Загальний вступ до добавок для захисту від іржі.

Іржа – це суміш оксидів і гідроксидів, що утворюється на металевих поверхнях під дією кисню та води, іноді містить карбонати, що утворюються в результаті контакту з вуглекислим газом у повітрі.

Наприклад:

• основною іржею заліза є оксид заліза, який в основному складається з гідрату оксиду заліза та гідроксиду заліза, зазвичай червоного кольору.
• Мідна іржа, як правило, складається з основного карбонату міді, який є основним компонентом зеленої іржі, що утворюється на поверхні міді. Це неорганічна сполука з хімічною формулою Cu₂(OH)₂CO₃.

Проблема корозії металів широко поширена в різних галузях народного господарства. Корозія металу може значно погіршити експлуатаційні якості та товарну вартість металевих виробів і навіть викликати серйозні несправності, що призводять до утилізації обладнання. Щоб уникнути іржі, люди використовують різні методи, і масло Rust Preventive є найпоширенішим методом захисту металу від корозії. У промислових галузях слід приділяти найбільшу увагу іржі чавуну та сталі. Іржа є надзвичайно серйозною проблемою, яка спричиняє пошкодження сталевих виробів і механічного обладнання.

Тут ми в основному обговорюємо антикорозійні добавки для сталі.

 

Добавки для запобігання іржі також відомі під кількома іншими назвами, зокрема:

 

• Добавка проти іржі
• Інгібітор іржі
• Добавки, що перешкоджають корозії
• Добавка-інгібітор корозії
• Інгібітори іржі та корозії

 

Коротка історіяДобавки для захисту від іржі

 

• Спочатку люди використовували масло, ланолін і нафтові ліпіди для запобігання іржі металів
• У 1930-х роках поступово почали розвиватися синтетичні інгібітори іржі. з’явилися маслорозчинні нафтові сульфонати, інгібітори іржі, а потім карбонові кислоти, такі як алкіл- або алкенілянтарна кислота, і кислотно-фосфатні інгібітори іржі. Інгібітори іржі типу карбонової кислоти, такі як алкіл- або алкенілбурштинова кислота, широко використовувалися в турбінному маслі.
• Після Другої світової війни антикорозійне масло та антикорозійні присадки швидко розвивалися та широко використовувалися для запобігання корозії металевих виробів.
• У 1950-х роках з'явилися численні інгібітори іржі, такі як ефіри поліолів і жирних кислот, органічні аміни, солі органічних амінів, гетероциклічні сполуки, окислені нафтові масла, окислений парафіновий віск і його солі металів, а також бензотриазол.

 

Як діє антикорозійна добавка?

Інгібітори іржі є переважно полярними речовинами, і їх молекулярна структура характеризується:

• Один кінець є високополярною функціональною групою з гідрофільними властивостями, і сила полярності впливає на запобігання іржі;

• Інший кінець являє собою неполярну алкільну групу з гідрофобними властивостями, і довжина алкільного ланцюга також впливає на його стійкість до іржі.

 

Коли нафтопродукти, що містять інгібітори іржі, вступають у контакт з металами, полярні групи в молекулах інгібіторів іржі мають сильну адсорбційну силу на поверхні металу, утворюючи щільний одномолекулярний або багатомолекулярний захисний шар на поверхні металу, запобігаючи корозійному середовищу. від контакту з металом, таким чином відіграючи роль запобігання іржі.
Інгібітори іржі також мають солюбілізуючу дію на воду та деякі корозійні речовини. Розчиняючи ці речовини в міцелах, вони надають диспергуючу або дезактивуючу дію на корозійні речовини, тим самим усуваючи ерозію металів корозійними речовинами. Звичайно, лужні інгібітори іржі також нейтралізують кислотні речовини, запобігаючи роз’їданню металів кислотами.

 

Існує два типи адсорбції інгібіторів іржі на металевих поверхнях:фізична адсорбціяіхімічна адсорбція:

 

• Диполь полярних молекул інгібіторів іржі зазнає електростатичного притягання з поверхнею металу, утворюючи фізичну адсорбцію, таку як сульфонати;
• Якщо адсорбовані молекули можуть хімічно реагувати з металами, утворюється хімічна адсорбція, наприклад алкенілбурштинової кислоти.

Основні типи інгібіторів іржі

Зазвичай використовувані інгібітори іржі поділяються на п’ять категорій на основі їх структури:

 

• сульфонатів
• карбонові кислоти та похідні карбонових кислот
• складні ефіри
• органічні фосфати і солі
• органічні аміни
• і гетероциклічні сполуки.

Сульфонат

Сульфонатє раннім інгібітором іржі.

 

• Відповідно до джерела сировини, його можна розділити на нафтові сульфонати та синтетичні сульфонати;

• За типом металу його можна розділити на сульфонат барію, сульфонат кальцію, сульфонат магнію, сульфонат натрію та сульфонат цинку.

• Сульфонат кальцію є найбільш часто використовуваним сульфонатом як миючим засобом, за яким слідує сульфонат магнію. Сульфонат барію є найбільш часто використовуваним сульфонатом як інгібітор іржі, за яким йдуть солі натрію та кальцію. Крім сульфонатів металів, існують також солі амонію;

• За основним числом його можна розділити на нейтральні сульфонати та сульфонати на основі.

 

Сульфонати металів зазвичай вибирають солі барію, кальцію або натрію. Ці полярні сполуки можуть підвищити стійкість до іржі та вологих металевих поверхонь, а також утворити більш повне та рівномірне покриття. Сульфонати мають спорідненість до металів і можуть видаляти воду з металевої поверхні. Сульфонати металів також сприяють розчиненню воску та окисленого воску в рідинах.

Барію сульфонаті сульфонат кальцію забезпечують найкращі дренажні характеристики, тоді як сульфонат натрію є найбільш придатним для виробництва емульгованих (на водній основі) інгібіторів іржі.

Сульфонати металів мають гідрофільну (полярну) головку, гідрофобну (неполярну) хвіст, який прилипає (хімічно адсорбується) до поверхні металу, і розширений хвіст, який відходить від металу та створює бар’єрну плівку. Самі сульфонати металів створюють бар'єр між поверхнею металу та зовнішнім середовищем.

Гідрофобний хвіст молекул воску або окисленого воску обплітається з молекулами сульфонату, утворюючи мембрану, яка є міцнішою та гідрофобнішою, ніж сульфонат або віск окремо.

Наприклад, в тому ж середовищі тестування
Розчинник, що містить 10% сульфонатів або окислений віск, може забезпечити 30 днів захисту від корозії у вологому боксі;
Однак поєднання 10% воску та сульфонатів може забезпечити захист від корозії протягом 60 днів у вологому боксі.

 

Сульфонат натріюмає антикорозійні та емульгуючі властивості та зазвичай використовується в антикорозійних емульгованих оліях (рідинах). Він використовується для запобігання іржі під час виробничих процесів і відіграє роль у змащуванні, охолодженні, запобіганні іржі та очищенні рідин для різання металу.
Як правило, чим більша молекулярна маса сульфонату натрію, тим краще його ефективність запобігання іржі.

 

Нафтовий сульфонат баріює найпершим і найпоширенішим інгібітором іржі в Китаї. Він добре захищає від іржі, має відмінну корозійну стійкість до різних металів, а також чудове витіснення води та нейтралізацію кислоти, особливо чудову стійкість до корозії у солоній воді.

 

Як інгібітори іржі зазвичай використовують нейтральні, низько- або середньо-основні сульфонати. Сульфонати з високим вмістом основи часто використовуються як детергенти в моторному маслі, відіграючи нейтралізуючу та миючу роль. Це пов’язано з тим, що чим вище базове значення сульфонатів, тим гірші їхні антикорозійні властивості.

 

Зв'язок між базовим числом і антикорозійними характеристикамиСульфонат кальцію.

 

Пункт	Загальне лужне число, мгКОН/г	Дні боротьби з іржею
Нафтовий сульфонат кальцію А	0	﹥50
Синтетичний сульфонат кальцію B	0	﹥50
Нафтовий сульфонат кальцію C	22	﹥50
Синтетичний сульфонат кальцію D	27	﹥50
Нафтовий сульфонат кальцію E	305	14
Синтетичний сульфонат кальцію F	400	8

Динонілнафталінсульфонатце інший тип синтетичного сульфонату, який можна класифікувати на кілька типів: сіль барію, сіль кальцію, сіль цинку та сіль амонію.

 

 

Диноніл нафталіну сульфонат баріюмає хорошу розчинність у маслі та стійкість до іржі, але його стійкість до солоної води не така хороша, як у нафтового сульфонату барію. Його використання подібне до використання нафтового сульфонату барію, і він особливо підходить для модулювання олив для запобігання корозії з твердою та м’якою плівкою. Він також широко використовується в мастилах і є важливим типом інгібітора іржі.

Деякі барієві солі диноніл-нафталінсульфонату також мають властивості проти емульгування, такі як нейтральні барієві солі диноніл-нафталінсульфонату.

 

Карбонові кислоти, карбоксилатні солі та їх похідні

Жирні кислоти з довгим ланцюгоммають певний ступінь стійкості до іржі, а солі металів жирних кислот зазвичай мають більшу стійкість до іржі, ніж оригінальні жирні кислоти.

Інгібітори іржі на основі карбонової кислоти мають гарну вологостійкість, ефект випробування жалюзійною коробкою також хороший, але їм не вистачає ефективності нейтралізації кислоти та мають низьку корозійну стійкість до свинцю та цинку.
Його солі металів мають хорошу стійкість до корозії металів.
Більшість карбонових кислот або солей металів карбонових кислот мають слабку стійкість до солоної води та витіснення води.

Існує багато інгібіторів іржі на основі карбонової кислоти, і їх ефективність сильно відрізняється в залежності від структури. Нонілфеноксіоцтова кислота є інгібітором іржі чорного металу з хорошою розчинністю в маслі, а її амінні солі та солі імідазоліну також є хорошими інгібіторами іржі;

Наприклад,N-олеоїл саркозині його октаамонієва сіль імідазолінова сіль також є ефективними інгібіторами іржі для заліза та кольорових металів. Це монокарбонові кислотні інгібітори іржі, а також інгібітори іржі, що містять дві карбонові кислоти. Основним представником і широко використовуваним інгібітором іржі, що містить дві карбонові кислоти, є алкеніл або алкілянтарна кислота, головним чиномдодеценилбурштинової кислоти. Його характеристиками є хороша стійкість до іржі, низьке дозування та нечутливість до води. Він в основному використовується в турбінному маслі, а також широко використовується в гідравлічному маслі та маслі для направляючих рейок.

Серед карбоксилатних інгібіторів іржі більш важливими єНафтенат цинкуіЛанолінове магнієве мило. Нафтенат цинку добре розчиняється в олії та запобігає іржі як на чорних, так і на кольорових металах. Його зазвичай використовують у поєднанні з нафтовим сульфонатом барію в дозуванні від 2% до 3% (мас.) для ущільнювального масла для запобігання іржі.

 

Естери

Адипінова кислота та бензойна кислота мають антикорозійну дію у воді. Якщо їх етерифікувати, можна отримати маслорозчинні засоби проти іржі.

 

Типові продукти включаютьсорбіту моноолеат(Span-80), моноолеат пентаеритриту, додеценілсукцинат і ланолін.

Розмах-80є широко використовуваним інгібітором іржі та поверхнево-активною речовиною, яка поєднує в собі властивості запобігання іржі та емульгуючі властивості. Він має добрі результати в випробуваннях жалюзійної коробки та має властивості захисту від вологи та водовитіснення. Використовується в різних ущільнювальних і різальних маслах.

The rust resistance of different fatty acid sorbitol esters varies, generally oleic acid esters>stearic acid esters>ефіри лауринової кислоти.

Ефективність запобігання іржі моноефірів і триефірів подібна, і різні складні ефіри мають певну корозійну активність до свинцю.

Порівняно з триефірами, моноефіри мають більшу корозійну активність для цинку.

Напівефір додеценілянтарної кислотимає хороші властивості запобігання іржі та антиемульгуючі властивості та підходить для антиокислювальної та антикорозійної турбінної оливи.

Ланолінце складна ліпідна речовина, що виділяється організмом овець і прикріплюється до вовни. Перед прядінням шерсть необхідно знежирити і випрати для видалення ланоліну. Вилучають, дезодорують і знебарвлюють з миючого розчину, а після висихання отримують жовто-коричневу жирову речовину, а саме ланолін, який можна використовувати як інгібітор іржі.
Ланолін — це натуральний жир, який, незважаючи на давній інгібітор іржі, все ще широко використовується сьогодні. Ланолін є не тільки антикорозійним агентом, але й плівкоутворюючим матеріалом для м’якої плівки антикорозійної олії.
Низькотемпературні характеристики та адгезія ланоліну та його похідних як інгібіторів іржі чудові. Ланолін має антиоксидантну здатність до повітря, хорошу стійкість покриття, а також має властивості емульгування та утримання води.
Через високу гігроскопічність і погану розчинність ланоліну гідроксильне число може бути знижено в діапазоні без зниження стійкості до іржі.
Інгібітори іржі на основі ланоліну, як правило, виявляють хорошу стійкість до іржі, особливо в морській і солоній воді, з чудовою стійкістю до корозії. Однак вони мають сильну спорідненість до металів і погану знежирюючу дію.
Поєднання ланоліну та сульфонатів дозволяє досягти чудових властивостей запобігання іржі та знежирення завдяки синергічному ефекту. Виготовлення металевого мила з ланоліну може покращити витіснення води та поту рук, а також може бути використано для виробництва мастила для захисту від іржі.

Органічний фосфат і його солі

Органічні фосфати - це в основному ортофосфати, фосфіти та фосфонати.Ортофосфатв основному використовується як інгібітор іржі.

Інгібітори іржі фосфатного типу включають:

Одинарний або подвійний додецилфосфатний сіль додекоксипропілізопропаноламіну, який має антиоксидантні, антикорозійні та протизносні властивості;
Сіль алкілімідазоліну фосфату має властивості стійкості до іржі та зносу.
Фосфатні ефіри також можна використовувати як протизносні присадки для екстремальних тисків і часто використовують у мастилах і металообробних маслах. Він може забезпечити відмінний ефект запобігання іржі при використанні в поєднанні з нафтовими сульфонатами та моноефірами ангідриду сорбіту.
Органічні аміни, їх солі та гетероциклічні сполуки
У Китаї широко використовуються солі амінівСіль саркозину октадециламіну N-олеїнової кислотиігептаденіл імідазоліну сукцинат. Органічні амінні інгібітори іржі мають гарну стійкість до вологи, витіснення води та властивості нейтралізації кислоти, але результати випробування на 100 стулок погані, з більшою корозією для свинцю та певною корозією для міді та цинку. При застосуванні слід дотримуватися обережності.
Бензотриазолє найбільш часто використовуваним інгібітором іржі серед гетероциклічних сполук. Це чудовий інгібітор корозії та засіб проти зміни кольору кольорової міді та її сплавів, а також має певний ефект запобігання іржі на сталі.

 

Однак бензотриазол нерозчинний у мінеральній олії та розчинний у воді. Як правило, при додаванні мінерального масла слід додати допоміжний розчинник: його можна спочатку розчинити в етанолі, пропанолі або бутанолі, а потім додати до мінерального масла; Його також можна розчинити в таких розчинниках, як бутилфталат, діоктилфталат, трибутилфосфат або крезилфосфат перед додаванням мінерального масла.

До гетероциклічних сполук належать також азотовмісні гетероциклічні сполуки, такі як1,3,4-тіадіазол та його похідні. Молекулярна структура цих сполук відносно компактна. При адсорбації на металевих поверхнях це сприяє збільшенню міцності масляної плівки та ефективному пригніченню корозії елементів сірки та фосфору в мастилі. Будучи класом азотовмісних гетероциклічних сполук, 1,3,4-тіадіазол та його похідні, неподілена пара електронів гетероатомів у молекулі може хімічно адсорбуватися з металами, утворюючи щільну масляну плівку пасивації на поверхні металу. . Ця пасивуюча плівка може ізолювати каталітичний розпад металу та запобігати корозії металів кислотними продуктами, тому її можна використовувати як антикорозійну добавку для мастила.