用于镀锌金属表面的官能化的基于胺的腐蚀抑制剂及其使用方法技术

用于抑制镀锌表面上白锈形成的组合物和方法。该组合物包括羟基取代的一元胺和多元胺、亚氨基衍生物和羟胺衍生物。可使用多种不同的方法或程序，包括与现有程序结合或开发新程序，将组合物引入到镀锌表面上，特别是在工业用水系统中的镀锌表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及抑制镀锌金属表面上的腐蚀。更具体地说，本专利技术涉 及一种用于抑制镀锌表面上白锈腐蚀的方法。本专利技术特别涉及在工业用水系统中使用官能化的基于胺的白锈腐蚀抑制化合物(amine-based white rust corrosion inhibiting compound)来抑制镀《争金属表面上的白4秀腐蚀。背景镀锌是化学上结合于金属(通常是铁或钢)表面的保护性锌镀层 (protective zinc coating )。锌镀层用于多种用途，并且通过在元件和环境 之间提供机械屏障对下面的金属提供某种程度的腐蚀防护，以及提供对腐 蚀的电化学耐受性。存在几种镀锌方法，如电镀、连续镀锌和热浸镀锌。 许多工业用水系统，如冷却水循环系统(此处有时称为"冷却塔")，具有 这种镀锌表面。所有类型的镀锌镀层的共同问题是"白锈(white rust)"，其自身呈现 为白色、蜡状、蓬松或粉状的非保护性和多孔沉积物，当镀锌表面暴露于 潮湿和/或湿环境时，白锈在该表面上迅速形成。白锈可对锌镀层产生相当 大的破坏，并且还对镀层的外观不利。如果任其不受抑制，白锈将继续腐 蚀受影响的镀锌表面，并且最终导致镀层的过早失效。由于镀锌表面上这 种非保护性的多孔沉积物，该表面未来的白锈形成不是"被动的，，，并且 可能迅速地继续腐蚀。日益流行的高i咸性、无pH控制的水处理程序已经导致更加频繁和严 重的白锈腐蚀问题，特别是在冷却塔应用中。如果在形成"碱式碳酸锌" 保护性屏障以前，新的冷却塔用pH超过8.0的水运转持续的一长段时间，则通常形成白锈。为了确保长的使用寿命，在初始运转或启动前，通常必 须使冷却塔中的镀锌表面"钝化，，或形成保护性屏障。合适的水处理和启 动程序也是重要的。钝化表面的一种方式是使锌镀层在冷却塔开始启动期 间发展出碱式碳酸锌的天然无孔表面。此天然化学屏障有助于防止或延緩 锌镀层在环境中以及在正常的冷却塔运转中进一步迅速腐蚀。这一碱式碳酸锌屏障被认为是碳酸锌/氢氧化锌化合物(如在由Cooling Tower Institute于1994年6月出片反的"Guidelines for Treatment of Galvanized Cooling Towers to Prevent White Dust"(处理镀《辛冷却;荅以防止 白锈的指引)中所讨论的)，该碱式碳酸锌屏障通常在用中性pH(即pH6.5 至8.0)水和中硬度水环境的初始冷却塔运转的八星期内形成。典型的溶质 含量范围将是作为碳酸氢盐碱度和约100ppmCaCO3硬度的100 ppm至 300 ppm的钩(CaC03)含量。保护性碳酸锌屏障的形成对冷却塔抵抗进 一步的腐蚀是重要的。缺乏屏障可引起严重的白锈形成，并且对冷却塔的 使用寿命具有显著的负面影响。白锈也是碳酸锌的一种形式，它具有与上述保护性碳酸锌屏障相比 较，不同的多孔结构、形成速率和密度。如果通过CaC03硬度测得的水的 硬度水平达到低于50ppm的水平(即，软水)， 一般引起锌腐蚀加速。水 中某些离子成分如硫酸盐、氯化物和硝酸盐的水平超过约250 ppm也可引 起锌腐蚀加速。因此，冷却塔的常规;险查联合对水化学的充分控制有助于 防止白锈形成。目前的白锈腐蚀防护程序包括预钝化冷却塔与支持钝化层寿命的持 续水化学管理的组合。在如上所述的碱式碳酸锌保护层之外，白锈防护包括无机磷酸盐的预处理和铬酸盐钝化。这种无机溶液具有有限的效力，并且由于对环境的关注，它们必然受到联邦和地方条例的反对。用于白锈防护的其它溶液包括使用选择性硫代氨基曱酸酯、有机磷化 合物和单宁来钝化表面。例如，美国专利第5,407,597号提供了包含有机 磷化合物、硫代氨基甲酸酯化合物和可溶性金属盐化合物的混合物的制 剂。这一制剂的组份作为组合使用，并且单独试验的这些成分通常不控制 白锈形成。美国专利第6,468,470 B1号中的制剂包含有机磷化合物、单宁化合物和可溶性金属盐的多组分体系。此外，在正常运转条件下，冷却塔具有大量的蒸发性水损失。结果，大量的"补充(make-up )，，水被引入通常含有离子物质的系统中，所述离 子物质诸如钙、镁、硫酸盐和氯化物。增大的碱度(例如，碳酸盐、碳酸 氢盐和氢氧离子)也可引起白锈腐蚀。特别地，碳酸盐碱度的积累以及伴 随的pH增加，产生理想的形成白锈环境。这种积累是白锈的主要诱因之 一。过量的阴离子和/或软水的存在，可通过例如与锌镀层反应以产生氢氧 化锌来加剧形成白锈的程度。作为冷却水循环系统的主要组分，杀生物剂对预防系统的藻类、细菌 和真菌污染是重要的。这些杀生物剂中的 一些有时作为副产物促进白锈形 成，因为它们与某些白锈抑制剂和/或与锌镀层进行化学反应。例如，次氯 酸钠(即漂白剂)是常见的杀生物剂并且具有高反应性。因为高pH水平也是导致形成白锈的因素，所以向冷却水加入足量的 游离酸，通常是硫酸，有助于防止白锈的形成。由于过量或溢出，这种游 离酸的添加产生了对处理游离酸的关注，并且还产生了酸本身对金属腐蚀 的可能性。以上描述的这些钝化或维护程序没有提供对白锈问题的完全解 决。因此，存在提供抑制白锈腐蚀的有效的和改进的组合物和方法的需要。概述因此，本专利技术提供新的基于胺的白锈腐蚀抑制化合物，它们能够在具 有镀锌金属表面的工业用水系统中显著抑制白锈形成。所述化合物包括式 2N-R1X-N2的那些化合物。R包括H、单羟基化烷基或多羟基化烷基。 Rl包括-、 1,2-氧化亚丙基、1,2-氧化亚乙基、聚 醚以及类似物，或其组合。R2包括H、烷基、烷基化羧酸酯(alkylated carboxylates )、烷基化磺酸酯(alkylated sulfonates )、单羟基化烷基或多羟 基化烷基。X是l至约20。本专利技术的方法包括将具有基于胺的白锈腐蚀抑制化合物的有效量的 腐蚀抑制组合物^ 1入到镀锌金属表面上以在该表面上形成屏障。在一个实施方案中，本方法进一步包括通过在一个或多个时间间隔后将有效量的腐 蚀抑制组合物再次^ 1入到镀锌金属表面上来覆盖该屏障。在一实施方案中，本专利技术提供抑制工业用水系统如冷却塔中腐蚀的方 法，该系统至少部分地充满水并且具有一个或多个镀锌金属表面。该方法包括调节工业用水系统中水以具有从约6.5至约8.2的pH，并且将包含一种或多种基于胺的白锈腐蚀抑制化合物的有效量的腐蚀抑制组合物S1入 到工业用水系统的水中。当系统在负载下或未在负载下时，可完成实施本方法。如果当引入腐 蚀抑制组合物时系统未在负载下，则在该引入后将系统中的水循环一时间 间隔以使基于胺的白锈腐蚀抑制化合物与系统的镀锌金属表面接触，以在 那些表面上形成屏障。在足够的时间间隔后，可以在任何合适的时间开启 无载系统或使之在负载之下。如果当引入腐蚀抑制组合物时系统在负载 下，则在该引入后系统在负载下运转一时间间隔以使基于胺的白锈腐蚀抑 制化合物与系统的镀锌金属表面接触，并在那些表面上形成屏障。在一方面中，本专利技术提供用于覆盖由基于胺的白锈抑制化合物形成的 屏障的方法。此方面包括当系统在负载下或未负载时覆盖该屏障。如果当 系统在负载下时覆盖该屏障，则该方法包括重新调节系统的pH到约6.5 至约8.2,并且将有效量的腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于胺的白锈腐蚀抑制化合物，其具有式［Ｒ］↓［２］Ｎ－Ｒ１↓［Ｘ］－Ｎ［Ｒ］↓［２］；其中Ｒ包括Ｈ、单羟基化烷基或多羟基化烷基；Ｒ１包括－［ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－Ｎ（Ｒ２）－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］］、１，２－氧化亚丙基、１，２－氧化亚乙基、聚醚或其组合；Ｒ２包括Ｈ、烷基、烷基化羧酸酯、烷基化磺酸酯、单羟基化烷基或多羟基化烷基；并且Ｘ是１至约２０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：司瑞坎斯S基达姆拜，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]