Trockenmittel und/oder Korrosionsschutzmittel
Die Erfindung betrifft Mittel zum Behandeln von festen Oberflächen, um Wasser von ihnen zu entfernen und bzw. oder die Rostbildung auf ihnen zu verhin dem.
Bei vielen Maschinenbearbeitun'gs- und Reinigungsi vorgängen kommen Metallteile mit Wasser in Berührung, so dass die fertige Metalloberfläche nass bleibt.
Wasser beschiennigt bekanntlich die Korrosion dieser Metalloberflächen. Viele spanabhebend bearbeitete Me taqlteile, wie Lager und Präzisionsventilteile, dürfen aber nicht korrodieren, weil bei ihnen eine sehr enge Toleranz erfordeilic' ist. Ferner müssen gewisse Metallteile, besonders Präzisionsmetallteile, vor dem Susammenset- zen vollständig trocken sein. Wenn Kugel-, Nadel- und Rollenlager z.B. nass in einen Laufring eingesetzt werden, korrodieren Sie, un!d das Lager frisst sich fest.
Daher müssen viele Metallteile unmittelbar nach der spanabhebenden Bearbeitung und Reinigung vollständig getrocknet werden, bevor sie zusammengefügt werden.
Ebenso müssen Kunststoff- und Glasoberflächen getrocknet werden, besonders wenn sie in Kombination mit Metallteilen verwendet werden sollen.
Bisher hat man solche Teile durch einfaches Erhitzen getrocknet; dies ist jedoch oft unzweokmässig, da das Erhitzen in Gegenwart von Wasser zur Korrosion führen kann. Ferner erfordert das Erhitzen eine Hantierung, was ebenfalls unerwünscht ist. Man hat auch Wasser entfernt, indem man Oberfläcben mit gewissen Lösungsmitteln, wie Aceton oder Alkohol, behandelt bat Solche Flüssigkeiten sind aber toxisch brennbar und daher im Betrieb gefährlich. Es besteht daher ein
Bedürfnis nach einem Verfahren zum Entfernen von Wasser von Oberflächen, ohne dass die Oberflächen in Gegenwart von Wasser erhitzt werden, und ohne dass brennbare oder giftige Lösungsmittel angewandt werden.
Eisenmetalloberflächen verrosten bekanntlic'ha besonders wenn sie keinen Schutzüberzug tragen. Entfettete Metalle neigen besonders zum Rosten, da ihre Oberfläche vollständig frei von Stoffen ist, die die Berührung der Oberfläche mit Sauerstoff verhindern könnten.
Das Anrosten vieler Oberflächen ist zwar unerwünscht, jedoch nicht besonders gefährlich, wenn der Rost vor der Weiterbehandlung, wie dem Anstreichen, der galvanischen Beschichtung oder dergleicE,en, entfernt wird. An der Oberfläche von Eisenmetall-Präzisionsteilen, wie z. B. Kugellagern und dergleichen, sind jedoch schon Spuren von Rost gefährlich, da diese Teile auf sehr enge Toleranzen bearbeitet werden. Es gibt viele Verfahren zum Behandeln von Eisenmetallober- flächen, um ihr Verrosten zu verhindern. Da aber keines dieser Verfahren in allen Fällen hundertprozentig wirksam ist, besteht immer nocb ein Bedrüfnis nach verbesserten Rostschutzverfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, neue Trocken- und Korrosionsschutzmittel zur Verfügung zu stellen, mit denen Oberflächen behandelt werden können. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung dieses Mittels zum Entfernen von Wasser von metallischen und sonstigen Oberflächen ohne Erhitzen in Gegenwart von Wasser und ohne Anwendung brennbarer oder giftiger Lösungsmittel, sowie zum Verhindern der Korrosion von Metalloberflächen, wobei die Oberflächen anderweitig nicht beeinflusst werden.
Das erfindungsgemässe Trockenmittel und/oder Korrosionsschutzmittel enthält 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trif- luoräth,an und darin gelöst 0,01 bis 10 Gew.-O/o, bezogen auf die Menge des 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthans, eines Reaktionsproduktes von Phosphorsäuremonooder -dialkylestern, deren Alkylgruppen je 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, mit einer äquimolaren oder bis zu 100/o die äquimolare Menge übersteigenden Menge mindestens eines gesättigten aliphatischen Amins mit 1 bis 3 Alkylgruppen mit insgesamt 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, die an das Aminstickstoffatom gebunden sind.
Mit diesen Mitteln lässt sich Wasser vollständig von metallischen oder sonstigen festen Oberflächen ohne Erhitzen in Gegenwart von Wasser und ohne Verwendung brennbarer oder giftiger Lösungsmittel entfernen.
Die Mittel können auch verwendet werden, um die Rostbildung auf Eisenmetalloberflächen zu verhindern, ohne die Oberflächen ungünstig zu beeinflussen.
Die genannten Phosphorsäuremonoester haben die Formel
EMI2.1
in der R eine Alkylgruppe mit 6 ibis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet. Auf die Art der Alkylgruppe kommt es nicht entscheidend an, sofern sie nur die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen enthält. Die Alkylgruppe kann geradkettig sein, wie der Hexyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tridecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl- oder Octadecylrest, oder sie kann verzweigtkettig sein, wie der Isooctyl-, 2-Äthylhexyl-, Isodecyl-, tert.Dodecylrest oder die von den verzweigtkettigen Oxoalkoholen (den durch Oxosynthese hergestellten Alkoholen) abgeleiteten Reste.
Die erfindungsgemäss verwendbaren Phosphorsäuredialkylester haben die Formel
EMI2.2
in der R die gleiche Bedeutung hat wie bei den Monoesters
Die gesättigten aliphatischen Amine haben die Formel RsN(R")2, in der R' eine Alkylgruppe bedeutet und die Reste R" Wasserstoffatome oder Alkylgruppen bedeuten können. Der Rest R und die beiden Reste R" müssen zusammen 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.
Das Amin kann also ein primäres Amin sein, wie Hexylamin, Octylamin, 2-Athylhexylamin, 1,1,3,3-Tetramethylbutylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin oder Octadecylamin; es kann ein sekundäres Amin sein, wie Äthylbutylamin, Dipropylamin, Hexylmethylamin, Dibutylamin, Decylmethylamin, Butyloctylamin, Dodecylmethylamin, Tetradecylmethylamin, Dioctylamin oder Octadecylmethylamin; oder es kann schliesslich auch ein tertiäres Amin sein, wie Triäthylamin, Decyldimethylamin, Tributylamin, Diätyloctylamin, Tetradecyldimethylamin, Hexadecyl dimethylamin, Decyldibutylamin oder Octadecyldimethylamin. Auch Gemisch von Aminen, wie sie oft im Handel erhältlich sind, können verwendet werden.
Die Trocken- und/oder Korrosionsschutzmittel ge mäss der Erfindung bestehen aus einer Lösung des Neutralisationsproduktes aus dem Phosphorsäurealkylester und dem gesättigten aliphatischen Amin in 1,1,2 Trichlor-1,2,2-trifluoräthan, die etwa 0,01 bis 10 Gew. /o Neutralisationsprodukt, bezogen auf das 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan, enthält. Vorzugsweise liegt der gelöste Stoff in Mengen von etwa 0,05 bis 3 Gew.-Olo vor. Die Menge des Amins soll mindestens ausreichen, um den Phosphorsäureester zu neutralisieren; sie soll aber die zur vollständigen Neutralisation des Phosphorsäureesters erforderliche Menge um nicht mehr als 10 O/o übersteigen.
Im allgemeinen ist 1 Mol Amin je Mol Phosphorsäureester erforderlich, um den Phosphorsäureester zu neutralisieren, da das zweite Wasserstoffatom bei Phosphorsäuremonoalkylestern mit dem Amin nicht reagiert. Die Neutralisation sämtlich,er reaktionsfähiger Wasserstoffatome des Phosphorsäureester ist wesentlich, da sich Reste von nicht-neutralisiertem Phospb.orsäure- ester schwer von der Oberfläche entfernen lassen. Unter Umständen können solche sauren Reste zur Korrosion der Oberfläche führen.
Die Mittel gemäss der Erfindung werden z. B.
hergestellt, indem man zunächst den Phosphorsäureester mit der erforderlichen Menge Amin mischt, was ge wöhnlich in Gegenwart von so viel Lösungsmittel erfolgt, dass das Gemisch bei der Herstellung flüssig bleibt. Dann wird das Lösungsmittel entfernt und die gewünschte Menge des so hergestellten Phosphates in dem Trichlortrifluoräthan gelöst.
Bei den bevorzugten Trocken- und Korrosionsschutzmitteln ist der gelöste Stoff ein Produkt der Neutralisation eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -di-(tridecyl)-ester mit 2-Athylhexylamin, eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -dioctylester, wobei die Octylgruppen sich von durch Oxosynthese hergestellten Octylalkoholen ableiten, mit 2 Äthylhexylamin oder eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -di-n-octylester sowie Phosphorsäuremono- und -di-n-decylester mit 2-Äthylhexylamin. Die Oberflächen, von denen das Wasser mit den Trockenmitteln gemäss der Erfindung entfernt werden kann, können aus beliebigen raumbeständigen, nicht-absorbierenden, unlöslichen festen Stoffen bestehen, wie sie zur Herstellung von geformten Erzeugnissen verwendet werden.
Typische Beispiele für geeignete Metalle sind Eisenmetalle, Nickel und seine Legierungen, Chrom und seine Legierungen, rostfreier Stahl, Kupfer, Messing, Bronze, Silber, Aluminium, Zink, Cadmium, Magnesium und dergleichen. Stark reaktionsfähige Metalle, wie die Alkalimetalle, kommen hierfür nicht in Betracht.
Andere Oberflächen, von denen das Wasser mit den erfindungsgemäss en Trockenmitteln entfernt werden kann, sind Oberflächen aus Glas sowie aus Kunststoffen, wie Polyamiden, Polyäthylen, Polycarbonaten und dergleichen. Das von der Oberfläche zu entfernende Wasser kann sich darauf in Form eines dünnen Films, In Form von Tropfen verschiedener Grösse oder als adsorbiertes Wasser befinden, das durch kapillare Anziehung festgehalten wird. Das Wasser kann rein sein oder in Form einer verdünnten Lösung eines Salzes, eines Reinigungsmittels oder einer Seife vorliegen. Derartige gelöste Stoffe sollen aber in dem Wasser nicht in so hohen Konzentrationen enthalten sein, dass das Wasser zu einem Lösungsmittel für die Trichlortrifluoräthanlösung wird.
Das Entfernen des Wassers wird durchgeführt, indem man die Oberfläche mit der Trichlortrifluoräthanlö- sung behandelt, wobei die Trichlortrifiuoräthanlösung das Wasser verdrängt. Dies kann erfolgen, indem man die Oberfläche mit dem Mittel besprüht, bestreicht oder das Mittel anderweitig auf die Oberfläche aufbringt oder über die Oberfläche hinwegführt, oder indem man das Erzeugnis in das Mittel eintaucht.
Die Trocknung erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur, kann jedoch auch bei niedrigeren oder höheren Temperaturen bis zum Siedepunkt des Trockenmittels vorgenommen werden. In geschlossenen Gefässen können auch Temperaturen oberhalb des normalen Siedepunktes des Trockenmittels angewandt werden; - beson- dere Vorteile werden jedoch dadurch nicht erzielt. Die Behandlungszeit ist nicht besonders ausschlaggebend, da eine wesentliche Entfernung des Wassers bereits bei der blossen Berührung der Oberfläche mit dem Mittel zustande kommt. Im allgemeinen lässt man die zu trocknende Oberfläche etwa 1 Minute mit dem Trockenmittel in Berührung; jedoch kann man auch längere oder kürzere Zeiten anwenden.
Die behandelte Oberfläche kann dann mit Trichlortrifluoräthan gespült werden, um spuren des gelösten Stoffes zu entfernen. Diese Behandlungsstufe kann jedoch ausgelassen werden, wenn derartige Spuren nicht stören. Schliesslicb, lässt man das Lösungsmittel verdunsten, wobei eine vollständig reine und trockene Metalloberfläche hinterbleibt.
Die Mittel gemäss der Erfindung eignen sich auch zum Verhindern des Rostens von Eisenmetalloberflächen. Für diesen Anwendungszweck enthalten die Lö- sungen den gelösten Stoff vorzugsweise in Konzentrationen von 1 bis 3 Gew.-O/o. Die Rostschutzbehandlung kann erfolgen, indem man die Oberfläche mit dem Mittel besprüht, bestreicht, das Mittel anderweitig auf die Oberfläche aufbringt oder über die Oberfläche hinwegführt oder das betreffende Erzeugnis in das Mittel eintaucht. Vorzugsweise erfolgt die Behandlung bei Raumtemperatur; jedoch kann die rostschützende Behandlung auch beim Siedepunkt des Rostschutzmittels oder, falls Druck angewandt wird, auch bei höheren Temperaturen, z.
B. Ibei 100 OC, aber auch bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur durchgeführt werden.
Nach dem Verdunsten des Trichlortrifluoräthans hinterbleibt auf der Oberfläche ein Überzug aus dem Pb,osphat, der als Rostschutzmittel wirkt. Dieser Film Ikann auch als Grundbelag für Anstrichfarben dienen, Wie es beim Phosphatieren üblich ist.
Es wurde gefunden, dass 1,1,2-Trichlor-1,2,2trifluoräthan ein wertvolles Lösungsmittel für die erfin dungsgemässen Rostschutzmittel ist, während andere LösunNgsmittel, die die Igleichen Phosphate in Lösung enthalten, weit weniger wirksam sind. Z. B. weisen Lösungen, die anstelle des Trichlortrifluoräthans Was ser, Alkohole, Kohlenwasserstoffe oder chlorierte Kdbr lenwasserstoffe enthalten, eine viel geringere Rostschutzwirkung auf als die Rostschutzmittel gemäss der Erfindung.
In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozentangaben auf Gewichtsmengen.
Beispiel 1
43 Präzisionsminiaturlager von verschiedenen Grössen mit einem Bruttogewicht von 74g werden in wasserfreiem Methanol gespült und dann an der Luft getrocknet. Die Lager werden sodann in Wasser getaucht und hierauf in einer Nutsche stark geschüttelt, um alles Wasser ausser demjenigen zu entfernen, das in den vielen feinen Zwischenräumen durch Oberflächen- spannung und Kapillarwirkung festgehalten wird. Die nassen Lager werden dann 1 Minute mit den in Tabelle I angegebenen 1,1,2-Trichlor-l ,2,2-trifluoräthanlösun- gen behandelt und in einer trockenen Nutsche mit einer bekannten Menge wasserfreien Methanols gespült. Das Methanol wird aufgefangen und nach der Methode von Karl Fischer auf seinen Wassergehalt untersucht.
Durch Vergleich der zurückgehaltenen Wassermenge mit der mittleren Wassermenge, die von den gleichen Lagern ohne die Behandlung (Blindprobe) zurückgehalten wird, wird die prozentuale Menge an entferntem Wasser berechnet.
Die Ergebnisse finden sich in der nacbstehenden Tabelle. Der gelöste Stoff A ist das Produkt der Neutralisation eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -di-(tridecyl)-ester mit 2-Äthylhexylamin.
Der gelöste Stoff B ist das Produkt der Neutralisation eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -di-Oxooctylester (wobei unter Oxo-octyl der von einem durch Oxosynthese hergestellten Octylalkohol abgeleitete Rest zu verstehen ist) mit 2-Äthylbexylamin. Der gelöste Stoff C ist das Produkt der Neutralisation eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -di-n-octylester und Phosphorsäuremono- und -di-n-decylester mit 2-Athylhexylamin. Sämtliche Behandlungen werden, falls in der Tabelle nichts anderes angegeben ist, bei Raumtemperatur durchgeführt.
Tabelle I
Im Vergleich Gelöster O/o an gelöstem Behandlung zur Blindprobe Stoff Stoff in der entferntes
Lösung Wasser, /o keiner 0 unter UItra- 0 schalleinwirkung eingetaucht keiner 0 beim Siedepunkt 14 eingetauc4t A 0,05 unter Ultra- 93 schalleinwirkung eingetaucht A 0,05 beim Siedepunkt 81 eingetaucht A 0,05 unter Rühren von 91
Hand eingetaucht A 0,05 umgepumpter 99
Lösungsstrom B 0,1 unter starkem 89
Rühren eingetaucht
Im Vergleich 0/0 an gelöstem zur Blindprobe Gelöster Stoff in der entferntes Stoff Lösung Behandlung Wasser B 1,0 unter starkem 98
Rühren eingetaucht A 3 umgepumpter 97
Lösungsstrom c 0,05 unter Ultra- 96 schalleinwirkung
eingetaucht
Beispiel 2 90 g Messingarmaturen werden nach Beispiel 1 behandelt. Alle Behandlungen erfolgen bei Raimtemperatur. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II.
Tabelle II
Im Vergleich, /o an gelöstem zur Blindprobe Gelöster Stoff in der entferntes Stoff Lösung Behandlung Wasser, /o keiner 0 umgepumpter 49
Lösungsstrom A 0,05 umgepumpter 93
Lösungsstrom
Beispiel 3
Stahlangüsse (76 mm x 152 mm x 0,8 mm) werden bei Raumtemperatur 1 Minute in ein Beizbad getaucht, das aus mit dem gleichen Volumen Wasser verdünnter konzentrierter Salzsäure besteht. Die Oberflächen werden durch Abwischen gereinigt, durch Abspülen mit Leitungswasser und mit destilliertem Wasser von Säure befreit und dann mit Aceton und schliesslich mit 1,1,2 Trichlor- 1,2,2-trifluoräthan getrocknet.
Hierauf werden die Angüsse 1 Minute bis zur Hälfte ihrer Länge in eine 3 0/obige Lösung des Neutralisationsproduktes eines Gemisches aus gleichen Gewichtsteilen Phosphorsäuremono- und -di-(tridecyl)-ester mit 2-Ätbylhexylamin in 1,1,2-Trichlor- 1 ,2,2-trifluoräthan getaucht. Dann werden die Angüsse der Einwirkung einer Atomsphäre von 100 /o relativer Feuchtigkeit ausgesetzt, die durch Direktdampf hergestellt wird, wobei sich Wasser auf der Oberfläche kondensiert. Nach 6-stündiger Einwirkung dieser Bedingungen sind die unbehandelten Abschnitte der Angüsse vollständig verrostet, während die behandelten Abschnitte von Rost frei geblieben sind.
Beispiel 4
Stahlangüsse werden nach Beispiel 3 behandelt, wobei jedoch die 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthanlösung 3 O/o einer Lösung des oben beschriebenen Zusatzes in 20 o/o Leuchtöl enthält. Die unbehandelten Abschnitte der Angüsse verrosten vollständig, während die behandelten Abschnitte von Rost frei bleiben.
Beispiel 5
Stahlangüsse werden nach Beispiel 3 behandelt, wobei jedoch die 1, 1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthanlö- sung das Neutralisationsprodukt eines Gemisches aus Phosphorsäuremono-Oxo-octylester und Phospbprsäure- diExo-octylester mit Primene-81R , einem im Handel erhältlichen Gemisch aus primären tert.Alkylaminen der allgemeinen Formel RNH2, in der R 12 bis 20 Kohlen- stoffatome aufweist, in einer Konzentration von 3 /o enthält. Die unbehandelten Abschnitte der Angüsse verrosten vollständig, während die behandelten Abschnitte frei von Rost bleiben.
Beispiel 6
Stahlangüsse werden nach Beispiel 3 behandelt, wobei jedoch die 1,1 ,2-Trichlor-1 ,2,2-trifluoräthaniö- sung das Neutralisationsprodukt eines Gemisches aus Phosphorsäuremono- und -di-n-octylester und Phosphorsäuremono- und -di-n-decylester mit 2-iitlyllhexyl- amin in einer Konzentration von 3 ovo enthält. Die unbehandelten Abschnitte der Angüsse verrosten vollständig, während die behandelten Abschnitte frei von Rost bleiben.
Beispiel 7
Stahlangüsse, die nach Beispiel 3 vorbereitet und behandelt worden sind, werden 6 Monate der Einwirkung der Atmospbare eines klimatisierten Raumes ausgesetzt. Am Ende dieses Zeitraumes zeigen die unbehandelten Abschnitte einen bräunlichen Rostanflug, während die behandelten Abschnitte frei von einem solchen Anflug geblieben sind.
Beispiel 8
Nach Beispiel 3 gebeizte Stahlangüsse werden 1 Minute bei Raumtemperatur in 3 0/obige Lösungen des Neutralisationsproduktes eines Gemisches aus Phosphorsäuremono-(tridecyl)-ester und Phosphorsäuredi (tridecyl)-ester mit 2-Äthylhexylamin in den folgenden Lösungsmitteln getaucht: 1,1,2-Trichlor- 1,2,2-trifluor äthan, Trichloräthylen, Stoddard Solvent (vgl. Zerbe, Mineralöle und verwandte Produkte , 1952, Seite 330), Methanol und Wasser (Dispersion). Die so behandelten Angüsse werden nach Beispiel 3 der Einwirkung von Wasserdampf ausgesetzt.
Die Ergebnisse sind die folgenden: Lösungsmittel Zustand des Angusses nach 6 Stunden 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan kein Rost Trichloräthylen Rostflecke Stoddard Solvent starke Rostflecke Methanol Igeringe Rostflecke Wasser starke Rostflecke.
PATENTANSPRUCH I
Trockenmittel und/oder Korrosionsschutzmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es 1,1,2-Trichlor- 1,2,2trifluoräthan und darin gelöst 0,01 bis 10 Gew.- /o, bezogen auf die Merrge des 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluor äthans, eines Produktes entb,ält, wie es entsteht, wenn man Phosphorsäuremono- oder dialkylester, deren Al kylgruppen je 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, mit einer äquimolaren oder bis zu 10 O/o die äquimolare menge übersteigenden Menge mindestens eines gesättigten aliphatischen Amins mit 1 bis 3 Alkylgruppen mit insgesamt 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, die an das Aminstickstoffatom gebunden sind, umsetzt.
UNTERANSPROCHE
1. Mittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,05 bis 3 Gew.- /o eines Reaktionsproduktes enthält, wie es entsteht, wenn man Phosphorsäuremono- und -di-(tridecyl)-ester mit 2-Aethylhexylamin umsetzt.
2. Mittel gemäss Patentanspruclb, I, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,05 bis 3 Gew.-O/o eines Reaktionsproduktes enthält, wie es entsteht, wenn man Phosphorsäuremono- und -di-octylester mit 2-Aethylhexylamin umsetzt.
3. Mittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,05 bis 3 Gew.-O/o eines Reaktionsproduktes enthält, wie es entsteht, wenn man Phosphorsäuremono- und -di-n-octylester und Phosphorsäuremono- und -di-n-decylester mit 2-Aethylhexylamin umsetzt.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung des Mittels gemäss Patentanspruch, I zur Entfernung von Wasser von festen Oberflächen und/oder zum Verhindern der Rostbildung auf Eisenmetalloberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen mit dem Mittel behandelt werden.
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Desiccants and / or anti-corrosion agents
The invention relates to means for treating solid surfaces in order to remove water from them and / or the rust formation on them to the verhin.
In many machine processing and cleaning processes, metal parts come into contact with water, so that the finished metal surface remains wet.
As is well known, water causes the corrosion of these metal surfaces. Many machined metal parts, such as bearings and precision valve parts, must not corrode because they require a very tight tolerance. In addition, certain metal parts, especially precision metal parts, must be completely dry before being put together. If ball, needle and roller bearings e.g. Inserting a race into a wet race will corrode and the bearing will seize up.
Therefore, immediately after machining and cleaning, many metal parts must be completely dried before they are assembled.
Plastic and glass surfaces must also be dried, especially if they are to be used in combination with metal parts.
So far, such parts have been dried by simply heating them; however, this is often unnecessary, since heating in the presence of water can lead to corrosion. Furthermore, the heating requires handling, which is also undesirable. Water has also been removed by treating surfaces with certain solvents such as acetone or alcohol, but such liquids are flammable and therefore dangerous in operation. There is therefore a
Need for a method of removing water from surfaces without heating the surfaces in the presence of water and without using flammable or toxic solvents.
Iron metal surfaces are known to rust, especially if they do not have a protective coating. Degreased metals are particularly prone to rusting, as their surface is completely free of substances that could prevent the surface from coming into contact with oxygen.
Rusting of many surfaces is undesirable, but not particularly dangerous if the rust is removed before further treatment, such as painting, electroplating or the like. On the surface of ferrous metal precision parts such as B. ball bearings and the like, however, traces of rust are dangerous because these parts are machined to very tight tolerances. There are many methods of treating ferrous metal surfaces to prevent them from rusting. However, since none of these processes is 100% effective in all cases, there is always a need for improved rust protection processes.
The invention is based on the object of providing new drying agents and anti-corrosion agents with which surfaces can be treated. Another object of the invention is the use of this agent for removing water from metallic and other surfaces without heating in the presence of water and without using flammable or toxic solvents, and for preventing corrosion of metal surfaces, the surfaces not otherwise being affected.
The desiccant and / or anticorrosive agent according to the invention contains 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroeth, in and dissolved therein 0.01 to 10% by weight, based on the amount of 1.1 , 2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, a reaction product of phosphoric acid mono or dialkyl esters, the alkyl groups of which contain 6 to 20 carbon atoms each, with an equimolar amount or an amount exceeding the equimolar amount by up to 100 / o at least one saturated aliphatic amine with 1 up to 3 alkyl groups with a total of 6 to 20 carbon atoms bonded to the amine nitrogen atom.
With these agents, water can be completely removed from metallic or other solid surfaces without heating in the presence of water and without the use of flammable or toxic solvents.
The agents can also be used to prevent rust formation on ferrous metal surfaces without adversely affecting the surfaces.
The phosphoric acid monoesters mentioned have the formula
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in which R is an alkyl group with 6 to 20 carbon atoms. The type of alkyl group is not critical as long as it only contains the specified number of carbon atoms. The alkyl group can be straight-chain, such as the hexyl, octyl, decyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, hexadecyl or octadecyl radical, or it can be branched, such as the isooctyl, 2-ethylhexyl, isodecyl, tert.Dodecyl radical or the radicals derived from the branched-chain oxo alcohols (the alcohols produced by oxo synthesis).
The phosphoric acid dialkyl esters which can be used according to the invention have the formula
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in which R has the same meaning as in the monoesters
The saturated aliphatic amines have the formula RsN (R ") 2, in which R 'denotes an alkyl group and the radicals R" can denote hydrogen atoms or alkyl groups. The radical R and the two radicals R ″ must together contain 6 to 20 carbon atoms.
The amine can therefore be a primary amine, such as hexylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, 1,1,3,3-tetramethylbutylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine or octadecylamine; it can be a secondary amine such as ethylbutylamine, dipropylamine, hexylmethylamine, dibutylamine, decylmethylamine, butyloctylamine, dodecylmethylamine, tetradecylmethylamine, dioctylamine or octadecylmethylamine; or it can finally also be a tertiary amine, such as triethylamine, decyldimethylamine, tributylamine, dietyloctylamine, tetradecyldimethylamine, hexadecyldimethylamine, decyldibutylamine or octadecyldimethylamine. Mixtures of amines, such as are often commercially available, can also be used.
The desiccants and / or anti-corrosion agents according to the invention consist of a solution of the neutralization product of the alkyl phosphoric acid ester and the saturated aliphatic amine in 1,1,2 trichloro-1,2,2-trifluoroethane, which is about 0.01 to 10 wt. / o neutralization product, based on the 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. Preferably the solute is present in amounts from about 0.05 to 3 percent by weight. The amount of amine should be at least sufficient to neutralize the phosphoric acid ester; however, it should not exceed the amount required for complete neutralization of the phosphoric acid ester by more than 10%.
In general, 1 mole of amine per mole of phosphoric acid ester is required in order to neutralize the phosphoric acid ester, since the second hydrogen atom does not react with the amine in phosphoric acid monoalkyl esters. The neutralization of all reactive hydrogen atoms of the phosphoric acid ester is essential, since residues of non-neutralized phosphoric acid ester are difficult to remove from the surface. Under certain circumstances, such acidic residues can lead to corrosion of the surface.
The means according to the invention are z. B.
prepared by first mixing the phosphoric acid ester with the required amount of amine, which is usually done in the presence of so much solvent that the mixture remains liquid during preparation. The solvent is then removed and the desired amount of the phosphate thus produced is dissolved in the trichlorotrifluoroethane.
In the case of the preferred desiccants and anti-corrosive agents, the dissolved substance is a product of the neutralization of a mixture of phosphoric acid mono- and di (tridecyl) esters with 2-ethylhexylamine, a mixture of phosphoric acid mono- and dioctyl esters, the octyl groups being differentiated by oxo synthesis Derive produced octyl alcohols, with 2-ethylhexylamine or a mixture of phosphoric acid mono- and di-n-octyl ester and phosphoric acid mono- and di-n-decyl ester with 2-ethylhexylamine. The surfaces from which the water can be removed with the desiccants according to the invention can consist of any volume-stable, non-absorbent, insoluble solid material such as are used for the manufacture of molded products.
Typical examples of suitable metals are ferrous metals, nickel and its alloys, chromium and its alloys, stainless steel, copper, brass, bronze, silver, aluminum, zinc, cadmium, magnesium and the like. Highly reactive metals, such as the alkali metals, are not suitable for this.
Other surfaces from which the water can be removed with the desiccants according to the invention are surfaces made of glass and of plastics, such as polyamides, polyethylene, polycarbonates and the like. The water to be removed from the surface can be in the form of a thin film, in the form of drops of various sizes or as adsorbed water, which is held by capillary attraction. The water can be pure or in the form of a dilute solution of a salt, detergent or soap. However, such dissolved substances should not be contained in the water in such high concentrations that the water becomes a solvent for the trichlorotrifluoroethane solution.
The water is removed by treating the surface with the trichlorotrifluoroethane solution, the trichlorotrifluoroethane solution displacing the water. This can be done by spraying the surface with the agent, brushing it or otherwise applying the agent to the surface or moving it over the surface, or by dipping the product into the agent.
The drying is preferably carried out at room temperature, but can also be carried out at lower or higher temperatures up to the boiling point of the drying agent. Temperatures above the normal boiling point of the desiccant can also be used in closed vessels; - However, it does not achieve any particular advantages. The treatment time is not particularly important, as the water is substantially removed just by touching the surface with the agent. In general, the surface to be dried is left in contact with the desiccant for about 1 minute; however, longer or shorter times can be used.
The treated surface can then be rinsed with trichlorotrifluoroethane to remove traces of the solute. However, this treatment stage can be omitted if such traces do not interfere. Finally, the solvent is allowed to evaporate, leaving a completely clean and dry metal surface.
The agents according to the invention are also suitable for preventing rusting of ferrous metal surfaces. For this purpose, the solutions contain the dissolved substance preferably in concentrations of 1 to 3% by weight. The anti-rust treatment can be carried out by spraying the surface with the agent, brushing it, otherwise applying the agent to the surface or guiding it over the surface, or by dipping the product in question into the agent. The treatment is preferably carried out at room temperature; however, the anti-rust treatment can also be applied at the boiling point of the anti-rust agent or, if pressure is applied, at higher temperatures, e.g.
B. Iat 100 OC, but also at temperatures below room temperature.
After the trichlorotrifluoroethane has evaporated, a coating of Pb, osphat, which acts as a rust preventive, remains on the surface. This film can also serve as a base layer for paints, as is usual with phosphating.
It has been found that 1,1,2-trichloro-1,2,2trifluoroethane is a valuable solvent for the rust inhibitors according to the invention, while other solvents which contain the same phosphates in solution are far less effective. For example, solutions which, instead of trichlorotrifluoroethane, contain water, alcohols, hydrocarbons or chlorinated hydrocarbons, have a much lower anti-rust effect than the anti-rust agents according to the invention.
In the following examples, parts and percentages relate to amounts by weight.
example 1
43 precision miniature bearings of various sizes with a gross weight of 74g are rinsed in anhydrous methanol and then air-dried. The bearings are then immersed in water and then shaken vigorously in a suction filter in order to remove all water except that which is held in the many fine spaces by surface tension and capillary action. The wet bearings are then treated for 1 minute with the 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane solutions given in Table I and rinsed in a dry suction filter with a known amount of anhydrous methanol. The methanol is collected and examined for its water content using the Karl Fischer method.
The percentage of water removed is calculated by comparing the amount of water retained with the average amount of water retained by the same stores without the treatment (blank).
The results can be found in the table below. The dissolved substance A is the product of the neutralization of a mixture of phosphoric acid mono- and di (tridecyl) esters with 2-ethylhexylamine.
The dissolved substance B is the product of the neutralization of a mixture of phosphoric acid mono- and di-oxooctyl esters (whereby oxo-octyl is to be understood as meaning the radical derived from an octyl alcohol produced by oxo synthesis) with 2-ethylbexylamine. The dissolved substance C is the product of the neutralization of a mixture of phosphoric acid mono- and di-n-octyl ester and phosphoric acid mono- and di-n-decyl ester with 2-ethylhexylamine. Unless otherwise stated in the table, all treatments are carried out at room temperature.
Table I.
In comparison, dissolved O / o of dissolved treatment to the blank sample of substance in the removed substance
Solution water, / o none 0 immersed under ultrasonic action none 0 immersed at boiling point 14 A 0.05 immersed under ultrasound 93 A 0.05 immersed at boiling point 81 A 0.05 with stirring of 91
Hand immersed A 0.05 pumped over 99
Solution stream B 0.1 under strong 89
Stir immersed
In comparison 0/0 of dissolved to the blind sample, dissolved substance in the removed substance solution treatment water B 1.0 under a strong 98
Stir submerged A 3 pumped 97
Solution stream c 0.05 under the action of ultrasound
immersed
Example 2 90 g of brass fittings are treated according to Example 1. All treatments are carried out at room temperature. The results can be found in Table II.
Table II
In comparison, / o of dissolved substance in the removed substance, solution, treatment, water, / o none of the pumped-over 49
Solution stream A 0.05 pumping 93
Solution stream
Example 3
Steel sprues (76 mm x 152 mm x 0.8 mm) are immersed for 1 minute at room temperature in a pickling bath consisting of concentrated hydrochloric acid diluted with an equal volume of water. The surfaces are cleaned by wiping, freed of acid by rinsing with tap water and with distilled water and then dried with acetone and finally with 1,1,2 trichloro-1,2,2-trifluoroethane.
Then the sprues are 1 minute up to half of their length in a 30 / above solution of the neutralization product of a mixture of equal parts by weight of phosphoric acid mono- and di (tridecyl) ester with 2-ethylhexylamine in 1,1,2-trichloro-1 , 2,2-trifluoroethane immersed. Then the sprues are exposed to the action of an atmosphere of 100% relative humidity, which is produced by direct steam, with water condensing on the surface. After exposure to these conditions for 6 hours, the untreated sections of the sprues were completely rusted, while the treated sections remained free of rust.
Example 4
Steel sprues are treated as in Example 3, but the 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane solution contains 3% of a solution of the additive described above in 20% of luminous oil. The untreated sections of the sprues rust completely, while the treated sections remain free of rust.
Example 5
Steel sprues are treated as in Example 3, but the 1, 1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane solution is the neutralization product of a mixture of phosphoric acid mono-oxo-octyl ester and Phospbpräur- diExo-octyl ester with Primene-81R, an im Commercially available mixture of primary tert-alkylamines of the general formula RNH2, in which R has 12 to 20 carbon atoms, in a concentration of 3 / o. The untreated sections of the sprues rust completely, while the treated sections remain free of rust.
Example 6
Steel sprues are treated as in Example 3, but the 1,1, 2-trichloro-1, 2,2-trifluoroethane solution is the neutralization product of a mixture of phosphoric acid mono- and di-n-octyl ester and phosphoric acid mono- and di-n- contains decylester with 2-iitlyllhexyl- amine in a concentration of 3 ovo. The untreated sections of the sprues rust completely, while the treated sections remain free of rust.
Example 7
Steel sprues that have been prepared and treated according to Example 3 are exposed to the action of the atmosphere of an air-conditioned room for 6 months. At the end of this period, the untreated sections show a brownish rust appearance, while the treated sections have remained free of such an appearance.
Example 8
Steel sprues pickled according to Example 3 are immersed for 1 minute at room temperature in the above solutions of the neutralization product of a mixture of phosphoric acid mono- (tridecyl) ester and phosphoric acid di (tridecyl) ester with 2-ethylhexylamine in the following solvents: 1,1,2 -Trichlor-1,2,2-trifluoro ethane, trichlorethylene, Stoddard Solvent (cf. Zerbe, Mineralöle und related products, 1952, page 330), methanol and water (dispersion). The sprues treated in this way are exposed to the action of water vapor according to Example 3.
The results are as follows: solvent condition of the sprue after 6 hours 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane no rust trichlorethylene rust stains Stoddard solvent strong rust stains methanol I slight rust stains water strong rust stains.
PATENT CLAIM I
Desiccant and / or anti-corrosion agent, characterized in that it contains 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane and dissolved therein 0.01 to 10% by weight, based on the quantity of 1,1,2-trichloro -1,2,2-trifluoroethane, a product entb, old, as it arises when phosphoric acid mono- or dialkyl esters, the alkyl groups of which contain 6 to 20 carbon atoms each, with an equimolar or up to 10% equimolar amount excess amount of at least one saturated aliphatic amine having 1 to 3 alkyl groups with a total of 6 to 20 carbon atoms which are bonded to the amine nitrogen atom.
SUBSCRIBED
1. Agent according to claim I, characterized in that it contains 0.05 to 3% by weight of a reaction product, such as is produced when phosphoric acid mono- and di (tridecyl) ester is reacted with 2-ethylhexylamine.
2. Agent according to patent claims I, characterized in that it contains 0.05 to 3% by weight of a reaction product, such as is produced when phosphoric acid mono- and di-octyl ester is reacted with 2-ethylhexylamine.
3. Agent according to claim I, characterized in that it contains 0.05 to 3% by weight of a reaction product, such as is produced when phosphoric acid mono- and di-n-octyl ester and phosphoric acid mono- and -di-n -decyl ester reacted with 2-ethylhexylamine.
PATENT CLAIM II
Use of the agent according to claim I for removing water from solid surfaces and / or for preventing rust formation on ferrous metal surfaces, characterized in that the surfaces are treated with the agent.
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