DE1013926B

DE1013926B - Korrosions-Inhibitor fuer Gefrierschutzmittel

Info

Publication number: DE1013926B
Application number: DEC12027A
Authority: DE
Inventors: Harry W Holm
Original assignee: HARRY W HOLM
Current assignee: HARRY W HOLM
Priority date: 1955-10-31
Filing date: 1955-10-31
Publication date: 1957-08-14

Description

Korrosions-Inhibitor für Gefrierschutzmittel Die Erfindung bezieht sich auf Korrosions-Inhibitoren für Gefrierschutzmittel: und zwar auf solche, welche Glykole und vorzugsweise Äthylenglykol und Alkaliphosphate enthalten.
Es ist bekannt, den Gefrierschutzmitteln, die mehrwertige Alkohole, insbesondere Äthylenglykol, enthalten, zum Zweck der Korrosionsverhinderung, z. B. in Autokühlern, Korrosions-Inhibitoren zuzusetzen. Für diesen Zweck hat man zahlreiche anorganische und organische Verbindungen vorgeschlagen und in Anwendung gebracht, z. B. Natriumnitrit, Natriumbenzoat, Borax, Triäthanolammoniumphosphat, Natriummercaptobenzothiazol, Phenylglycinkalinatron u. a., die entweder für sich allein oder miteinander verwendet werden. Die bisher bekannten Inhibitoren unterscheiden sich teilweise recht erheblich in ihrer Wirksamkeit. Insbesondere ist diese sehr unterschiedlich für die verschiedenen metallischen Werkstoffe. So kennt man Inhibitoren, die eine maximale Wirkung bei Leichtmetallen (z. B. in Zylinderköpfen) entfalten, andere dagegen sind geeigneter für Buntmetalle (z. B. im Kühlerbau), andere wieder für Guß (z. B. im Motorblock). Die Schwierigkeit liegt deshalb darin, einen Inhibitor zu finden, der eine möglichst große Schutzwirkung für die in der Praxis häufig vorkommenden Zusammenstellungen aus Eisen, Leicht- und Buntmetallen aufweist.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß hervorragend gute, sich auf alle metallische Werkstoffe erstrekkende Wirkungen erzielt werden, wenn man als Korrosions-Inhibitor für Gefrierschutzmittel Mischungen verwendet, die außer Glykolen und vorzugsweise Äthylenglykol primäres und sekundäres Natriumphosphat in einem solchen Mengenverhältnis enthalten, daß das inhibierte Glykol neutral bis schwach alkalisch, nämlich bis zum Umschlagspunkt von Phenolphthalein (8,8) ist und vorzugsweise einen pH-Wert zwischen 7,0 bis 7,6 aufweist. Eine 30°/oige wäßrige Lösung des Gefrierschutzmittels soll keinen niedrigeren pH-Wert als 6,5 aufzeigen.
Die Mengenverhältnisse der Komponenten können weitgehend innerhalb des neutralen bis schwach alkalischen Bereiches variieren und haben beispielsweise auf je 100 kg Äthylenglykol folgende Zusammensetzung: 1. 400 g K H2 P 04 2. 400 g K H2 P 04 475 g Na2H P 04 1200 g Na2 H P 04 41 Wasser 81 Wasser (Indikator: (Indikator Rosolsäure auf rot; 7,6) Phenolphthalein auf rosa; 8,8) Diese überraschenden Ergebnisse sollen durch die folgenden Beispiele in Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Gefrierschutzmittel verdeutlicht werden.
Als Vergleichslösungen wurden verwendet Korrosions-Inhibitorlösung 1: Es wurde eine 35°/oige wäßrige Mono- und Dikaliumphosphatlösung, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 611991 beschrieben wird, bereitet.
Inhibitorlösung 2: Diese Lösung besteht aus einer wäßrigen Glykollösung mit 1 Raumteil Äthylenglykol und 2 Raumteilen Wasser mit einem Zusatz von 5,1 Gewichtsprozent Natriumhexametaphosphat (ein derartiges Gefrierschutzmittel wird beispielsweise in der deutschen Patentschrift 871661 beschrieben).
Inhibitorlösung 3: Ein erfindungsgemäßer Korrosions-Inhibitor wurde aus einer Lösung von 400 g K H2 P 04 und 475 g Nag H P 04 in 41 Wasser hergestellt, welcher mit 100 kg Äthylenglykol vermischt wurde (Beispiel 2).

Diese drei Korrosions-Inhibitoren wurden folgenden Prüfverfahren unterworfen: Es wurde der in dem Handbuch der Society of Automotive Engineers (SAE), 1954, S.321, beschriebene 120 Stunden dauernde Korrosionstest angewendet. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt, die für verschiedene metallische Werkstoffe die Gewichtsänderung in mg/cm2 enthält.

Tabelle I

Gewichtsverlust in mg/cm2 nach

120 Stunden bei 99°

Werkstoff Lösung 1 ' Lösung 2 J Lösung 3

(deutsche (deutsche (gemäß

Patentschrift Patentschrift vorliegender

611991) 871661) Erfindung

I

Weißblech ...... 7,12 0,80 0

Stahlblech ...... 9,1 0,23 0,084

Gußeisen ....... 6,95 2,85 0,086

Messing ........ 0,29 0,13 0,024

Kupfer . . . . . . . . . 0,19 0,15 0

Zinkspritzguß ... 5,12 5,36

0,025

Zum Vergleich wurden dann Proben aus den gleichen metallischen Werkstoffen 28 Tage nach der Strömungsmethode bei 60° untersucht. Die Ergebnisse, die in Tabelle II zusammengestellt sind, bestätigen die der SAE-Methode. - - -

Tabelle- II

Gewichtsverlust in mg/cm2 nach

28 Tagen bei 60°

Werkstoff Lösung1 Lösung 2 I Lösung 3

(deutsche (deutsche (gemäß

Patentschrift Patentschrift vorliegender

` - 611991) - 871661)

Erfindung)

Weißblech ...... 11,2 0,12 0,07

Stahlblech ...... 24,0 1,06 0,08

Gußeisen ..... 10,8 0,89 0,67

Messing ....... 0,43 0 0,32

Kupfer . . . . . . . . . 0,33 0 0,66

Zinkspritzguß ... 15,6 4,25 0,89

Schließlich wurde zum Vergleich noch das entsprechend der Erfindung inhibierte Gefrierschutzmittel mit der obengenannten Zusammensetzung während 3385 Stunden in dem Kühlsystem eines Lastkraftwagens bei einer durchschnittlichen Betriebstemperatur von etwa 90° erprobt und die Korrosionswirkungen mit der Korrosion verglichen, die ein handelsüblich inhibiertes Gefrierschutzmittel, nämlich ein aus 1 Raumteil Äthylenglykol und 2 Raumteilen Wasser bestehendes Gefrierschutzmittel, das 2,5 Gewichtsprozent Borax enthält, nach einer Betriebsdauer von 1585 Stunden verursacht. Während bei Verwendung von Borax als Inhibitor die Metalle des Kühlsystems deutliche Korrosionsangriffe bzw. starke Rostbeläge zeigen, sind die bei Verwendung eines Inhibitors der vorliegenden Anmeldung zu beobachtenden Korrosionsangriffe bzw. Rostbeläge wesentlich geringer. Die gleiche Beobachtung läßt sich bei in das Kühlsystem eingehängten Probestücken von Leichtmetallegierungen feststellen.

Die hervorragenden korrosionshemmenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Inhibitors ergibt sich weiterhin aus den Werten der folgenden Tabellen III und IV, aus welchen zu ersehen ist, daß der erfindungsgemäße Inhibitor gegenüber den meisten verwendeten Metallen geeignet ist.

Tabelle III

Gewichtsänderung

in mg/cm'

Flußeisen (elektrolytisch verzinnt) . 0

unlegierter Stahl ................ -0,005

Aluminiumlegierung (A1Cu 4 Mg) .. -0,0005

Gußeisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . --0,034

Messing ........................ 0

Kupfer ......................... -0,005

Zinkspritzgußlegierung . . . . . . . . . . . -0,03

Die Prüfung des Gefrierschutzmittels erfolgt in Verdünnung mit Leitungswasser (1:1). Vergleicht man hiergegen die bekannten Inhibitoren, so ergibt sich, daß die Gewichtsverluste der verschiedenen Metalle deutlich größer sind - teilweise mehr als das 10- bzw. 20fache -als bei Verwendung des Inhibitors nach der Erfindung. Zur Beurteilung dient der in dem Handbuch der Society of Automative Engineers (SAE), 1954, S. 321, beschriebene 120 Stunden dauernde Korrosionstest.

Auch nach einer Testmethode, die im Gegensatz zum sogenannten SAE-Test die Korrosionsprüfung während eines Zeitraumes von 40 Tagen vornimmt, wurden bei dem Inhibitor nach der Erfindung hervorragende Ergebnisse erhalten (s. Tabelle IV).

Tabelle IV

Gewichtsveränderung in mg/dm2

# Tag

a) i b)

Stahl ............... - 1,59 -7,59

Messing . . . . . . . . . . . . . -0,01 +0,06

Kupfer . . . . . . . . . . . . . . -0,01 +0,10

Aluminium . . . . . . . . . . +0,05 +0,56

Zink . . . . . . . . . . . . . . . . +0,24 -8,83

Gußeisen . . . . . . . . . . . . -3,32 -6,61

Silicium . . . . . . . . . . . . . +0,77 +2,69

Spalte a) zeigt die Gewichtsänderungen einer 30volumprozentigen Lösung des inhibierten Glykols in destilliertem Wasser, Spalte b) die bei Verwendung von destilliertem Wasser allein auftretenden Veränderungen.

Dem inhibierten Gefrierschutzmittel können gegebenenfalls schaumverhindernde Mittel, z. B. Silicone, pflanzliche und tierische Öle sowie emulgierbare Öle zur Erhöhung der Wirkung beigefügt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Korrosions-Inhibitor für Gefrierschutzmittel, welche Glykole, vorzugsweise Äthylenglykole, enthalten, unter Verwendung von Alkalisalzen der Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus primärem und sekundärem Natriumphosphat in einem solchen Mengenverhältnis vorhanden ist, daß das inhibierte Glykol neutral bis schwach alkalisch ist.
2. Korrosions-Inhibitor für Gefrierschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Neutralpunkt und dem Umschlagsptuikt von Phenolphthalein liegende pH-Wert vorzugsweise einen Wert zwischen 7,0 und 7,6 aufweist.
3. Korrosions-Inhibitor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Lösung von 400 g K H, P O, und 1200 g Na, H P O, in 81 Wasser auf 100 kg Äthylenglykol besteht.
4. Korrosions-Inhibitor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zusatz von schaumverhindernden Mitteln und/oder emulgierbaren Ölen enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 611991, 641156, 743283, 817 871, 871661.