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ES2563252T3 - Métodos para prevenir la corrosión - Google Patents

Métodos para prevenir la corrosión Download PDF

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ES2563252T3
ES2563252T3 ES05813134.3T ES05813134T ES2563252T3 ES 2563252 T3 ES2563252 T3 ES 2563252T3 ES 05813134 T ES05813134 T ES 05813134T ES 2563252 T3 ES2563252 T3 ES 2563252T3
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ES
Spain
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water
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metal
mixture
corrosion
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ES05813134.3T
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English (en)
Inventor
Gregory Pipko
Zvi Miller
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PIGMENTAN Ltd
Original Assignee
PIGMENTAN Ltd
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Publication date
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Abstract

Un método de inhibición de la corrosión de superficies metálicas en un sistema de refrigeración usando un refrigerante a base de agua, comprendiendo el método: preparar un oxiaminofosfato: mezclando agua, una amina orgánica, y ácido fosfórico y/o fosfato inorgánico para formar un fosfato orgánico; y haciendo reaccionar el fosfato orgánico formado con óxido de magnesio y/o un hidróxido de magnesio para formar el oxiaminofosfato, y poniendo en contacto una mezcla que comprende el oxiaminofosfato con el refrigerante a base de agua, forman una capa protectora frente a la corrosión sobre las superficies metálicas, que consiste en óxido de metal y/o hidróxido de metal.

Description

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DESCRIPCION
Metodos para prevenir la corrosion.
Campo de la invencion
La invencion proporciona un metodo para el pretratamiento de una superficie metalica con un inhibidor de la corrosion antes de pintar, un metodo para inhibidor la corrosion en un sistema de refrigeration, en el que el sistema de refrigeration incluye una superficie metalica y un refrigerante.
Antecedentes de la invencion
Cada ano, aproximadamente el 5% de los productos de hierro por lodo el mundo se reemplazan debido a la corrosion. Se usan diversos melados de revestimiento para reducir el dano de la corrosion, de los cuales la mayor parte se basan en aplicar pinturas. El elemento protector de la corrosion en las pinturas es generalmente un inhibidor de corrosion basado en cromatos. Estos inhibidores de corrosion normalmente incluyen sales de metales pesados, que impiden la corrosion de la superficie metalica. Actualmente, se usan ampliamente compuestos de cinc, tal como fosfato de cinc y cromato de cinc, como inhibidores de la corrosion. El cinc es un elemento de metal pesado y se considera toxico en ciertas concentraciones.
Ademas, los efectos nocivos de la corrosion en sistemas de refrigeracion provocan un fallo en el equipo y perdida de eficiencia del sistema, que pueden ser incluso mas costosos con el tiempo, los inhibidores de corrosion de agua de refrigeracion convencionales, tales como cinc, cromato, molibdato y nitritos, son todos toxicos para el medio ambiente y en la mayor parte de los casos perjudiciales para la salud humana. Debido a la creciente concienciacion de los danos ambientales asociados a los productos de metales pesados, existe la necesidad industrial de metodos de revestimiento con inhibidor de corrosion eficaces basados en metales no pesados, agentes no toxicos.
El documento de patente francesa N° 2564478 muestra aditivos de inhibidor de corrosion acuosos caracterizados por que contienen como sustancia activa en una cantidad del 0,199,9% un fosfato organico de formula general (I)
imagen1
imagen2
en la que R1 representa un hidrogeno o un grupo ciclohexilo, R2 representa un grupo ciclohexilo y n tiene un valor entre 0,5 y 3 y en relation con el fosfato organico no mas del 10% de fosfato de cinc y los disolventes habituales para aditivos de este tipo, preferiblemente agua.
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La patente de Estados Unidos N° 5080818 muestra una composition anticongelante que comprende un glicol y agua, que contiene (A) un compuesto de acido fosforico, (B) un compuesto de al menos un metal seleccionado entre el grupo que consiste en manganeso y magnesio, (C) un agente resistente a la corrosion, y opcionalmente (D) al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en (a) un acido polibasico aromatice o una sal del mismo, (b) un acido dicarboxllico alifatico o una sal del mismo, (c) un molibdato, (d) un tungstato, (e) un homopollmero obtenido a partir de un alquilenglicol monoalil eter o un monomero de tipo maleico, y (f) un copollmero del mismo con otro monomero y que tiene un valor de pH en el intervalo de 6,5 a 9.
El documento de patente japonesa N° 60240778 muestra un fluido anticongelante que contiene glicoles, agua, un fosfato de alcanolamina, mercaptobenmtiazol sodio, un molibdato o un tungstato, benzotriazol o metilbenzotriazol y borax. Los ejemplos de alcanolaminas son trietanolamina, dietanolamina y triisopropanolamina. Los ejemplos de los molibdatos son sales sodicas y potasicas. El fluido anticongelante puede contener opcionalmente un inhibidor de la corrosion, un inhibidor de incrustaciones, un agente antiespumante, etc.
La patente de Estados Unidos N° 6331202 muestra una pintura que comprende una composicion anticorrosion que comprende al menos un pigmento de oxiaminofosfato y al menos un oxinitrito, oximetalfosfato, oxiborato u oxisilicato.
Resumen de la invention
La presente invencion proporciona un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1. Description detallada de la invention
En una realization de la invention, la mezcla puede incluir; tlpicamente, el 0,2-5% de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tlpicamente, el 0,2-0,5% de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tlpicamente, el 0,5-1% de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tlpicamente, el 1-3% de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tlpicamente, el 3-5% de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tlpicamente, el 3% de oxiaminofosfato.
En otra realization de la invention, el oxiaminofosfato se obtiene anadiendo acido fosforico y/o fosfato inorganico (4-20%) a agua (60-80%) que contiene una amina organica (2-10%) y despues anadiendo oxido de metal y/o hidroxido de metal (6-25%). En otra realization, al agua se le anade el 4-10% de acido fosforico y/o fosfato inorganico. En otra realizacion, al agua se le anade el 5-15% de acido fosforico y/o fosfato inorganico. En otra realization, el agua contiene el 2-5% de amina organica. En otra realization, el agua contiene el 3-7% de amina organica. En otra realization, al agua se le anade el 6-10% de oxido de metal y/o hidroxido de metal. En otra realization, al agua se le anade el 10-15% de oxido de metal y/o hidroxido de metal. En otra realization, al agua se le anade el 15-25% de oxido de metal y/o hidroxido de metal.
En una realization de la invention, la amina organica puede ser, tlpicamente, una amina cuaternaria. En otra realization, la amina organica puede ser, tlpicamente, morfolina, diciclohexilamina, etanolamina, una amina alifatica, una amina aromatica, melamina, hexametilentetramina, pentametilentetramina o cualquier combination de las mismas. En
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otra realization, la etanolamina puede ser mono, di o tri etanolamina, o cualquier combination de las mismas.
En una realization de la invention, el compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en un oxido de metal y un hidroxido de metal puede formarse en solution anadiendo una base a una solution de sal metalica.
En una realization de la invention, la mezcla puede ser, tlpicamente, una solution, suspension en emulsion o una sustancia en suspension o granulada. En otra realizacion, la mezcla puede ser, tlpicamente, una mezcla acuosa.
En una realization de la invention, el inhibidor de corrosion forma una capa de oxido de metal y/o hidroxido de metal sobre la superficie metalica. En otra realization la capa puede estar entre 1-100 nm (nanometro). En otra realization, el espesor de la capa puede estar entre 5-60 nm. En otra realization, el espesor de la capa puede estar entre 10-50 nm. En otra realization, el espesor de la capa puede estar entre 10-20 nm.
En una realization de la invention, la superficie metalica puede incluir, tlpicamente hierro, magnesio, aluminio, cobre, cinc, o cualquier combinacion de los mismos. En otra realization, la superficie metalica puede incluir, tlpicamente, una aleacion metalica.
En una realization de la invention, la mezcla puede incluir adicionalmente, tlpicamente, agente tensioactivo, agentes anticorrosion, bactericidas, colorantes, o una combinacion de los mismos.
En una realization de la invention, el refrigerante es un refrigerante llquido. El refrigerante llquido es un refrigerante a base de agua. En otra realization, el refrigerante se usa para eliminar el calor del sistema. En otra realization, el agua puede ser, tlpicamente, agua desmineralizada, agua salinizada, agua dulce, agua tratada o cualquier combination de las mismas. En otra realization, el refrigerante a base de agua puede incluir adicionalmente un material anticongelante. En otra realization, el anticongelante puede ser, tlpicamente etilenglicol, propilenglicol, o cualquier combination de los mismos. En otra realization, la concentration de agua salinizada es del 0,1-5%. En otra realization, la concentration de agua salinizada es del 0,1-0,5%. En otra realization, la concentration de agua salinizada es del 0,1-1%. En otra realization, la concentration de agua salinizada es del 0,5-1%. En otra realization, la concentration de agua salinizada es del 1-3%. En otra realization, la concentration de agua salinizada es del 3-5%.
En una realization de la Invention, el refrigerante a base de agua incluye el 90-100% de agua. En otra realization, el refrigerante a base de agua incluye el 80-90%de agua. En otra realization, el refrigerante a base de agua incluye el 50-70% de agua.
En la invention, la amina organica y el acido fosforico y/o fosfato inorganico reaccionan para formar un fosfato organico.
En la invention, el fosfato organico reacciona con el oxido de metal y/o el hidroxido de metal para formar oxiaminofosfato. El oxiaminofosfato es un oxiaminofosfato de un metal. El metal es magnesio.
En una realization de la invention, la mezcla puede incluir, tlpicamente, 5-500 ppm de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tlpicamente 5-25 ppm de
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oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tipicamente, 25-50 ppm de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tipicamente, 50-200 ppm de oxiaminofosfato. En otra realization, la mezcla puede incluir, tipicamente, 100-300 ppm de oxiaminofosfato.
En otra realization de la invention, el oxiaminofosfato se obtiene anadiendo acido fosforico y/o fosfato inorganico (4-20%) al agua (60-80%) que contiene una amina organica (2-10%) y despues anadiendo oxido de metal y/o hidroxido de metal (6-25%). En otra realization, al agua se le anade el 4-10% de acido fosforico y/o fosfato inorganico. En otra realization, al agua se le anade el 5-15% de acido fosforico y/o fosfato inorganico. En otra realization, el agua contiene el 2-5% de amina organica. En otra realization, el agua contiene el 3-7% de amina organica. En otra realization, al agua se le anade el 6-10% de oxido de metal y/o hidroxido de metal. En otra realization, al agua se le anade el 10-15% de oxido de metal y/o hidroxido de metal. En otra realization, al agua se le anade el 15-25% de oxido de metal y/o hidroxido de metal.
En una realization de la invention, la amina organica puede ser, tipicamente, una amina cuaternaria. En otra realization, la amina organica puede ser, tipicamente, morfolina, diciclohexilamina, etanolamina, una amina alifatica, una amina aromatica, melamina, hexametilentetramina, pentametilentetramina, o cualquier combination de las mismas. En otra realizacion, la etanolamina puede ser mono, di o tri etanolamina, o cualquier combinacion de las mismas.
En una realization de la invention, el compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en un oxido de metal y un hidroxido de metal puede formarse en solution anadiendo una base a una solution de sal metalica.
En una realization de la invention, la mezcla puede ser, tipicamente, una solution, suspension en emulsion o una sustancia en suspension o granulada. En otra realizacion, la mezcla puede ser tipicamente, una mezcla acuosa.
En una realization de la invention, el inhibidor de corrosion forma una capa de oxido de metal y/o hidroxido de metal sobre la superficie metalica. En otra realization la capa puede estar entre 1-100 nm (nanometro). En otra realization, el espesor de la capa puede estar entre 5-60 nm. En otra realizacion, el espesor de la capa puede estar entre 10-50 nm. En otra realization, el espesor de la capa puede estar entre 10-20 nm.
En una realization de la invention, la superficie metalica incluye, tipicamente, hierro, magnesio, aluminio, cobre, cinc, o cualquier combination de los mismos. En otra realization, la superficie metalica es una aleacion metalica.
En una realization de la invention, la mezcla puede incluir adicionalmente, tipicamente, un agente tensioactivo, agentes anticorrosion, bactericidas, colorantes, o una combinacion de los mismos.
De acuerdo con realizaciones de la invention, la expresion "sistema de refrigeration" se refiere a un sistema que utiliza aire o agua para eliminar el calor del motor. En otra realization, el calor se transfiere usando un refrigerante. En otra realization, el refrigerante es un llquido.
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En una realization de la invention, el sistema de refrigeration puede ser un sistema abierto.
De acuerdo con las realizaciones de la invention, la expresion "sistema de refrigeration abierto" se refiere a un sistema de refrigeracion en el que el refrigerante se mueve a lo largo del sistema y despues se expulsa. En otra realization, no hay circulation de agua en un sistema de refrigeracion abierto.
En una realizacion de la invencion, el sistema de refrigeracion puede ser un sistema cerrado.
De acuerdo con las realizaciones de la invencion, la expresion "sistema de refrigeracion cerrado" se refiere a un sistema de refrigeracion en el que se usa continuamente un circuito de llquido autonomo para la refrigeracion del sistema. En otra realization de la invencion, los sistemas de refrigeracion cerrada pueden funcionar a presiones superiores a la presion atmosferica. En otra realization, el aumento de la presion da romo resultado un aumento del punto de ebullition del refrigerante a una temperatura que es mayor de 1100°C (212°F).
En una realization de la invencion, el sistema de refrigeracion puede incluir, tlpicamente, una tuberla, un tubo, un motor, una perilla, o cualquier combination de los mismos. En otra realization, el sistema de refrigeracion puede ser un radiador.
En otra realization, la amina organica es una amina cuaternaria. En otra realization, la amina organica es morfolina, diciclohexilamina, etanolamina, una amina alifatica, una amina aromatica, melamina, hexametilentetramina, pentametilentetramina, o cualquier combinacion de las mismas. En otra realizacion, la etanolamina es una mono, di o tri etanolamina, o cualquier combinacion de las mismas.
En una realization de la invencion, la mezcla puede ser, tlpicamente, un polvo, una solucion, suspension en emulsiono una sustancia en suspension.
En una realization de la invencion, el inhibidor de corrosion forma una capa de oxido de metal y/o hidroxido de metal sobre la superficie metalica.
En una realization de la invencion, la mezcla puede incluir adicionalmente, tlpicamente, un agente tensioactivo, agentes anticorrosion, bactericidas, colorantes, o una combinacion de los mismos.
Se apreciara que la presente invencion no se limita a lo que se ha descrito anteriormente en el presente documento y que existen numerosas modificaciones, cada una de las cuales esta dentro del alcance de la presente invencion. Mas bien, el alcance de la invencion se define por las reivindicaciones que se encuentran mas adelante.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos, incluyendo los experimentos y los resultados conseguidos, se proporcionan unicamente con fines ilustrativos y no han de interpretarse como materia objeto reivindicada limitada.
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La formulacion de tratamiento del metal se preparo suspendiendo lo siguiente:
dos partes de polvo que comprendla melamina al 20%, acido fosforico al 30% y magnesio al 50% (Mgo, Mg(OH)2)
cinco partes de emulsion acrllica
95 partes de agua DI
Los paneles de aluminio 2024 T3 se limpiaron en una solucion de NaOH, se lavaron con agua DI y se secaron. Los paneles se trataron como se indica a continuation:
Tres paneles - sin ningun tratamiento
Tres paneles - con la suspension en emulsion
Tres paneles - con la formulacion anterior
Despues de un secado forzado, los paneles se pusieron en una camara de niebla salina de acuerdo con ASTM 8-117.
Los resultados de corrosion despues de 120 h en niebla salina - (area conocida como % de area superficial total)
Panel no tratado - mas del 90%
Paneles tratados con emulsion - mas del 80%
Paneles tratados con la formulacion - corrosion minima.
Ejemplo 2 -
La formulacion de tratamiento de metal se preparo suspendiendo lo siguiente:
Dos partes de polvo que comprendla monoetanol amina al 16%, acido fosforico al 28% y magnesio al 56% (Mgo, Mg(OH)2).
Cinco partes de emulsion acrllica
95% de agua DI
Los paneles A 12024 T3 se trataron como en el Ejemplo 1.
El resultado de corrosion despues de 120 h en niebla salina del tratamiento de formulacion fue mlnimo.
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Igual que el Ejemplo 1 pero en lugar de solucion de limpieza de NaOH, los paneles se limpiaron con un disolvente organico y se secaron.
Los resultados de corrosion fueron similares al Ejemplo 1.
Ejemplo 4 -
La formula de tratamiento de metal se preparo como en el Ejemplo 1.
Los paneles de acero laminado en frlo se limpiaron mediante un disolvente organice y se secaron.
Los paneles se trataron como se indica a continuation:
Tres paneles - sin ningun tratamiento Tres paneles - con la suspension en emulsion Tres paneles - con la formulacion anterior
Despues del secado, los paneles se pusieron en una camara de niebla salina de acuerdo con ASTM B-117.
Resultados de la corrosion despues de 120 h en niebla salina - (area conocida como % de area superficial total).
Paneles no tratados - 100% de area corrolda.
Paneles tratados con emulsion - mas del 80%.
Paneles tratados con la formulation - Menos de 30%.
Ejemplo 5 -
Como el Ejemplo 4, paneles de acero laminado en frlo tratados con la formula de tratamiento de metal como en el Ejemplo N° 2 (monoetanol amina).
Los resultados de la corrosion despues de 120 h en niebla salina de los paneles tratados con la formula fueron menos del 20% de area superficial.
Ejemplo 6 -
Tres paneles de acero se sumergieron en agua de refrigeration que contenla 200 ppm de Ca(+2) 80 ppm de Mg(+2) y 250 ppm de Cl(-1)
Se anadio el 0,3% en peso del polvo del Ejemplo 2 al agua de refrigeracion.
Los paneles de acero segulan sin corrosion visible despues de 2 meses sumergidos en el agua de refrigeracion.
Tres paneles de acero se sumergieron en agua de refrigeracion que contenla 800 ppm de Ca(+2), 200 ppm de Mg(+2), 2400 ppm de Cl(-1) y 300 ppm de SO4(-2) con el mismo tipo 5 y nivel de adicion de polvo que en el Ejemplo 6.
Los paneles segulan sin corrosion visible despues de 1 mes sumergidos en esta agua de refrigeracion.

Claims (5)

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    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de inhibition de la corrosion de superficies metalicas en un sistema de refrigeration usando un refrigerante a base de agua, comprendiendo el metodo:
    preparar un oxiaminofosfato:
    mezclando agua, una amina organica, y acido fosforico y/o fosfato inorganico para formar un fosfato organico; y
    haciendo reaccionar el fosfato organico formado con oxido de magnesio y/o un hidroxido de magnesio para formar el oxiaminofosfato, y poniendo en contacto una mezcla que comprende el oxiaminofosfato con el refrigerante a base de agua, forman una capa protectora frente a la corrosion sobre las superficies metalicas, que consiste en oxido de metal y/o hidroxido de metal.
  2. 2. El metodo de acuerdo con la revindication 1, en el que el espesor de dicha capa de oxido de metal y/o hidroxido de metal es entre 1 y 100 nm.
  3. 3. El metodo de acuerdo con la revindication 1, en el que dicha mezcla es una solution, suspension en emulsiono una sustancia en suspension o granulada.
  4. 4. El metodo de acuerdo con la revindication 1, en el que la amina organica es al menos una de:
    morfolina, etanolamina, una amina alifatica, una amina aromatica, melamina, hexametilentetramina y pentametilentetramina.
  5. 5. El metodo de acuerdo con la revindication 1, en el que la mezcla es una mezcla acuosa.
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