CH498945A - Verwendung von Aminoalkylpolyphosphonsäuren als Korrosionsinhibitoren für Aluminium und Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

  
 



   Verwendung von   Aminoalkylpolyphosphonsäuren    als Korrosionsinhibitoren für Aluminium und Aluminiumlegierungen
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Aminoalkylpolyphosphonsäuren als Korrosionsinhibitoren für Aluminium und Aluminiumlegierungen in schwefelsäure- und/oder phosphorsäurehaltigen Lösungen.



   Als Korrosionsinhibitoren für Aluminium sind schon verschiedene Stoffe vorgeschlagen worden, die aber entweder nicht oder nicht genügend in sauren Lösungen wirksam sind, wie beispielsweise Wasserglas und Oxidationsmittel, wie Permanganate oder Chromate, oder nur einen ungenügenden Hemmwert besitzen, wie beispielsweise kolloidale Eiweissverbindungen, Fettsäuren und ähnliche. Für die Inhibierung in salzsauren Lösungen ist auch schon Hexamethylentetramin vorgeschlagen worden, das aber den Angriff von Schwefelsäure und Phosphorsäure nur geringfügig hemmt.



   Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, einen Korrosionsinhibitor für Aluminium und Aluminium-Legierungen in schwefelsauren und/oder phosphorsauren Lösungen zu entwickeln, der einen hohen Hemmwert Ibesitzt.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Verwendung von löslichen Aminoalkylpolyphosphonsäuren mit 3 oder mehr Phosphonsäuregruppen im Molekül und mit mindestens einer charakteristischen Gruppe der allgemeinen Formel
EMI1.1     
 in der X und Y Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten, als Korrosionsinhibitoren für Aluminium und Aluminiumlegierungen in schwefelsäure- und/oder phosphorsäurehaltigen Lösungen.



   Als Aminopolyphosphonsäuren können beispielsweise Tetramethylendiaminotetra- (methylenphosphonsäure), Hexamethylendiaminotetra- (methylenphosphonsäure), Tetraäthylenpentaminhepta- (methylenphosphonsäure) und vorzugsweise Aminopolyphosphonsäuren der Formel
EMI1.2     
 in der X und Y Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und   R1    und   R2    eine Phosphonsäuregruppe oder einen Rest der Formel
EMI1.3     
   bedeuten, wie Aminotri(1-äthylphosphonsäure), Äthy-      lendiamintetra41-äthylphosphonsäure),    Aminotri- (1propylphosphonsäure) und Aminotri- (isopropylphosphonsäure) verwendet werden.



   Insbesondere werden   Aininoalkylpolyphosphon    säuren der Formel  
EMI2.1     
 in der R3 und R4 eine -PO3H2-Gruppe oder eine Gruppe der Formel
EMI2.2     
 bedeuten wie Aminotri-(methylenphosphonsäure),   At-    hylendiamintetra-(methylenphosphonsäure) und Diäthylentriaminpenta-(methylenphosphonsäure) eingesetzt.



   Besonders gute Ergebnisse werden mit der technisch leicht zugänglichen   Aminotri-(methylenphosphonsäure)    erhalten.



   Diese Aminoalkylpolyphosphonsäure sind starke Komplexbildner. Ihre Herstellung und die Verwendung als Komplexbildner sind bekannt. Komplexbildner sind aber bekannterweise stark korrodierende Substanzen und verstärken als Zusätze zu anderen Lösungen die Korrosion erheblich. Um so erstaunlicher ist daher die Tatsache, dass Aminoalkylpolyphosphonsäuren für Aluminium und Aluminiumlegierungen in schwefelsaurer und vorzugsweise phosphorsaurer Lösung starke Korrosionsinhibitoren sind mit Hemmwerten bis 99 %.



   Die Aminoalkylpolyphosphonsäuren werden hierbei in Konzentrationen von 0,5 bis 5   Gew.O/o,    bezogen auf den Phosphorsäure- und Schwefelsäuregehalt der Lösungen, zugesetzt.



   Die Phosphorsäure oder Schwefelsäure enthaltenden Lösungen können hierbei auch noch weitere Substanzen, wie beispielsweise Netzmittel enthalten, ohne dass die inhibierende Wirkung der Aminoalkylpolyphosphonsäuren verlorengeht.



   Beispiel 1
Es wurde der Angriff von Phosphorsäure auf Aluminium (Qualität Al 99,5; DIN 1712) mit und ohne Zusatz von   Aminotri-(methylenphosphonsäure)    ermittelt. Als Testlösungen wurden die folgenden Mischungen A) 60   0/0      HO   
40    lo    Kondenswasser B) 60    /0      P04   
38,5    /o    Kondenswasser    1,5  /o Aminotri-(methylenphosphonsäure)    jeweils mit Stadtwasser auf 3   O/o    verdünnt. Es wurde der Metallabtrag in 24 Stunden ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die angegebenen Werte sind Mittelwerte aus mehreren Messungen.



   Tabelle 1 Temperatur Testmetall Abtragung Hemmwert C    g/m2    /24 h   O/o    200 Al 99,5 8,93 200 Al 99,5 0,92 89,8   40     Al 99,5 31,79   40     Al 99,5 0,56 98,3   60     Al 99,5 85,64   60     Al 99,5 0,40 99,5 80  Al 99,5 99,89 80  Al 99,5 0,30 99,9
Beispiel 2
Der Angriff von Schwefelsäure auf Aluminium (Al 99,5) wurde durch Aminotri-(methylenphosphonsäure) gehemmt. Die Konzentration der Schwefelsäure betrug hierbei 1,8   O/o    und diejenige der Aminotri-(methylenphosphonsäure) 0,045    /o.    Der Hemmwert lag bei 88   Olo    (10   OC)    bzw. bei 81   o/o    (20  C).



   Beispiel 3
6 %iger und 12 %iger Phosphorsäure wurde 0,15 bzw.   0,3 0/0    Aminotri-(methylenphosphonsäure) zugesetzt und der Angriff der reinen und der inhibierten Säure auf Aluminium (Al 99,5) bei   40  C    gemessen.



  Ohne Inhibtor betrug der Metallabtrag in der 6 %igen Phosphorsäure   6,8 g/m2 /h    und in der   12 0/oigen      g,0 g/m2 /h.    Durch den Zusatz der Aminoalkylpolyphosphonsäure wurde der Metallabtrag auf 2,56   g/m2    /h bzw. 5,3 g/m2   m    herabgesetzt.



   Beispiel 4
Zu einer 1,8 %igen Phosphorsäure wurden jeweils 0,045   O/o    der nachfolgend aufgeführten Substanzen zugegeben und der Hemmwert gegenüber der reinen Säure bei 40  C gemessen: Substanz Hemmwert 1. Hexamethylendiaminotetra-(methylenphos phonsäure)   95 ovo    2. Tetraäthylenpentaminhepta- (methylenphos phonsäure)   95 o/    3. Äthylendiamintetra-   (methylenphosphon    säure)   97 ovo    4. Methylaminodi- (methylenphosphonsäure) ca.0 5. Aminoessigsäure-N-di(methylenphos phonsäure) ca.0 6. 

  Monoäthanolamindi- (methylenphosphon säure) ca.0
Nur die erfindungsgemässen Aminoalkylpolyphosphonsäuren 1, 2 und 3 bewirken eine Inhibierung, während die Vergleichssubstanzen 4, 5 und 6 praktisch keine Hemmung des Säureangriffs ergeben.   Beispiel 5
Einer 0,65   Obigen    Phosphorsäure, der 0,05   O/o    Netzmittel zugesetzt waren, wurden 0,01 bzw. 0,015     /0      Aminotri-(methylenphosphonsäure)    zugesetzt und der Angriff der reinen und der inhibierten Säure auf Aluminium (Al 99,5) gemessen. Der Hemmwert betrug bei 21   OC    82 bzw. 86   0/0.    

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verwendung von löslichen Aminoalkylpolyphosphonsäuren mit 3 oder mehr Phosphonsäuregruppen im Molekül und mit mindestens einer charakteristischen Gruppe der allgemeinen Formel EMI3.1 in der X und Y Waserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten, als Korrosionsinhibitor für Aluminium und Aluminiumlegierungen in schwefelsäure- und/oder phosphorsäurehaltigen Lösungen.

   UNTERANSPkÜCHE 1. Verwendung nach Patentanspruch, von löslichen Aminoalkylpolyphosphonsäuren der allgemeinen Formel EMI3.2 in der X und Y Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und R1 und R2 eine Phosphonsäuregruppe oder einen Rest der Formel EMI3.3 bedeuten.

   2. Verwendung nach Patentanspruch, von Aminoalkylpolyphosphonsäuren der allgemeinen Formel EMI3.4 in der R8 und R4 eine Phosphonsäuregruppe oder einen Rest der Formel EMI3.5 bedeuten.

   3. Verwendung nach Patentanspruch von Aminotri (methylenphosphonsäure).