BRPI1004356A2

BRPI1004356A2 - aditivos para proteÇço contra corrosço para mÉtodos de fabricaÇço, um mÉtodo para sua fabricaÇço e seu uso

Info

Publication number: BRPI1004356A2
Application number: BRPI1004356-0A
Authority: BR
Inventors: Sandra Leimenstoll; Anke Blaul; Reinhard Stier; Isabell Lange; David Larem
Original assignee: Rhein Chemie Rheinau Gmbh
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-01-22
Also published as: RU2553154C2; CN102031529B; US8153028B2; PL2312019T3; EP2312019B1; CN102031529A; US20110088589A1; EP2312019A1; US20120074358A1; RU2010140100A; ES2421184T3; US9121103B2

Abstract

ADITIVOS PARA PROTEÇçO CONTRA CORROSçO PARA MÉTODOS DE FABRICAÇçO, UM MÉTODO PARA SUA FABRICAÇçO E SEU USO A presente invenção se refere a novos aditivos para proteção contra corrosão para métodos de fabricação contendo pelo menos um triazol e o produto de reação de pelo menos um alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico, um método para sua fabricação e seu uso para a proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção para: "ADITIVOS PARA PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO PARA MÉTODOS DE FABRICAÇÃO, UM MÉTODO PARA SUA FABRICAÇÃO E SEU USO".

A presente invenção se refere a novos aditivos para proteção contra corrosão para métodos de fabricação contendo pelo menos um triazol e o produto de reação de pelo menos um alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico, um método para sua fabricação e seu uso para a proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio.

No mercado são oferecidos diferentes aditivos para proteção contra corrosão para alumínio (inibidores de corrosão). Em primeira linha, trata-se daqueles contendo silício, assim, por exemplo, tetraetilsilicato e metassilicato de sódio. Entretanto, resultam, especialmente dos compostos contendo silicato, problemas nos subseqüentes tratamentos de superfície.

Como aditivos para proteção contra corrosão contendo fósforo são atualmente empregados, por exemplo, polioxietileno-oleil-eter fosfatos e/ou 1 -hidroxi-1,1 -difosforo-ácido- etano. Como o fósforo está sujeito a fortes oscilações de preço, é desejável substituí-lo por alternativas igualmente efetivas, porém mais baratas.

Como aditivos para proteção contra corrosão para alumínio são apropriados igualmente ácidos (di-)carboxílicos de cadeia longa. Assim, por exemplo, é conhecido de EP-A 0439911 o efeito inibidor de corrosão de ácidos dicarboxílicos em alcoóis líquidos. Estas misturas podem conter, como componente adicional, também, por exemplo, triazóis, ver EP-A 1598407 e WO 00/11102 ou também silanos, ver EP 0739966 A1.

Desvantagem destas misturas, entretanto, é que as mesmas são dificilmente emulsionáveis.

Em EP 816467 B1 são empregadas misturas de sais de metais alcalinos, de

amônia e amina de ácidos monocarboxílicos aromáticos contendo grupos hidroxila e de ácidos monocarboxílicos alifáticos lineares e ramificados com 5 a 12 átomos de carbono como inibidores de corrosão em concentrados anticongelantes. Os ácidos monocarboxílicos alifáticos podem aqui também, como grupos funcionais adicionais, conter átomos de oxigênio de éter ou funções carbonila. Estes são em seu efeito, entretanto, claramente piores do que as alternativas anteriormente mencionadas, também em relação à sua emulsionabilidade.

Em Watanabe et al. em J. Oleo Sei, 56 (9), págs. 463-469 (2007) e em J. Oleo Sei, 57 (1), págs. 1-10 (2008) é, dentre outros, relatado sobre um PoIy-THF derivatizado com anidrido de ácido maleico com boas características de proteção contra corrosão e resistência à água dura, mas também estas misturas possuem um rendimento baixo.

É, portanto, tarefa da invenção, prover para métodos de fabricação aditivos para proteção contra corrosão livres de fósforo e silício que sejam fabricáveis facilmente e com preço vantajoso e que sejam pelo menos tão efetivos quanto os - produtos a serem substituídos contendo fósforo e silício. Além disso, o aditivo para proteção contra corrosão deve ser estável ao armazenamento, de boa emulsionabilidade e hidrossolúvel.

Esta tarefa é, então, solucionada por meio dos aditivos para proteção contra

corrosão de acordo com a invenção, os quais contêm pelo menos um triazol e o produto de reação de pelo menos um alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico.

Objeto da presente invenção são aditivos para proteção contra corrosão para métodos de fabricação, contendo pelo menos um triazol, preferencialmente toliltriazol e/ou benzotriazol, e o produto de reação de pelo menos um alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico.

Alquileno glicóis, no contexto da invenção, são, preferencialmente, alquileno glicóis com 3 a 24 átomos de carbono na molécula (C3-C24-alquileno glicol). Especialmente preferenciais são trietiIeno glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol e tripropileno glicol. Aqui se trata de produtos usuais de mercado.

Anidridos de ácido carboxílico, no contexto da invenção, são, preferencialmente, anidridos de ácido carboxílico C4-C2O cíclicos, saturados, insaturados e/ou aromáticos, eventualmente substituídos.

Como anidridos de ácido carboxílico são especialmente preferenciais o anidrido de ácido maleico, anidrido de ácido ftálico, anidrido de ácido succínico e/ou anidrido de ácido glutárico.

Substituintes, no contexto da invenção, são, por exemplo, restos de C1-Ci6 alquila ou restos de C6-Ci8 alquila substituídos e não substituídos.

Em uma modalidade especialmente preferencial da invenção, os aditivos para proteção contra corrosão contêm o produto de reação de trietileno glicol e anidrido de ácido maleico.

Aqui se trata de produtos usuais de mercado.

Preferencialmente, a proporção de quantidades de alquileno glicol e anidrido de ácido carboxílico é de 0,7:2 até 1,3:2. Preferencialmente, a proporção de quantidades de triazol e o produto de reação de

alquileno glicol e anidrido de ácido carboxílico é de 1:10 até 1:2.

No caso do produto de reação, no contexto da invenção, se trata do produto de reação de pelo menos um alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico, que pode ser fabricado pelos métodos usuais ao especialista. Possível assim é, por exemplo, a fabricação de acordo com US-A 2698856. Nesta, a fabricação do derivado de ácido dimaleico-trietileno glicol é descrita através de uma síntese de recipiente único em escala de laboratório a 125°C. A temperatura se eleva a 160°C durante a reação, o que evidencia a alta exotermia da reação. Por isso, este método não é apropriado para o método em grande escala técnica.

Em DE 3824447 e EP A 0249148 uma 1,2-alcanodiol é igualmente reagido com um anidrido de ácido carboxílico através de uma síntese de recipiente único. Para tanto, os reagentes são diluídos em toluol e, na seqüência, cozidos mediante refluxo. A proporção de reagentes e toluol aqui é de aproximadamente 1 para 1.

Consideravelmente mais preferida, quando se trata de uma síntese de grande escala técnica, é a reação de alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico a temperaturas de pelo menos 60°C, entretanto, de no máximo 10O0C sem a utilização de um solvente. A temperaturas acima de IOO0C se origina calor de reação em demasia, o qual dificulta consideravelmente, quando não impossibilita, um controle de temperatura na síntese em grande escala técnica. Na utilização de um solvente, o mesmo necessita ser removido ao final da reação e o produto secado, do que resultam desvantagens consideráveis com respeito à viabilidade econômica. Em uma modalidade preferencial da invenção, o anidrido de ácido carboxílico é disponibilizado, fundido e então é adicionado o alquileno glicol em doses e o produto de reação, para complementar a reação, ainda é mantido por uns instantes a 80°C. Igualmente possível é a seqüência de adição contrária e também a adição simultânea.

O termo método de fabricação, no contexto da invenção, engloba todos os métodos de acordo com a norma DIN 8580, como, por exemplo, transformação, separação, união e revestimento. Além disso, são englobados, ao lado dos métodos da produção industrial, também outros campos de aplicação como, por exemplo, na reparação ou no âmbito doméstico. Também é englobado o emprego em lubrificantes com água de acordo com a norma ISO 6743.

Metais, no contexto da invenção, são, preferencialmente, alumínio e/ou ligas de

alumínio. Os aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção para métodos de fabricação, entretanto, também são empregáveis para metais leves como magnésio e titânio e as ligas correspondentes.

Objeto da invenção é, portanto, um método para a fabricação dos aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção, pelo qual, primeiramente, é fabricado o produto de reação de alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico, em que ou

a) o anidrido de ácido carboxílico é fundido e subseqüentemente é adicionado alquileno glicol a temperaturas de pelo menos 60°C e de no máximo 10O0C, ou b) anidrido de ácido carboxílico e alquileno glicol são reagidos a temperaturas de

pelo menos 60°C e de no máximo 10O0C

e, na seqüência, são adicionados triazol e, eventualmente, outros aditivos ao produto de reação.

Os aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção também podem conter componentes adicionais, como, por exemplo, outros produtos de proteção contra corrosão livres de fósforo e silício como, por exemplo, éster de ácido sulfônico como, por exemplo, Additin ® RC 4810. Como componentes podem ser adicionalmente empregados:

Óleos Group I a V, de acordo com a definição do American Petroleum Institute (API), ácidos graxos como, por exemplo, ácidos graxos de óleo de Tall, ésteres de ácidos graxos, ácidos alquil-benzol-sulfônicos, alcanolaminas como etanolamina, alquilaminas como, por exemplo, trietilamina, amidas de ácidos graxos, triglicerídeos, ésteres de ácidos graxos sulfurados e/ou olefinas sulfuradas, derivados de dimercaptotiadiazol, carbamatos, poliglicol éter, etoxilatos de álcool, ácidos carboxílicos de éter, glicóis / éteres de glicóis como, por exemplo, butildiglicol, biocidas, antiespumantes, emulsificadores, tensoativos, alcoóis graxos.

Outro objeto da invenção é um método para a proteção de alumínio e/ou ligas de

alumínio contra corrosão, em que os aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção anteriormente citados, contendo pelo menos um triazol e o produto de reação de pelo menos um C3-C24-alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico, são aplicados sobre o alumínio e/ou ligas de alumínio. Com respeito aos aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção, faz-se referência às descrições do presente pedido feitas acima.

A aplicação pode, aqui, ocorrer por meio de todos os métodos usuais de aplicação como, por exemplo, imersão, pulverização etc.

É, portanto, um objeto adicional da presente invenção o uso dos aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção para a proteção de alumínio e/ou ligas de alumínio. Estas ligas englobam alumínio puro, ligas de fundição e ligas de modelagem, bem como ligas de cobre alumínio (Bronze-Alumínio), como descritas, por exemplo, nas normas DIN EN 576, DIN 1706, DIN EN 573 e DIN 1982.

A invenção é melhor descrita com base nos exemplos a seguir, sem que os mesmos sejam limitantes.

Exemplos

Caso não seja informado em contrário, todas as indicações de porções e de percentagem referem-se ao peso.

a) Fabricação do produto de reação de anidrido de ácido maleico com trietileno glicol (derivado de MATEG)

Em um balão de 4 pescoços foram disponibilizados 98,1 g (1,0 mol) de anidrido de ácido maleico e fundidos (ponto de fusão = 56°C). Ao anidrido de ácido maleico fundido foram adicionados por gotejamento 75,24g (0,501 mol) de trietileno glicol. Para atingir uma reação aproximadamente integral, foi regulada inicialmente uma temperatura de 60°C por 3h e depois uma temperatura de 80°C por 3h.

b) Fabricação de uma formulação com a) 0,5% em peso do produto de reação anteriormente fabricado (derivado de MATEG)

foram formulados com a mistura a seguir na seqüência relacionada na Tabela a seguir. As indicações de quantidades são em % em peso.

Componentes A (de acordo com a invenção) B (Comparação) C (Comparação) D (Comparação) Nynas T 22 42,4 42,9 42,4 42,4 Edenor EHO/ 10 10 10 10 Synative™ ES EHO Additin RC 4810 7 7 7 7 MEA 2 2 2 2 TEA 8 8 8 8 Rewocoros AC 101 6 6 6 6 TOFA 5 5 5 5 Additin RC 5800 0,1 0,1 0,1 0,1 Additin RC 2415 6 6 6 6 Additin RC 2317 3 3 3 3 Derivado de MATEG 0,5 0 0 0 TEOS 0 0 0,5 0 Cublen K 60 0 0 0 0,5 Emulsogen M 2,9 2,9 2,9 2,9 Lutensol XL 80 1,1 1,1 1,1 1,1 Emulsogen COL 100 2 2 2 2 BDG (butildiglicol) 1 1 1 1 H2O 3 3 3 3 As abreviações possuem, aqui, os seguintes signil içados:

Nynas T 22 = óleo mineral, obtido da empresa Nynas Naphtenics AB Edenor EHO/Synative™ ES EHO = etil hexil oleato, obtido da empresa Cognis

GmbH

Additin ® RC 4810 = éster de ácido sulfônico, obtido da empresa Rhein Chemie Rheingau GmbH

MEA = monoetanolamina, obtido da empresa BASF AG

TEA = trietanolamina, obtido da empresa BASF AG

Rewocoros AC 101 = solução de uma alquilolamida de ácido graxo, obtido da empresa Evonik Industries AG.

TOFA = destilado de óleo de Tall, obtido da empresa Gustav Heess GmbH Additin ® RC 5800 = solução de Na a 50% de toliltriazol, obtido da empresa Rhein

Chemie Rheingau GmbH

Additin ® RC 2415 = éster de ácido graxo sulfurado, obtido da empresa Rhein Chemie Rheingau GmbH

Additin ® RC 2317 = éster de ácido graxo sulfurado, obtido da empresa Rhein Chemie Rheingau GmbH

Emulsogen M = poliglicol éter com 5 mol EO (óxido de etileno) baseados em álcool oleílico / cetílico, obtido da empresa Clariant

Lutensol XL 80 = C10 etoxilato de álcool de Guerbert com 8 mol de EO1 obtido da empresa BASF AG

Emulsogen COL 100 = ácido carboxílico de éter com 10 mol de óxido de etileno

(EO)1 obtido da empresa Clariant

BDG = butildiglicol, obtido da empresa BASF AG

Cublen K 60 = 1-hidroxi-1,1-difosforo-ácido-etano, obtido da empresa Zschimmer &

Schwarz

TEOS = tetraetilsilicato

c) Provas de proteção contra corrosão com chapas de alumínio em emulsões

5% da formulação fabricada em b) são emulsificados em água mediante agitação. Para a avaliação do efeito de proteção contra corrosão, as chapas de alumínio 1 a 3 abaixo

1. Liga 6016 2. Liga 7075 e

3. Liga 5754

são postas em uma emulsão fabricada das formulações A até D e, após armazenamento de 3 dias nesta emulsão a temperatura ambiente, avaliadas visualmente com relação à sua corrosão. Os resultados estão resumidos na Tabela a seguir. Chapa de alumínio N°/Emulsão de Emulsão a 5% da formulação A (de acordo com a invenção) Emulsão a 5% da formulação B (Comparação) Emulsão a 5% da formulação C (Comparação) Emulsão a 5% da formulação D (Comparação) 1 Sem coloração Coloração negra Sem coloração Leve coloração 2 Sem coloração Coloração negra Sem coloração Leve coloração 3 Sem coloração Coloração evidente Sem coloração Leve coloração pH da emulsão 9,3 9,3 9,3 9,3

Os exemplos A comprovam que as emulsões fabricadas a partir dos aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção apresentam um efeito evidente de proteção contra corrosão.

As misturas de acordo com a invenção são comparativamente boas em relação às emulsões contendo silício e fósforo do estado da técnica e possuem, adicionalmente, a vantagem de que, no caso de processos subseqüentes, como galvanização e pintura, não aparecerem efeitos colaterais negativos e que os aditivos para proteção contra corrosão de acordo com a invenção são de boa disponibilização para os métodos de fabricação.

Claims

1. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação caracterizados pelo fato de que compreendem pelo menos um triazol e o produto de reação de pelo menos um alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico.

2. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizados pelo fato de que compreendem, como alquileno glicóis, C3-C2^alquileno glicóis.

3. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizados pelo fato de que compreendem, como anidridos de ácido carboxílico, anidridos de ácido carboxílico C4- C2O cíclicos, saturados, insaturados e/ou aromáticos, eventualmente substituídos.

4. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizados pelo fato de que estes "compreendem, como anidridos de ácido carboxílico, anidrido de ácido maleico, anidrido de ácido ftálico, anidrido de ácido succínico e/ou anidrido de ácido glutárico.

5. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 ou 4, caracterizados pelo fato de que, no caso do alquileno glicol, se trata de trietileno glicol e, no caso do anidrido de ácido carboxílico, se trata de anidrido de ácido maleico.

6. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 ou 5, caracterizados pelo fato de que, no caso do triazol, se trata de toliltriazol e/ou benzotriazol.

7. Aditivos para proteção contra corrosão para alumínio e/ou ligas de alumínio em métodos de fabricação, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 ou 6, caracterizados pelo fato de que a proporção de quantidades de alquileno glicol e anidrido de ácido carboxílico é de 0,7:2 até 1,3:2 e que a proporção de quantidades de triazol e o produto de reação de alquileno glicol e anidrido de ácido carboxílico é de 1:10 até 1:2.

8. Método para a fabricação de aditivos para proteção contra corrosão para métodos de fabricação, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, primeiramente, é fabricado o produto de reação de alquileno glicol e pelo menos um anidrido de ácido carboxílico, em que ou a) o anidrido de ácido carboxílico é fundido e subseqüentemente é adicionado alquileno glicol a temperaturas de pelo menos 60°C e de no máximo 100°C, ou b) anidrido de ácido carboxílico e alquileno glicol são reagidos a temperaturas de pelo menos 60°C e de no máximo 10O0C e, na seqüência, são adicionados triazol e, eventualmente, outros aditivos ao produto de reação.

9. Método para a proteção de alumínio e/ou ligas de alumínio contra corrosão, caracterizado pelo fato de que os aditivos para proteção contra corrosão de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 7 são aplicados sobre o alumínio e/ou ligas de alumínio.

10. Uso dos aditivos para proteção contra corrosão, de· acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que é para a proteção de alumínio e/ou ligas de alumínio.