et al. Galvanic corrosion of aluminum alloy (Al2024) and copper in 1.0 M nitric acid
Scendo et al. Purine as an effective corrosion inhibitor for stainless steel in chloride acid solutions
Tasic et al. The influence of chloride ions on the anti-corrosion ability of binary inhibitor system of 5-methyl-1H-benzotriazole and potassium sorbate in sulfuric acid solution
CN105568297A (zh) 一种绿色环保型碳钢酸洗缓蚀剂及其应用
Abed et al. Peptidic compound as corrosion inhibitor for brass in nitric acid solution
Önal et al. Corrosion inhibition of aluminium alloys by tolyltriazole in chloride solutions
RU2602575C2 (ru) Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов
RU2689831C1 (ru) Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфонил-3-амино-1,2,4-триазолов
Avdeev et al. Effect of nitrogen-containing inhibitors on the corrosion inhibition of low-carbon steel in solutions of mineral acids with various anionic compositions
Chirkunov et al. Corrosion inhibition of Elektron WE43 magnesium alloy in NaCl solution
RU2690124C1 (ru) Ингибиторы коррозии меди и медьсодержащих сплавов на основе 5-алкилсульфинил-3-амино-1,2,4-триазолов
Khalil Corrosion inhibition of zinc in hydrochloric acid solution using ampicillin
Saadawy Inhibitive effect of pantoprazole sodium on the corrosion of copper in acidic solutions
Nanthini et al. Gravimetric, electrochemical and surface study on the good’s buffer ionic liquid as corrosion inhibitor for carbon steel in acidic medium
Bhat et al. Corrosion inhibition of aluminium by 2-chloronicotinic acid in HCl medium
RU2813268C1 (ru) Ингибитор коррозии меди и медьсодержащих сплавов
RU2679022C2 (ru) Ингибитор коррозии меди и медьсодержащих сплавов в нейтральных растворах хлоридов (варианты)
Ostanina et al. Magnesium alloys spontaneous dissolution features under external anodic polarization in presence of inhibitors
Potgieter et al. Effect of additions of Ru and Pd on the electrochemical behaviour of austenitic stainless steel in organic acids
Helal Corrosion inhibition and adsorption behavior of methionine on Mg-Al-Zn alloy

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200117

Effective date: 20200117