способ ингибирования коррозии и роста трещин металлов, ингибирующая композиция и жидкая полимерная композиция

Формула изобретения

1. Способ ингибирования коррозии и роста трещин металлов, подвергнутых воздействию водно-солевой среды, включающий нанесение на металлическую поверхность эффективного количества ингибирующей коррозию и рост трещин композиции, отличающийся тем, что композиция содержит по крайней мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей молибдат церия, водорастворимую аммонийную соль фосфорной кислоты, ортофосфористой или гипофосфористой кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металл алюминий.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что молибдат церия или водорастворимую аммонийную соль фосфорной кислоты, ортофосфористой или гипофосфористой кислоты смешивают с отверждаемым полимером до применения композиции.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что количество молибдата церия, смешанного с эластомерным отверждаемым полимером, составляет 0,1 10,0 мас.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что наносят на поверхность металла композицию, для получения которой молибдат церия смешивают с хлоридом цинка и жидким полимером, отверждаемым до эластомера.

6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что соотношение молибдата церия и хлорида цинка составляет 0,5 2,0 2,0 0,5.

7. Способ по пп.1, 3 6, отличающийся тем, что композицию наносят на поверхности по крайней мере двух металлов, которые несходны и соединены между собой.

8. Способ по пп.1 7, отличающийся тем, что аммонийную соль выбирают из группы, содержащей ортофосфат и фосфит аммония.

9. Способ по пп.1 7, отличающийся тем, что аммонийная соль - дигидрофосфат или гипофосфит аммония.

10. Способ по пп.1 9, отличающийся тем, что соотношение молибдата церия и аммонийной соли составляет 0,5 2,0 2,0 0,5.

11. Способ по пп.1, 5 10, отличающийся тем, что соотношение молибдата церия и аммонийной соли и хлорида цинка составляет 0,5 2,0 2,0 2,0 0,5 0,5.

12. Способ по пп.1, 3 11, отличающийся тем, что жидкий полимер выбирают из группы, содержащей полисульфид, полиуретан, политиоэфир.

13. Способ по пп.1, 3 12, отличающийся тем, что жидкий полимер отверждают до эластомера и оканчивают меркаптаном.

14. Способ по пп.1 13, отличающийся тем, что жидкий полимер содержит отверждающее эффективное количество катализатора щелочного катализатора окисления, а именно щелочного диоксида марганца.

15. Ингибирующая композиция, содержащая ингибирующие коррозию вещества, отличающаяся тем, что в качестве ингибирующих коррозию веществ она содержит молибдат церия и по крайней мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей растворимую в воде аммонийную соль фосфорной кислоты, ортофосфористой или гипофосфористой кислоты.

16. Композиция по п.15, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорид цинка.

17. Композиция по пп.15 и 16, отличающаяся тем, что соотношение молибдата церия, аммонийной соли и хлорида цинка составляет 0,5 2,0 2,0 2,0 0,5 0,5.

18. Композиция по п.15, отличающаяся тем, что она содержит основное количество жидкого полимера, оканчивающегося меркаптаном и выбранного из группы, содержащей полисульфид, полиуретан, полиоэфир, полиэфир, и отверждаемого до твердого эластомера.

19. Композиция по пп.15 18, отличающаяся тем, что она содержит отверждающее эффективное количество катализатора щелочного катализатора окисления, а именно щелочного диоксида марганца.

20. Жидкая полимерная композиция, содержащая отверждаемый до твердого жидкий полимер, отличающаяся тем, что жидкий полимер выбирают из группы, содержащей полисульфид, политиоэфир и полиэфир, при этом жидкий полимер содержит ингибирующее коррозию эффективное количество по крайней мере одной водорастворимой аммонийной соли фосфорной кислоты, или орто-, или гипофосфорной кислоты.

21. Композиция по п.20, отличающаяся тем, что жидкий полимер оканчивается меркаптаном.

22. Композиция по пп.20 и 21, отличающаяся тем, что композиция содержит отверждающее эффективное количество щелочного катализатора окисления, а именно щелочной диоксид марганца.

Приоритет по пунктам:

30.08.90 по пп.1 18.

23.10.89 по пп.19 21.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к композициям и способам для ингибирования коррозии и/или роста трещин металлов, когда они подвергаются воздействию водных растворов солей, которые часто присутствуют в окружающей среде (например, водные растворы NaCl). Способы настоящего изобретения включают нанесение на металлические поверхности (например, в качестве покрытия) ингибирующей коррозию и/или рост трещин композиции, которая находится предпочтительно в форме полимерной покрывающей и/или уплотняющей композиции (например, полиамиды, акриловые смолы, эпоксидные смолы и так далее) и более предпочтительно жидкой полимерной композиции, отверждаемой до твердого тела типа эластомера. Такие эластомерные полимерные композиции включают полисульфиды, политиоэфиры, полиуретаны и полиэфиры. В частности, предпочтительными являются оканчивающиеся меркаптаном полимеры, а именно полимер, отверждаемые до твердых эластомеров.

Настоящее изобретение особенно пригодно для ингибирования коррозии по крайней мере двух металлических частей, которые имеют соединение или пространство между ними, образованные противоположными матируемыми поверхностями указанных металлических частей, которые скреплены вместе. В попытке предотвратить коррозию металлических частей соединение или пространство, образованное поверхностью раздела между указанными металлическими частями (особенно алюминий и/или алюминиевый сплав), часто заполняют жидким полимером, который затем отверждают до эластомерного твердого тела, который помогает препятствовать водным растворам соли, также как и кислороду, приходить в контактирование со спаренным поверхностями металлов, которые соединены. Проблема коррозии алюминия (включая алюминиевые сплавы) является важной проблемой, в частности, в случае самолетов и кораблей, так как металлы, из которых сделаны самолеты и/или корабли, часто составляют ряд металлов (включая алюминий и/или алюминиевые сплавы), которые являются несходными. С несходными металлами коррозия является особенно важной проблемой. Например, в случае самолета алюминий и/или алюминиевые сплавы скрепляют вместе заклепками, имеющими поверхность кадмия, никеля, нержавеющей стали, титана и так далее. Как отмечалось, это вызывает серьезные проблемы коррозии, когда пространства или соединения между такими заклепками и панелями подвергаются воздействию водных растворов солей, особенно в присутствии кислорода. То же самое одинаково справедливо для кораблей, которые имеют надстройки из алюминия или алюминиевого сплава, присоединенные к стальным корпусам.

В прошлом, исключение водных растворов солей, электрической изоляции и расходуемых анодов между несходными металлами были простейшие средства, примененные, чтобы контролировать коррозию таких металлов. Большие напряжения и перемещения конструкций как самолетов, так и кораблей, сделали использование эластомерных уплотнителей и/или покрытий предпочтительными веществами для того, чтобы исключить водные растворы солей и обеспечить структурную подвижность. На практике, однако, многие поверхности раздела металлических конструкций, уплотненных или покрытых эластомерами, становятся постоянно загрязненными водными растворами солей, которые серьезно воздействуют и ослабляют структурные компоненты посредством коррозии и/или роста трещин металлов.

В направлении этой проблемы (патенты США N 3730937; N 3841896) используют токсичные хроматы в качестве веществ, ингибирующих коррозию. Хотя ингибирующие коррозию хроматы, содержащие полисульфидные покрытия и уплотнители, которые описаны в этих патентах, ингибировали коррозию отслоения крепежных отверстий, а также и коррозию соединительных поверхностей смежных наружных панелей, тем самым значительно расширяя эксплуатационный срок службы металлических конструкций, например, самолетов и тому подобных; возникают трудности в размещении содержащих токсичные хроматы отбросов, связанных с такими ингибирующими коррозию веществами.

Из-за проблемы токсичности хроматов были исследованы вещества, уменьшающие коррозию металлов, включающие нитрат натрия, молибдат натрия и метасиликат натрия. Однако, чтобы достигнуть того же самого уровня ингибирования коррозии, который обеспечивается посредством содержащих хроматы покрытий и уплотнителей, приблизительно в пять раз больше нетоксичного ингибирующего вещества необходимо добавить в вещество уплотнителя. Кроме того, когда композиции, содержащие эти нетоксичные ингибирующие коррозию вещества, добавляют, например, в полисульфидные уплотнители, они воздействуют противоположным образом на скорость отверждения полисульфидного вещества уплотнителя, приводя или к неприемлемому ускорению или замедлению отверждения. Хотя заключение в капсулу этих ингибирующих веществ предлагалось как решение проблемы отверждения, этот способ является как дорогим, так и расточительным по времени.

Как было отмечено, в добавление к коррозии, металлические конструкции, которые циклически находятся под напряжением, как например, самолеты, пароходы и тому подобное, страдают от связанного с окружающей средой усталостного растрескивания. Например, скорость усталостного растрескивания алюминия высокой прочности в среде соль-вода более, чем в два раза выше испытанной в сухой пустынеобразной среде. Связанное с окружающей средой повышенное усталостное растрескивание является, по существу, явлением водородной хрупкости и может быть отнесено к коррозионному процессу. Когда вода реагирует с металлом таким, как алюминий, продуктами коррозии являются гидроксид алюминия и водород. В состоянии усталостного растрескивания возникающий атомарный водород мигрирует к зонам максимального напряжения при вершинах трещин и, благодаря своему физическому присутствию, уменьшает силу, требуемую, чтобы разорвать гранулы. Исследование показало, что лучшие ингибиторы коррозии, такие, как хроматы, имеют малое влияние на скорость усталостного растрескивания металлов таких, как алюминиевые сплавы. Иногда растрескивание инициируется.

Соответственно, настоящее изобретение относится к ингибирующим коррозию и/или рост трещин композициям, которые являются по существу нетоксичным для окружающей среды, а также нереагирующими с полимерными покрытиями и уплотнителями, в частности к эластомерным веществам так, чтобы исключить вредные воздействия ускорения или замедления скорости отверждения эластомерного полимера. Ингибирующие коррозию и рост трещин композиции настоящего изобретения есть 1) смесь молибдата церия и, по крайней мере, одной аммониевой соли фосфорной кислоты (орто-, мета- или гипофосфорной кислоты) или орто- или гипофосфористой кислоты (позднее иногда названные аммониевыми солями фосфорной или фосфористой кислоты, 2) молибдат церия, или 3) одна или более аммониевые соли фосфорной или фосфористой кислоты.

Смесь молибдата церия и по крайней мере одной из аммониевых солей фосфорной или фосфористой кислоты, может быть нанесена на металл непосредственно, но предпочтительно смешана с жидкой полимерной композицией, отверждаемой до покрытия или уплотнителя (позднее иногда названная как композиция: молибдат церия, аммониевая соль, жидкий полимер), которую затем наносят непосредственно на металл, который необходимо защитить. Более предпочтительно эту ингибирующую коррозию и/или рост трещин композицию настоящего изобретения включают в жидкий полимер, отверждаемый в твердый эластомер (позднее иногда названная как композиция: молибдат церия, аммониевая соль, жидкий полимер эластомер), который затем наносят на металл и композицию жидкий полимер эластомер отверждают до твердого эластомера.

Аналогичным образом ингибирующая коррозию и/или рост трещин композиция из молибдата церия может быть, по существу нанесена на металл, который необходимо защитить. Но предпочтительно, молибдат церия сначала смешивают с жидким полимером, который отверждают до уплотнителя или покрытия (позднее иногда названная как композиция: молибдат церия, жидкий полимер). Более предпочтительно молибдат церия включают в жидкий полимер, который отверждают в твердый эластомер (иногда позднее названный как композиция 8 молибдат церия жидкий эластомер). Композицию молибдат церия жидкий эластомер наносят на металл и композицию отверждают до эластомерного твердого вещества.

Как отмечено выше ингибирующие коррозию и/или рост трещин композиции настоящего изобретения: аммониевые соли фосфорной или фосфористой кислоты могут быть нанесены непосредственно на металл, который необходимо защитить, но является предпочтительным, если указанные аммониевые соли сначала смешивают с жидким полимером, который отверждают до уплотнения или покрытия (позднее иногда названные как композиция аммониевая соль жидкий полимер), и затем указанную композицию аммониевая соль, полимер наносят на металл, и жидкую полимерную композицию отверждают до уплотнителя или покрытия. Более предпочтительно, аммониевые соли фосфорной или фосфористой кислоты включают в жидкую полимерную композицию, отверждаемую в твердый эластомер (позднее названную как композиция аммониевая соль жидкий полимер эластомер), которую наносят на металл, и композицию отверждают до твердой эластомерной композиции.

В настоящее время полагают, что ингибирующий эффект композиций настоящего изобретения усиливается при добавлении хлорида цинка в них. Это достигается путем образования относительно гомогенной смеси хлорида цинка с ингибирующими композициями настоящего изобретения, особенно композициями (1) и (2).

Композиции и способы настоящего изобретения особенно полезны в предотвращении коррозионного разрушения алюминия и сплавов посредством нанесения указанных композиций на их поверхность.

Указанные композиции и способы еще более полезны в защите поверхностей раздела алюминия или алюминиевых сплавов и несходных металлов, соединенных вместе или связанных к тому же. Это может быть достигнуто посредством заполнения промежутков между поверхностями раздела одной или более жидкими полимерными композициями настоящего изобретения (особенно жидкими эластомерными полимерными композициями) и отверждения жидкого полимера до твердого тела. В последнем случае образуется твердый уплотнитель или покрытие (предпочтительно эластомерный уплотнитель или покрытие) между поверхностями двух несходных металлов. Это доводит до минимума гальваническое взаимодействие между, например алюминием и покрытыми кадмием стальными зажимами, соединение, часто обнаруженное в современных самолетах.

При использовании одной или более аммониевых солей фосфорной кислоты и/или фосфористой кислоты, включая смесь указанных аммониевых солей с молибдатом церия, является неожиданным то, что указанные аммониевые соли обеспечивают такое эффективное ингибирование коррозии в виду того факта (патент США N 4212793), что различные щелочные соли фосфорной кислоты и фосфористой кислоты при добавлении к поли (арилен сульфид) смоле предотвращают коррозию формы, использованной при формировании смолы, причем указанная коррозия имеет место благодаря контактированию формы с диоксидом серы. Было найдено, что растворимые в воде соли (гипофосфит натрия и триортофосфат натрия) не имеют никакого значительного эффекта при включении в эластомеры в предотвращении коррозии металлов, таких, как алюминий и/или алюминиевые сплавы благодаря выдержке в водных растворах солей.

Аммониевые соли, которые как было найдено, особенно эффективны или сами по себе, или в смеси, содержащей молибдат церия и/или хлорид цинка, есть аммониевые соли ортофосфорной кислоты и гипофосфористой кислоты. Предпочтительными аммониевыми солями являются гипофосфит аммония и дигидрофосфат аммония, включая их смеси. В настоящее время полагают, что включение этих аммониевых солей в жидкий полимер, который предпочтительно отверждают в эластомерное твердое тело при контактировании с металлической частью или частями, будут смягчать образование раковин и коррозию, особенно щелевую коррозию таких металлических частей, а также ингибирование роста трещин. Полагают, что настоящее изобретение будет очень полезно в предотвращении образования раковин, коррозии и растрескивания алюминия (включая алюминиевые сплавы), даже когда указанные поверхности скреплены или спарены вместе посредством зажима, такого как заклепка, сделанного из несходного металла, например титана. Кроме того, композиции настоящего изобретения доводят до минимума гальваническое взаимодействие между алюминием и креплениями, сделанными из титана и покрытой кадмием стали.

В настоящее время предпочтительными жидкими полимерами являются полисульфиды, полиуретаны, политиоэфиры и полиэфиры, и особенно, предпочтительными жидким полимерами являются полимеры, которые оканчиваются меркаптаном.

Настоящее изобретение особенно выгодно в эластомерных полимерах, которые отверждают, используя щелочной катализатор окисления. Например, большинство полимеров, оканчивающихся меркаптаном, отверждают с помощью катализатора окисления, которым является щелочь сама по себе, или посредством добавления щелочного вещества, такого как гидрооксид натрия. Для того, чтобы осуществить отверждение таких полимеров, используя большинство катализаторов окисления, отверждение должно быть осуществлено в щелочной среде, то есть pH должно быть больше, чем 7.

Катализаторы окисления, пригодные для отверждения оканчивающих меркаптаном полимеров настоящего изобретения, включают органические и неорганические пероксиды (например, пероксид кальция) и оксиды, такие как диоксид марганца. В случае диоксида марганца, незначительное количество (от около 0,5 до около 3 массовых процента) гидрооксида натрия добавляют, чтобы сделать катализатор эффективным. Особенно неожиданным является то, что аммониевые соли настоящего изобретения достигают таких отличных результатов, так как можно было бы ожидать, что гидроксид натрия, присутствующий в катализаторе диоксиде марганца, будет превращать аммониевые соли в соответствующие натриевые соли, которые, как было показано, были относительно неэффективны в уменьшении коррозии и/или ингибировании усталостного роста трещин металлических частей, когда их выдерживают в водных растворах солей.

Как отмечалось выше, ингибирующие коррозию и рост трещин вещества настоящего изобретения имеют относительно низкую токсичность и, что так же важно, не воздействуют отрицательно на отверждаемые свойства жидких полимеров, особенно эластомерных жидких полимеров, которые образуют часть покрывающих и уплотняющих композиций настоящего изобретения.

В широчайшем смысле настоящее изобретение относится к ингибирующим коррозию и/или рост трещин композициям, которые по существу являются нетоксичными для окружающей среды, а также нереакционны по отношению к эластичным, отверждаемым веществам, чтобы не воздействовать на скорость отверждения эластомерного вещества. Ингибирующие коррозию и/или рост трещин композиции настоящего изобретения есть 1) смесь молибдата церия и по крайней мере одной аммониевой соли фосфорной кислоты (орто-, мета- или гипофосфорной кислоты) или орто- или гипофосфористой кислоты, (2) молибдат церия или (3) одна или более аммониевых солей фосфорной или фосфористой кислоты.

Молибдат церия может быть получен взаимодействием нитрата церия и молибдата натрия в приблизительно стехиометрическом отношении или приблизительно 1 и 1 по массе, так, чтобы обеспечить незначительный избыток нитрата церия. Реакция есть следующая: 3Na₂MoO₄2H₂O2Ce(NO₃)₃6H₂O ->> ->> Ce₂(MoO₄)₃+NaNO₃+18H₂O.

Реакцию выполняют посредством растворения нитрата церия и молибдата натрия в подходящем водном растворителе, таком как, например, дистиллированная вода. Предпочтительно как раз достаточное количество растворителя используют, чтобы растворить нитрат церия и молибдат натрия. Вещества затем соединяют в приблизительно стехиометрическом отношении, чтобы получить желтый осадок, который есть молибдат церия. Молибдат церия может быть отделен от нитрата натрия любым подходящим способом, таким как фильтрование. Однако нет необходимости разделять два продукта реакции и они могут быть использованы вместе без вредного воздействия. Кроме того, молибдат натрия сам по себе или смесь молибдата церия и нитрата натрия могут быть смешаны с аммониевыми солями фосфорной кислоты или фосфористой кислоты этого изобретения. Однако необходимо отметить, что, когда части по массе используют, рассчитывают на молибдат церия сам по себе, а не на смесь молибдата церия и нитрата натрия.

Молибдат церия или смесь молибдат церия аммониевая соль предпочтительно добавляют к жидкой полимерной композиции, которую затем отверждают до композиции твердого уплотнителя или покрытия и более предпочтительно указанный молибдат церия и/или смесь молибдат церия аммониевая соль добавляют к жидкому полимеру, который отверждает до твердого эластомера.

Как уже было отмечено выше, в более предпочтительном признаке настоящего изобретения хлорид цинка используют в сочетании с композициями настоящего изобретения.

Кода молибдат церия используют сам по себе или добавляют к жидкой полимерной композиции, достаточное количество молибдата церия добавляют, чтобы обеспечить ингибирование коррозии и/или рост трещин в металлах, таких как алюминий. Количество, необходимое, чтобы достичь желаемый результат, может меняться в зависимости от данного полимера, но это легко определяется специалистом в данной области техники, следуя указаниям настоящего изобретения. Количество молибдата церия, смешанного с жидкой полимерной композицией, будет от около 0,01 массового процента (например, 0,02 или 0,03 мас.) вплоть до 10 мас. причем предпочтительное количество будет от около 1 до около 5 мас.

Когда молибдат церия смешивают с аммониевым солями настоящего изобретения, количество полученной смеси, добавленной к полимерной композиции, то же самое, как количество молибдата церия самого по себе, добавленного к указанной жидкой полимерной композиции, то есть от около 0,01 до около 14 мас. (например, между около 0,01 до около 10 мас.) и, предпочтительно, от около 1 до около 5 мас.

Массовое отношение молибдата церия к аммониевой соли будет различаться, но, вообще говоря, массовое отношение будет между около 0,5:2 и 2:0,5.

Добавление аммониевых солей фосфорной или фосфористой кислоты настоящего изобретения к жидкому полимеру, отверждаемому до уплотнения или покрытия, и более предпочтительно, к жидкому полимеру, отверждаемому до эластомерного твердого тела, как полагают, ингибирует коррозионную стойкость и/или рост трещин металлических частей, покрытых или уплотненных такими жидкими полимерными композициями. Точнее, добавление одной или более аммониевых солей фосфорной или фосфористой кислоты к жидкому полимеру исключает точечную коррозию и неустойчивое растворение частей из алюминия или алюминиевого сплава, спаренных с покрытием кадмием стальными, из нержавеющей стали или титановыми зажимами, когда такие части и зажимы покрыты и/или уплотнены жидкими полимерными композициями настоящего изобретения, и такие композиции отверждают до твердого тела, предпочтительно до твердого эластомера.

Количество аммониевых солей фосфорной или фосфористой кислоты, добавленное к жидким полимерам настоящего изобретения, может различаться. Например, вообще, количество аммониевых солей фосфорной или фосфористой кислоты, добавленное к жидкому полимеру, между около 1 и около 20 мас. (основанными на массе жидкого полимера), с предпочтительными количествами, находящимися между около 3 мас. и около 14 мас.

Когда хлорид цинка включают в композиции настоящего изобретения, количество хлорида цинка, добавленного или к молибдату церия, или к смеси молибдата церия и аммониевых солей, будет основываться на массе молибдата церия и может широко различаться. Например, массовое отношение молибдата церия к хлориду цинка может быть от около 0,5:2 до 2:0,5.

Когда хлорид цинка добавляют к композициям с аммониевой солью настоящего изобретения, количество может также широко различаться, хотя массовое отношение молибдата церия к аммониевой соли фосфорной кислоты или фосфористой кислоты будет от около 0,5:2 до 2:0,5.

Как было отмечено выше, особенно предпочтительные полимеры есть полисульфиды, полиэфиры, политиоэфиры и полиуретаны, особенно полимеры, которые оканчиваются меркаптаном и отверждаются в присутствии щелочного катализатора окисления такого, как диоксид марганца, пероксид кальция и так далее.

Посредством полисульфидов мы обозначаем полимеры, имеющие дисульфидные связи, ряд которых имеется в промышленности под названием Тиокол полисульфиды, как, например, полисульфиды и полисульфиды, оканчивающиеся меркаптаном. Полиуретановые полимеры, используемые в настоящем изобретении, хорошо известны в технике.

Аналогично, политиоэфирные полимеры также известны в технике и известны оканчивающиеся меркартаном политиоэфиры.

Молибдат церия нитрат натрия смесь, представленная на фиг.3, в количестве 1 мас. была добавлена к полисульфидному уплотнителю (Mil-S-8802 A2) в то же самое время, как был добавлен диоксид марганца катализатор. Скорость отверждения, которая была определена посредством измерений вязкости в течение периода отверждения, была фактически идентична скорости контрольной серии уплотнителя, которая не содержала ингибитора.

В другом опыте следующая табл.1 представляет качество ингибиторов настоящего изобретения в замедлении роста усталостных трещин. Образцы с усталостью по центральным трещинам 7075-Т6 алюминия, четыре дюйма в ширину, 0,1 дюйма толщиной и 16 дюймов в длину, были использованы. Специальная аппаратура была разработана для подвергания трещин воздействию жидкостей, которые имеют тот же самый состав, что и влага, которая диффундировала через пленку полисульфидного уплотнителя. Полисульфидные уплотнители были смешаны с катализатором диоксидом марганца и нанесены на нижнюю половину 4-дюймовых чашек Петри, чтобы создать пленки полисульфидного уплотнителя приблизительно 1/16 дюйма толщиной. После того, как полисульфидный уплотнитель отвердел, 10 мл дистиллированной воды было помещено в каждую чашку. В конце 72 ч жидкость, которая вытянула ингибитор из уплотнителя, была декантирована для использования в усталостном опыте.

Опытные образцы были подвергнуты растяжению-растяжению с частотой 5 Гц и концентрация напряжения на вершине трещин (Delta K) постепенно увеличивалась от 5,0 до 11,0 КSI/кВ. rt. дюйм. Экстракт уплотнителя вводили непосредственно до каждого 10,000 циклического опытного интервала. Длину трещин оптически проверяли через 10-ти кратный микроскоп. Результаты опытов суммируют в табл.1.

Ингибитор 1 был смешан с полисульфидным уплотнителем в количестве 3 мас. причем ингибитор 1 является смесью молибдата церия и гипофосфита аммония в массовом отношении 0,5:1.

Как можно видеть из табл.1, скорость роста трещин уменьшается почти на 50% когда Ингибитор 1 присутствует в воде, и от около 60% до выше 70% когда в солевом растворе.

В другом опыте 7075-Т6 алюминий был погружен в 0,35% водные растворы NaCl, к которым были добавлены различные ингибиторы настоящего изобретения. Cкорость коррозии была измерена и результаты суммированы в табл.2, в которой вещество "А" есть молибдат церия и вещество "В" есть гипофосфит аммония.

Мы разработали также другой опыт для измерения коррозионной стойкости. Этот опыт моделирует соединение между поверхностями двух несходных веществ и допускает доступ среды постоянно в поверхности раздела в условиях, не отличающихся от условий, испытанных конструкциями в морских средах, где скопление соли и воды в соединениях по существу является необратимым. Раскачивающий потенциал контактирующих металлов является также важным фактором в увеличении коррозионного разрушения посредством химического концентрирования кислорода и воды с образованием гидрооксида натрия в близком соседстве к алюминиевой поверхности, вместо того, чтобы быть смытыми в солевые брызги. Природа наблюдаемой коррозии близко соответствует коррозии, найденной в технике, например, в работающих самолетах.

Специфический опыт, использованный нами, приведен ниже.

Две панели дюйм на пять дюймов необработанного алюминиевого сплава, 7075-Т6 покрыты пять 0,02^llx1/2^ll/2^ll полосами уплотнителя, причем каждая полоса отделена от смежной полосы посредством 1/2^ll полосовой непокрытой частью алюминия. Ослепительно белый испытываемый металл (то есть покрытая кадмием сталь) аналогичных с алюминиевой панелью размеров прижимают к покрытой наполнителем стороне алюминия и держат вместе посредством клея или маскировочной ленты на концах, оставляя 5^ll стороны незащищенными (панели покрыты с обратной стороны изолирующей пленкой, так, где производят электрические измерения). Этот слоистого типа агрегат помещают на одну половину в корыто с 3% соленой водой на ребро вдоль его 5^ll длины.

Корыто доступно атмосфере, но неплотно закрыто, чтобы ограничить испарение воды. Чтобы стимулировать электрохимичес- кую коррозию, металлические пары соединены с крокодиловыми зажимами, чтобы индуцировать поток тока между несходными металлами. Соленая вода и кислород диффундируют во впадины, представленные посредством уплотнителя толщиной 20 мил (0,508 мм) в 1/2^ll интервалы. Цепь может быть разомкнута на короткое время в интервалах, чтобы измерить напряжение и токи потока с помощью чувствительных вольтметров или моста Weatstone и, в конце концов, исследовать коррозию и подтравление уплотнителя на внутренних поверхностях элементов слоистой конструкции.

Чтобы испытать различные соли в качестве ингибитора, следующий эластомерный уплотнитель был использован, в котором Полисульфидный Полимер изготовленный и проданный как Thiokol LP-32 by Morton Thiokol Chemical Corporation, Chicago Jllinois.

LP-32 имеет форму HS (RSS)n RSH, в которой R есть -С₂H₄-O-CH₂-O-С₂H₄- и величина n такая, что молекулярная масса 4,000.

К приведенной выше уплотняющей композиции было добавлено 7 массовых частей катализатора Диоксида Марганца, имеющего около 1 мас. гидроксида натрия, причем катализатор был диспергирован в восьми массовых частей гидрированного терфенила (Monsanto HB-40).

Кроме элементов электрохимической-щелевой коррозии, использующих пару алюминиевый сплав-кадмий, несколько других металлов были спарены с тем же самым алюминиевым сплавом, покрытым ингибированным и неингибированным Thiokol полисульфидным уплотнителем со следующими результатами:

Так как алюминий не показывает видимых локализованных разрушений, чтобы иметь более количественную оценку полной коррозии металла, коррозионные элементы размыкали с интервалами, и поток тока измеряли с помощью счетчика высокого полного сопротивления со следующими результатами.

Количество хромата магния было 5 мас. и количество смеси есть 5 мас. причем указанная смесь содержит равные количества дигидрофосфата аммония и гипофосфита аммония.

Количество каждого ингибитора было 5 мас. и смесь содержала 3 мас. дигидрофосфата аммония и 1 мас.ч. молибдата церия.

Защита от коррозии различных уплотнителей, содержащих гипофосфит аммония.

Выгоду в коррозионной стойкости настоящего изобретения находят в других полимерах (утилизируя основную формулу Эластомерного Уплотнителя), используя гипосфит аммония в качестве ингибитора.