碳酸季銨和碳酸氫季銨作為防腐蝕劑的用途，抑制腐蝕的方法和使用該防腐蝕劑的防腐 ...的制作方法
【專利摘要】公開作為防腐蝕劑的碳酸季銨、碳酸氫季銨和它們的混合物。本發(fā)明涉及施用含一種或多種碳酸季銨或碳酸氫季銨的組合物來抑制金屬表面腐蝕的方法。公開的內(nèi)容涉及用于金屬基材的含這些化合物的防腐蝕涂料，具有這些防腐蝕涂料的金屬基材，還涉及含這些化合物的清潔用水溶液。
【專利說明】碳酸季銨和碳酸氫季銨作為防腐蝕劑的用途，抑制腐蝕的方法和使用該防腐蝕劑的防腐蝕劑涂料
[0001] 本發(fā)明是申請(qǐng)日為2004年5月27日的申請(qǐng)?zhí)枮?00480014534.4、標(biāo)題為“碳酸季銨和碳酸氫季銨作為防腐蝕劑的用途，抑制腐蝕的方法和使用該防腐蝕劑的防腐蝕劑涂料”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案，要求2003年5月28日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)60/474081的優(yōu)先權(quán)。
[0002]本發(fā)明涉及碳酸季銨和碳酸氫季銨作為防腐蝕劑的用途。
[0003]在金屬表面與水接觸的過程中，無論是液態(tài)水還是濕空氣，始終存在腐蝕的危險(xiǎn)性。特別當(dāng)金屬本身易于腐蝕并且沒有涂敷時(shí)尤其存在這種危險(xiǎn)性。
[0004]發(fā)現(xiàn)易于腐蝕的金屬的例子有由鐵合金制成的壓制金屬汽車部件、磨損表面如機(jī)械加工的鋼部件、以及由鑄鐵制成的機(jī)器部件。雖然許多年來已對(duì)腐蝕抑制劑(或防腐蝕劑)有所了解，但大多數(shù)還不充分。一個(gè)關(guān)鍵的不足因素是防腐蝕劑的水溶性。大多數(shù)腐蝕抑制劑是由長(zhǎng)鏈脂肪酸和其衍生物制備，水溶性普遍較差。尤其在金屬表面與水和油都接觸時(shí)問題更突出，如在油和氣體生產(chǎn)、石油加工以及金屬工件的應(yīng)用中。
[0005]石油化工加工本身對(duì)腐蝕抑制劑有寬范圍的要求，包括冷卻系統(tǒng)、精制系統(tǒng)、管道、蒸汽發(fā)生器和油或氣體發(fā)生裝置。
[0006]為降低金屬(如金屬容器、設(shè)備的金屬部件、設(shè)備表面、管道和儲(chǔ)存流體用的設(shè)備)，尤其是含鐵的那些金屬的腐蝕速率，通常在與這些金屬接觸的流體中加入腐蝕抑制劑。流體可以是氣體、漿料或液體。
[0007]近年來，由于涉及到揮發(fā)性有機(jī)碳(VOCs)，用來清潔金屬個(gè)金屬部件的傳統(tǒng)溶劑如溶劑油和煤油已被含水制劑替代。對(duì)這種清潔金屬部件用的水基制劑的動(dòng)向并不是沒有問題。水不能輕易地溶解油脂或油性殘余物，而且水本身能明顯增加金屬部件本身的腐蝕。此外，這些增加通常以微乳液使用，在清潔過程中微乳液需要使用額外的表面活性劑進(jìn)行穩(wěn)定。嗎啉被經(jīng)常用于這些清潔制劑，提供腐蝕防護(hù)。然而，嗎啉幾乎沒有清潔作用，并且不能穩(wěn)定微乳液，因?yàn)閱徇⒉皇且环N優(yōu)良的表面活性劑。此外，嗎啉是一種被管制的產(chǎn)品，因?yàn)榭捎脕碇苽溥`法藥品。
[0008]已發(fā)現(xiàn)季銨化合物有限地用作腐蝕抑制劑。U.S.專利N0.6，521，028公開使用在丙二醇或丙二醇醚溶劑中的特定吡啶鎗和喹啉鎗鹽作為腐蝕抑制劑。
[0009]U.S.專利N0.6，080, 789和6，297，285公開使用碳酸季銨作為消毒劑。
[0010]U.S.專利N0.4，792，417公開一種組合物，用于抑制不銹鋼與含有氯離子和任選亞銅離子的水溶液和/或極性有機(jī)溶液接觸時(shí)的脅強(qiáng)腐蝕。該組合物包含特定烷基碳酸季銨或芐基碳酸季銨的水溶液或極性有機(jī)溶液。
[0011]仍需要對(duì)金屬表面具有良好親合力并且是水溶和油溶的腐蝕抑制劑。此外，還需要能提高清潔能力和表面活性劑能力的新型腐蝕抑制劑。還能對(duì)完成的制劑提供抗菌保護(hù)的腐蝕抑制劑特別有利。
[0012]目前，已發(fā)現(xiàn)碳酸季銨和碳酸氫季銨能抑制金屬腐蝕。
[0013]本發(fā)明涉及施用(或沉積)抑制腐蝕有效量的一種組合物來抑制金屬表面腐蝕的方法，所述組合物包含:(a)至少一種碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物；和(b)任選的溶劑。這種方法對(duì)油田井下應(yīng)用和金屬加工特別有用。
[0014]另一個(gè)實(shí)施方式是用于金屬基材的防腐蝕涂層。這種涂層包含至少一種碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物，以及涂布材料。通常，將碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物分散在涂布材料中。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述涂料還具有抗菌效果。該涂料包含殺菌有效量的防腐蝕的碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物，或不同的抗菌劑。
[0015]另一個(gè)實(shí)施方式是表面具有本發(fā)明防腐蝕涂層的金屬基材。
[0016]另一個(gè)實(shí)施方式是包含抑制腐蝕有效量的至少一種碳酸季銨、碳酸氫鹽或它們的混合物的水溶液作為防腐蝕清潔溶液的用途。該清除水溶液可以是水基金屬清潔劑。
[0017]另一個(gè)實(shí)施方式是包含抑制腐蝕有效量的至少一種碳酸季銨、碳酸氫鹽或它們的混合物的水溶液或非水溶液作為防腐蝕金屬加工流體的用途。
[0018]另一個(gè)實(shí)施方式是包含抑制腐蝕有效量的至少一種碳酸季銨、碳酸氫鹽或它們的混合物的水溶液或非水溶液作為粉末冶金中的腐蝕抑制劑的用途。
[0019]腐蝕抑制劑組合物
[0020]本發(fā)明涉及抑制金屬基材的腐蝕。在此，術(shù)語(yǔ)“抑制腐蝕”包括但不限于，防止或降低在金屬暴露于水或空氣，或同時(shí)暴露于隨和空氣時(shí)金屬表面的氧化速度。金屬氧化是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)，通常導(dǎo)致金屬?gòu)谋砻鎿p失或氧化產(chǎn)物在金屬表面積累。在此，術(shù)語(yǔ)“金屬”包括但不限于:鋼、鑄鐵、鋁、金屬合金和它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬基材是氣溶膠罐。
[0021]對(duì)本發(fā)明有用的碳酸季銨包括但不限于具有下面化學(xué)式的那些:
【權(quán)利要求】
1.一種抑制金屬基材腐蝕的方法，該方法包括使所述基材與一種組合物接觸的步驟，該組合物包含: (a)至少一種選自碳酸季銨、碳酸氫季銨和它們的化合物的季銨化合物； (b)任選地溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸季銨具有下面化學(xué)式:

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸氫季銨具有下面化學(xué)式:


4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，R1和R2是相同的C1J烷基。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，R1和R2是Cltl烷基。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，R1和R2是正-Cltl烷基。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳酸季銨是碳酸二癸基二甲基季銨，所述碳酸氫季銨是碳酸氫二癸基二甲基季銨。
8.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，R1是甲基。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，R1和R2是甲基。
10.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，R1是芐基或苯乙基。
11.如權(quán)利要求ι-?ο中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組合物還包含選自下列的表面活性劑:氧化胺、直鏈醇乙氧基化物、仲醇乙氧基化物、乙氧基化醚、甜菜堿、含6-22個(gè)碳原子的脂肪酸、含6-22個(gè)碳原子的脂肪酸的鹽，以及它們的混合物。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，表面活性劑是壬基苯酚乙氧基化物。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,金屬基材處于油環(huán)境中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述油環(huán)境包含石油蒸餾物。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，石油蒸餾物選自:煤油、石油溶劑、烴餾份，以及它們的混合物。
16.如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組合物還包含至少一種選自下列的組分:增效助劑、著色劑、香料和芳香劑。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，金屬基材選自:鋼、鑄鐵、鋁、金屬合金，以及它們的組合。
18.一種用于金屬基材的防腐蝕涂料，包含: (a)至少一種碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物； (b)涂布材料。
19.如權(quán)利要求18所述的防腐蝕涂料，其特征在于，碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物分散在涂布材料中。
20.一種金屬基材，在其至少一個(gè)表面上具有權(quán)利要求18所述的防腐蝕涂料。
21.—種包含至少一種碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物的水溶液或非水溶液的用途，用作防腐蝕清潔溶液。
22.—種包含至少一種碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物的水溶液或非水溶液的用途，用作金屬加工的防腐蝕流體。
23.—種包含至少一種碳酸季銨、碳酸氫季銨或它們的混合物的水溶液或非水溶液的用途，在粉末冶金中用作腐蝕抑制劑。
【文檔編號(hào)】C11D3/10GK103643231SQ201310455214
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2003年5月28日
【發(fā)明者】M·Y·江, L·K·霍爾, J·金勒, J·W·謝布萊恩 申請(qǐng)人:隆薩股份有限公司