DE10118684C1 - Korrosionsinhibitor für Badewässer, die Natriumchlorid und Magnesiumsulfat enthalten und dessen Verwendung - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von DOLLAR A a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure, DOLLAR A b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids, DOLLAR A c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid, DOLLAR A d) 0,01 bis 5 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure und DOLLAR A e) Wasser ad 100 Gew.-%.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Korrosionsinhibitor für Badewässer, die Chloride und Sulfate, insbesondere Natriumchlorid und Magnesiumsulfat, enthalten und der die Korrosionswirkung solcher Badewässer auf metallische Materialien, wie insbesondere Stähle (Baustahl) und Messing, mindert und dessen Verwen­ dung.

In der jüngsten Vergangenheit rückte "Fit for Fun" in unserer gesundheitsbewußten Gesellschaft voll in den Freizeittrend. Daher trifft die Zauberformel "Wellness" als moderner Wortbegriff für Rekreation zur Steigerung der Lebensqualität voll den herrschenden Zeitgeist. Wellness ist nicht, wie man auf den ersten Blick meinen könnte, eine neumodische Wortschöpfung, sondern definiert sich bereits seit Jahrhunderten als ein Zustand vitalen Wohlbefindens. In Amerika hat man diese Entwicklung aus nicht ganz uneigennützigen Motiven längst in die Geschäftspolitik mit einbezogen. Um die ständig steigenden Krankenversicherungskosten zurückzufahren, investiert man dort seit Jahren sehr erfolgreich in die Wellness- Gesundheitsvorsorge.

Moderne medizinische Erkenntnisse haben bestätigt, daß sich zur Steigerung des Wohlgefühls salzhaltige Schwimmbadwässer, ob Salzwasser ohne Begleitstoffe, Meersalz aus dem Roten Meer oder eine Thermal-Natursole, ausgezeichnet eignen. Der Salzgehalt des Wellness-Bades liegt üblicherweise bei 0,4% (Meerwasser: 3,6 %).

In US-6 032 304 wurde die Zugabe von diversen Alkali- und Erdalkalimetallhalogeniden und auch -sulfaten beschrieben, um verschiedene Dichten des Badewassers einzustellen und in Abhängigkeit dessen unterschiedliche Auftriebe zu erreichen.

JP-09249553 A2 (Derwent-Abstract) berichtet von einem positiven Effekt der Anwendung von Steinsalz oder Meersalz auf die Haut.

Der Zusatz von Chloriden zu Poolwasser wurde in der Vergangenheit soweit wie möglich vermieden, da es hierdurch zu chloridinduzierten Korrosionserscheinungen kommt. Um diese Korrosionserscheinungen, wie zum Beispiel die Lochfraßkorrosion oder auch die abtragende Korrosion halbwegs kontrollieren zu können, wurde in der Vergangenheit den Werkstoffen ein genügend hoher Mo-Anteil zugesetzt oder auch Oxidationsmittel dem Medium Schwimmbad zugesetzt. Bei der Lochfraßkorrosion handelt es sich um einen partiellen Angriff von Halogeniden, insbesondere Chloriden. Die Chloride zerstören die Passivschicht der Metalle. Bei der abtragenden Korrosion handelt es sich um einen gleichmäßigen Oberflächenabtrag aufgrund des korrosiv wirkenden salzhaltigen Poolwassers. Diese Korrosion zeigt sich insbesondere durch das Rosten von Baustahl und Messing.

EP-A-0 822 270 offenbart eine Zusammensetzung und deren Verwendung zur Wasserbehandlung, die eine Phosphonsäure, ein Zinksalz und mindestens ein Salz von Al, B, Si, GA, Ge, In oder Ti enthält. Die Zusammensetzung mindert die Korrosivität des Wassers.

DE-A-22 25 645 offenbart ein Verfahren zur Verhinderung von Korrosion und Steinansatz in wasserführenden Systemen, insbesondere in Kühlwasserkreisläufen, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Wasser eine oder mehrere Phosphonocarbonsäuren bzw. deren wasserlösliche Salze, sowie gegebenenfalls weitere Korrosionsinhibitoren, zusetzt.

DE-A-23 35 331 offenbart ein Verfahren zur Korrosionshemmung in wässrigen Systemen, enthaltend gelöste Calciumsalze, dadurch gekennzeichnet, dass man einen zumindest schwach-alkalischen pH-Wert aufrechterhält und dem System eine wasserlösliche Organophosphonsäure, enthaltend eine C-P-Bindung, oder deren wasserlösliches Salz sowie ein wasserlösliches Orthophosphat zusetzt, wobei das Verhältnis dieser beiden Komponenten zwischen etwa 0,1 : 20 und 40 : 0,1 liegen soll.

DE-A-17 67 454 offenbart ein Verfahren zum kombinierten Korrosions- und Versteinungsschutz von Warm- und Heißwassersystemen unter Verwendung von Komplexierungsmitteln und Inhibitoren, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Wasser neben an sich bekannten Inhibitoren eine Hydroxyalkan-1,1- diphosphonsäure gegebenenfalls in Form der wasserlöslichen Salze sowie eine wasserlösliche komplexierende Verbindung, die mindestens eine N-Dimethylen­ phosphonsäure- bzw. -phosphonatgruppe enthält, im Molverhältnis von 1 : 3 bis 3 : 1 und in Mengen von 1 mg/l, bis zum 1½-fachen der Menge, die zur vollständigen Komplexierung der im System befindlichen Härtebildner erforderlich ist, zusetzt.

Chloride lassen sich als Bestandteil von Badewässern allerdings nicht durchgängig vermeiden. Es sei nur auf natürliche, chloridhaltige Badewässer wie beispielsweise in Salinen hingewiesen.

Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, einen Korrosionsinhibitor zu finden, der die durch chlorid- und sulfathaltige Badewässer verursachte Korrosion an Metallen verhindert.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Korrosionsinhibitor auf Basis von Phosphaten, Zinkchlorid und Trimethylenphosphonsäure die geforderte Wirkung zeigt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von

• a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure,
• b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids,
• c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid,
• d) 0,01 bis 5 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure, und
• e) Wasser ad 100 Gew.-%.

Phosphorsäure wird im allgemeinen in ihrer konzentrierten Form verwendet, d. h. 85%ig. Vorzugsweise beträgt die Menge an Phosphorsäure zwischen 12 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 14 und 16 Gew.-%.

Das Alkalimetallhydroxid ist vorzugsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid. Es kann in fester Form oder in Form wäßriger Lösungen verwendet werden. Vorzugsweise beträgt die Menge an Alkalimetallhydroxid zwischen 12 und 18 Gew.-%, insbesondere zwischen 14 und 16 Gew.-%.

Vorzugsweise beträgt die Menge an Zinkchlorid zwischen 1 und 4 Gew.-%, insbesondere zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-%.

Trimethylenphosphonsäure wird im allgemeinen in Form einer wäßrigen Lösung verwendet, die einen Gehalt von etwa 50 Gew.-% aufweist. Vorzugsweise beträgt die Menge an Trimethylenphosphonsäure zwischen 0,1 und 1 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,15 und 0,4 Gew.-%.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Korrosionsinhibitors in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Badewassers, zur Inhibierung der Korrosion von Stahl und Messing, welche in Kontakt mit chlorid- und sulfathaltigen Badewässern stehen.

Ein bedeutender technischer Vorteil des erfindungsgemäßen Korrosionsinhibitors ist seine Wirksamkeit im fast neutralen pH-Bereich zwischen 7 und 8, insbesondere 7,2 bis 7,6.

Der pH-Wert bei Schwimmbadwasser liegt üblicherweise zwischen 7,2 und 7,6. In der Fachwelt wurde bisher vergeblich nach einem Korrosionsinhibitor gesucht, der bei pH-Werten zwischen 7,2 und 7,6 ausreichenden Korrosionsschutz bietet.

Üblicherweise arbeiten die herkömmlichen Inhibitoren bei pH-Werten von größer 9. Aufgrund dieser Tatsache fanden bisher Korrosionsinhibitoren auf chemischer Basis zur Korrosionskontrolle bei pH-Werten zwischen 7 und 8 nur eingeschränkte Verwendung. Der Vorteil dieser Inhibierung liegt im Vergleich zum Stand der Technik darin, daß sehr geringe Mengen an Korrosionsinhibitor bereits zu einer wirksamen Minimierung der Korrosionserscheinungen an Stahl, Baustahl und Messing führen. Aufgrund der sehr geringen Einsatzmengen ist Korrosionsschutz durch sehr geringe finanzielle Mittel erreichbar.

Beispiele

Ein Badewasser wurde mit 0,05 Gew.-% eines Inhibitors, bestehend aus 67,18 Gew.-% Wasser, 15,20 Gew.-% 85%iger Phosphorsäure, 15,29 Gew.-% 45%iger Kalilauge, 2,04 Gew.-% Zinkchlorid und 0,23 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure versetzt.

Die Bestimmung der abtragenden Korrosion einer wässrigen Salzlösung bestehend aus Natriumchlorid und Magnesiumsulfat und Inhibitoren an Stahl, Baustahl und Messing wurde bei Raumtemperatur in einem Glasbehälter mit ca. 20 Liter Inhalt durchgeführt. Hierbei wurden die Prüfkörper jeweils 7, 14, 21 und 28 Tage der Prüflösung ausgesetzt und jeweils der Gewichtsunterschied bestimmt und auf eine Abtragsrate in Gewichtsunterschied vor und nach dem Versuch der Prüfkörper pro Zeiteinheit und Fläche normiert. Als Einheit ergab sich hier der Abtrag in mg.cm^-2.24 h^-1. "Desinfektion" bedeutet, dass ein handelsübliches Desinfektionsmittel zum Testwasser hinzugefügt wurde.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Testwässer

(V = Vergleichsversuch)

Tabelle 2

Abtragsraten in mg.cm^-2.24 h^-1 an Baustahl RST, abhängig von der Einwirkzeit (in Tagen)

Claims (6)

1. Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von

• a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure,
• b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids,
• c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid,
• d) 0,01 bis 5 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure, und
• e) Wasser ad 100 Gew.-%.

2. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, enthaltend zwischen 12 und 25 Gew.- % Phosphorsäure.

3. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1 und/oder 2, enthaltend zwischen 1 und 4 Gew.-% Zinkchlorid.

4. Korrosionsinhibitor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend zwischen 0,1 und 1 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure.

5. Korrosionsinhibitor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, enthaltend zwischen 12 und 18 Gew.-% Alkalimetallhydroxid.

6. Verwendung eines Korrosionsinhibitors gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf das Badewasser, zur Inhibierung der Korrosion von Stahl und Messing, die in Kontakt mit chlorid- und sulfathaltigen Badewässern stehen.