174952. lajstromszámú szabadalom • Korróziógátló kompozíciók
174952 4 — hatékony legyen az alkalmazási terület változó feltételei mellett is, — oxidációval, illetve redukcióval szemben ellenálló legyen, — a felhasználás hőmérséklet- és nyomásviszonyai mellett stabil legyen, — az adagolást követően rövid időn belül kifejtse hatását, — az inhibíció hatásfoka kis inhibitorkoncentráció esetén is nagy legyen, — az általános korróziósebesség csökkenése mellett ne idézzen elő lokális korróziót (pl. lyukkorróziót) vagy hidrogénrideged ést, — tisztító tulajdonságokkal rendelkezzen, azaz akadályozza meg a tűzveszélyes pirofóros vasszulfid keletkezését, Illetve mossa.le a képződött vasszulfîdot a fém felületéről.. A felsoroltakon kívül természetesen a gazdaságossági és munkavédelmi tényezőket is figyelembe kell venni. Inhibitor alkalmazásakor minden esetben figyelembe kell venni a korrozivitást befolyásoló főbb tényezőket, így — a fém (szerkezet anyag) típusát, — a szénhidrogén-fázis mellett jelenlevő vizes fázisban oldott sók (pl. kloridok), savak (pl. sósav, szerves savak) segédanyagok (pl. fenol) és hasonlók jellegét és koncentrációját, — az oldott gázok (pl. kénhidrogén, széndioxid, oxigén) jellegét és mennyiségét, — az olaj/víz arányt, — a vizes fázis pH-ját, — a hőmérsékletet, — a folyadék áramlási sebességét, stb. A felmerülő és megoldásra váró problémák az esetek túlnyomó többségében a jelenlevő víz és a benne oldott anyagok korrozív hatására vezethetők vissza. Ennek megfelelően olyan hőmérsékleti és nyomástartományokban, amelyben a víz cseppfolyós halmazállapotban van jelen, elsősorban elektrokémiai korrózióval kell számolni. A korróziós inhibitor alkalmazhatóságának további feltétele, hogy ismerjük a korróziós folyamat mechanizmusát és az inhibitor hatásmechanizmusát. Ezek a kérdések a nagyszámú kísérleti adat ellenére csak részben tisztázottak. Az amin típusú inhibitorok hatásmechanizmusával kapcsolatos elméleteket többek között az alábbi közlemények ismertetik: J.I. Bregman: Corrosion Inhibitor (The MacMillan Co, New York, 1963), 198. oldal; Corrosion 19, 12 (1963), Werkstoffe und Korrosion 21, 273 (1970), J. Electrochem. Soc. 143, 677 (1966), Werkstoffe und Korrosion 9, 765 (1958), European Symposium on Corrosion Inhibitors, Annali Univ. Ferrara 1—71 (1961), 3rd European Symposium on Corrosion Inhibitors, Annali Univ. Ferrara N. S. Sec. V. 851-874 (1971). Szerves inhibitorok - különösen az amin-inhibitorok — esetén az inhibiciót elsősorban ezen vegyületek fémfelületen bekövetkező adszorpciójának eredményeként fogják fel. Anélkül, hogy az inhibitorok hatásmechanizmusára vonatkozó elméleteket ismertetnénk, utalunk azokra a főbb sajátságokra, amelyek az inhibitor adszorpció általi hatékonyságával szorosan összefüggenek. 3 2 Ezek a következők: — a fém összetétele, felületi (fizikai, kémiai, elektrokémiai) állapota, — a fém felületi töltésének nagysága és előjele, — az inhibitormolekula kémiai összetétele (alifás, aromás, nyíltláncú, zártláncú), lánchossza, a funkcionális csoport töltéshossza (pl. az amin bázicitása), — az inhibitormolekula geometriája, az adszorpció során a fémfelülethez viszonyított orientációja, — az inhibitor oldhatósága, — az inhibitor komplexképző hajlama, — egyéb szervetlen ionok — elsősorban anionok — egyidejű adszorpciója (szinergetikus hatás). Természetesen ezen sajátságok szoros összefüggésben vannak egymással, és más, az előzőekben ismertetett tényezőkkel. Mindezek világosan tükrözik és egyben magyarázzák is, hogy mennyire és miért ilyen komplex probléma az inhibitálás elmélete és a gyakorlat részére megfelelő inhibitor előállítása. Az iparban eddig lkalmazott inhibitorok csak részben elégítik ki a velük szemben támasztott, fent ismertetett főbb követelményeket. így például a zsírsav és alifás amin reakciójakor keletkezett vegyületek alkalmazásakor (2 771 417 sz. amerikai egyesült államokbeli és 159 301 sz magyar szabadalmi leírás) az üzemi és laboratóriumi korróziós vizsgálatok azt mutatták, hogy az általános korróziósebesség csökkenése mellett lokális korrózió (lyukkorrózió) lép fel. A 2-6 szénatomos alifás aminok, például dietilamin, izobutilamin és hasonlók alkalmazásakor a laboratóriumi vizsgálatok azt mutatták, hogy e vegyületek alacsony (50-300 °C-os) forráspont-tartománnyal rendelkeznek, és alkalmazásukkor nem alakul ki összefüggő, tartós védőfilm. A nitrogén- és kéntartalmú vegyületek, így a tiokarbamid-származékok (2 925 781 és 2 799 658 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) jó korróziógátló sajátságokkal rendelkeznek, stabilitásuk viszont nem kielégítő, ugyanis ezek a vegyületek polimerizálódnak, ami alkalmazási lehetőségeiknek gátat szab. Kíséleteink során azt tapasztaltuk, hogy az anilin N-(l—6 szénatomos)-alkil-, N-(5—7 szénatomos)-cikloalkil-, N-fenil- és/vagy N-(l—6 szénatomos)-alkil-fenil-származékait ciklohexilamin N-(l-6 szénatomos)-alkil-, N-{5-7 szénatomos)-cikloalkil-, N-fenüés/vagy N-(i—6 szénatomos)-alkil-fenil-származékaival együtt tartalmazó kompozíciók igen jó korróziógátló hatást fejtenek ki. E kompozíciókban a jelenlevő N-szubsztituált anilin-származékok és N—szubsztituált ciklohexilamin-származékok szinergetikusan fokozzák egymás hatását: a keverék összhatása körülbelül kétszerese az egyedi komponensek aktivitásából várható értéknek. A találmány szerinti kompozíciók 30—60 súly% N-szubsztituált anilin-vegyületet tartalmazhatnak 70—40 súly% N-szubsztituált ciklohexilamin-vegyület mellett, ami arra utal, hogy a szinergetikus hatásfokozódás már akkor is fellép, ha az egyik vegyületfajtához (például az anilin-vegyülethez) viszonylag kis mennyiségben adjuk a másik típusú aminvegyületet (például a ciklohexilamin-vegyületet). Különösen jó korróziógátló tulajdonságokkal rendelkeznek a didklohexilamint és N-izopropil-anilint tartalmazó keverékek. E keverékek 70—40 súly% di-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
