BRPI0708058A2 - concentrado de inibidor ácido, solução, e, método de limpeza ou decapagem de um substrato tendo uma superfìcie de metal - Google Patents
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Abstract
CONCENTRADO DE INIBIDOR áCIDO, SOLUçãO, E, MéTODO DE LIMPEZA OU DECAPAGEM DE UM SUBSTRATO TENDO UMA SUPERFìCIE DE METAL. é provido um concentrado de inibidor ácido que contém água, pelo menos uma resina de poliamino-aldeido tal como uma resina de polietilenopoliamina-glioxal quatemizada, e pelo menos um composto selecionado dentre o grupo consistindo de álcoois acetilênicos, aminas graxas etoxiladas, sais de aminas graxas etoxiladas, e compostos de liberação de aldeido (tal como hexametilenotetramina). Tais concentrados formam soluções de limpeza e decapagem de metais utilizáveis quando combinadas com ácido aquoso, em que tais soluções, quando em contato com a superficie do metal, são efetivas para remover incrustações, ferrugem e outros depósitos da superficie do metal, mas demonstram uma tendência reduzida para o ácido aquoso atacar ou atacar quimicamente o metal ele mesmo.
Description
"CONCENTRADO DE INIBIDOR ÁCIDO, SOLUÇÃO, E, MÉTODO DELIMPEZA OU DECAPAGEM DE UM SUBSTRATO TENDO UMASUPERFÍCIE DE METAL"
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se a concentrados de inibidor ácido esoluções preparadas a partir dos mesmos que são utilizáveis para a decapageme ou limpeza com ácido de superfícies de metal.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Conhece-se a utilização de alguns compostos ou misturas decompostos em soluções ácidas que são utilizadas para limpar ou decaparsuperfícies de metal para remover das mesmas óxidos indesejados,incrustação e outros produtos de corrosão indesejáveis. Estes compostosreduzem a tendência da solução de limpeza acídica de corroer a superfície demetal sem interferir com a operação de limpeza realizada pela solução. Oscompostos que funcionam deste modo são geralmente referidos como"inibidores de ácido". Na ausência de inibidores de ácido, uma soluçãoacídica de limpeza ou decapagem de metal pode causar uma perda de metalbase significante e também danificar a superfície de metal como um resultadode excessiva exposição a hidrogênio.
A corrosão de superfícies de metal por soluções acídicas delimpeza é causada pelos ácidos presentes na solução. Os ácidos geralmenteusados em tais soluções acídicas de limpeza ou decapagem são os assimchamados ácidos "não oxidantes". Estão incluídos nesta categoria os ácidosinorgânicos (minerais), como ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácidosulfâmico, ácido sulfônico e ácido sulfurico e ácidos orgânicos como ácidoacético, ácido cítrico, ácido fórmico, ácido glicólico e ácido oxálico.
O componente ácido da solução de limpeza é efetivo naremoção de depósitos indesejáveis de superfícies de metal, mas infelizmenteele também tende a atacar e corroer o metal base. Esta corrosão é obviamentemuito indesejável. Para contrabalançar os efeitos corrosivos do ácido, osinibidores de ácido são adicionados à solução de limpeza.
Um inibidor efetivo deve dispersar em toda a solução dedecapagem em concentrações baixas, deve suprimir a evolução de hidrogênio,e não deve deixar fuligem ou película residual sobre a superfície do metal. Eletambém deve manter eficácia durante uma faixa de concentrações de ácido eferro e temperaturas, com esta eficácia sendo de longa duração de modo que asolução de decapagem e limpeza de metal não precisa ser descartada oureabastecida com freqüência.
Muitos tipos de composições de inibidor ácido são conhecidosna técnica, com várias sendo comercialmente disponíveis. No entanto, emmuitos casos, estas formulações contêm concentrações indesejavelmenteelevadas de algumas substâncias tais como formaldeído ou álcooisacetilênicos que são tóxicos e/ou inflamáveis e assim estão sujeitas a umaregulação estreita devido aos problemas ambientais, de saúde e segurança.Além disso, é desejável por razões de custo e conveniência comercializarestas composições de inibidor ácido na forma de concentrados que sãodiluídos e combinados com soluções aquosas de ácido para preparar umasolução de decapagem ou limpeza de metal. Alternativamente, estesconcentrados são usados para reabastecer as soluções de trabalho dedecapagem ou limpeza de metal que se tornaram depletadas ou que não temmais o grau desejado de eficácia com relação à inibição de ácido. Osconcentrados de inibidor ácido devem permanecer estáveis durante períodosprolongados de tempo de modo que possam ser armazenados com segurançaaté serem combinados com ácido aquoso para formar ou reabastecer umasolução de decapagem ou limpeza de metal. Isto é, o concentrado devepermanecer uma solução homogênea (por exemplo, sem separação de fase ouprecipitação de sólidos) e não deve deteriorar ou degradar na eficácia em umaextensão significante. Além disso, as soluções preparadas a partir destesconcentrados devem atender às exigências estringentes dos clientes comrelação a custo e desempenho (por exemplo, inibição do ataque químico aometal), tanto imediatamente como com o passar do tempo (por exemplo,como níveis de ferro na solução aumentam com o uso contínuo da solução).
Outras melhoras na técnica de concentrados de inibidores deácidos e soluções de limpeza e decapagem de metal devem ser assimdesejáveis.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção provê um concentrado de inibidor ácidocompreendendo água, pelo menos uma resina de poliamino-aldeído, e pelomenos um composto selecionado dentre o grupo consistindo de álcooisacetilênicos, aminas graxas etoxiladas, sais de amina graxa etoxilada, ecompostos de liberação de aldeído. Estes concentrados formam soluções delimpeza e decapagem de metal utilizáveis quando combinados com ácidoaquoso. Estas soluções, quando contatadas com uma superfície de metal comoum aço, liga de alumínio, ou superfície de zinco, são efetivas para removerincrustação e outros depósitos da superfície de metal enquanto demonstrandouma tendência reduzida para o ácido aquoso atacar ou atacar quimicamente opróprio metal. As soluções de limpeza e decapagem de metal da presenteinvenção, como comparadas com soluções preparadas usando tiposconvencionais de inibidores de ácido, demonstram uma proteçãoparticularmente boa contra o ataque químico de metal básico quando asolução contém níveis elevados de ferro e é mantida em uma temperaturarelativamente elevada durante um período prolongado de tempo.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS FORMAS DEREALIZAÇÃO DA INVENÇÃO
Os concentrados de inibidor ácido da presente invenção podemconter uma ou mais resinas de poliamino-aldeído. Estas resinas podem serdescritas como os produtos de reação de compostos de poliamina e aldeídos epreferivelmente são suficientemente solúveis em água a 25 0C, de modo apermitir sua incorporação nos concentrados em níveis de pelo menos cerca de1 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 2 % em peso, maispreferivelmente pelo menos cerca de 3 % em peso. Apesar de concentrados deinibidores de ácido com base em poliaminas não modificadas (isto époliaminas que não foram reagidas com aldeído) também demonstram algumgrau de efeitos inibidores do ataque químico com ácido, modificando apoliamina com aldeído provê, como verificado, uma melhora significante nodesempenho. A melhora é particularmente pronunciada, por exemplo, ondeum substrato contendo ferro é contatado com uma solução contendo HCl, emtemperaturas elevadas e/ou na presença de ferro dissolvido e onde umsubstrato contendo alumínio é contatado com a solução contendo HCl emtemperaturas elevadas. As resinas de poliamino-aldeído podem ser catiônicas,sal e ou em forma quaternizada de modo a aumentar sua solubilidade em água&òu a eficácia na extensão desejada. Os solventes orgânicos miscíveis emágua como éteres de glicol, glicóis, cetonas, álcoois, ésteres e outros podemser também usados para solubilizar a resina de poliamino-aldeído (e outroscomponentes orgânicos) no concentrado, mas os concentrados preferidos deacordo com a presente invenção não contêm ou essencialmente não contém(por exemplo, menos que 1 % em peso) de solventes orgânicos voláteis.Preferivelmente, os componentes do concentrado de inibidor ácido sãoselecionados de modo que o ponto de vaporização instantânea com copofechado do concentrado é maior do que 80° C (alternativamente, maior do que100°C).
Os compostos de poliamina apropriados como materiais departida para a resina de poliamino-aldeído podem ser geralmente descritoscomo compostos orgânicos contendo dois ou mais (por exemplo, três, quatro,cinco ou seis ou mais) átomos de nitrogênio por molécula e preferivelmentesão solúveis em água. Por exemplo, o composto de poliamina pode serpreparado por polimerização ou oligomerização de um ou mais monômeroscontendo nitrogênio ou por condensação de duas ou mais substânciascontendo nitrogênio. Esta polimerização, oligomerização ou condensaçãopode envolver outras moléculas além dos monômeros contendo nitrogênio ousubstâncias contendo nitrogênio. Por exemplo, compostos não contendonitrogênio podem ser usados como comonômeros e/ou iniciadores depolimerização.
Em termos gerais, é desejável para o composto poliaminaconter uma pluralidade de átomos de nitrogênio (por exemplo, três ou mais ouquatro ou mais ou cinco ou mais átomos de nitrogênio) na estrutura dorsal deuma cadeia polimérica contendo unidades ou porções de repetiçãocovalentemente ligadas). Por exemplo, a relação de átomos de nitrogênio paraátomos de carbono preferivelmente pode ser de pelo menos cerca de 0,2, maispreferivelmente pelo menos cerca de 0,4. Será geralmente preferido para osátomos de nitrogênio estarem presentes na forma de grupos amina, que podemser primários, secundários, terciários ou quaternários em estrutura. O pesomolecular médio numérico da poliamina não é particularmente crítico, comose acredita, e pode, por exemplo, ser tão baixo como 200, 400, 600, 800, 1000ou 2000 daltons e tão elevado quanto 2.000.000, 1.000.000, 750.000, 500.000,250.000 ou 100.000 daltons.
Polialquilenopoliaminas (às vezes referidas como tambémpolialquilenoiminas ou polialquilenoiminas) representam um tipoparticularmente desejável de composto de poliamina para uso na preparaçãode uma resina de poliamino-aldeído. Estes materiais são bem conhecidos natécnica e são descritos, por exemplo, em patentes US 2 182 306, 3 033 746, 2208 095, 2 806 839, 2 553 696, e 3 251 778, cada sendo aqui incorporada porreferência em sua totalidade. As polialquilenopoliaminas que podem serusadas como materiais de partida para as resinas de poliamino-aldeído usadasnos concentrados de inibidor ácido contempladas pela presente invençãoincluem os materiais oligoméricos e poliméricos que podem ser preparadospor reação de amônia ou outros compostos contendo nitrogênio com di-halogenetos de alquileno (por exemplo dicloreto de etileno) ou porpolimerização de abertura de anel de 1,2- alquilenoiminas substituídas ou nãosubstituídas (por exemplo, etilenoimina). A polialquilenopoliamina pode serlinear ou ramificada em estrutura e pode conter alguma reticulação. Osátomos de nitrogênio presentes na polialquilenopoliamina podem serprimários, secundários, terciários e/ou quaternários (isto é, amônio). Aspolietilenopoliaminas podem ser obtidas a partir de fontes comerciais comoBASF, que vende algumas polietilenopoliaminas sob as marcas registradas"Polymin" e "Lupasol". As polietilenopoliaminas apropriadas incluemoligômeros e polímeros compostos de unidades de repetição tendo a estrutura(-CH2CH2NH-), apesar de outros tipos de unidades de repetição tambémpoderem estar presentes.
As polialquilenopoliaminas apropriadas também incluemcopolímeros de iminas diferentes assim como copolímeros de iminas commonômeros não imina. A polialquilenopoliamina pode ser modificada ouderivada antes de ser reagida com o aldeído para formar a resina depoliamino-aldeído utilizada como um componente dos concentrados deinibidor ácido e soluções de limpeza e decapagem de metal da presenteinvenção. Como usado aqui, o termo "polialquilenopoliamina" inclui todasestas substâncias modificadas ou derivadas. Por exemplo, apolialquilenopoliamina pode ser alcoxilada (por exemplo, etoxilada,propoxilada) por reação com um óxido de alquileno tais como óxido deetileno e/ou óxido de propileno. A polialquilenopoliamina pode ser tambémacilada, alquilada, e/ou olefinada. Estas derivações são descritas em maioresdetalhes nas patentes US 3 301 783 e 3 251 778, cada sendo aqui incorporadacomo referência em sua totalidade.
Os sais de polialquilenopoliamina ou outra poliamina tambémpode ser usado, com estes sais geralmente sendo formados por adição de umácido a uma solução aquosa do composto poliamina.
Outros compostos de poliamina apropriados podem incluir,por exemplo, polivinilaminas, polialilaminas, polivinilguanidinas, e outros.
Em uma forma de realização da invenção, o composto depoliamina é quaternizado (antes da reação com aldeído) em um modoconhecido, tal como, por exemplo, pela reação do mesmo com um ou maisagentes quaternizantes.
Os agentes quaternizantes apropriados para reação com ocomposto poliamina incluem os halogenetos de alquila (Cl-ClO) inferior oualquenila, como cloreto de metila, brometo de metila ou iodeto de metila;cloreto de etila, brometo de etila, ou iodeto de etila; ou alfa cloroglicerol;sulfatos de dialquila, tal como sulfato de dimetila, sulfato de dietila, sulfatosde dipropila, ou sulfatos de dibutila; halogenetos de aralquila, como cloreto debenzila (um agente quaternizante especialmente preferido); ésteres de alquilainferior de sulfonatos de arila tais como tolueno sulfonato de metila e benzenosulfonato de metila; ésteres de alquilhalo, tais como cloroacetato de etila;halohidrinas de alquileno, tal como etilenoclorohidrina ou óxidos dealquileno, tais como óxido de etileno ou óxido de propileno, derivados deácido alfa halo acético, por exemplo, acetato de alfa cloro etila, alfa cloroacetamida, acetato de alfa cloro sódio, halocetonas, tais como cloroacetona;lactonas, por exemplo, propiolactona e sultonas tal como propano sultona.
Será notado pelo versado na técnica que as reações de quaternização não vãofacilmente até a conclusão e geralmente um grau de substituição menor doque 100% (por exemplo até 40%, até 60% ou até 80% ) é obtido e pode serbastante efetivo para os propósitos da presente invenção. Assim, deve-seentender que é possível que somente uma fração dos átomos de nitrogênio emum composto de poliamina quaternizada seja de fato quaternizada.
Os compostos poliamina particularmente preferidosapropriados para uso na preparação de resinas de poliamino-aldeído incluemas substâncias classificadas como CAS 68603-67-8 ("Aminas, polietileno-poli-, produtos de reação com cloreto de benzila").
Os compostos de poliamina quaternizados apropriados parauso na presente invenção estão também disponíveis em fontes comerciaisincluindo, por exemplo, CHEMQUAT SP-1060 e CHEMQUAT SP-2060(disponível na C&F Chemicals, Inc. of Exton, Pennsylvania).
O aldeído (aldeídos) que é (são) reagidos com o compostospoliamina ou compostos para formar a resina de poliamino-aldeído podem serselecionados dentre o grupo de compostos orgânicos contendo um ou maisgrupos funcionais de aldeído (-CHO) (ou equivalentes ou precursores dosmesmos) por molécula. O aldeído pode ser alifático, aromático ou aralifáticoem caráter. Os aldeídos ilustrativos apropriados incluem formaldeído,aldeídos alifáticos C2-C6 (incluindo dialdeídos), benzaldeído, gluaraldeído,acetaldeído, para-formaldeído, glioxal, furfural, metilglioxal, malondialdeído,succindialdeído, e outros, com glioxal sendo particularmente preferido. Otermo "aldeído" como usado aqui inclui não somente compostos contendo umou mais grupos -CHO por molécula, mas também equivalentes e derivadosrelacionados, precursores ou formas dos mesmos (incluindo grupos capazesde formar grupos aldeído in situ). Por exemplo, em uma solução aquosa a40%, glioxal existe principalmente na forma de um monômero hidratado,junto com um dímero dioxolano e dois trímeros bis (dioxolano). Como seráexplicado mais tarde aqui, as soluções aquosas de glioxal podem ser usadasconvenientemente na preparação das resinas de poliamino-aldeído que podemser um componente dos concentrados de inibidor ácido e soluções de limpezae decapagem de metal da presente invenção.
A reação do aldeído(s) e composto(s) poliamina para obter asresinas de poliamino-aldeído utilizadas nos concentrados de inibidor ácido dapresente invenção pode ser realizada sob quaisquer condições apropriadasconhecidas na técnica para reagir estes tipos de substâncias. No entanto, serágeralmente desejável utilizar condições efetivas para dar resinas tendo umgrau relativamente elevado de solubilidade em água. Isto é, é preferido que aresina produzida seja capaz de ser dissolvida em água a 25° C emconcentrações de pelo menos 5 % em peso, alternativamente pelo menos 10% em peso ou pelo menos 20 % em peso. Um método de preparação dasresinas consiste em combinar soluções aquosas do(s) aldeído(s) e composto(s)poliamina na relação desejada em temperatura ambiente. A reação exotérmicadestes componentes irá geralmente ocorrer, com reação geralmente sendosubstancialmente completa dentro de cerca de 1 hora. Se desejado,catalisadores e/ou aquecimento podem ser usados para acelerar a taxa dereação.
Em algumas formas de realização da invenção, o compostopoliamina não é reagido com qualquer outro tipo de composto diferente do (s)aldeído(s). Por exemplo, o composto poliamina não é reagido com umacetona ou não é reagido com um ácido graxo, mas com o (s) aldeído(s)sozinho.
As resinas de poliamina-aldeído particularmente preferidasapropriadas para uso na presente invenção incluem as substânciasclassificadas como CAS 78330-33-3 ("Aminas, polietilenopoli-, cloreto debenzila - quaternizada, polímeros com glioxal"). Estas substâncias sãotambém obteníveis de fontes comerciais, tal como a resina vendida sob amarca registrada "Chemquat JL-1060", por C&F Chemicals Inc., of Exton,Pennsylvania, assim como a resina vendida sob o nome comercial "CorrosionInhibitor CES 90" por Consulting Engineering Services, LLC, deSpartanburg, Carolina do Sul.
Tipicamente, os concentrados de inibidor ácido da presenteinvenção contém de cerca de 0,5 a cerca de 15 % em peso (por exemplo, decerca de 1 a cerca de 10 % em peso) de resina de poliamino-aldeído. Como oversado na técnica irá notar, a concentração de resina pode ser variada comonecessário ou desejado dependendo, dentre ouros fatores, da extensão em queo concentrado será diluído com ácido aquoso para formar uma solução delimpeza ou decapagem de metal assim como a concentração desejada deresina na solução de limpeza ou decapagem de metal.
Além de água e pelo menos uma resina poliamino-aldeído, osconcentrados de inibidor ácido da presente invenção podem conter pelomenos um composto de liberação de aldeído e/ou pelo menos uma aminagraxa etoxilada efcu pelo menos um sal de amina graxa etoxilada e/ou pelomenos um álcool acetilênico. Em uma forma de realização da invenção, noentanto, o concentrado e a solução de limpeza e decapagem de metalpreparada a partir do mesmo são isentos de álcool acetilênico.
O composto de liberação de aldeído é um composto que liberaum aldeído quando formulado em uma solução de limpeza ou decapagem demetal contendo ácido aquoso e tendo um pH relativamente baixo (porexemplo, menor do que 4 ou menor do que cerca de 3) e usado para decaparo/ou. limpar superfícies de metal tendo incrustação ou outro materialindesejado depositado sobre o mesmo. Preferivelmente, o aldeído que é assimliberado ou formado in situ é formaldeído. O composto de liberação dealdeído preferivelmente é solúvel em água. Os exemplos ilustrativos de taiscompostos de liberação de aldeído incluem, mas não estão limitados a, basesde Schiff, formal, acetaldeído dialquil acetais, trioxano, polioximetilenos,paraformaldeído, para-aldeído, produtos de condensação de amônia ou aminasprimárias com aldeídos, e outros. Preferivelmente, o composto de liberação dealdeído tem uma solubilidade em água elevada e baixa volatilidade. Oscompostos que são produtos de condensação de amônia ou aminas primáriastal como metil amina com formaldeído são preferidos, os produtos decondensação de amônia com formaldeído sendo mais preferidos, ehexametilenotetramina (também às vezes referida como hexamina,metenamina, urotropina, ou urotropina) em particular é mais preferida. Ossais de tais compostos também podem ser usados.
Tipicamente, os concentrados de inibidor ácido da presenteinvenção podem conter de cerca de 1 a cerca de 40 % em peso (por exemplo,de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso) de composto de liberação de aldeído.Como o versado irá notar, no entanto, a concentração de composto deliberação de aldeído pode ser variada como necessário ou desejadodependendo dentre, outros fatores, a extensão em que o concentrado serádiluído com ácido aquoso para formar uma solução de limpeza ou decapagemde metal assim como a concentração desejada de composto de liberação dealdeído na solução de limpeza ou decapagem de metal.
Em algumas formas de realização desejáveis da invenção, arelação em peso de composto de liberação de aldeído para resina depoliamino-aldeído no concentrado (e nas soluções de limpeza e decapagem demetal preparadas a partir do concentrado) está dentro da faixa de cerca de0.5:1 a cerca de 20:1 (por exemplo, cerca de 1:1 a cerca de 10:1).
Os álcoois acetilênicos para os propósitos da presenteinvenção incluem os compostos orgânicos contendo tanto pelo menos umgrupo -OH e pelo menos uma ligação tripla carbono-carbono por molécula.
Os álcoois acetilênicos preferidos são solúveis em água e incluem álcooisacetilênicos C3-C10 tais como, por exemplo, l-propin-3-ol, l-butin-2-ol, 1-pentil-3-ol, l-heptin-3-ol, l-octin-3-ol, l-nonil-3-ol, l-decin-3-ol, 1-etinilciclohexanol, metilbutinol, 2-butino-1,4-diol (um álcool acetilênicoparticularmente preferido), 2-metil-3-butin-2-ol, 2,5-dimetil-3-hexin-2,5-diol,benzil butinol, alfa-etinil-álcool benzílico, 5-decina-4,7-diol, 4-etil-l-octin-3-01, 2-propin-l-ol (álcool propargílico), e outros, e misturas dos mesmos. Osderivados alcoxilados destes álcoois acetilênicos (por exemplo, álcooisacetilênicos que foram reagidos com 1 a 20 equivalentes de um ou maisepóxidos, tais como óxido de etileno e/ou óxido de propileno, tal como álcooispropargílicos etoxilados) também podem ser usados
Tipicamente, os concentrado de inibidor ácido da presenteinvenção podem conter de cerca de 0,5 a cerca de 15% em peso (por exemplo,de cerca de 1 a cerca de 10% em peso) de álcool acetilênico. Entretanto, comoos versados na técnica apreciam a concentração de álcool acetilênico pode servariada dependo da necessidade ou desejo, dentre outros fatores, a extensãoem que o concentrado será diluído com o ácido aquoso para formar umasolução de limpeza ou decapagem, assim como a concentração desejada deálcool acetilênico na solução de limpeza ou decapagem de metal. No entanto,como mencionado previamente, em certas realizações da invenção oconcentrado de inibidor ácido e a solução preparada do mesmo não contêmqualquer álcool acetilênico.
Para otimizar a eficácia e estabilidade dos concentrados deinibidor ácido da presente invenção, pode ser desejável ajustar o pH dasolução concentrada adicionando quantidades efetivas de ácidos ou bases. Porexemplo, o concentrado pode ser formulado com um ou mais ácidosselecionados dentre o grupo consistindo de ácido clorídrico, ácido fosfórico,ácido acético, ácido hidroxiacético ou outros ácidos inorgânicos ou orgânicos.
Será entendido pelos versados na técnica que tipicamente pelo menos umaporção do ácido ou base adicionada irá combinar com outras substânciasusadas na formulação concentrada para formar sais, embora alguns ácidoslivres ou bases possam também estar presentes na solução.
Em uma forma de realização da invenção, o concentrado deinibidor ácido inclui um ou mais agentes de umedecimento, que geralmenteajudam a melhorar o desempenho das soluções de limpeza e decapagempreparadas a partir do concentrado. Tais agentes de umedecimento sãotipicamente tensoativos, incluindo em particular tensoativos não iônicos ecatiônicos. O agente de umedecimento pode se desejado, ser selecionado afim de conferir propriedades espumantes para as soluções de limpeza edecapagem de metal preparadas a partir dos concentrados de inibidor ácido dapresente invenção. Entretanto, em uma forma de realização da invenção, umou mais agentes de umedecimento são selecionados de modo que a soluçãoresultante seja essencialmente não espumante (isto é, exiba essencialmentenenhuma propensão a formar espuma quando a solução esta sendo usada paratratar substratos de metal). Aminas graxas etoxiladas e sais das mesmasrepresentam uma classe de agentes de umedecimento especialmente preferido,já que pelo menos alguns membros desta classe parecem conferir melhorassinergísticas para os concentrados de inibidor ácido e soluções acídicaspreparadas dos mesmos. Em particular, foi inesperadamente verificado quesoluções de decapagem ou limpeza contendo pelo menos certas aminas graxasetoxiladas ou sais das mesmas são particularmente efetivas em inibir a perdado metal base (isto é, diminuindo a taxa de ataque químico) quando assoluções contêm concentrações relativamente elevadas de sais de ferro,especialmente quando a solução esta sendo utilizada em uma temperaturarelativamente elevada. Isto é, a presença de tais aminas graxas etoxiladas ousais das mesmas tende a reduzir a tendência da solução de decapagem elimpeza para atacar o metal base mais agressivamente, já que a solução érepetidamente usada e acumula níveis superiores de sais de ferro. Aminasgraxas etoxiladas ilustrativas incluem aminas substituídas com um ou maislinear C6-22, assim como grupos alifáticos ramificados (incluindo gruposalquila assim como grupos alquilenos contendo uma ou mais ligações duplascarbono-carbono por grupo alquileno) que tenha sido reagido (etoxilado) comde cerca de 2 a cerca de 20 mols de óxido de etileno por mol de amina assimcomo os sais das mesmas (por exemplo, sais de carboxilatos tais como, saisde acetato). A amina graxa etoxilada pode ser com base em uma diamina (porexemplo, um composto contendo dois átomos de hidrogênio por molécula,pelo menos um dos quais é substituído com um ou mais grupos C6-22 alquilasaturados e/ou insaturados). Exemplos específicos de aminas graxasetoxiladas utilizáveis incluem aminas de coco etoxiladas, aminas de seboetoxiladas, aminas de sebo hidrogenadas etoxiladas, dodecilaminas etoxiladas,octadecilaminas etoxiladas, aminas de soja etoxiladas, aminas de oleínaetoxiladas, aminas esteáricas etoxiladas, diaminas N-sebo etoxiladas,diaminas N-oleíla etoxiladas, e sais das mesmas (por exemplo, sais decarboxilato tal como sais de acetato). Aminas de coco etoxiladas contendouma média de cerca de 8 a cerca de 16 (por exemplo, de cerca de 10 a cercade 14) mols de óxido de etileno reagido por mol de amina de coco, aminas desebo etoxiladas contendo uma média de cerca de 6 a cerca de 14 (porexemplo, de cerca de 8 a cerca de 12) mols de óxido de etileno reagido pormol de amina de sebo, assim como os sais de tais aminas de coco etoxiladasou aminas de sebo etoxiladas que são particularmente preferidas. Tais agentesde umedecimento são prontamente disponíveis como produtos comerciais,incluindo tensoativos vendidos sob a marca registrada de "Chemeen" pelaChemex, Inc., tensoativos vendidos sob a marca registrada de "Varonic" pelaGoldschmidt Chemical Corporation, assim como tensoativos vendidos sob asmarcas registradas de "Ethomeen" e "Ethoduomeen" pela Akzo Nobel.
Outros tipos de agentes de umedecimento que podem ser utilizados incluem,por exemplo, nonilfenóis etoxilados, álcoois etoxilados, ácidos graxosetoxilados, fluorotensoativos e outros. No entanto, em uma forma derealização da invenção, o concentrado e a solução de limpeza e decapagem demetal são isentos de fluorotensoativo.
Aminas graxas etoxiladas apropriadas podem ter a formula:
<formula>formula see original document page 15</formula>
em que R é um grupo alifático com cadeia reta ou ramifica,saturado ou insaturado, tendo de 6 a 22 átomos de carbono, η e m são omesmo ou diferentes e cada, preferivelmente é pelo menos len + méde2a20. Misturas de tais compostos podem também ser utilizadas.Tipicamente, os concentrados de inibidor ácido da presenteinvenção contêm de cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso (por exemplo, decerca de 0,5 a cerca de 3% em peso) de agentes de umedecimento (emparticular, amina graxa etoxilada). No entanto, como os versados na técnicaapreciam, a concentração de agente de umedecimento pode ser variadadependendo da necessidade ou desejo, dentre outros fatores, a extensão emque o concentrado será diluído com ácido aquoso para formar uma solução delimpeza e decapagem de metal assim como a concentração desejada de agentede umedecimento na solução de limpeza e decapagem de metal.
Em certas formas de realizações desejáveis da invenção, arelação de peso de agente de umedecimento para resina de poliamino-aldeídono concentrado (e nas soluções de limpeza e decapagem de metal preparadasa partir do concentrado) é de cerca de 0.05:1 a cerca de 3:1 (por exemplo,cerca de 0.1 a cerca de 2;1). Em outras formas de realizações desejáveis dapresente invenção, a relação de peso de agente de umedecimento para ocomposto de liberação de aldeído no concentrado (e nas soluções de limpeza edecapagem de metal preparadas a partir do concentrado) é de cerca de 0.005:1a cerca de 1:1 (por exemplo, cerca de 0.02 a cerca de 0.5:1).
Para aumentar a solubilidade da água da resina de poliamino-aldeído no concentrado, pode ser desejável acidificar o concentradoadicionando um ácido tal como ácido clorídrico (pelo menos uma porção deácido adicionado pode formar sais com os grupos amina da resina depoliamino-aldeído). No entanto, uma solução altamente acídica pode tender aacelerar a decomposição do composto de liberação de aldeído, em umaextensão inaceitável (deste modo liberando aldeído prematuramente, isto é,antes do tempo em que o concentrado é usado para complementar umasolução de limpeza ou decapagem através da combinação com ácido aquoso).Se o composto de liberação de aldeído libera formaldeído (uma substânciaregulada), por exemplo, isto pode significar que o concentrado tenha que serespecialmente manuseado a fim de evitar acúmulos inaceitáveis deconcentrações elevadas de formaldeído. Por esta razão, pode ser desejávelacondicionar o concentrado como um sistema de duas partes ou kit, em queuma parte compreende uma solução aquosa do composto de liberação dealdeído e, opcionalmente, um agente de umedecimento (tal como uma soluçãotendo um pH que seja moderadamente alcalino, por exemplo, cerca de 9 a 10)e a segunda parte compreendendo uma solução aquosa acidificadacompreendendo a resina de poliamino-aldeído (isto é, o composto deliberação de aldeído e a resina de poliamino-aldeído são mantidos separadosaté um pouco antes do uso, quando as duas partes do concentrado sãocombinadas e diluídas com o ácido aquoso para preparar a solução de limpezaou decapagem de metal). A segunda parte pode opcionalmente conter umagente de umedecimento.
Manter o nível de formaldeído livre abaixo de 0,1% em pesoem um concentrado de inibidor ácido de acordo com a presente invenção édesejável, ele será geralmente preferido para ajustar o pH de forma que modoque ele seja maior do que cerca de 7.
Os concentrados de inibidor ácido da presente invençãoencontrarão uso em preparar soluções de limpeza e decapagem ácidas que sãoefetivas para limpeza de superfícies de metais com incrustações de óxido demetal indesejáveis e outros produtos de corrosão indesejáveis. Exemplos detais soluções de limpeza são aquelas contendo mineral e/ou ácidos orgânicostais como, por exemplo, ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido hidrofluórico,ácido sulfâmico, ácido sulfônico, ácido sulfórico, ácido acético, ácido cítrico,ácido fórmico, ácido glicólico, ácido oxálico e misturas dos mesmos.
A concentração de ácido na solução de limpeza ou decapagemde metal pode ser ajustada se necessário a fim de alcançar o nível desejado deatividade de limpeza. Por exemplo, onde ácido clorídrico é utilizado como oácido, tipicamente, o teor de HCl da solução é mantido dentro da faixa decerca de 1 a cerca de 30% em peso (por exemplo, cerca de 5 a cerca de 20%)em uma base peso/volume. Tipicamente, o ácido(s) selecionado e aconcentração de tal ácido(s) na solução de limpeza ou decapagem de metalsão efetivas para prover uma solução altamente acídica, por exemplo, umasolução tendo um pH menor do que 3, menor do que 2, ou menor do que cercade 1.
Os concentrados de inibidor ácido descritos aqui podem serutilizados com particularmente boas vantagens em aplicações envolvendodecapagem com ácido clorídrico na linha de extração, contínua, em bateladade superfícies ferrosas, isto é, em aplicações em que o ferro tende a seacumular nas composições de limpeza. Vários tipos de aço podem serefetivamente limpos de incrustações e similares através do tratamento comsoluções contendo HCl preparadas a partir dos presentes concentrados deinibidor ácido, por exemplo. No entanto, os concentrados de inibidor ácidosão utilizáveis também em outros tipos de soluções de limpeza e decapagem,tais como aquelas, por exemplo, que são usadas para limpar alumínio ousuperfícies de liga de alumínio ou zinco ou superfícies de liga de zinco.
No geral, os concentrados de inibidor ácido da presenteinvenção são incorporados dentro de soluções de limpeza acídicas emqualquer quantidade efetiva para reduzir a tendência do ácido a atacar ecorroer sem interferir significativamente com a operação de limpezadesempenhada pelo ácido. A quantidade ideal de concentrado de inibidorácido a ser combinada com uma solução de ácido aquosa irá variardependendo de diversos fatores, incluindo os componentes particularmenteativos presentes no concentrado (por exemplo, a resina de poliamino-aldeídoem particular, o composto de liberação de aldeído em particular, o agende deumedecimento em particular, etc.), o tipo e concentração de ácido, o tipo demetal sendo tratado, assim como as condições de tratamento (por exemplo,tempo de contato, temperatura).No entanto, tipicamente, uma parte do volume dosconcentrados de inibidor ácido da presente invenção é diluída com cerca de50 a cerca de 50.000 partes por volume do ácido aquoso. Isto é, o concentradode inibidor ácido tipicamente é combinado com uma solução aquosa de ácidocom uma concentração de cerca de 0,001 a cerca de 2 (por exemplo, 0,005 acerca de 0,5) % com base em volume/volume. Se a solução de limpeza oudecapagem de metal é para ser utilizada com uma temperatura relativamenteelevada, a quantidade de concentrado presente na solução será geralmentesuperior a da solução que é para ser contatada com superfícies de metal comtemperaturas relativamente baixas. O concentrado pode ser combinadoprimeiro com uma solução ácida relativamente concentrada (por exemplo,37% de HCl concentrado) e a mistura resultante é então diluída com águapara dar a solução trabalhada que será usada para limpar e/ou decapar umasuperfície de metal. Tal mistura pode também ser convenientemente usadapara reabastecer uma solução existente onde a concentração de ácido e/ou asconcentrações de substâncias inibidoras de ácido tenham caído abaixo dosníveis desejados. Alternativamente, o concentrado pode ser combinadodiretamente com uma solução aquosa tendo a concentração de ácido desejadapara os propósitos da solução de limpeza e decapagem.
Em certas formas de realizações, a solução de limpeza oudecapagem de metal pode conter concentrações de componentes dentro dasseguintes faixas:
Resina de poliamino-aldeído 0.5-500 ppm (por exemplo, 1 -200 ppm)
Composto de liberação de aldeído 0-1000 ppm (por exemplo, 5-500 ppm)
Agente de umedecimento 0-200 ppm (por exemplo, 0,5-100 ppm)
Álcool acetilênico 0-700 ppm (por exemplo, 5-300 ppm)
As faixas de concentração especificadas acima são com basenas quantidades dos componentes individuais como inicialmente carregadospara a solução. Certos componentes, em particular o composto de liberação dealdeído, são conhecidos por suportar reações químicas ou transformações umavez que a solução tenha sido formada e/ou uma vez que a solução é colocadaem uso para limpeza e/ou decapagem de superfícies de metal. Por exemplo,sem querer ser limitado pela teoria, acredita-se que o composto de liberaçãode aldeído se decomponha para formar aldeídos e outros produtos dedecomposição depois de ser combinado com ácido aquoso para formar asolução de decapagem ou limpeza de metal, já que tais soluções sãotipicamente altamente acídicas e o composto de liberação de aldeído éconhecido por ser estável com pH baixo (por exemplo, onde o pH é menor doque 3).
Em termos gerais, as soluções de limpeza e decapagemcontendo os concentrados de inibidor ácido da presente invenção podem serutilizadas para tratar qualquer de uma variedade de metais. Exemplos desuperfícies de metais incluem ambos, metais puros e ligas, tais como, porexemplo, alumínio (incluindo ligas de alumínio), magnésio, zinco, titânio,ferro, cobre, aço (incluindo, por exemplo, aço laminado a frio, aço laminado aquente, aço galvanizado, liga de aço, aço de carbono), bronze, aço inoxidável,latão e outros. Por exemplo, o substrato a ser contatado com a solução podeser composto de pelo menos 50 porcento em peso de alumínio, zinco ou ferro.
O substrato compreendendo a superfície de metal a ser tratada de acordo coma presente invenção pode ter qualquer forma, incluindo, por exemplo, fio,malha de fio, folhas, tiras, painéis, escudos, componentes de veículos,invólucros, coberturas, componentes de mobílias, componentes paraaeronaves, componentes para instrumentos, perfis, moldes, tubos, estruturas,componentes para ferramentas, pinos, parafusos, molas e similares. Osubstrato de metal pode conter um único tipo de metal ou tipos diferentes demetal ligados ou fixados juntos de alguma maneira. O substrato a ser tratadode acordo com o processo da presente invenção pode conter porções metálicasem combinação com porções que são não metálicas, tais como porções deplástico, resina, vidro ou cerâmica.
As soluções de limpeza ou decapagem de metal preparadas apartir dos concentrados de inibidor ácido da presente invenção demonstramboa consistência de inibição ao ataque químico no metal mesmo quando asolução é operada com temperaturas relativamente elevadas durante umperíodo de tempo extenso e/ou quando contém um nível de carregamento deferro elevado. Por exemplo, a solução pode ser mantida em temperaturasambientes (isto é, cerca de 20° C) a cerca de 100° C. A superfície de metalcom incrustação ou outro material depositado, ou aderido na mesma que épara ser limpa e/ou decapada, é contatada com a solução por um tempo e comuma temperatura efetivas para remover a quantidade desejada de incrustaçãoou outro material da superfície de metal, deixando a superfície limpa e/ou semincrustações e/ou decapada com uma perda reduzida (ataque químico) dometal ele mesmo como comparado com contatar com o mesmo tipo desolução que não contém o concentrado de inibidor ácido de acordo com apresente invenção. A solução pode ser colocada em contato com a superfíciede metal usando qualquer método apropriado ou conhecido, tal como, porexemplo, submersão (imersão), escovamento, pulverização, cobertura comrolo, pano e outros. Uma vez que a solução tenha estado em contato com asuperfície de metal pelo período de tempo desejado, o substrato tendo asuperfície de metal pode ser removido do contato com o material da solução(por exemplo, extraindo o substrato em um tanque ou cuba contendo asolução). A solução residual aderindo a superfície de metal pode ser deixadaescoar da superfície ou ser removida por outros meios tal como com um pano.A superfície de metal pode ser enxaguada com água ou outra solução pararemover qualquer resto da solução e/ou para neutralizar qualquer ácidoresidual e/ou evitar a "ferrugem relâmpago" da superfície de metal expostarecentemente. As soluções de decapagem ou limpeza da presente invençãosão capazes de produzir um enxágüe fácil das superfícies de metaldemonstrando o fenômeno "lâmina de água" que limpa, não suja,demonstrando tipicamente superfícies de metal com energia elevada. A"lâmina de água" exibida pelas superfícies de metal enxaguadas processadasde acordo com a presente invenção distingue a presente invenção de váriastecnologias inibidoras de ácido conhecidas na técnica antecedente, que tendea produzir uma superfície com "gotículas de água" (isto é, uma superfície demetal em que a água forma gotículas distintas separadas). "Gotículas de água"em superfícies de metal limpas ou decapadas indica que películas orgânicasfinas permaneceram na superfície depois da etapa de lavagem; tais películasresiduais podem afetar adversamente e/ou complicar ainda o processamento ajusante do artigo contendo metal.
O uso final das composições da presente invenção inclui, masnão estão limitados a, operações de decapagem química e eletrolítica,processos de imersão em ácido, procedimentos de lavagem da planta, limpezade superfícies de metal de equipamento industrial (por exemplo, limpeza deaquecedores, trocadores de calor e condensadores industriais), e operações deacidificação com óleo.
Exemplos
Exemplo 1. Para preparar uma resina de poliamino-aldeídopara uso na formulação de um concentrado de inibidor ácido de acordo com apresente invenção, 100 partes em peso de uma solução aquosa deCHEMQUAT SP-1060 (uma polietilenopoliamina quaternizada com cloretode benzila; 60% de teor de sólidos) é combinada com 30 partes em peso deuma solução aquosa de 40% em peso de glioxal. Uma reação exotérmica éobservada, produzindo uma solução colorida e escura demonstrando umaforte absorção a 1640 cm"1 no espectro FTIR.
Exemplo 2. Para preparar um concentrado de inibidor ácido deacordo com a presente invenção, os seguintes componentes são combinados emisturados (preferivelmente na ordem de adição seguinte) para dar uma<table>table see original document page 23</column></row><table>
'fornecido pelo Consulting Engineering Services, LLC; relatada comocontendo de 50-60% de polímeros de polietilenopoliamina quaternizado comcloreto de benzila com glioxal (CAS 78330-33-3), menos do que 4% detetraetilenopentamina, menos do que 1% de trietilenotetraamina, e de 39-41%de água.
Para preparar soluções de limpeza e decapagem de metal deacordo com a presente referência, uma parte em volume do concentrado deinibidor ácido descrito acima pode, por exemplo, ser combinada com de 200 a20.000 partes em volume de uma solução aquosa contendo 10% empeso/volume de HCl. Outros ácidos assim como outras concentrações de HCl(por exemplo, cerca de 0,5 a cerca de 20% em peso/volume) pode também serutilizada.
A efetividade das soluções de decapagem ou limpeza dapresente invenção em reduzir a quantidade de perda de metal base quando assoluções são usadas para tratar superfícies de metal é demonstrada nosexemplos seguintes.
Exemplo 3
A solução A foi preparada combinando 0,1710 g deCHEMQUAT SP-1060 polietilenopoliamina quaternizada com 2 litros 10%em peso/volume de ácido clorídrico aquoso.
A solução B foi preparada combinando 0,222 g de resina depoliamino-aldeído do Exemplo 1 com 2 litros 10% em peso/volume de ácidoclorídrico aquoso.
A solução C foi preparada preparando primeiro uma misturade 130 partes em peso de resina de poliamino-aldeído do Exemplo 1 com 20partes em peso de CHEMEEN C-12G amina graxa etoxilada e depoiscombinando 0,257 g desta mistura com 2 litros 10% em peso/volume de ácidoclorídrico.
Corpos de teste de aço laminados a frio (liga 1008) medindo0,032 χ 2 χ 4 polegadas (0,081 χ 5,08 χ 10,16 cm) foram limpas com álcoolde isopropila, secas, e pesadas (para o mais perto 0,1 mg). Os painéis de testes(2 por teste) foram suspensos em ganchos revestidos com plástico através deorifícios perfurados de V4" (0,636 cm) e foram colocados por 30 minutos emcada das soluções A, B, e C, as soluções sendo mantidas a 180° F (82,2 0C),agitadas com uma barra de agitação magnética (vazão da solução @ painéisde 3-5 pés/segundos (91,44-152,4 cm/s)), e cobertos com vidros de relógioresfriados em água. Depois da exposição, os painéis foram imediatamenteenxaguados em um banho com excesso de água fresca, umedecidos comálcool de isopropila e depois firmemente limpos com um pano e secos comuma toalha de papel leve de limpeza antes de serem re-pesados: Os painéis deteste demonstraram a seguinte quantidade de perda de metal de base:
Solução A: 0,23 kg/9,29 dm2/hora
Solução B: 0,14 kg/9,29 dm2/hora
Solução C: 0,13 kg/9,29 dm2/hora
Estes resultados demonstram que o produto de reação depolietilenopoliamina e glioxal (solução B) foi bem mais efetivo na inibição daperda de metal base do que a polietilenopoliamina quaternizada não reagida(solução A) e que a presença de uma amina graxa etoxilada (solução C)também dá melhora no aumento da inibição adicional.
Exemplo 4
As soluções A-1, B-I e C-I foram preparadas por adição de0,69 g de hexametilenotetramina a cada uma das soluções A, B, e C,respectivamente, no exemplo 3.
Após o mesmo protocolo de teste como descrito acima noexemplo 3, corpos de prova de aço laminado a frio expostos a soluções A-1,B-I e C-I mostraram a seguinte quantidade de perda de metal base:
Solução A-1: 0,07 kg/9,29 tóora
Solução B-1: 0,06 kg/9,29 dm/hora
Solução C-1: 0,04 kg/9,29 dm2/hora
Estes resultados demonstram que a presença dehexametilenotetramina ainda melhora a eficácia da resina depolietilenopoliamina-glioxal quaternizada na inibição de perda de metal baseem uma solução de decapagem ou limpeza de metal contendo ácido nãooxidante (comparar com a solução B-I com solução B e solução C-I comsolução C).
As soluções B-2 e C-2 foram preparadas por adição de 0,24 g1,4-butinodiol a cada uma das soluções B-I e C-I, respectivamente.
Após o mesmo protocolo de teste descrito acima, os corpos deprova de aço laminado a frio expostos a soluções B-2 e C-2 demonstraram aseguinte quantidade de perda de metal base:
Solução B-2: 0,03 kg/9,29 tóora
Solução C-2: 0,02 kg/9,29 dm2/hora
Estes exemplos demonstraram o benefício da inclusão de umálcool acetilênico nas composições inibidoras de ácido da presente invenção.
Exemplo 5
A efetividade dos concentrados de inibidor ácido da presenteinvenção em inibir a perda de metal base durante a limpeza de um substratocontendo alumínio é demonstrada pelos exemplos seguintes. Dois banhosforam preparados como se segue:
Banho 1: 19.0 mL 37% de HCl diluído em 181 g de águadeionizada.
Banho 2: 20 mL de uma mistura de inibidor ácido (a misturasendo preparada a partir de 13,4 g de água deionizada, 72,6 mL 37% de HCl,e 0,475 g de um concentrado de inibidor ácido de acordo com Exemplo 2)diluído em 180 g de água deionizada.
Cada banho foi colocado em um béquer de vidro emtemperatura ambiente. Painéis de alumínio (liga de alumínio 3003; 2" χ 4" χ0,025" (5,08 χ 10,16 χ 0,0635 cm)) foram limpos com chumaços de SCOTH-BRITE e água, depois limpos com isopropanol, limpos a seco e então pesados(para o mais perto de 0,0001 g). Os painéis foram então colocados em cadados béqueres de forma que cerca de dois terços de cada painel foi imerso nobanho.
O painel imerso no Banho 1 demonstrou significantementemais evolução de gás do que o painel imerso no Banho 2. Depois de 6minutos de imersão, o peso do painel no Banho 1 tinha diminuído 0,0066 g,enquanto o peso do painel no Banho 2 tinha diminuído 0,0006 g (91% deinibição). Antes de serem pesados, os painéis foram enxaguados e depoissecos com isopropanol. Depois de uma imersão adicional de 60 minutos, aperda de peso do painel no Banho 1 (que era nublado e cinza e tinhaalcançado uma temperatura de 36° C devido a exoterma criada pela dissoluçãode metal) foi 1.4436 g e a perda de peso do painel no Banho 2 (que estavalímpido e com 67° F (19,4°C) de temperatura) foi 0,0137 g (99,05%,inibição). O painel que tinha sido imerso no Banho 1 tinha uma quantidadesignificante de fuligem em sua superfície, enquanto o painel que tinha sidoimerso no Banho 2 tinha muito pouca fuligem em sua superfície.
Exemplo 6
Para demonstrar a eficácia das composições inventivas nainibição do ataque químico de uma variedade de superfícies de liga dealumínio por ácido clorídrico, as seguintes soluções de teste forampreparadas.
Controle: 2,0% (pesoVolume) ácido clorídricoInvenção: o concentrado de inibidor ácido do exemplo 2 foidiluído em 0,05% (v/volume) em 2,0 % (pesoVolume) de ácido clorídrico.
Os painéis de teste de várias ligas de alumínio medindo 5,08cm por 10,16 cm (duas para cada teste) foram limpos usando um chumaço deSCOTCH-BRITE e água, então secado e pesado a 0,1 mg de precisão. Ospainéis foram a seguir colocados em 2 litros de soluções de teste agitadas(recentemente preparadas para cada teste e mantidas na temperatura mostradana tabela 1) pelos tempos mostrados na tabela 1. Os painéis foram entãolimpos, secos e a perda de metal em 0,45 kg9,29 dm2/dia calculada ecomparada com o controle para determinar a % de inibição atingida. Osresultados mostrados na tabela 1 demonstram que o banho de acordo com ainvenção geralmente demonstrou um grau bem maior da inibição do ataquequímico com ácido como comparado com o controle sobre uma faixa detemperaturas, tipicamente encontradas durante as operações de limpeza dometal, não considerando qual o tipo de substrato de liga de alumínioempregada.
Tabela 1
<formula>formula see original document page 27</formula>
Exemplo 7
Para demonstrar a eficácia das composições da invenção nainibição do ataque químico de superfícies de metal de zinco puro por ácidofosfórico, as seguintes soluções de teste foram preparadas.
Controle: 5,0% (pesoVolume) ácido fosfóricoInvenção: o concentrado de inibidor ácido do exemplo 2 foidiluído em 0,05% (v/v) em 5,0 % (peso/volume) ácido fosfórico (1,06 g/2 L).
Os painéis de teste de metal de zinco puro medindo 5,08 cmpor 5,08 cm (dois para cada teste) foram limpos usando um chumaço deSCOTCH-BRITE e água, então secos e pesados a 0,1 mg de precisão. Ospainéis foram subseqüentemente colocados em suspensão em 2 litros desoluções de teste agitadas (recentemente preparadas para cada teste) emantidas nas temperaturas mostradas na tabela 2, pelos tempos mostrados natabela 2. Os painéis foram então limpos, secados e a perda de metal em 0,45kg/9,29 dm2/dia calculada e comparada com o controle para determinar a % deinibição atingida. Os resultados mostrados na tabela 2 demonstram que obanho de acordo com a invenção demonstrou um grau excepcionalmenteelevado de inibição do ataque químico com ácido como comparado com o controle.
Tabela 2
<table>table see original document page 28</column></row><table>
Exemplo 8
Este exemplo ilustra a eficácia das composições de acordocom a invenção presente na inibição do ataque por ácido das superfícies dealumínio, particularmente quando estas composições contêm tanto umcomposto de liberação de aldeído como uma amina graxa etoxilada.
Os seguintes banhos foram preparados:
Invenção A:0,0742 g CES-90 (fornecido por ConsultingEngineering Services, LLC; relatado como contendo 59-61% de polímeros depolietilenopoliamina quaternizada com cloreto de benzila com glioxal (CAS78330-33-3), com menos do que 4% de tetraetilenopentamina, menos que 1%de trietilenotetramina, e 39-41% água) e 0,1696 g HMTA em 2 litros de 2,0%(peso/volume) HCl.
Invenção B- 0,0186 g CHEMEEN C-12G cocoamina etoxiladafoi adicionada ao banho da invenção A após este banho ter sido usado (algumácido consumido).
Dois painéis de 5,08 cm χ 10,16 cm de liga de alumínio 3003(recentemente limpa com um chumaço de SCOTCH-BRITE) foram colocadosem cada banho agitado, mantidos na temperatura indicada na tabela 3. Apóstempos de contato idênticos aos relacionados na tabela 1, a quantidade deperda de metal foi determinada e a % de inibição calculada como comparadocom um controle (1,0 % peso Aolume HCl, sem inibidor). Os resultadosobtidos (tabela 3) mostram que o uso de uma polietilenopoliaminaquaternizada que tinha sido reagida com aldeído (glioxal) provê inibiçãoefetiva de ataque químico com ácido, particularmente em temperaturaselevadas e quando usada em combinação com tanto HMTA como aminagraxa etoxilada.
Tabela 3
<formula>formula see original document page 29</formula>
Claims (43)
1. Concentrado de inibidor ácido, caracterizado pelo fato deque compreende água, pelo menos uma resina de poliamino-aldeído e pelomenos um composto selecionado dentre o grupo consistindo de compostos deliberação de aldeído, aminas graxas etoxiladas, sais de aminas graxasetoxiladas e álcoois acetilênicos.
2. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado de inibidorácido compreende pelo menos um composto de liberação de formaldeído.
3. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado de inibidorácido compreende hexametilenotetramina ou um sal do mesmo.
4. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado de inibidorácido compreende pelo menos uma resina de polietilenopoliamina-aldeído.
5. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado de inibidorácido compreende pelo menos uma resina de poliamino-glioxal.
6. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado de inibidorácido compreende pelo menos uma resina de polietilenopoliamina-glioxal.
7. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado de inibidorácido compreende pelo menos uma resina de polietilenopoliamina-glioxalobtida através da reação de uma polietilenopoliamina quatemizada comglioxal.
8. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a polietilenopoliaminaquatemizada é obtida através da reação de uma polietilenopoliamina comcloreto de benzila.
9. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos umaamina graxa etoxilada ou sal da mesma e pelo menos um composto deliberação de aldeído.
10. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos umaamina graxa etoxilada ou sal da mesma e pelo menos um álcool acetilênico.
11. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido concentrado deinibidor ácido tem um pH de cerca de 4 a cerca de 6.
12. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido concentrado deinibidor ácido tem um pH maior do que 7 e um teor de formaldeído livre demenos do que cerca de 0,1 porcento em peso.
13. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido concentrado deinibidor ácido é isento de álcool acetilênico.
14. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido concentrado deinibidor ácido é isento de fluorotensoativo.
15. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos umaresina de polietilenopoliamina-glioxal, hexametilenotetramina ou sal damesma, e pelo menos uma amina graxa etoxilada ou sal da mesma.
16. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende menos do que 1porcento em peso de formaldeído livre.
17. Concentrado de inibidor ácido de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido concentrado deinibidor ácido compreende 2-butina-l,4diol.
18. Solução, caracterizada pelo fato de que compreende água,pelo menos um ácido não oxidante, pelo menos uma resina de poliamina-aldeído, e pelo menos um composto selecionado dentre o grupo consistindode compostos de liberação de aldeído, aminas graxas etoxiladas, sais deaminas graxas etoxiladas e álcoois acetilênicos.
19. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a referida solução compreende ácido clorídrico.
20. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a solução compreende pelo menos um composto de liberaçãode formaldeído.
21. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a solução compreende hexametilenotetramina ou sal damesma.
22. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a solução compreende pelo menos uma resina depolietilenopoliamina-aldeído.
23. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a solução compreende pelo menos uma resina de poliamino-glioxal.
24. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a solução compreende pelo menos uma resina depolietilenopoliamina-glioxal.
25. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a solução compreende pelo menos uma resina depolietilenopoliamina-glioxal obtida através da reação de polietilenopoliaminacom glioxal.
26. Solução de acordo com a reivindicação 25, caracterizadapelo fato de que a polietilenopoliamina quaternizada é obtida através dareação de uma polietilenopoliamina com cloreto de benzila.
27. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que compreende pelo menos uma amina graxa etoxilada.
28. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que compreende pelo menos um composto de liberação dealdeído e pelo menos uma amina graxa etoxilada ou sal da mesma.
29. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a referida solução tem um pH de menor do que cerca de 3.
30. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a referida solução é isenta de álcool acetilênico.
31. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a referida solução é isenta de fluorotensoativo.
32. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que compreende pelo menos uma resina de polietilenopoliamina-glioxal quaternizada, hexametilenotetramina ou sal da mesma, e pelo menosuma amina graxa etoxilada ou sal da mesma.
33. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizadapelo fato de que a referida solução é composta de 2-butina-l,4-diol.
34. Método de limpeza ou decapagem de um substrato tendouma superfície de metal, caracterizado pelo fato de que o referido métodocompreende contatar a referida superfície de metal com a solução comodefinida na reivindicação 18.
35. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizadopelo fato de que a referida superfície de metal é uma superfície de metalcontendo ferro.
36. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizadopelo fato de que a referida superfície de metal é uma superfície de metalcontendo alumínio.
37. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizadopelo fato de que a referida superfície de metal é uma superfície de metalcontendo zinco.
38. Método de limpeza ou decapagem de um substrato tendouma superfície de metal, caracterizado pelo fato de que o referido métodocompreende:a) formar uma solução combinando água, pelo menos umácido não oxidante, pelo menos uma resina de poliamino-aldeído, e pelomenos um composto selecionado dentre o grupo consistindo de compostos deliberação de aldeído, aminas graxas etoxiladas, sais de aminas graxasetoxiladas e álcoois acetilênicos; eb) contatar a referida superfície de metal com a referidasolução.
39. Método de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que a referida superfície de metal é uma superfície de metalcontendo ferro.
40. Método de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que a referida superfície de metal é uma superfície de metalcontendo alumínio.
41. Método de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que a referida superfície de metal é uma superfície de metalcontendo zinco.
42. Método de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que a referida solução é formada combinando um concentradocomposto de água, o referido pelo menos um ácido não oxidante, a referidapelo menos uma resina de poliamino-aldeído, e o referido pelo menos umcomposto selecionado dentre o grupo consistindo de compostos de liberaçãode aldeído, aminas graxas etoxiladas, sais de aminas graxas etoxiladas eálcoois acetilênicos com uma solução aquosa do referido pelo menos umácido não oxidante.
43. Método de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que a referida solução é formada combinando a) um primeiroconcentrado composto de uma solução aquosa de pelo menos um compostode liberação de aldeído e tendo um pH alcalino, b) um segundo concentradocomposto de uma solução aquosa acidificada de pelo menos uma resina depoliamino-aldeído, e c) uma solução aquosa do referido pelo menos um ácidonão oxidante.
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