CH625559A5

CH625559A5 -

Info

Publication number: CH625559A5
Application number: CH324378A
Authority: CH
Inventors: Herbert Dr Lingmann; Hermann Drosdziok; Rudolf Peifer
Original assignee: Henkel Kgaa
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1981-09-30
Also published as: GB1556646A; BE865251A; JPS53121006A; JPS6039119B2; US4284434A; CA1118660A; SE7802457L; FR2384860B1; SE430079B; FR2384860A1; BR7801770A; DE2712900C2; MX148824A; DE2712900A1; IT1093874B; IT7821500A0

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von Metallen im Spritzverfahren mit schwach alkalischen, organischen Rostschutzkomponenten und Tenside enthaltenden wässrigen Lösungen.

Die Reinigung von Metallteilen in der industriellen Fertigung wird vielfach in Spritz-Wasch-Anlagen durchgeführt, in denen eine wässrige Waschflüssigkeit umgepumpt und über Düsen auf die zu reinigenden Metallteile aufgespritzt wird.

Häufig werden Waschflüssigkeiten verwendet, die organische Rostschutzkomponenten, insbesondere Alkanolamine und Fettsäuren und/oder aromatische Carbonsäuren, enthalten. Die Lösungen können weiterhin in geringem Umfang anorganische Komponenten, wie zum Beispiel Natriumnitrit oder Phosphate sowie Inhibitoren, z.B. für Nichteisenmetalle, Lösungsvermittler und Konservierungsmittel enthalten. Der pH-Wert der verwendeten Lösungen liegt meist im Bereich von 7,5-11.

Diese Reinigungslösungen enthalten neben den bereits aufgezählten Bestandteilen zur Erzielung einer Entfettungsund Reinigungswirkung Tenside. Da die Reinigungslösungen beim Einsatz in Spritz-Wasch-Anlagen nicht schäumen dürfen, werden nichtionogene Tenside oder Kombinationen nichtiono-gener Tenside verwendet.

Grund für den Einsatz nichtionogener Tenside ist ihre geringe Löslichkeit bei höheren Temperaturen und damit eine Ausscheidimg einer netzmittelreicheren Phase in feinster Verteilung bei dem sogenannten Trübungspunkt. Nichtionogene Tenside zeigen oberhalb des Trübungspunktes eine deutlich geringere Neigimg zum Schäumen. Üblicherweise verwendete nichtionogene Tenside sind Additions-Produkte von Äthylen- und/oder Propylenoxid an Verbindungen wie Alkyl-phenole, Fettalkohole, Fettamine, Fettsäuren, Fettsäureamide oder ähnliche Verbindungen, sowie Blockpolymere von Polyäthylenoxid und Polypropylenoxid.

Diese bekannten Reinigungslösungen neigen bei längerem

Einsatz zur Abscheidung der beim Trübungspunkt in feiner Dispersion vorliegenden Netzmittel in grösseren Tropfen und Schichten an der Oberfläche, wodurch die Tenside ausschwimmen und für das Reinigungsverfahren und die Schaumregulierung nicht mehr zur Verfügung stehen. Die Gefahr der Netzmittelabscheidung ist besonders gross bei Waschanlagen mit hoher Pumpenleistung und relativ kleinem Laugenbehälter. Die Abscheidung der Tenside in grober Verteilung an der Oberfläche verursacht zum einen den Nachteil eines Nachlassens der Waschwirkung, die im wesentlichen auf dem Gehalt der Reinigungslösung an Tensiden beruht, zum anderen den Nachteil, dass die in der Lösung verbleibenden Komponenten, z.B. die organischen Rostschutzkomponenten, nach Abscheidung der in feiner Verteilung schaumdämpfend wirkenden nichtionogenen Tenside zu einem Überschäumen der Waschanlagen führen können.

Es wurde nun gefunden, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren diese Nachteile vermieden werden. Es wird eine Abscheidung der nichtionogenen Tenside und ein Schäumen der Spritzanlagen während der Arbeitszeit verhindert.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur Reinigung von Metallen im Spritzverfahren wird die Reinigung bei pH-Werten zwischen 7,5 bis 11, vorzugsweise 8,5-10, mit wässrigen Lösungen durchgeführt, die a) lösliche Salze aromatischer Carbonsäuren und/oder verzweigter und/oder geradkettiger aliphatischer Carbonsäuren mit 6-12 C-Atomen, b) ein oder mehrere nichtionogene Tenside, c) ein oder mehrere oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindungen in einer Konzentration von 0,1-4 Gew.-% Aktivsubstanz a, b und c enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis der nichtionogenen Tenside zu den quaternären Ammoniumverbindungen 20:1 bis 1:1 und das Gewichtsverhältnis Carbonsäure zur Summe nichtionogener Tenside und quaternärer Ammoniumverbindungen 20:1 bis 1:20 beträgt.

In dem erfindungsgemässen Verfahren werden vorzugsweise als lösliche Salze aromatischer Carbonsäuren und/oder verzweigter und/oder geradkettiger aliphatischer Carbonsäuren, die Alkali- und insbesondere die Alkanolaminsalze der Carbonsäuren mit 6—12 C-Atomen, z. B. Benzoesäure, tertiär-Butylbenzoesäure, Zimtsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Isooctan-, Isononan- und Isodekansäure verwendet. Dabei können die löslichen Salze der Carbonsäuren einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden.

Neben diesen löslichen Salzen der Carbonsäuren enthalten die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Lösungen ein oder mehrere nichtionogene Tenside, wie beispielsweise Anlagerungsverbindungen von Alkylenoxiden an Fettalkohole, Fettamine, Fettsäuren, Fettsäureamide und Alkylphenole und/ oder Blockpolymere aus Äthylenoxid und Propylenoxid.

Als dritten wesentlichen Bestandteil neben den Salzen der Carbonsäuren und nichtionogenen Tensiden enthalten die erfindungsgemäss verwendeten Lösungen ein oder mehrere oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindungen. Als quaternäre Ammoniumsalze können z.B. Imidazolinium-, Pyridinium- oder Piperidiniumsalze und insbesondere quaternäre Ammoniumverbindungen vom Typ der Alkyldimethyl-benzylammoniumsalze (Handelsname Zephirol) sowie Alkyl-trimethylammoniumsalze eingesetzt werden.

Die vorgenannten drei Komponenten sind in einem bestimmten Gewichtsverhältnis einzusetzen, und zwar beträgt das Gewichtsverhältnis der nichtionogenen Tenside zu den quaternären Ammoniumverbindungen 20:1 bis 1:1, und das Gewichtsverhältnis der Carbonsäure zu der Summe von nichtionogenen Tensiden und quaternären Ammoniumverbindungen 20:1 bis 1:20. Das Verhältnis der drei Komponenten zueinander wird einmal dadurch bestimmt, ob bei der Anwendung des Verfahrens die Reinigung oder der Korrosionsschutz der zu behandelnden Metalloberflächen im Vordergrund steht.

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Wird der Schwerpunkt auf die Reinigung gelegt, so wird eine 0,05 % Kombination eingesetzt, die einen relativ hohen Tensidanteil 0,01 % enthält, während bei einem Überwiegen des Korrosionsschutzes die löslichen Salze der genannten Carbonsäuren in grösserem Masse vertreten sind.

Die Lösungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können gegebenenfalls noch Zusätze an Alkanol-aminen, Phosphaten, insbesondere kondensierten Phosphaten,

Boraten, Nitrit und Inhibitoren, insbesondere für Nichteisenmetalle, enthalten. Weiterhin können den Lösungen Biozide wie beispielsweise Hexahydrotriazinderivate und/oder Phenole und/oder Chlorphenole zur Verhinderung von Bakterien- und/

oder Pilzbefall zugesetzt werden.

Der Aktivsubstanzgehalt der Komponenten a, b und c der im Verfahren eingesetzten Lösungen liegt zwischen 0,1 und 4 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,3 bis 1,2 Gew.-%. Zur Herstellung dieser Lösungen werden im allgemeinen flüssige Konzentrate mit Aktivsubstanzgehalten von 20 bis 80%, teilweise unter Mitverwendung von Lösungsvermittlern, verwendet.

Der Trübungspunkt der im Verfahren verwendeten Lösungen wird wie üblich so eingestellt, dass er unterhalt der Arbeitstemperatur liegt. Im allgemeinen werden Arbeitstemperaturen zwischen 20 und 80°C bevorzugt.

Beispiel 1

In einer Versuchsspritzanlage mit einem Badvolumen von 201 und einem Spritzdruck von 10 atü wurde eine Lösung der folgenden Zusammensetzung

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Oleyldimethylbenzylammoniumchlorid Mercaptobenzthiazol

Die Arbeitstemperatur betrug 70°C und der pH-Wert der Lösung 9,3. Während der gesamten Badstandzeit von 14 Tagen trat keine Abscheidung von Tensiden auf, und die Reinigungslösung konnte bis zum Ende der Standzeit schaumfrei gespritzt werden. Normal verschmutzte Teile waren einwandfrei gereinigt und der Korrosionsschutz war ausreichend. Bei mit Läppasten verschmutzten Teilen brachte ein Zusatz von Triphosphat in einer Konzentration von 0,1% eine einwandfreie Reinigung dieser schwer zu behandelnden Teile.

Beispiel 3

In der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsspritzanlage wurde mit den nachfolgend aufgeführten Reinigungslösungen bei unterschiedlichen Einsatztemperaturen - wie jeweils angegeben - über einen Zeitraum von 5 Tagen schaumfrei und ohne jegliche Abscheidung von Tensiden gearbeitet. Versuchsteile konnten einwandfrei gereinigt und korrosionsgeschützt werden.

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A) 0,2 % 0,3 % 0,2 % 0,04 % 0,005% 0,1 % pH-Wert:

B) 0,3 0,1 0,05

%

0,5% Triäthanolamin 0,3% Caprylsäure

0,1% Äthylenoxid/Propylenoxid-Blockpolymer und einem pH-Wert von 9,1 bei 50 bis 60°C eingesetzt. Bereits nach wenigen Stunden war das Tensid praktisch quantitativ an 35 o,03 % der Oberfläche abgeschieden und die ursprünglich bei der o,01 %

Arbeitstemperatur von 50 bis 60°C trübe Lösung war vollkom- 0,1 % men klar. Mit der Abscheidung des Tensids an der Oberfläche o,15 %

begann die Lösung zu schäumen, so dass der Versuch abgebro- pH-Wert: chen werden musste. 40

In einem zweiten Versuch wurde einer Reinigungslösung der oben angegebenen Zusammensetzung 0,02% Lauryldime-thylbenzylammoniumchlorid zugesetzt. Diese Reinigungslösung Hess sich über den gesamten Testzeitraum von 5 Tagen ohne Abscheidung von Tensiden und ohne Schaumentwick- 45 lung spritzen. Die Lösung besass eine gute Reinigungswirkung,

die sich - wie auch der Korrosionsschutz - über den gesamten Versuchszeitraum nicht änderte.

Beispiel 2 50

Eisen- und Stahlteile wurden in einer Durchlaufspritzanlage mit einem Badvolumen von 3 m3 und einem Spritzdruck von 12 atü mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung gereinigt:

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0,2% Diäthanolamin 0,02% tert.-Butylbenzoesäure 0,02% Isononansäure

0,2% Anlagerungsprodukt von 9 Mol Äthylenoxid +

10 Mol Propylenoxid an Nonylphenol 60

C) 0,15 0,15 0,4 0,01 0,01

0,1

% % % % % %

pH-Wert:

D) 0,015% 0,01 % 0,2 % 0,2 % 0,15 % 0,075%

0,075%

0,06 % 0,2 % pH-Wert:

Isononansäure

Triäthanolamin

Natriumnitrit

Äthylenoxid/Propylenoxid-Blockpolymer

Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid

Hexahydrotriazinderivat

9,0 Arbeitstemperatur: 40 °C

Natriumcaprylat Triäthanolamin

Anlagerungsprodukt von 6 Mol

Propylenoxid an Fettalkohol

Oleyldimethylbenzylammoniumchlorid

Mercaptobenzthiazol

Borax

Natriumtriphosphat

9,5 Arbeitstemperatur: 20 °C

Zimtsäure

Benzoesäure

Diäthanolamin

Äthylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymer

Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid

Hexahydrotriazinderivat

9,2 Arbeitstemperatur: 60 °C

Isononansäure Caprinsäure Triäthanolamin Monoäthanolamin

Äthylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymer Anlagerungsprodukt von 8 Mol Äthylenoxid an Nonylphenol

Anlagerungsprodukt von 10 Mol Äthylenoxid an Fettamin

Cetyltrimethylammoniumchlorid Natriumnitrit

9,5 Arbeitstemperatur: 50 °C

B

Claims

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1. Verfahren zur Reinigung von Metallen im Spritzverfahren mit schwach alkalischen, organischen Rostschutzkomponenten und Tenside enthaltenden wässrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung bei pH-Werten zwischen 7,5 bis 11 mit Lösungen durchgeführt wird, die a) lösliche Salze aromatischer Carbonsäuren und/oder verzweigter und/ oder geradkettiger aliphatischer Carbonsäuren mit 6-12 C-Atomen, b) ein oder mehrere nichtionogene Tenside, c) ein oder mehrere oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindungen in einer Konzentration von 0,1-4 Gew.-% Aktivsubstanz a, b und c enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis der nichtionogenen Tenside zu den quaternären Ammoniumverbindungen 20:1 bis 1:1 und das Gewichtsverhältnis Car-bonsäure zur Summe der nichtionogenen Tenside und quaternären Ammoniumverbindungen 20:1 bis 1:20 beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als lösliche Salze von Carbonsäuren Alkanolaminsalze dienen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als quaternäre Ammoniumsalze Alkyldimethyl-benzylammoniumsalze dienen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung bei pH-Werten zwischen 8,5 bis 10 durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Lösungen weitere Zusätze an Alkanolaminen und/oder Phosphaten und/oder Boraten und/oder Nitriten und/oder Builder und/oder Inhibitoren und/ oder Bioziden enthalten.