CH305129A - Process for imparting anti-rust properties to an organic medium or for improving the anti-rust properties of such a medium. - Google Patents

Process for imparting anti-rust properties to an organic medium or for improving the anti-rust properties of such a medium.

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CH305129A
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Hugo Dr Von Fuchs George
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Hugo Dr Von Fuchs George
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/12Oxygen-containing compounds
    • C23F11/128Esters of carboxylic acids

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Description

  

  Procédé pour conférer à un milieu     organique    des propriétés     antirouille    ou pour     améliorer     les propriétés     antirouille    d'un tel milieu.         L'invention    est relative à un procédé pour  conférer à un milieu organique des propriétés  antirouille, ou pour améliorer les propriétés       antirouille    d'un tel milieu. .  



  Il est bien connu que le     rouillage    des sur  faces du fer ou de l'acier se fait. rapidement  en présence d'eau. On a     constaté    que ces sur  faces, même si elles sont enduites d'une huile  minérale pure, se couvrent. de rouille si de  l'eau est mélangée à. l'huile, car les surfaces       métalliques    sont normalement.     hydrophiles    et       l'Huile    appliquée sur ces surfaces est     facile-          nient.    écartée de celles-ci par de minces     eou-          clies        d'eau.        Ainsi,    dans les moteurs à.

       combus-          tion    interne, la condensation de la vapeur  (l'eau dans le carter forme     .suffisamment        d'eau,          qui    se     mélant,-e    à l'huile, pour provoquer le       rouillage    de différentes parties et     garnitures     (lu moteur.  



  Le problème d'éviter la rouille des     ma-          cliine,,    appareils et analogues est. compliqué       pour    la raison que, les autres     conditions    res  tant les mêmes, la formation de rouille sur  (les     surfaces        métalliques    ferreuses est favorisée  par un accroissement de température.  



  On peut empêcher que de telles surfaces       rouillent.,    même dans des conditions qui, sans  cela,     favoriseraient    cette rouille, en appliquant.  sur ces surfaces un     filin    hydrophobe qui y  adhère fortement. Un tel filin empêche l'ac  cès de l'eau à. la surface métallique., de sorte       (lue    la     rouille    ne peut pas se former sur    celle-ci. Il est évident que les matières qui  constituent ces films hydrophobes ne peuvent  pas être utilisées en solution aqueuse. Dans  certains cas, un film hydrophobe peut être  obtenu en incorporant une matière appropriée  dans un solvant organique ou en étalant. la  matière, à l'état fonda, sur la surface métal  lique.

   Aucune de ces méthodes ne donne toute  fois satisfaction dans le cas d'appareils ou de  pièces de machines pour     lesquels    il existe un  mouvement. relatif entre des     parties    en con  tact.  



  Un film hydrophobe ou qui est répulsif  pour l'eau est appliqué le plus avantageusement  sur des surfaces métalliques ferreuses,     faisant     partie d'appareils ou de pièces de machines,  à l'aide d'une matière antirouille dissoute  dans le lubrifiant utilisé pour cet appareil on  pour cette machine.     Plusieurs    compositions  ont. été proposées pour être utilisées de cette  manière comme produits antirouille.  



  Toutefois, divers produits antirouille sont  préjudiciables à. la stabilité du lubrifiant.  dans lequel ils sont. incorporés, du fait. que  l'antirouille utilisé attaque, jusqu'à un degré  considérable, le métal ferreux et/ou tout.  autre métal catalytique, tel que du     cuivre,    qui  se trouve dans l'ensemble.  



  Les produits de réaction métalliques ont  une tendance à déclencher la, décomposition  du lubrifiant et de réduire ainsi notablement  la durée d'usage de celui-ci.      Un grand nombre de matières     proposées     jusqu'ici pour être ajoutées à des lubrifiants,  en vue d'éviter la. formation de rouille, sont.  inefficaces.

   D'autres, par contre, ont un cer  tain degré d'efficacité pour empêcher le     rouil-          lage    mais ne conviennent pas, car elle favo  risent     l'émulsification    de l'eau avec le lubri  fiant.     D'autres    encore., telles que les acides       succiniques        alcoolés    et     alcovlénés        dont.    la.  chaîne de carbone des     substituants    renferme  au moins 12 atomes de carbone, ne donnent       généralement    pas satisfaction pour une raison  ou pour une autre.

   Ces acides     succiniques          alcoylénés    sont généralement. décomposés rapi  dement et disparaissent par oxydation à des  températures supérieures à la température  ambiante, de sorte qu'ils perdent leur effica  cité. Des     acides    à substituant     alcoyle    avec  chaîne ramifiée, par exemple l'acide     @iso-octa-          décvl-succinique,    qui sont. suffisamment solu  bles pour l'usage, sont. plutôt corrosifs pour  le cuivre et d'autres métaux couramment uti  lisés dans des appareils ou des machines tels  que des moteurs, des pompes, des turbines et  analogues.

   D'autre part, des acides succini  ques à     substituant    alcoyle à chaîne     rectiligne,     tel que l'acide     n-octatléevl-succinique,    bien  qu'ils soient. notablement moins corrosifs que  les acides avec chaînes ramifiées, sont solides  et ont un point. de fusion élevé, alors que leur  solubilité aux températures ordinaires dans  des huiles     lubrifiantes    de pétrole est- moindre  que 0,001  /o. Par conséquent, un usage indus  triel intensif des composés cités en dernier  lieu, en tant qu'antirouille, a été impossible et  il est évident que des huiles contenant des  quantités utiles de ces composés ne peuvent.

    pas être conservées aux températures ordi  naires sans risque que le composé pour ainsi  dire insoluble se sépare en se déposant ou soit  enlevé par filtration.  



  On a. trouvé maintenant. que des compo  sés qui ont les propriétés non-corrosives et  antirouille désirables des acides     succiniques    à  substituant alcoyle avec .chaîne rectiligne, ainsi  qu'une solubilité fortement accrue dans les  milieux organiques, notamment les lubrifiants  à base d'huile     minérale,    sont certains esters    d'acide     sueeinique        substitué    avec des alcools  aliphatiques à poids moléculaire réduit.

   L'effi  cacité de ces esters comme antirouille est plu  tôt. surprenante, car jusqu'ici on a cru que  l'effet antirouille des acide-,,     succiniques          alcoolés    ou     alcoy-lénés        résultait    de la réaction  de     deux    groupements     carboxvles    voisins avec  la surface du métal à protéger. Cette conclu  sion paraissait raisonnable ,si l'on considère  que les acides     monocarboxyliques    ont une va  leur réduite ou nulle comme antirouille pour  les petits pourcentages normalement utilisés  et qu'ils sont réellement corrosifs.  



  Le procédé selon la présente invention est       donc.    caractérisé en ce qu'on dissout dans le  milieu     organique    un     ester    d'un acide     succi-          nique    ayant pour formule  
EMI0002.0038     
    dans laquelle N est un     groupement        bvdrocar-          boné    à chaîne rectiligne     contenant    au moins  douze atomes de carbone, un des Y est un  radical alcoyle ne     comprenant    pas de chaîne  rectiligne à     plus    de trois atomes de carbone,       l'autre    Y étant de l'hydrogène.  



  Les acides     succiniques    à.     substituant        hvdro-          earboné    sont avantageusement préparés par la  réaction d'oléfines avec de l'anhydride ma  léique. Le produit obtenu est un anhydride       succinique        aleoyléné    qui peut. être converti  en anhydride     succinique    alcoolé par hydro  génation. Le procédé général est décrit     dans     le brevet E. U. A. N  2055456, accordé le       \'\'        septembre    1936 et dans le brevet E. U. A.

    <B>N-2411.215,</B> accordé le 19 novembre     19.16.    Les  esters de l'acide succinique peuvent . avanta  geusement. être formés en chauffant ensemble  des quantités équimoléculaires de l'alcool uti  lisé et de l'anhydride de l'acide désiré. Le       degré    d'estérification peut, être déterminé en  se basant sur l'indice d'acidité du produit  obtenu.      Parmi les esters utilisables pour réaliser       l'invention,    on petit citer notamment l'ester       monobutylique    tertiaire et l'ester     monométhy-          lique    de l'acide     oetadécyl-succinique.     



  Un grand nombre d'essais ont été faits  pour déterminer l'efficacité et la     valeur    des       mono-esters    antirouille mélangés aux lubri  fiants. Parmi les essais qui ont, le plus de       valeur,    on peut citer ceux qui déterminent:  1" La possibilité de la. matière de. former  (les films adhérents et répulsifs pour l'eau  sur des surfaces métalliques quand cette ma  tière est dissoute     dans    du lubrifiant;       ?     la résistance du film répulsif pour l'eau,  ainsi formé, à     l'hydrolyse    ou à la.     décomposi-          tion    par l'eau en l'absence du lubrifiant;

         3     la possibilité pour un tel film de     sub-          sister    dans des     conditions    oxydantes;       4     la résistance des surfaces métalliques  ferreuses revêtues d'un tel film répulsif pour  l'eau, à l'attaque par des solutions salines  aqueuses;       5     la tendance de la matière à. attaquer et  dissoudre des métaux catalytiques tels que le  cuivre;  6  la tendance de la, matière à favoriser  ou à. contribuer à la formation d'émulsions  d'eau dans le lubrifiant;  7  la. tendance de la matière à affecter       1a    stabilité du lubrifiant.  



  Ces     essais    ont démontré l'efficacité en  quantité réduite (dans certains cas en     concen-          trations        aussi        réduites        que        0,001        %)        desdits          mono-esters    en     vite    d'éviter la formation de  rouille, et. ils ont, en plus prouvé que ces com  posés n'ont point d'effet, corrosif ou     dissol-          vanl-        Stil'    d11 cuivre.  



  Dans nombre de cas, l'efficacité pour em  pêcher le     rouillage    restait manifeste même en       prolongeant    l'essai de manière considérable  au-delà des périodes d'essai couramment con  sidérées comme satisfaisantes.  



  Parmi les essais effectués figurent des  essais de lubrifiants contenant un des     mono-          est.ers    antirouille particuliers à l'invention,  faits avec des moteurs à combustion interne.  Après la. fin de ces essais, l'inspection mon  trait que la. corrosion des coussinets ou paliers    n'était. pas anormale.

   En général, les     résultats     de ces essais ont montré une excellente solu  bilité desdits mono-esters d'ans les liquides  organiques utilisés ainsi qu'un     degré    d'effi  cacité pour empêcher le     rouillage    égal ou  même supérieur à celui     d'autres    composés du  genre     similaire,    tel que l'acide     iso-octadécyl-          succinique    et l'acide     n-octadécyl-succinique.     



  Non seulement des     lubrifiants    à base  d'huile minérale ou fractions du pétrole  furent soumis à ces essais, mais aussi des lubri  fiants synthétiques, tels que: les dérivés de  glycols     poly        alcoy        lénés    du genre décrit     dans    le  brevet E. U. A.

   N      2.148664,    par exemple les  produits marque      Ucon ;    les dérivés     obtenus     par la réaction d'alcools aliphatiques à     chaîne     ramifiée, comme le     2-éthylhexanol,    avec     des     acides     dibasiques    à chaîne     rectiligne,        'comme     l'acide     sébacique    ou     adipique;    enfin les huile-,  synthétiques ayant une faible viscosité et un  point de congélation très bas, ces huiles étant  produites par la polymérisation de l'éthylène.  



       Les        mono-esters    antirouille peuvent. être  utilisés avec de     bons    résultats     dans    des com  positions d'un autre genre. Ainsi, par exemple,  une huile de     graissage    ou une composition  formée par une huile minérale ayant une vis  cosité réduite, ces huiles contenant 1     a/a    d'un       mono-ester    antirouille, peut être appliquée  aisément.

   sur des pièces par plongée, au pin  ceau ou par     projection.    Le film hydrophobe  formé par le mono-ester procure une     protec-,     Lion pour ainsi dire permanente de la sur  face enduite du métal ferreux contre la rouille,  même après que l'huile a été enlevée avec un  chiffon. Les huiles visqueuses et graisses, uti  lisées jusqu'ici pour procurer même une pro  tection temporaire contre la .rouille, sont. dif  ficiles à faire disparaître alors qu'une huile à  faible viscosité peut être aisément. enlevée  avec un chiffon de la surface métallique. .  



  La résistance au     rocaillage    peut être pro  curée à des surfaces fraîches de métaux fer  reux en incorporant. les mono-esters anti  rouille dans les huiles de coupe ou dans les  liquides refroidisseurs utilisés pour l'usinage,  le     meulage    et autres traitements     similaires    du    
EMI0004.0001     
  
    métal. <SEP> Des <SEP> produits <SEP> antirouille <SEP> temporaires
<tb>  sont <SEP> actuellement <SEP> utilisés <SEP> couramment <SEP> dans
<tb>  ces <SEP> liquides, <SEP> mais <SEP> aucun <SEP> film <SEP> hydrophobe
<tb>  n'est <SEP> laissé <SEP> sur <SEP> les <SEP> surfaces <SEP> métalliques.

   <SEP> Des
<tb>  huiles <SEP> de <SEP> coupe <SEP> et <SEP> des <SEP> liquides <SEP> refroidisseurs
<tb>  ordinaires, <SEP> contenant <SEP> une <SEP> quantité <SEP> réduite, <SEP> de
<tb>  l'ordre <SEP> de <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 2%, <SEP> d'un <SEP> mono-ester <SEP> anti  rouille <SEP> d'acide <SEP> succinique <SEP> du <SEP> type <SEP> spécifié,
<tb>  laissent. <SEP> sur <SEP> la. <SEP> surface <SEP> métallique <SEP> un <SEP> film <SEP> du  rable <SEP> ou <SEP> qui <SEP> subsiste <SEP> longtemps <SEP> et <SEP> par <SEP> lequel
<tb>  on <SEP> empêche <SEP> le <SEP> Touillage <SEP> de <SEP> celle-ci.

       
EMI0004.0002     
  
    Il <SEP> est <SEP> également. <SEP> évident <SEP> que <SEP> les <SEP> mono  esters <SEP> antirouille <SEP> peuvent <SEP> être <SEP> incorporés <SEP> à
<tb>  des <SEP> liquides <SEP> organiques <SEP> utilisés <SEP> pour <SEP> de <SEP> nom  breux <SEP> autres <SEP> usages <SEP> que <SEP> la <SEP> lubrification <SEP> et <SEP> qui
<tb>  sont <SEP> susceptibles <SEP> de <SEP> venir <SEP> en <SEP> contact. <SEP> avec <SEP> des
<tb>  surfaces <SEP> en <SEP> fer <SEP> ou <SEP> en <SEP> acier, <SEP> en <SEP> vue <SEP> d'empê  cher <SEP> le <SEP> Touillage <SEP> de <SEP> ces <SEP> surfaces. <SEP> Par <SEP> exemple,
<tb>  quand <SEP> on <SEP> ajoute <SEP> aux <SEP> huiles <SEP> pour <SEP> transforma  teurs, <SEP> aux <SEP> liquides <SEP> utilisés <SEP> dans <SEP> les <SEP> systèmes
<tb>  hydrauliques <SEP> et.

   <SEP> les <SEP> convertisseurs <SEP> de <SEP> couple
<tb>  ou <SEP> aux <SEP> liquides <SEP> qui <SEP> servent. <SEP> au <SEP> transfert. <SEP> de <SEP> la
<tb>  chaleur, <SEP> de <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 0,1 <SEP> 1/o <SEP> d'un. <SEP> des <SEP> mono-esters
<tb>  antirouille, <SEP> on <SEP> empêche <SEP> le <SEP> rocaillage. <SEP> des <SEP> dispo  sitifs <SEP> dans <SEP> lesquels <SEP> ces <SEP> liquides <SEP> sont <SEP> utilisés.
<tb>  Des <SEP> mono-esters <SEP> antirouille <SEP> peuvent <SEP> égale  ment <SEP> être <SEP> utilisés <SEP> efficacement. <SEP> et <SEP> en <SEP> quantités
<tb>  réduites <SEP> dans <SEP> des <SEP> liquides <SEP> antigel, <SEP> des <SEP> huiles
<tb>  de <SEP> rineage, <SEP> de <SEP> l'essence, <SEP> des <SEP> fuel-oils <SEP> et <SEP> autres
<tb>  fraction;

   <SEP> liquides <SEP> du <SEP> pétrole <SEP> avec <SEP> ou <SEP> sans
<tb>  addition <SEP> d'autres <SEP> produits <SEP> destinés <SEP> à <SEP> remplir
<tb>  d'autres <SEP> fonctions.     
EMI0004.0003     
  
    Des <SEP> films <SEP> hydrophobes <SEP> et <SEP> antirouille <SEP> peu  vent <SEP> é\;

  -alement <SEP> être <SEP> formés <SEP> sur <SEP> des <SEP> surfaces
<tb>  de <SEP> métaux <SEP> ferreux <SEP> par <SEP> des <SEP> dépôts <SEP> des <SEP> mono  esters <SEP> antirouille <SEP> à. <SEP> partir <SEP> (le <SEP> solutions <SEP> dans
<tb>  des <SEP> solvants <SEP> organiques. <SEP> Les <SEP> mono-esters <SEP> se
<tb>  dissolvent <SEP> aisément <SEP> clans <SEP> plusieurs <SEP> solvants
<tb>  organiques <SEP> tels, <SEP> par <SEP> exemple, <SEP> que <SEP> le <SEP> tétrachlo  rure <SEP> de <SEP> carbone, <SEP> le <SEP> benzène, <SEP> le <SEP> kérosène, <SEP> le
<tb>  naphte <SEP> ou <SEP> (les <SEP> mélanges <SEP> d'alcools <SEP> ou <SEP> de <SEP> ben  zène <SEP> utilisés <SEP> couramment. <SEP> pour <SEP> le <SEP> nettoyage <SEP> de
<tb>  pièces <SEP> métalliques;

   <SEP> en <SEP> revanche, <SEP> ils <SEP> sont <SEP> en
<tb>  substance <SEP> insolubles <SEP> dans <SEP> l'eau. <SEP> Des <SEP> mélanges
<tb>  de <SEP> différents <SEP> mono-esters <SEP> antirouille <SEP> peuvent,
<tb>  évidemment, <SEP> être <SEP> utilisés <SEP> si <SEP> on <SEP> le <SEP> désire, <SEP> de
<tb>  même <SEP> que <SEP> des <SEP> mélanges <SEP> d'un <SEP> ou <SEP> de <SEP> plusieurs     
EMI0004.0004     
  
    mono-esters <SEP> antirouille <SEP> et <SEP> un <SEP> ou <SEP> plusieurs
<tb>  acides <SEP> succiniques <SEP> aleoylés <SEP> on <SEP> aleovlénés.
<tb>  Bien <SEP> que <SEP> la <SEP> présence <SEP> d'un <SEP> inhibiteur <SEP> d'oxy  dation <SEP> dans <SEP> des <SEP> huiles <SEP> ou <SEP> autres <SEP> liquides <SEP> orga  niques, <SEP> destinés <SEP> à <SEP> combattre <SEP> la <SEP> rouille <SEP> et.

   <SEP> con  tenant <SEP> un <SEP> nrono-ester <SEP> antirouille, <SEP> ne <SEP> soit <SEP> pas
<tb>  une <SEP> nécessité, <SEP> cette <SEP> présence <SEP> est <SEP> souvent <SEP> dési  rable <SEP> car, <SEP> dans <SEP> bien <SEP> des <SEP> cas, <SEP> on <SEP> améliore <SEP> ainsi
<tb>  considérablement <SEP> la <SEP> stabilité <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> ou <SEP> du
<tb>  liquide. <SEP> La <SEP> quantité <SEP> de <SEP> cet <SEP> inhibiteur <SEP> varie
<tb>  avec <SEP> la. <SEP> nature <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> organique <SEP> utili  sée, <SEP> mais <SEP> elle <SEP> est <SEP> généralement. <SEP> comprise <SEP> entre
<tb>  0,0025 <SEP> et <SEP> 5 <SEP> 0/0.

   <SEP> On <SEP> peut <SEP> se <SEP> servir <SEP> non <SEP> seule  ment <SEP> d'un <SEP> inhibiteur <SEP> du <SEP> type <SEP> phénol <SEP> tel <SEP> que
<tb>  le <SEP> dibiitvl-tert.-p-crésol, <SEP> mais <SEP> également <SEP> d'in  hibiteurs <SEP> d'oxydation <SEP> d'autres <SEP> genres, <SEP> tels <SEP> que
<tb>  la <SEP> phényl-alphanaphtylamine <SEP> et <SEP> la <SEP> phénol  thiazine. <SEP> Les <SEP> mono-esters <SEP> antirouille <SEP> sont <SEP> com  patibles <SEP> avec <SEP> un <SEP> grand <SEP> nombre <SEP> d'autres <SEP> subs  tances <SEP> additives <SEP> qui <SEP> sont.

   <SEP> utilisées <SEP> sur <SEP> une
<tb>  grande <SEP> échelle <SEP> dans <SEP> des <SEP> lubrifiants <SEP> et <SEP> ils <SEP> peu  vent <SEP> donc <SEP> être <SEP> utilisés <SEP> pour <SEP> (les <SEP> huiles <SEP> conte  nant <SEP> des <SEP> abaisseurs <SEP> du <SEP> point <SEP> de <SEP> congélation,
<tb>  des <SEP> additifs <SEP> permettant <SEP> un <SEP> lisage <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> à
<tb>  des <SEP> pressions <SEP> très <SEP> élevées <SEP> et <SEP> analogues.
<tb>  Les <SEP> concentrations <SEP> et <SEP> les <SEP> pourcentages, <SEP> nr  diqués <SEP> ou <SEP> spécifiés <SEP> plus <SEP> haut. <SEP> sont <SEP> donnés <SEP> en
<tb>  poids <SEP> et <SEP> non <SEP> pas <SEP> en <SEP> volume.



  Process for imparting anti-rust properties to an organic medium or for improving the anti-rust properties of such a medium. The invention relates to a process for imparting anti-rust properties to an organic medium, or for improving the anti-rust properties of such a medium. .



  It is well known that rusting of the surfaces of iron or steel occurs. quickly in the presence of water. It has been observed that these surfaces, even if they are coated with pure mineral oil, are covered. rust if water is mixed with. oil, because metal surfaces normally are. hydrophilic and Oil applied to these surfaces is easy to remove. separated from them by thin gills of water. Thus, in the engines at.

       internal combustion, vapor condensation (the water in the crankcase forms enough water, which mixes with the oil, to cause rusting of various parts and gaskets (the engine.



  The problem of preventing rusting of machinery, apparatus and the like is. complicated for the reason that, other conditions remaining the same, the formation of rust on ferrous metal surfaces is favored by an increase in temperature.



  Such surfaces can be prevented from rusting, even under conditions which otherwise would promote rust, by applying. on these surfaces a hydrophobic thread which adheres strongly thereto. Such a rope prevents the access of water to. the metal surface., so that rust cannot form on it. Obviously, the materials which constitute these hydrophobic films cannot be used in aqueous solution. In some cases, a hydrophobic film can be used. obtained by incorporating a suitable material into an organic solvent or by spreading the material, in the molten state, on the metal surface.

   None of these methods is however satisfactory in the case of apparatus or parts of machines for which there is movement. relative between parties in contact.



  A hydrophobic or water repellent film is most advantageously applied to ferrous metal surfaces, forming part of apparatus or parts of machines, using a rust inhibitor dissolved in the lubricant used for this apparatus. one for this machine. Several compositions have. been proposed for use in this manner as rust inhibitors.



  However, various anti-rust products are detrimental to. the stability of the lubricant. in which they are. incorporated, of the fact. that the rust inhibitor used attacks, to a considerable degree, the ferrous metal and / or all. another catalytic metal, such as copper, found in the assembly.



  Metallic reaction products have a tendency to initiate the decomposition of the lubricant and thereby significantly reduce the service life thereof. A large number of materials heretofore proposed to be added to lubricants, in order to avoid the. rust formation, are. ineffective.

   Others, on the other hand, have a certain degree of effectiveness in preventing rusting but are not suitable, since they promote the emulsification of the water with the lubricant. Still others., Such as alcoholic and alcovlene succinic acids including. the. carbon chain substituents contain at least 12 carbon atoms, are generally unsatisfactory for one reason or another.

   These alkylenated succinic acids generally are. rapidly decomposed and disappear by oxidation at temperatures above room temperature, so that they lose their effectiveness. Branched chain alkyl substituted acids, for example @ iso-octa-decyl-succinic acid, which are. sufficiently soluble for use, are. rather corrosive to copper and other metals commonly used in apparatus or machines such as motors, pumps, turbines and the like.

   On the other hand, straight chain alkyl substituted succinic acids, such as n-octate-succinic acid, although they are. significantly less corrosive than branched chain acids, are solid and have a dot. melting, while their solubility at ordinary temperatures in petroleum lubricating oils is less than 0.001 / o. Therefore, extensive industrial use of the last-named compounds as rust inhibitors has been impossible and it is evident that oils containing useful amounts of these compounds cannot.

    not be stored at ordinary temperatures without the risk of the essentially insoluble compound settling out or being removed by filtration.



  We have. found now. that compounds which have the desirable non-corrosive and anti-rust properties of straight chain alkyl substituted succinic acids, as well as greatly increased solubility in organic media, especially mineral oil based lubricants, are certain esters. sueeinic acid substituted with reduced molecular weight aliphatic alcohols.

   The effectiveness of these esters as rust inhibitors is earlier. surprising, because until now it has been believed that the anti-rust effect of alcoholic or alkyl-lenated succinic acids results from the reaction of two neighboring carboxyl groups with the surface of the metal to be protected. This conclusion seemed reasonable, considering that monocarboxylic acids have little or no value as rust inhibitors for the small percentages normally used and that they are truly corrosive.



  The method according to the present invention is therefore. characterized in that an ester of a succinic acid having the formula
EMI0002.0038
    in which N is a straight chain bvdrocarbon group containing at least twelve carbon atoms, one of Y is an alkyl radical not comprising a straight chain with more than three carbon atoms, the other Y being hydrogen .



  Succinic acids to. hydrocarbon substituents are advantageously prepared by the reaction of olefins with maleic anhydride. The product obtained is an aleoylened succinic anhydride which can. be converted to alcoholic succinic anhydride by hydrogenation. The general process is described in E. U. A. Patent No. 2,055,456, granted September 1936 and in E. U. A.

    <B> N-2411.215, </B> granted November 19, 19.16. Succinic acid esters can. advantageously. be formed by heating together equimolecular amounts of the alcohol used and the anhydride of the desired acid. The degree of esterification can be determined based on the acid number of the product obtained. Among the esters which can be used for carrying out the invention, there may be mentioned in particular the tertiary monobutyl ester and the monomethyl ester of oetadecyl-succinic acid.



  A large number of tests have been made to determine the effectiveness and value of anti-rust monoesters mixed with lubricants. Among the tests which have the most value, we can cite those which determine: 1 "The possibility of the. Material. Forming (adherent and water-repellent films on metal surfaces when this material is dissolved in. lubricant; the resistance of the water repellent film thus formed to hydrolysis or decomposition by water in the absence of the lubricant;

         3 the possibility for such a film to survive under oxidizing conditions; 4 the resistance of ferrous metal surfaces coated with such a water repellent film to attack by aqueous saline solutions; 5 the tendency of the material to. attack and dissolve catalytic metals such as copper; 6 the tendency of the material to favor or to. contribute to the formation of water emulsions in the lubricant; 7 the. tendency of the material to affect the stability of the lubricant.



  These tests have demonstrated the effectiveness in reduced quantity (in certain cases in concentrations as low as 0.001%) of said mono-esters in quickly avoiding the formation of rust, and. they have, moreover, proved that these compounds have no corrosive or dissolving effect, copper.



  In many cases, the effectiveness in preventing rusting was still evident even by prolonging the test considerably beyond the test periods commonly considered satisfactory.



  Among the tests carried out are tests of lubricants containing one of the anti-rust monoesters particular to the invention, made with internal combustion engines. After the. end of these tests, the inspection my trait that the. corrosion of the bearings or bearings was. not abnormal.

   In general, the results of these tests have shown excellent solu bility of said mono-esters in the organic liquids used as well as a degree of effectiveness in preventing rusting equal to or even greater than that of other compounds of the kind. similar, such as iso-octadecyl-succinic acid and n-octadecyl-succinic acid.



  Not only lubricants based on mineral oil or petroleum fractions were subjected to these tests, but also synthetic lubricants, such as: derivatives of polyalkylenated glycols of the kind described in E. U. A.

   N 2.148664, for example Ucon brand products; derivatives obtained by the reaction of branched-chain aliphatic alcohols, such as 2-ethylhexanol, with dibasic acids with a straight chain, such as sebacic or adipic acid; finally, synthetic oils having a low viscosity and a very low freezing point, these oils being produced by the polymerization of ethylene.



       Anti-rust monoesters can. be used with good results in compositions of another kind. Thus, for example, a lubricating oil or a composition formed by a mineral oil having reduced viscosity, such oils containing 1 w / w of an anti-rust mono-ester, can be applied easily.

   on parts by plunging, pin chuck or by projection. The hydrophobic film formed by the mono-ester provides virtually permanent protection of the coated surface of the ferrous metal against rust, even after the oil has been removed with a rag. The viscous oils and greases heretofore used to provide even temporary protection against rusting are. difficult to remove while low viscosity oil can be easily. removed with a rag from the metal surface. .



  Resistance to rocking can be provided to fresh surfaces of iron metals by incorporating. anti-rust monoesters in cutting oils or in coolants used for machining, grinding and other similar treatments of
EMI0004.0001
  
    metal. <SEP> Temporary <SEP> anti-rust <SEP> products <SEP>
<tb> are <SEP> currently <SEP> used <SEP> commonly <SEP> in
<tb> these <SEP> liquids, <SEP> but <SEP> no <SEP> hydrophobic <SEP> film
<tb> is <SEP> left <SEP> on <SEP> the <SEP> metal <SEP> surfaces.

   <SEP> Of
<tb> oils <SEP> from <SEP> cuts <SEP> and <SEP> from <SEP> liquids <SEP> coolers
ordinary <tb>, <SEP> containing <SEP> a <SEP> quantity <SEP> reduced, <SEP> of
<tb> the order <SEP> of <SEP> 1 <SEP> to <SEP> 2%, <SEP> of a <SEP> mono-ester <SEP> anti rust <SEP> of acid <SEP> succinic <SEP> of the <SEP> type <SEP> specified,
<tb> leave. <SEP> on <SEP> la. <SEP> metal <SEP> surface <SEP> a <SEP> film <SEP> of the rable <SEP> or <SEP> which <SEP> remains <SEP> long <SEP> and <SEP> by <SEP> which
<tb> on <SEP> prevents <SEP> the <SEP> Stirring <SEP> of <SEP> this one.

       
EMI0004.0002
  
    It <SEP> is <SEP> as well. <SEP> obvious <SEP> that <SEP> the <SEP> mono esters <SEP> anti-rust <SEP> can <SEP> be <SEP> incorporated <SEP> to
<tb> of <SEP> organic <SEP> <SEP> liquids <SEP> for <SEP> of <SEP> many names <SEP> other <SEP> uses <SEP> than <SEP> the <SEP> lubrication < SEP> and <SEP> which
<tb> are <SEP> likely <SEP> of <SEP> to come <SEP> in <SEP> contact. <SEP> with <SEP> of
<tb> surfaces <SEP> in <SEP> iron <SEP> or <SEP> in <SEP> steel, <SEP> in <SEP> view <SEP> to prevent <SEP> the <SEP> Stirring <SEP > of <SEP> these <SEP> surfaces. <SEP> By <SEP> example,
<tb> when <SEP> on <SEP> add <SEP> to <SEP> oils <SEP> for <SEP> transformers, <SEP> to <SEP> liquids <SEP> used <SEP> in <SEP> the <SEP> systems
<tb> hydraulic <SEP> and.

   <SEP> the <SEP> converters <SEP> of <SEP> torque
<tb> or <SEP> to the <SEP> liquids <SEP> that <SEP> serve. <SEP> to <SEP> transfer. <SEP> of <SEP> the
<tb> heat, <SEP> from <SEP> 0.01 <SEP> to <SEP> 0.1 <SEP> 1 / o <SEP> of one. <SEP> of <SEP> mono-esters
<tb> rustproofing, <SEP> on <SEP> prevents <SEP> from <SEP> rocking. <SEP> of <SEP> devices <SEP> in <SEP> which <SEP> these <SEP> liquids <SEP> are <SEP> used.
<tb> <SEP> mono-esters <SEP> rust inhibitor <SEP> can <SEP> also <SEP> be <SEP> used <SEP> effectively. <SEP> and <SEP> in <SEP> quantities
<tb> reduced <SEP> in <SEP> of <SEP> liquids <SEP> antifreeze, <SEP> of <SEP> oils
<tb> from <SEP> rinsing, <SEP> from <SEP> gasoline, <SEP> from <SEP> fuel oils <SEP> and <SEP> others
<tb> fraction;

   <SEP> liquids <SEP> of <SEP> petroleum <SEP> with <SEP> or <SEP> without
<tb> addition <SEP> of other <SEP> products <SEP> intended <SEP> to <SEP> to fill
<tb> other <SEP> functions.
EMI0004.0003
  
    <SEP> <SEP> hydrophobic <SEP> and <SEP> anti-rust <SEP> films with little wind <SEP> é \;

  -also <SEP> be <SEP> formed <SEP> on <SEP> of <SEP> surfaces
<tb> of <SEP> ferrous <SEP> metals <SEP> by <SEP> of <SEP> deposits <SEP> of <SEP> mono esters <SEP> anti-rust <SEP> to. <SEP> from <SEP> (the <SEP> solutions <SEP> in
<tb> <SEP> organic <SEP> solvents. <SEP> The <SEP> mono-esters <SEP> are
<tb> dissolve <SEP> easily <SEP> in <SEP> several <SEP> solvents
<tb> organic <SEP> such, <SEP> by <SEP> example, <SEP> than <SEP> the <SEP> tetrachloride <SEP> of <SEP> carbon, <SEP> the <SEP> benzene, < SEP> the <SEP> kerosene, <SEP> the
<tb> Naphtha <SEP> or <SEP> (the <SEP> mixtures <SEP> of alcohols <SEP> or <SEP> of <SEP> ben zene <SEP> commonly used <SEP>. <SEP> for < SEP> the <SEP> cleaning <SEP> of
<tb> metal <SEP> parts;

   <SEP> in <SEP> on the other hand, <SEP> they <SEP> are <SEP> in
<tb> substance <SEP> insoluble <SEP> in <SEP> water. <SEP> <SEP> mixtures
<tb> of <SEP> different <SEP> mono-esters <SEP> anti-rust <SEP> can,
<tb> Obviously, <SEP> be <SEP> used <SEP> if <SEP> on <SEP> the <SEP> desires, <SEP> of
<tb> same <SEP> as <SEP> of <SEP> mixtures <SEP> of one <SEP> or <SEP> of <SEP> several
EMI0004.0004
  
    mono-esters <SEP> anti-rust <SEP> and <SEP> one <SEP> or <SEP> several
<tb> <SEP> succinic acids <SEP> aleoylated <SEP> on <SEP> aleovlénés.
<tb> Although <SEP> that <SEP> the <SEP> presence <SEP> of a <SEP> oxidation inhibitor <SEP> <SEP> in <SEP> of <SEP> oils <SEP> or < SEP> other <SEP> organic <SEP> liquids, <SEP> intended <SEP> to <SEP> to combat <SEP> the <SEP> rust <SEP> and.

   <SEP> containing <SEP> an anti-rust <SEP> nrono-ester <SEP>, <SEP> ne <SEP> or <SEP> not
<tb> a <SEP> necessity, <SEP> this <SEP> presence <SEP> is <SEP> often <SEP> desirable <SEP> because, <SEP> in <SEP> well <SEP> of <SEP> case, <SEP> on <SEP> improves <SEP> as well
<tb> significantly <SEP> the <SEP> stability <SEP> of <SEP> oil <SEP> or <SEP> of
<tb> liquid. <SEP> The <SEP> quantity <SEP> of <SEP> this <SEP> inhibitor <SEP> varies
<tb> with <SEP> the. <SEP> nature <SEP> of <SEP> the <SEP> organic <SEP> material <SEP> used, <SEP> but <SEP> it <SEP> is generally <SEP>. <SEP> included <SEP> between
<tb> 0.0025 <SEP> and <SEP> 5 <SEP> 0/0.

   <SEP> On <SEP> can <SEP> <SEP> be used <SEP> not <SEP> only <SEP> of a <SEP> inhibitor <SEP> of <SEP> type <SEP> phenol <SEP> such <SEP> that
<tb> the <SEP> dibiitvl-tert.-p-cresol, <SEP> but <SEP> also <SEP> of oxidation inhibitors <SEP> <SEP> of other <SEP> genera, <SEP > such <SEP> that
<tb> <SEP> phenyl-alphanaphthylamine <SEP> and <SEP> <SEP> phenol thiazine. <SEP> The <SEP> mono-esters <SEP> anti-rust <SEP> are <SEP> compatible <SEP> with <SEP> a large <SEP> <SEP> number <SEP> of other <SEP> substances <SEP> additives <SEP> which <SEP> are.

   <SEP> used <SEP> on <SEP> a
<tb> large <SEP> scale <SEP> in <SEP> of <SEP> lubricants <SEP> and <SEP> they <SEP> little wind <SEP> therefore <SEP> be <SEP> used <SEP> for < SEP> (the <SEP> oils <SEP> containing <SEP> of the <SEP> lowerers <SEP> of the <SEP> point <SEP> of <SEP> freezing,
<tb> <SEP> additives <SEP> allowing <SEP> a <SEP> reading <SEP> from <SEP> oil <SEP> to
<tb> very high <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> and <SEP> pressures.
<tb> The <SEP> concentrations <SEP> and <SEP> the <SEP> percentages, <SEP> specified <SEP> or <SEP> numbers <SEP> plus <SEP> high. <SEP> are <SEP> given <SEP> in
<tb> weight <SEP> and <SEP> not <SEP> not <SEP> in <SEP> volume.

 

Claims (1)

EMI0004.0005 REVENDICATION <SEP> <B>1:</B> EMI0004.0006 Procédé <SEP> pour <SEP> conférer <SEP> à <SEP> un <SEP> milieu <SEP> orfa nique <SEP> des <SEP> propriétés <SEP> antirouille <SEP> ou <SEP> pour <SEP> amé liorer <SEP> les <SEP> propriétés <SEP> antirouille <SEP> d'un <SEP> tel <SEP> milieu, <tb> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> ].'on <SEP> dissout <SEP> dans <SEP> ce <tb> milieu <SEP> organique <SEP> un <SEP> ester <SEP> d'un <SEP> acide <SEP> succi nique <SEP> ayant <SEP> pour <SEP> formule <SEP> < générale: EMI0004.0005 CLAIM <SEP> <B> 1: </B> EMI0004.0006 Method <SEP> for <SEP> to give <SEP> to <SEP> a <SEP> medium <SEP> orfamic <SEP> of the <SEP> properties <SEP> anti-rust <SEP> or <SEP> for <SEP> amé improve <SEP> the <SEP> properties <SEP> anti-rust <SEP> of a <SEP> such <SEP> medium, <tb> characterized <SEP> in <SEP> this <SEP> than <SEP>]. 'on <SEP> dissolves <SEP> in <SEP> this <tb> organic <SEP> medium <SEP> a <SEP> ester <SEP> of a <SEP> acid <SEP> succinic <SEP> having <SEP> for <SEP> formula <SEP> <general: EMI0004.0007 EMI0004.0008 dans <SEP> laquelle <SEP> X <SEP> est, <SEP> un <SEP> groupement <SEP> hydro carboné <SEP> à <SEP> chaîne <SEP> rectiligne <SEP> et <SEP> contenant <SEP> au <tb> moins <SEP> 1\? <SEP> atomes <SEP> de <SEP> carbone, <SEP> un <SEP> des <SEP> Y <SEP> est <SEP> un <tb> groupement <SEP> alcoj-le <SEP> ne <SEP> comprenant <SEP> pas <SEP> de chaîne rectiligne à plus de trois atomes de carbone, l'autre Y étant de l'hydrogène. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que le milieu organique susdit est une fraction liquide du pétrole. 2. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que le milieu organique susdit. est unie huile minérale. 3. EMI0004.0007 EMI0004.0008 in <SEP> which <SEP> X <SEP> is, <SEP> a <SEP> grouping <SEP> hydro carbon <SEP> to <SEP> string <SEP> rectilinear <SEP> and <SEP> containing <SEP> at <tb> less <SEP> 1 \? <SEP> atoms <SEP> of <SEP> carbon, <SEP> a <SEP> of <SEP> Y <SEP> is <SEP> a <tb> group <SEP> alcoj-le <SEP> not <SEP> comprising <SEP> not <SEP> of a rectilinear chain with more than three carbon atoms, the other Y being hydrogen. SUB-CLAIMS: 1. A method according to claim I, characterized in that the aforesaid organic medium is a liquid fraction of petroleum. 2. Method according to claim I, charac terized in that the aforesaid organic medium. is united mineral oil. 3. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit ester est un ester mono- butylique tertiaire de l'acide octadécyl-sucei- nique. -I. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit ester est un ester mono- méthylique de l'acide octadécyl-succinique. REVENDICATION II: Produit à propriétés antirouille obtenu par le procédé selon la revendication I. SOITS-1@P'@EIVDICATIOIVS 5. Produit selon la. revendication II, carac térisé en ce que I e milieu organique susdit est. A process according to claim I, characterized in that said ester is a tertiary monobutyl ester of octadecylsuckinic acid. -I. A process according to claim I, characterized in that said ester is a mono-methyl ester of octadecyl succinic acid. CLAIM II: Product with anti-rust properties obtained by the process according to claim I. SOITS-1 @ P '@ EIVDICATIOIVS 5. Product according to the. claim II, charac terized in that the aforesaid organic medium is. une fraction liquide dit pétrole. 6. Produit selon la revendication II, carac térisé en ce que le milieu organique susdit est une huile minérale. 7. Produit selon la. revendication II, carac térisé en ce qu'il comporte également -une quantité minime d'un inhibiteur d'oxydation pour ledit milieu organique. 8. Produit selon la revendication II, carac térisé en ce qu'il comprend en majeure partie un lubrifiant organique dans lequel est. dis soute une proportion moindre dudit ester. 9. Produit selon la revendication II, carac térisé en ce qu'il comprend une huile minérale dans laquelle est dissoute une proportion moindre dudit ester. a liquid fraction called petroleum. 6. Product according to claim II, charac terized in that the aforesaid organic medium is a mineral oil. 7. Produced according to. Claim II, charac terized in that it also comprises -a minimal amount of an oxidation inhibitor for said organic medium. 8. Product according to claim II, charac terized in that it mainly comprises an organic lubricant in which is. say support a lesser proportion of said ester. 9. Product according to claim II, charac terized in that it comprises a mineral oil in which a smaller proportion of said ester is dissolved.
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