CH630120A5 - Verwendung einer organischen verbindung als inhibitor der korrosion von aluminium in alkalischen loesungen. - Google Patents
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Description
630120
PATENTANSPRÜCHE
1. Verwendung von 2-Phosphonobutan-l,2,4-tricarbonsäure und ihrer wasserlöslichen Salze als Inhibitoren der Korrosion von Aluminium in alkalischen Lösungen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalischen Lösungen einen Zusatz von 0,05-0,4 g/1, vorzugsweise 0,08-0,2 g/1, Inhibitor enthalten.
Es ist bekannt, zur Inhibierung von Aluminium in alkalischen Lösungen Oxidationsmittel wie beispielsweise Perman-ganat und Chromate zu verwenden. Der Wirkungsgrad dieser Oxidationsmittel ist jedoch gering, so dass relativ grosse Mengen verwendet werden müssen. Aus arbeitsphysiologischen und abwässertechnischen Gründen können Chromate heute praktisch nicht mehr verwendet werden. Die Verwendung von Wasserglas als Inhibitor für Aluminium in alkalischen Lösungen ist ebenfalls bekannt. Es werden damit gute Ergebnisse erzielt, wenn Wasserglas in entsprechend grossen Mengen eingesetzt wird.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass der notwendig hohe Wasserglaszusatz zu alkalischen Lösungen oft zu unangenehmen Begleiterscheinungen führt. So treten beispielsweise auf den mit den Lösungen behandelten Teilen Verkrustungen und Beläge auf, insbesondere dann, wenn diese Teile mit Säure nachbehandelt werden, um überschüssiges Alkali zu entfernen. Diese Verkrustungen und Beläge werden von normalen Ent-steinungslösungen nicht angegriffen. Die Entfernung erfolgt praktisch nur mit Flusssäure und ist daher umständlich und nicht problemlos.
Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, 1-Aminoal-kan-l,l-diphosphonsäuren als Inhibitor für Aluminium in alkalischen Lösungen zu verwenden. Hiermit lassen sich gute Ergebnisse erzielen. Aus abwassertechnischen Gründen ist es jedoch erwünscht Verbindungen zu verwenden, deren Phosphor- und Stickstoffgehalt möglichst gering ist.
Es wurde nun gefunden, dass man die bisherige Arbeitsweise zur Inhibierung der Korrosion von Aluminium in alkalischen Lösungen dadurch verbessern kann, indem man als Inhibitor 2-Phosphonobutan-l,2,4-tricarbonsäure oder deren wasserlösliche Salze verwendet. Als wasserlösliche Salze können dabei insbesondere die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze Anwendung finden.
2-Phosphono-butan-l,2,4-tricarbonsäure ist besonders bei relativ geringer Inhibitorkonzentration wirksam. Demgemäss werden den alkalischen Lösungen Mengen von insbesondere 0,05-0,4 g/1, vorzugsweise 0,08-0,2 g/1, zugesetzt. Verwendet man statt dessen gleich grosse Mengen Alkalisilikat, so ist die Inhibierung völlig unzureichend. 2-Phosphono-butan-1,2,4-tri-carbonsäure bzw. deren wasserlösliche Salze nehmen offensichtlich bezüglich der Inhibierung eine Sonderstellung ein, denn mit ähnlichen Verbindungen wie beispielsweise a-Phos-phonopropionsäure oder l,2-Diphosphonoäthan-l,2-dicarbon-säuredihydrat werden wesentlich schlechtere Ergebnisse erhalten.
Die beschriebenen Inhibitoren sind hervorragend wirksam in Alkalicarbonatlösungen wie insbesondere Sodalösungen und besitzen eine recht gute Wirksamkeit auch in Lösungen, die Natrium- oder Kaliumhydroxid enthalten. Durch die Verwendung der beschriebenen Inhibitoren wird eine Verlangsamung des Angriffs von Alkalilösungen auf Aluminium - und damit Steuerung des Abtrags - in dem für die Praxis besonders geeigneten Umfange erzielt.
Gleichzeitig wird die Bildung von Belägen und Verkrustungen, die bei den bisher verwendeten Alkalisilikatinhibitoren zu
Schwierigkeiten geführt haben, vermieden. Auf die abwassertechnischen Vorteile ist bereits eingangs hingewiesen worden.
Beispiel s Es wurden Lösungen hergestellt, die j eweils 10 g/1 wasserfreies Natriumcarbonat bzw. Natriumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid und die in der Tabelle angegebene Menge an 2-Phospho-nobutan-l,2,4-tricarbonsäure enthielten. Jeweils 1 dm2 grosse entfettete und gewogene Bleche aus 99,7%igem Aluminium mit io einer Stärke von 1 mm wurden bei 50 °C 60 Minuten lang der Einwirkung dieser Lösungen ausgesetzt. Danach wurden die Bleche gespült, getrocknet und gewogen, um den Abtrag an Aluminium zu ermitteln.
Zum Vergleich wurden Aluminiumbleche unter den glei-15 chen Bedingungen mit Lösungen behandelt, die neben 10 g/1 wasserfreiem Natriumcarbonat und Natriumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid a) keinen Inhibitor b) a-Phosphonopropionsäure
20 c) Hydroxypropandiphosphonsäure d) 1,2-Diphosphonoäthan-l ,2-dicarbonsäuredihydrat in den jeweils angegebenen Mengen (Spalte 1) enthielten.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tbelle 1-3 wiedergegeben. Der in Spalte 2 angeführte Schutzwert S wurde nach der For-25 mei
Abtrag mit Inhibitor ^ inn S/°-(1 Abtrag ohne Inhibitor ' ' 1UÜ
errechnet.
30 Um bei einer Natriumcarbonatkonzentration von 10 g/1 mit Natriumsilikat einen Schutzwert von 98-100% zu erzielen, muss im übrigen eine Inhibitorkonzentration von 400-500 mg/1 vorhanden sein. Bei Natriumhydroxid sind Mengen von 11-12 g/1 und bei Kaliumhydroxid 9-10 g/1 notwendig.
35
50
Tabelle 1
Korrosion von Aluminium in Natriumcarbonatlösung (10 g/1) bei 50 °C
60
Inhibitor
Menge in
Schutzwert [S]
mg/1
%
a) ohne
0
0
b) a-Phosphonopropionsäure
100
8
150
13
300
35
c) Hydroxypropandi
100
93
phosphonsäure
150
95
300
92
d) l,2-Diphosphonoäthan-l,2-
100
54
dicarbonsäure-dihydrat
150
62
300
62
2-Phosphono-butan-1,2,4-tri-
• 80
100
carbonsäure
100
100
150
100
300
100
3
630120
Tabelle 2
Korrosion von Aluminium in Natriumhydroxidlösung (10 g/1) bei 50 °C
Tabelle 3
Korrosion von Aluminium in KOH-Lösung (10 g/1) bei 50 °C
Inhibitor
Inhibitor
Menge in Schutzwert [S]
Menge in mg/1
Schutzwert [S]
%
mg/1
%
3
a)
ohne
0
0
a)
ohne
0
0
b)
a-Phosphonopropionsäure
100
41
b)
a-Phosphonopropionsäure
100
34
150
48
150
47
10
c)
300
71
300
69
Hydroxypropandi-
100
71
c)
Hydroxypropandi-
100
15
phosphonsäure
150
78
phosphonsäure
150
85
300
87
300
89
d)
1,2-Diphosphonoäthan-l ,2-
100
35
d)
1,2-Diphosphonoäthan-l ,2-
100
14
15
dicarbonsäuredihydrat
150
53
dicarbonsäuredihydrat
150
26
300
42
300
35
2-Phosphono-butan-1,2,4-tri-100
98
2-Phosphonobutan-l,2,4-tri- 100
98
carbonsäure
150
99
carbonsäure
150 300
98
99
20
300
99
«
G
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