RU2190038C2 - Composition for anticorrosive treatment of ferrous metals' surfaces - Google Patents
Composition for anticorrosive treatment of ferrous metals' surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190038C2 RU2190038C2 RU99127142A RU99127142A RU2190038C2 RU 2190038 C2 RU2190038 C2 RU 2190038C2 RU 99127142 A RU99127142 A RU 99127142A RU 99127142 A RU99127142 A RU 99127142A RU 2190038 C2 RU2190038 C2 RU 2190038C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- rust
- zinc
- copper
- ferrous metals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической поверхностной обработке металлических материалов путем взаимодействия поверхности с реакционной жидкостью, продукты реакции с которой остаются в покрытии, а именно к составам для обработки металла кислыми водными растворами, содержащими фосфаты. The invention relates to chemical surface treatment of metallic materials by reacting a surface with a reaction liquid, the reaction products of which remain in the coating, namely, compositions for treating metal with acidic aqueous solutions containing phosphates.
Известным способом снижения коррозионной активности поверхности черных металлов является фосфатирование, обеспечивающее повышение защитных свойств лакокрасочных материалов. В состав раствора для фосфатирования входят ионы цинка и фосфорной кислоты. В результате обработки на поверхности стали образуются сцементированная с ней пленка смеси гопеита Zn3(РO4)2•4Н2O и фосфофиллита Zn2Fe(PO4)2•4H2O, причем увеличение доли в этой пленке фосфофиллита способствует повышению защитных свойств конверсионного покрытия. Современный технологический процесс фосфатирования весьма сложен. Он включает до 13 стадий и при его проведении образуется значительное количество сточных вод, в том числе вод, зараженных хроматами ("Prod. Finish." 1985, 38, 9, 32 РЖ Хим 6К 385 (1987)). Кроме того, перед фосфатированием поверхность металла следует очистить механически от оксидов.A known method of reducing the corrosion activity of the surface of ferrous metals is phosphating, which improves the protective properties of paints and varnishes. The phosphate solution contains zinc ions and phosphoric acid. As a result of processing, a film of a mixture of hopite Zn 3 (PO 4 ) 2 • 4H 2 O and phosphophyllite Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 • 4H 2 O is formed on the steel surface, and an increase in the proportion of phosphophyllite in this film contributes to an increase in the protective properties conversion coating. The modern phosphating process is very complex. It includes up to 13 stages and during its implementation a significant amount of wastewater is generated, including waters infected with chromates ("Prod. Finish." 1985, 38, 9, 32 RZh Khim 6K 385 (1987)). In addition, before phosphating, the metal surface should be mechanically cleaned of oxides.
Технология использования преобразователей ржавчины значительно проще фосфатирования. На основе фосфорной кислоты изготавливаются многочисленные преобразователи или модификаторы ржавчины, часто содержащие также ионы цинка, например автопреобразователь ржавчины (Елисаветский А.М. "Современные тенденции и перспективы в области создания и применения модификаторов ржавчины" в кн. Тезисы докладов II Всесоюзной конференции "Окрашивание по ржавчине 86", г. Хотьково, 22-24 октября 1986 г., Черкассы, 1986 г.). Как правило, антикоррозионная эффективность таких составов невелика. The technology of using rust converters is much simpler than phosphating. Numerous rust converters or modifiers are made on the basis of phosphoric acid, often also containing zinc ions, for example, a rust auto-converter (A. Elisavetsky, "Current Trends and Prospects in the Development and Use of Rust Modifiers," in the abstract of the II All-Union Conference "Staining for rust 86 ", Khotkovo, October 22-24, 1986, Cherkasy, 1986). As a rule, the anticorrosive effectiveness of such compositions is small.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является состав для получения защитных покрытий (авторское свидетельство СССР 815083, заявлено 19.06.78 г., опубликовано 23.03.81 г., Бюллетень 11. Авторы Ватрушин Л. С., Куроедов В.А., Тиверовский В.М., Пономарь В.И.), включающий ионы ортофосфорной кислоты, хромат-ионы, ионы меди и цинка, а также воду. Недостатком такого состава является присутствие в нем высокотоксичных хромат-ионов. The closest analogue of the proposed technical solution is a composition for protective coatings (USSR copyright certificate 815083, filed on 19.06.78, published 03.23.81, Bulletin 11. Authors L. Vatrushin, V. A. Kuroedov, V. Tiverovsky .M., Ponomar V.I.), including phosphoric acid ions, chromat ions, copper and zinc ions, as well as water. The disadvantage of this composition is the presence in it of highly toxic chromate ions.
Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного малотоксичного средства. Технический результат заключается в повышении коррозионной устойчивости черных металлов и простоте применения состава. An object of the present invention is to provide a highly effective low toxicity agent. The technical result consists in increasing the corrosion resistance of ferrous metals and ease of use of the composition.
Технический результат достигается путем использования водной композиции, включающей, мас.%:
Фосфорная кислота - 25 - 45
Фосфорорганические комплексоны (ФОК) - 0,5 - 15
Цинк (в пересчете на окись цинка) - 1 - 15
Медь (в пересчете на окись меди) - 0,1 - 3
Гидрохинон - 0,01 - 5
от общего веса композиции.The technical result is achieved by using an aqueous composition, including, wt.%:
Phosphoric Acid - 25 - 45
Organophosphorus complexones (FOK) - 0.5 - 15
Zinc (in terms of zinc oxide) - 1 - 15
Copper (in terms of copper oxide) - 0.1 - 3
Hydroquinone - 0.01 - 5
based on the total weight of the composition.
Данный состав обеспечивает создание на поверхности стали высококачественного конверсионного покрытия при простом контакте с металлом, в том числе по поверхностям, покрытым ржавчиной или металлургической окалиной, и не содержит высокотоксичных компонентов. This composition provides the creation of a high-quality conversion coating on the surface of the steel with simple contact with metal, including on surfaces coated with rust or metallurgical scale, and does not contain highly toxic components.
В качестве фосфорорганических комплексонов (ФОК) могут быть использованы гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ), нитрилотрисфосфоновая кислота (НТФ), глифосат, глифосин (фосфоновые кислоты на основе глицина), (2-гидрокситриметилен) - динитрилотеракис-(метилфосфоновая кислота) (ДПФ-1) и др. и/или их соли, оптимально цинковые или медные. Hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP), nitrilotrisphosphonic acid (NTP), glyphosate, glyphosine (glycine-based phosphonic acids), (2-hydroxytrimethylene) - dinitriloteric acid (1) phosphon can be used as organophosphorus complexones (FOC). and others and / or their salts, optimally zinc or copper.
Наряду с собственно оксидами цинка и меди, растворяющимися в составе в процессе его приготовления, могут быть использованы их гидроокиси или соли, не содержащие коррозионно-агрессивных анионов, например, карбонаты или нитраты, а также соответствующие сплавы, например, латуни или чистые металлы. При использовании нитратов следует добавлять реагенты, обеспечивающие восстановление нитрат-ионов до азота, например, можно добавлять мочевину. Along with zinc and copper oxides proper, which dissolve in the composition during its preparation, their hydroxides or salts that do not contain corrosive anions, for example, carbonates or nitrates, as well as the corresponding alloys, for example, brass or pure metals, can be used. When using nitrates, reagents should be added to ensure the reduction of nitrate ions to nitrogen, for example, urea can be added.
В таблице приведены конкретные примеры осуществления настоящего изобретения. The table shows specific embodiments of the present invention.
Получение готовых композиций осуществляется путем перемешивания водных растворов и/или дисперсий соответствующих компонентов при температуре 20-100oС. В рецептуре по примеру 1 ФОК соответствует комплексону глифосат - H2O3PCH2NHCH2COOH, по примеру 2 - ОЭДФ, по примеру 3 - НТФ. Используемые водные растворы (дисперсии) компонентов необязательно могут содержать незначительные количества инертных примесей. Под инертными примесями в данном случае понимаются любые случайные или специально введенные в состав добавки, не влияющие на достижение технического результата. Одним из примеров может являться смешивающийся с водой растворитель, например, изопропанол или ацетон.Obtaining the finished compositions is carried out by mixing aqueous solutions and / or dispersions of the corresponding components at a temperature of 20-100 o C. In the formulation according to example 1, FOC corresponds to the glyphosate complexone - H 2 O 3 PCH 2 NHCH 2 COOH, according to example 2 - OEDP, according to example 3 - NTF. Used aqueous solutions (dispersions) of the components may optionally contain minor amounts of inert impurities. Inert impurities in this case are understood to be any random or specially added additives that do not affect the achievement of a technical result. One example may be a water miscible solvent, for example, isopropanol or acetone.
Определение противокоррозионной активности композиций проводили следующим образом. Стальную стружку погружали на 1-2 с в испытуемый раствор, высушивали и затем помещали на бумажный фильтр, постоянно смачиваемый 3%-ным раствором поваренной соли. Критерием коррозионной активности стали служило время до появления желтого окрашивания на поверхности фильтра. В случае стружки, смоченной 40%-ной фосфорной кислотой, такое окрашивание появлялось через 30-50 мин, при обработке Автопреобразователем ржавчины - через 1-2 дня, а при использовании для обработки растворов по примерам 1, 2 или 3 время до появления желтого окрашивания на фильтре превышало 60 суток. Аналогичные результаты получаются при обработке стружки, покрытой ржавчиной. The determination of the anticorrosive activity of the compositions was carried out as follows. Steel chips were immersed for 1-2 seconds in the test solution, dried and then placed on a paper filter, constantly wetted with 3% sodium chloride solution. The criterion for the corrosion activity of steel was the time until yellow staining appeared on the filter surface. In the case of chips moistened with 40% phosphoric acid, such staining appeared after 30-50 minutes, when treated with a rust auto-converter, after 1-2 days, and when used for processing solutions according to examples 1, 2 or 3, the time until yellow staining on the filter exceeded 60 days. Similar results are obtained when processing chips coated with rust.
При использовании на практике данный состав можно наносить на поверхность методом погружения в него изделия, путем распыления или кистевым нанесением. Его можно наносить как на свежий металл, так и на прокорродировавший или покрытый окалиной. Во всех случаях он обеспечивает образование на поверхности черных металлов высокоэффективной пленки конверсионного покрытия. Такая пленка по данным натурных испытаний в условиях умеренного климата способна полностью предотвращать коррозию стали в течение более чем года в условиях прямого воздействия атмосферных осадков, перепадов температур, обеспечивающих конденсацию воды на поверхности металлоизделия и других неблагоприятных факторов окружающей среды. Его можно использовать, например, для грунтования горячекатаных крупногабаритных металлоизделий, обеспечивающей их консервацию в течение срока транспортировки и монтажа, или для антикоррозионной обработки холоднокатанной стальной ленты взамен антикоррозионных смазок, требующих в отличие от предлагаемого состава, расконсервации перед последующим окрашиванием. Такая консервация обеспечивает сохранность металла при хранении на открытом воздухе на срок до 1 года в умеренном климате. When used in practice, this composition can be applied to the surface by immersion in the product, by spraying or brushing. It can be applied both to fresh metal and to corroded or scaled. In all cases, it ensures the formation of a highly effective conversion coating film on the surface of ferrous metals. According to field tests in a temperate climate, such a film is able to completely prevent steel corrosion for more than a year under direct exposure to atmospheric precipitation, temperature extremes, which provide condensation of water on the surface of the metal product and other adverse environmental factors. It can be used, for example, for priming hot-rolled large-sized metal products, ensuring their preservation during the period of transportation and installation, or for anti-corrosion treatment of cold-rolled steel tape instead of anticorrosive greases, which, unlike the proposed composition, require re-preservation before subsequent painting. This preservation ensures the safety of the metal when stored in the open air for up to 1 year in a temperate climate.
В быту данный состав обладает способностью устранять ржавчину с любых стальных изделий, консервировать дефекты на поверхности окрашенных изделий (например, на поверхности автомобиля), предотвращая образование вокруг них ореола ржавчины, очищает от ржавчины фаянс и керамику, позволяет проводить окрашивание заржавевших стальных конструкций, минуя трудоемкую стадию их очистки от ржавчины с помощью механической обработки. In everyday life, this composition has the ability to remove rust from any steel products, to preserve defects on the surface of painted products (for example, on the surface of a car), preventing the formation of a halo of rust around them, removes rust from faience and ceramics, and allows staining of rusted steel structures, bypassing labor-intensive the stage of their cleaning from rust using mechanical processing.
Ниже приведены примеры возможного использования состава, получившего торговую марку ЛИКФОР, не исчерпывающие, однако, всех возможностей его применения. The following are examples of the possible use of a composition that has received the LIKFOR trademark, but which do not exhaust all the possibilities of its use.
Пример 4. Использование состава для консервации металлоизделий. Example 4. The use of the composition for the conservation of metal products.
Состав по примеру 1 наносят на пластины из холоднокатанной стали 08 КП, имевшие налет ржавчины, кистью с расходом 100 г/м2.The composition according to example 1 is applied to a plate made of cold-rolled steel 08 KP, which had a rust coating, with a brush with a flow rate of 100 g / m 2 .
Подготовленные пластины подвергли климатическим испытаниям на открытом воздухе в атмосфере г. Москвы. The prepared plates were subjected to climatic tests in the open air in the atmosphere of Moscow.
После 1 года испытаний в условиях У-1 покрытие не имело следов ржавчины. After 1 year of testing under U-1 conditions, the coating showed no signs of rust.
Пример 5. Использование состава для подготовки поверхности под окрашивание. Example 5. The use of the composition to prepare the surface for staining.
Состав по примеру 1 наносят на пластины из стали 08 КП, имевшие налет ржавчины, кистью с расходом 50 г/м2, высушивают, промывают водопроводной водой, снова высушивают и наносят слой грунтовки ФЛ-03-к с расходом 150 г/м2, а затем два слоя эмали ХВ-16 с расходом 200 г/м2 на один слой с промежуточной сушкой слоев в течение 24 часов.The composition according to example 1 is applied to plates made of steel 08 KP, which had a rust coating, with a brush with a flow rate of 50 g / m 2 , dried, washed with tap water, dried again and applied a primer layer FL-03-k with a flow rate of 150 g / m 2 , and then two layers of enamel XB-16 with a flow rate of 200 g / m 2 per layer with intermediate drying of the layers for 24 hours.
Окрашенные пластины подвергли ускоренным климатическим испытаниям в соответствии с ГОСТ 9.074-84 (Метод А - имитация условий У-1 по ГОСТ 9.104.79). После 30 циклов испытаний покрытие не имело дефектов, что позволяет прогнозировать срок его службы в реальных условиях У-1 на уровне, превышающем 4 года. The painted plates were subjected to accelerated climatic tests in accordance with GOST 9.074-84 (Method A - simulation of U-1 conditions according to GOST 9.104.79). After 30 test cycles, the coating had no defects, which allows us to predict its service life in real conditions of U-1 at a level exceeding 4 years.
В отличие от известных преобразователей ржавчины, предлагаемый состав способен (возможно, за несколько приемов) преобразовывать в высококачественное конверсионное покрытие окалину и ржавчину практически любой толщины. Он демонстрирует избирательность. При взаимодействии с металлом, покрытым оксидами, он не затрагивает металл, на котором осаждается тонкая медная пленка, а растворяет только оксиды, превращающиеся в конверсионное покрытие черного цвета. Unlike the known rust converters, the proposed composition is capable (possibly in several steps) of converting scale and rust of almost any thickness into a high-quality conversion coating. He demonstrates selectivity. When interacting with a metal coated with oxides, it does not affect the metal on which a thin copper film is deposited, but dissolves only oxides that turn into a black conversion coating.
Такие свойства обеспечиваются за счет увеличенной скорости взаимодействия состава с оксидами. Скорость реакции состава ЛИКФОР с Fе2О3 при комнатной температуре и прочих равных условиях более чем в 10 раз превышает скорость взаимодействия с Fе2О3 наиболее активной 40%-ной фосфорной кислоты.Such properties are provided due to the increased rate of interaction of the composition with oxides. The reaction rate of the LIKFOR composition with Fe 2 O 3 at room temperature and other conditions being equal is more than 10 times the rate of interaction with Fe 2 O 3 of the most active 40% phosphoric acid.
Claims (1)
Фосфорная кислота - 25-45
Фосфорорганические комплексоны - 0,5-15
Цинк (в пересчете на окись цинка) - 1-15
Медь (в пересчете на окись меди) - 0,1-3
Гидрохинон - 0,01-5
от общего веса композиции.Composition for anticorrosive surface treatment of ferrous metals on a water basis, including phosphoric acid, copper and zinc, characterized in that it additionally contains hydroquinone and organophosphorus complexones in the following ratio of components, wt. %:
Phosphoric Acid - 25-45
Organophosphorus complexones - 0.5-15
Zinc (in terms of zinc oxide) - 1-15
Copper (in terms of copper oxide) - 0.1-3
Hydroquinone - 0.01-5
based on the total weight of the composition.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99127142A RU2190038C2 (en) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | Composition for anticorrosive treatment of ferrous metals' surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99127142A RU2190038C2 (en) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | Composition for anticorrosive treatment of ferrous metals' surfaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99127142A RU99127142A (en) | 2001-12-20 |
| RU2190038C2 true RU2190038C2 (en) | 2002-09-27 |
Family
ID=20228541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99127142A RU2190038C2 (en) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | Composition for anticorrosive treatment of ferrous metals' surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190038C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499851C1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-11-27 | Фёдор Фёдорович Чаусов | Corrosion protection coating on surface of steel, and its production method |
| RU2695717C2 (en) * | 2017-11-30 | 2019-07-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Method of applying protective anticorrosion coating on steel articles and reagent for carrying out said method |
| RU2740980C1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) | Rust converter |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2074611A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-04 | Pyrene Chemical Services Ltd | Phosphating Compositions |
| SU1562362A1 (en) * | 1987-02-12 | 1990-05-07 | Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов "Леннефтехим" | Composition for phosphate treatment of metal surfaces |
| US4950339A (en) * | 1988-02-03 | 1990-08-21 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process of forming phosphate coatings on metals |
| WO1993020259A1 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-14 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Nickel-free phosphatization process |
-
1999
- 1999-12-20 RU RU99127142A patent/RU2190038C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2074611A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-04 | Pyrene Chemical Services Ltd | Phosphating Compositions |
| SU1562362A1 (en) * | 1987-02-12 | 1990-05-07 | Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов "Леннефтехим" | Composition for phosphate treatment of metal surfaces |
| US4950339A (en) * | 1988-02-03 | 1990-08-21 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process of forming phosphate coatings on metals |
| WO1993020259A1 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-14 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Nickel-free phosphatization process |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499851C1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-11-27 | Фёдор Фёдорович Чаусов | Corrosion protection coating on surface of steel, and its production method |
| RU2695717C2 (en) * | 2017-11-30 | 2019-07-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Method of applying protective anticorrosion coating on steel articles and reagent for carrying out said method |
| RU2740980C1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) | Rust converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9347134B2 (en) | Corrosion resistant metallate compositions | |
| CA1332801C (en) | Chromium free treatment before coating metal surfaces | |
| JPH04293789A (en) | Method of coating steel with innoxious, inorganic and corrosion-resistant coating | |
| BR102017019549A2 (en) | METHOD OF ARRANGING A SUBSTRATE RESISTANT SYSTEM, CORROSION INHIBITOR SYSTEM DISPOSED IN A SUBSTRATE, AND CHEMICAL CONVERSION COATING SOLUTION | |
| US4381249A (en) | Rust removing and metal surface protecting composition | |
| US3957543A (en) | Method for rinsing a conversion coated metal surface | |
| EP0125025B1 (en) | Corrosion inhibition | |
| RU2190038C2 (en) | Composition for anticorrosive treatment of ferrous metals' surfaces | |
| AU1558399A (en) | "Corrosion protection of steel strips coated with zinc or zinc alloy" | |
| EP1556676A2 (en) | Chrome free final rinse for phosphated metal surfaces | |
| JP2994428B2 (en) | Composition for treating phosphate film and treatment method | |
| US5888315A (en) | Composition and process for forming an underpaint coating on metals | |
| EP0178850A1 (en) | Corrosion inhibitor | |
| RU2120495C1 (en) | Composition for treating metallic surface | |
| RU2070945C1 (en) | Composition for accelerated phosphating of metals | |
| RU2205896C1 (en) | Rust converter | |
| RU2241069C2 (en) | Composition for phosphatation of metallic surfaces | |
| CS247176B2 (en) | Metal coating agent | |
| Oki | Performance of Tannin/Glycerol-Chromate hybrid conversion coating on aluminium | |
| CA2214654A1 (en) | Composition and process for forming an underpaint coating on metals | |
| TW202428863A (en) | Method of pre-treating metallic substrates | |
| JPS5861279A (en) | Iron and steel treating composition and process | |
| US2784124A (en) | Method of coating ferrous metal surface and composition therefor | |
| EP4177317A1 (en) | Use of a corrosion inhibition composition and method for inhibition of corrosion of metals or metal alloys | |
| RU2263159C1 (en) | Cold-resistant rust converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091221 |