Všeobecný úvod k prísadám na prevenciu hrdze.

Hrdza je zmes oxidov a hydroxidov vznikajúcich na kovových povrchoch pôsobením kyslíka a vody, niekedy obsahujúca uhličitany vznikajúce kontaktom s oxidom uhličitým vo vzduchu.

Napríklad:

• hlavnou železnou hrdzou je oxid železitý, ktorý sa skladá hlavne z hydrátu oxidu železitého a hydroxidu železa, zvyčajne je červený.
• Medená hrdza sa vo všeobecnosti skladá zo základného uhličitanu meďnatého, ktorý je hlavnou zložkou zelenej hrdze generovanej na povrchu medi. Je to anorganická zlúčenina s chemickým vzorcom Cu₂(OH)₂CO₃.

Problém korózie kovov je rozšírený v rôznych odvetviach hospodárstva. Korózia kovov môže značne poškodiť výkon a hodnotu komodít kovových výrobkov a dokonca spôsobiť vážne poruchy, ktoré vedú k zošrotovaniu zariadenia. Aby sa zabránilo hrdzaveniu, ľudia prijali rôzne metódy a olej na prevenciu hrdze je najbežnejšou metódou ochrany na ochranu kovu pred koróziou. V priemyselných oblastiach by sa mala venovať najväčšia pozornosť hrdzi železa a ocele. Hrdza je mimoriadne vážny problém spôsobujúci poškodenie oceľových výrobkov a mechanických zariadení.

Tu diskutujeme hlavne o antikoróznych prísadách do ocele.

 

Aditíva na prevenciu hrdze sú známe aj pod niekoľkými ďalšími názvami, vrátane:

 

• Ani-hrdzavá prísada
• Inhibítor hrdze
• Prísady inhibujúce koróziu
• Prísada inhibítora korózie
• Inhibítory hrdze a korózie

 

Stručná históriaPrísady na prevenciu hrdze

 

• Spočiatku ľudia používali maslo, lanolín a ropné lipidy na prevenciu proti hrdzi kovov
• V 30. rokoch 20. storočia boli postupne vyvinuté syntetické inhibítory hrdze. objavili sa v oleji rozpustné ropné sulfonátové inhibítory hrdze, nasledované karboxylovými kyselinami, ako je kyselina alkyl- alebo alkenyljantárová, a kyslé fosfátové inhibítory hrdze. Inhibítory hrdze typu karboxylových kyselín, ako je kyselina alkyl- alebo alkenyljantárová, boli široko používané v turbínovom oleji.
• Po druhej svetovej vojne sa rýchlo rozvinuli antikorózne oleje a antikorózne prísady, ktoré boli široko používané pri prevencii korózie kovových výrobkov.
• V 50-tych rokoch sa objavilo množstvo inhibítorov hrdze, ako sú polyolové estery mastných kyselín, organické amíny, organické amínové soli, heterocyklické zlúčeniny, oxidované ropné oleje, oxidovaný parafínový vosk a jeho kovové soli a benzotriazol.

 

Ako funguje antikorózna prísada?

Inhibítory hrdze sú väčšinou polárne látky a ich molekulárna štruktúra je charakterizovaná:

• Jeden koniec je vysoko polárna funkčná skupina s hydrofilnými vlastnosťami a sila polarity má vplyv na prevenciu korózie;

• Druhým koncom je nepolárna alkylová skupina s hydrofóbnymi vlastnosťami a dĺžka alkylového reťazca tiež ovplyvňuje jeho odolnosť proti hrdzi.

 

Keď sa ropné produkty obsahujúce inhibítory hrdze dostanú do kontaktu s kovmi, polárne skupiny v molekulách inhibítora hrdze majú na povrchu kovu silnú adsorpčnú silu, čím vytvárajú na kovovom povrchu tesnú jednomolekulovú alebo viacmolekulárnu ochrannú vrstvu, ktorá zabraňuje koróznemu médiu. aby sa nedostali do kontaktu s kovom, čím zohrávajú úlohu ochrany proti hrdzi.
Inhibítory hrdze majú tiež solubilizačný účinok na vodu a niektoré korozívne látky. Solubilizáciou týchto látok v micelách majú dispergačný alebo deaktivačný účinok na korozívne látky, čím eliminujú eróziu kovov korozívnymi látkami. Samozrejme, alkalické inhibítory hrdze majú neutralizačný účinok aj na kyslé látky, zabraňujúce korózii kovov kyselinami.

 

Existujú dva typy adsorpcie inhibítorov hrdze na kovových povrchoch:fyzikálna adsorpciaachemická adsorpcia:

 

• Dipól polárnych molekúl inhibítorov hrdze podlieha elektrostatickej príťažlivosti s kovovým povrchom, pričom vzniká fyzikálna adsorpcia, ako sú sulfonáty;
• Ak adsorbované molekuly môžu chemicky reagovať s kovmi, vzniká chemická adsorpcia, ako je kyselina alkenyljantárová.

Hlavné typy inhibítorov hrdze

Bežne používané inhibítory hrdze sú rozdelené do piatich kategórií na základe ich štruktúry:

 

• sulfonáty
• karboxylové kyseliny a deriváty karboxylových kyselín
• estery
• organické fosfáty a soli
• organické amíny
• a heterocyklické zlúčeniny.

Sulfonát

Sulfonátje používaný skorý inhibítor hrdze.

 

• Podľa zdroja surovín ho možno rozdeliť na ropné sulfonáty a syntetické sulfonáty;

• Podľa typu kovu ho možno rozdeliť na sulfonát bárnatý, sulfonát vápenatý, sulfonát horečnatý, sulfonát sodný a sulfonát zinočnatý.

• Sulfonát vápenatý je najčastejšie používaným sulfonátom ako detergent, po ktorom nasleduje sulfonát horečnatý. Sulfonát bárnatý je najbežnejšie používaný sulfonát ako inhibítor hrdze, po ktorom nasledujú sodné a vápenaté soli. Okrem sulfonátov kovov existujú aj amónne soli;

• Podľa základného čísla ho možno rozdeliť na neutrálne sulfonáty a založené sulfonáty.

 

Sulfonáty kovov zvyčajne vyberajú soli bária, vápnika alebo sodíka. Tieto polárne zlúčeniny môžu zvýšiť odolnosť proti hrdzi a mokré kovové povrchy a vytvoriť úplnejší a rovnomernejší povlak. Sulfonáty majú afinitu ku kovom a môžu odstraňovať vodu z kovového povrchu. Sulfonáty kovov tiež pomáhajú pri rozpúšťaní vosku a oxidovaného vosku v kvapalinách.

Sulfonát bárnatýa sulfonát vápenatý poskytujú najlepší odvodňovací výkon, zatiaľ čo sulfonát sodný je najvhodnejší na výrobu emulgovaných (na vodnej báze) inhibítorov hrdze.

Kovové sulfonáty majú hydrofilnú (polárnu) hlavu, hydrofóbny (nepolárny) chvost, ktorý priľne (chemicky adsorbuje) na kovový povrch, a predĺžený chvost, ktorý sa od kovu pohybuje a vytvára bariérový film. Kovové sulfonáty samotné vytvárajú bariéru medzi kovovým povrchom a vonkajším prostredím.

Hydrofóbny chvost vosku alebo molekúl oxidovaného vosku sa zapletie s molekulami sulfonátu, čím sa vytvorí membrána, ktorá je silnejšia a hydrofóbnejšia ako samotný sulfonát alebo vosk.

Napríklad v rovnakom testovacom prostredí
Rozpúšťadlo obsahujúce 10 % sulfonátov alebo oxidovaný vosk môže poskytnúť 30-dňovú ochranu proti korózii vo vlhkom boxe;
Avšak kombinácia 10% vosku a sulfonátov môže poskytnúť viac ako 60 dní ochrany proti korózii vo vlhkom boxe.

 

Sulfonát sodnýmá antikorózne a emulgačné vlastnosti a bežne sa používa v antikoróznych emulgovaných olejoch (kvapalinach). Používa sa na prevenciu korózie počas výrobných procesov a zohráva úlohu pri mazaní, chladení, prevencii korózie a čistení v kvapalinách na rezanie kovov.
Vo všeobecnosti platí, že čím väčšia je molekulová hmotnosť sulfonátu sodného, ​​tým lepšia je jeho ochrana proti korózii.

 

Ropný sulfonát bárnatýje najstarším a najrozšírenejším inhibítorom hrdze v Číne. Má dobrú ochranu proti korózii, vynikajúcu odolnosť proti korózii voči rôznym kovom, ako aj vynikajúce vytláčanie vody a neutralizáciu kyselín, najmä vynikajúcu odolnosť proti korózii v slanej vode.

 

Vo všeobecnosti sa ako inhibítory hrdze používajú neutrálne, nízko zásadité alebo stredne zásadité sulfonáty. Sulfonáty s vysokým obsahom bázy sa často používajú ako detergenty v motorovom oleji, pričom zohrávajú neutralizačnú a čistiacu úlohu. Je to preto, že čím vyššia je základná hodnota sulfonátov, tým horšie sú ich vlastnosti proti hrdzi.

 

Vzťah medzi základným číslom a antikoróznym výkonomSulfonát vápenatý.

 

Položka	Celkové číslo bázy, mgKOH/g	Dni prevencie hrdze
Ropný sulfonát vápenatý A	0	﹥50
Syntetický síran vápenatý B	0	﹥50
Ropný sulfonát vápenatý C	22	﹥50
Syntetický síran vápenatý D	27	﹥50
Ropný sulfonát vápenatý E	305	14
Syntetický síran vápenatý F	400	8

Dinonylnaftalénsulfonátje ďalší typ syntetického sulfonátu, ktorý možno klasifikovať do niekoľkých typov: bária, vápenatá soľ, zinočnatá soľ a amónna soľ.

 

 

Dinonylnaftalénsulfonát bárnatýmá dobrú rozpustnosť v oleji a odolnosť proti hrdzi, ale jeho odolnosť voči slanej vode nie je taká dobrá ako u ropného sulfonátu bárnatého. Jeho použitie je podobné ako u ropného sulfonátu bárnatého a je obzvlášť vhodný na moduláciu olejov na ochranu proti korózii s tvrdým filmom a mäkkým filmom. Bežne sa používa aj v mazacích tukoch a je dôležitým typom inhibítora hrdze.

Niektoré báryové soli dinonylnaftalénsulfonátu majú tiež antiemulgačné vlastnosti, ako napríklad neutrálne báryové soli dinonylnaftalénsulfonátu.

 

Karboxylové kyseliny, karboxylátové soli a ich deriváty

Mastné kyseliny s dlhým reťazcommajú určitý stupeň odolnosti proti hrdzi a kovové soli mastných kyselín majú zvyčajne silnejšiu odolnosť proti hrdzi ako pôvodné mastné kyseliny.

Inhibítory hrdze typu karboxylových kyselín majú dobrú odolnosť proti vlhkosti a účinok testu vystavenia žalúziovej skrinky je tiež dobrý, ale chýba im schopnosť neutralizovať kyseliny a majú zlú odolnosť voči korózii voči olovu a zinku.
Jeho kovové soli majú dobrú odolnosť voči korózii voči kovom.
Väčšina karboxylových kyselín alebo kovových solí karboxylových kyselín má slabú odolnosť voči slanej vode a vytesňovaniu vody.

Existuje mnoho inhibítorov hrdze na báze karboxylových kyselín a ich výkon sa značne líši v závislosti od rôznych štruktúr. Kyselina nonylfenoxyoctová je inhibítor korózie čierneho kovu s dobrou rozpustnosťou v oleji a jej amínové soli a soli imidazolínu sú tiež dobrými inhibítormi hrdze;

Napríklad,N-oleoylsarkozína jeho oktaamóniová soľ imidazolínová soľ sú tiež účinnými inhibítormi hrdze pre železné a neželezné kovy. Sú to monokarboxylové kyseliny inhibítory hrdze, ako aj inhibítory hrdze obsahujúce dve karboxylové kyseliny. Hlavným predstaviteľom a široko používaným inhibítorom hrdze obsahujúcim dve karboxylové kyseliny je kyselina alkenyl alebo alkyljantárová, najmäkyselina dodecenyljantárová. Jeho vlastnosti sú dobrá odolnosť proti hrdzi, nízke dávkovanie a necitlivosť na vodu. Používa sa hlavne v turbínovom oleji a je tiež široko používaný v hydraulickom oleji a oleji vodiacich koľajníc.

Spomedzi karboxylátových inhibítorov hrdze sú tie dôležitejšieNaftenát zinočnatýaLanolínové horčíkové mydlo. Naftenát zinočnatý má dobrú rozpustnosť v oleji a má antikorózne účinky na železných aj neželezných kovoch. Zvyčajne sa používa v kombinácii s ropným sulfonátom bárnatým v dávke 2 % až 3 % (hmotn.) na utesnenie oleja na ochranu proti hrdzi.

 

Estery

Kyselina adipová a kyselina benzoová majú vo vode protikorózne účinky. Ak sú esterifikované, možno získať antikorózne činidlá rozpustné v oleji.

 

Reprezentatívne produkty zahŕňajúsorbitol monooleát(Span{0}}), pentaerytritol monooleát, dodecenylsukcinát a lanolín.

Rozpätie-80je bežne používaný inhibítor korózie a povrchovo aktívna látka, ktorá kombinuje antikorózne a emulgačné vlastnosti. Má dobré výsledky v testoch žalúzií a má vlastnosti odolné voči vlhkosti a vode. Používa sa v rôznych tesniacich a rezných olejoch.

The rust resistance of different fatty acid sorbitol esters varies, generally oleic acid esters>stearic acid esters>estery kyseliny laurovej.

Účinnosť monoesterov a triesterov proti korózii je podobná a rôzne estery majú určitú korozívnosť olova.

V porovnaní s triestermi majú monoestery väčšiu korozívnosť voči zinku.

Poloester kyseliny dodecenyljantárovejmá dobré antikorózne a antiemulgačné vlastnosti a je vhodný pre antioxidačný a antikorózny turbínový olej.

lanolínje komplexná lipidová látka vylučovaná telom oviec a viazaná na vlnu. Pred pradením je potrebné vlnu odmastiť a vyprať, aby sa odstránil lanolín. Odstráňte z čistiaceho roztoku, zbavte ho zápachu a odfarbite a po vysušení získajte žltohnedú mastnú látku, konkrétne lanolín, ktorý možno použiť ako inhibítor hrdze.
Lanolín je prírodný tuk, ktorý, hoci je prastarým inhibítorom hrdze, sa dodnes bežne používa. Lanolín je nielen antikorózny prostriedok, ale aj filmotvorný materiál pre mäkký filmový antikorózny olej.
Nízkoteplotné vlastnosti a priľnavosť lanolínu a jeho derivátov ako inhibítorov hrdze sú vynikajúce. Lanolín má antioxidačnú schopnosť voči vzduchu, dobrú stabilitu náteru a má tiež vlastnosti emulgačnej sily a zadržiavania vody.
V dôsledku silnej hygroskopickosti a zlej rozpustnosti lanolínu v rozpúšťadle môže byť hydroxylové číslo znížené v rozsahu neznižovania odolnosti proti hrdzi.
Inhibítory hrdze na báze lanolínu vo všeobecnosti vykazujú dobrú odolnosť proti hrdzi, najmä v morskej a slanej vode, s vynikajúcou odolnosťou proti korózii. Majú však silnú afinitu ku kovom a slabý odmasťovací výkon.
Kombináciou lanolínu a sulfonátov možno dosiahnuť vynikajúce protikorózne a odmasťovacie vlastnosti vďaka synergickému efektu. Výroba kovového mydla z lanolínu môže zlepšiť odvádzanie vody a potenie rúk a môže sa použiť na výrobu oleja na prevenciu hrdze proti hrdzi.

Organický fosfát a jeho soli

Organické fosfáty sú hlavne ortofosfáty, fosfity a fosfonáty.ortofosfátpoužíva sa hlavne ako inhibítor hrdze.

Inhibítory hrdze fosfátového typu zahŕňajú:

Jednoduchá alebo dvojitá dodecylfosfátová dodecoxypropylizopropanolamínová soľ, ktorá má antioxidačné, antikorózne vlastnosti a vlastnosti proti opotrebovaniu;
Alkylimidazolínfosfátová soľ má vlastnosti odolnosti voči hrdzi a opotrebovaniu.
Fosfátové estery možno použiť aj ako prísady proti opotrebovaniu pri extrémnom tlaku a často sa používajú v mazivách a olejoch na obrábanie kovov. Pri použití v kombinácii s ropnými sulfonátmi a monoestermi anhydridu sorbitolu môže produkovať vynikajúce protikorózne účinky.
Organické amíny, ich soli a heterocyklické zlúčeniny
Medzi bežne používané amínové soli v Číne patriaOktadecylamínová soľ kyseliny N-olejovej sarkozínuaheptadenyl imidazolín sukcinát. Organické amínové inhibítory hrdze majú dobrú odolnosť proti vlhkosti, vytesňovaniu vody a vlastnosti neutralizácie kyselín, ale výsledky testu so stovkami listov sú slabé, s väčšou koróziou olova a istou koróziou medi a zinku. Pri aplikácii je potrebné postupovať opatrne.
Benzotriazolje najbežnejšie používaným inhibítorom hrdze spomedzi heterocyklických zlúčenín. Je to vynikajúci inhibítor korózie a prostriedok proti odfarbeniu pre neželeznú meď a jej zliatiny a má tiež určitý antikorózny účinok na oceľ.

 

Benzotriazol je však nerozpustný v minerálnom oleji a rozpustný vo vode. Vo všeobecnosti by sa pri pridávaní minerálneho oleja malo pridať pomocné rozpúšťadlo: môže sa najskôr rozpustiť v etanole, propanole alebo butanole a potom pridať do minerálneho oleja; Pred pridaním minerálneho oleja sa môže tiež rozpustiť v pomocných rozpúšťadlách, ako je butylftalát, dioktylftalát, tributylfosfát alebo krezylfosfát.

Heterocyklické zlúčeniny zahŕňajú aj heterocyklické zlúčeniny obsahujúce dusík, ako napr1,3,4-tiadiazol a jeho deriváty. Molekulárna štruktúra týchto zlúčenín je relatívne kompaktná. Keď sa adsorbuje na kovové povrchy, je prospešný pre zvýšenie pevnosti olejového filmu a účinnú inhibíciu korózie prvkov síry a fosforu v mazacom oleji. Ako trieda heterocyklických zlúčenín obsahujúcich dusík, 1,3,4-tiadiazol a jeho deriváty, sa osamelé párové elektróny heteroatómov v molekule môžu chemicky adsorbovať s kovmi, čím sa vytvorí hustý pasivačný film na kovovom povrchu. . Tento pasivačný film dokáže izolovať katalytický rozklad kovov a zabrániť kyslým produktom v korózii kovov, takže ho možno použiť ako antikoróznu prísadu do mazacieho oleja.