DE102007049527A1

DE102007049527A1 - Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen

Info

Publication number: DE102007049527A1
Application number: DE102007049527A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Martin; Volker Dr. Kerscher; Franziska DRÄGER
Original assignee: Evonik Roehm GmbH
Current assignee: Evonik Roehm GmbH
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2009-04-16
Also published as: KR20100070356A; EP2203229A1; US20100252069A1; JP2011501782A; TW200928001A; BRPI0818663A2; WO2009049942A1; MX2010003846A; CA2702557A1; CN101808705A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen, wobei man das imprägnierte Metallteil mit einer salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt bringt, die mindestens 0,7 Gew.-% mindestens eines Salzes umfasst. Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Erfindung Verfahren zum Imprägnieren von Metallteilen, die mindestens einen Schritt zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen aufweisen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Wiedergewinnung von polymerisierbaren Imprägniermittelzusammensetzungen. Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Imprägnierung von Metallteilen.
Verschiedene Metallteile oder -komponenten, wie beispielsweise Motorblöcke, Zylinderköpfe, Getriebegehäuse usw., werden durch Guss von verschiedenen Metallen oder Metalllegierungen erzeugt. Im Allgemeinen weisen die so hergestellten Metallteile Poren auf, die zu Undichtigkeiten führen können. In zunehmendem Maße wird ein hoher Wert auf ein geringes Gewicht der Metallteile gelegt. Darüber hinaus führt die Herstellung von dünnwandigen Metallteilen zu einer Materialersparnis. Dementsprechend steigt die Notwendigkeit die durch den Guss entstandenen Poren abzudichten.
Stand der Technik
Seit langem werden hierfür Imprägniermittelzusammensetzungen eingesetzt, die Mischungen von Estern der (Meth)acrylsäure umfassen. Allerdings wird nur ein geringer Teil der eingesetzten Imprägniermittelzusammensetzungen tatsächlich zum Abdichten der Poren verwendet. Ein großer Teil wird von der Metalloberfläche durch Waschwasser entfernt, bevor die sich in den Poren befindliche Impräg niermittelzusammensetzung gehärtet wird. Die sich im Waschwasser befindliche Imprägniermittelzusammensetzung muss anschließend aufwändig entsorgt werden.
Um dieses Problem zu lösen, wird im Stand der Technik vorgeschlagen, spezifische Imprägniermittelzusammensetzungen zu verwenden, die eine Dichte von mehr als 1,0 aufweisen. Dies wird beispielsweise in den Druckschriften US 6,761,775 und US 6,712,910 dargelegt. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass nur sehr spezifische Imprägniermittelzusammensetzungen eingesetzt werden können. Hierdurch kann die Qualität der Metallteile beeinträchtigt werden, da die Eigenschaften der Porenversiegelung, beispielsweise deren Chemikalienbeständigkeit, in hohem Maß von der Imprägniermittelzusammensetzung abhängig sind.
Darüber hinaus ist aus der Druckschrift US 5,518,632 ein Verfahren zur Wiedergewinnung der Imprägniermittelzusammensetzung bekannt, bei denen das Waschwasser durch Zugabe eines Additivs behandelt wird, welches die Dichte des Wassers erhöht. Hierdurch werden wasserlösliche Bestandteile der Imprägniermittelzusammensetzungen aus dem Waschwasser getrennt. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass große Mengen an Waschwasser benötigt werden, die aufwändig aufgereinigt werden müssen. Darüber hinaus werden große Mengen an Additiv, beispielsweise Kochsalz, benötigt. Des Weiteren kann die Rückgewinnung des Imprägniermittels gemäß dem in US 5,518,632 beschriebenen Verfahrens nicht kontinuierlich betrieben werden.
Weiterhin sind aus den Druckschriften DEA-44 10 193 und DE-A-101 13 278 Verfahren bekannt, bei denen das Imprägniermittel über Umkehrosmoseverfahren aus dem Waschwasser abgetrennt wird. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass das Verfahren sehr energieaufwendig ist, wobei die Anlagen einen sehr hohen Wartungsaufwand verursachen.
Darüber hinaus sind aus den Druckschriften JP-A-2004204201 , JP-A-2005076014 und JP-A-2005132971 Imprägniermittelzusammensetzungen bekannt, die aus dem Waschwasser leicht abgetrennt werden können. Die Waschzusammensetzungen können ein sehr spezifisches Tensid enthalten. Nachteilig ist jedoch, dass diese Lehre nur mit sehr spezifischen Zusammensetzungen zu einer befriedigenden Abtrennung führt, so dass die zuvor dargelegten Aussagen auch für diese Druckschriften gelten.
Aufgabe und Lösung
In Anbetracht des Standes der Technik war es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, die zu einer Rückgewinnung einer Vielzahl von unterschiedlichen Imprägniermittelzusammensetzungen eingesetzt werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein das Verfahren zu schaffen, bei dem die Rückgewinnung des Imprägniermittels kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen bereitzustellen, die einfach und kostengünstig durchgeführt werden können. Hierbei sollte das Verfahren bei einem geringen Wasserverbrauch durchgeführt werden können, wobei die Verwendung von besonders großen Mengen an Additiv vermieden werden sollte.
Weiterhin war die Schaffung von Verfahren zur Imprägnierung von Metallteilen Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Insbesondere sollte dieses Verfahren mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Imprägniermittelzusammensetzungen durchgeführt werden können, um so eine optimale Qualität der imprägnierten Metallteile sicherzustellen. Hierbei sollte dieses Verfahren möglichst geringe Mengen an Imprägniermittel verbrauchen.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne Weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein Verfahren mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen abhängigen Ansprüchen unter Schutz gestellt. Im Hinblick auf das Verfahren zur Imprägnierung von Metallteilen bietet der Anspruch 17 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das imprägnierte. Metallteil mit einer salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt bringt, die mindestens 0,7 Gew.-% mindestens eines Salzes umfasst.
Hierdurch gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, das zu einer Rückgewinnung einer Vielzahl von unterschiedlichen Imprägniermittelzusammensetzungen eingesetzt werden kann.
Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, dass die Rückgewinnung des Imprägniermittels kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus kann das Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen einfach und kostengünstig ausgeführt werden. Hierbei kann der Wasserverbrauch gering gehalten werden, wobei auch die Verwendung von besonders großen Mengen an Additiv vermieden werden kann.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren als Teilschritt in einem Verfahren zur Imprägnierung von Metallteilen ausgeführt werden. Überraschend kann somit ein Verfahren zur Imprägnierung von Metallteilen bereitgestellt werden, das mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Imprägniermittelzusammensetzungen durchgeführt werden kann. Durch die einfache und kostengünstige Rückgewinnung überschüssiger Imprägniermittelzusammensetzung, bietet dieses Verfahren eine sehr umweltfreundliche Variante zur Imprägnierung von Metallteilen, wobei diese Vorteile auch bei Verwendung von gesundheitlich bedenklichen Monomerzusammensetzungen erzielt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen. Bei den üblichen Verfahren zur Imprägnierung von Metallteilen wird lediglich ein kleiner Teil der Imprägniermittelzusammensetzung zum Füllen der Poren eingesetzt. Ein größerer Teil, im Allgemeinen mehr als 90% wird von der Metalloberfläche durch Reinigungszusammensetzungen, beispielsweise Waschwasser entfernt. Das vorliegende Verfahren dient nun zur Rückgewinnung der überschüssig eingesetzten Imprägniermittelzusammensetzung. Erfindungsgemäß wird hierzu das imprägnierte Metallteil mit einer salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt gebracht. Der Ausdruck "imprägniertes Metallteil" bedeutet hierbei, dass die Poren des Metallteils mit Imprägniermittelzusammensetzung gefüllt sind, wobei das Metallteil im Allgemeinen vor der Härtung der Imprägniermittelzusammensetzung mit der salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt gebracht wird, um überschüssige Imprägniermittelzusammensetzung von der Metalloberfläche zu entfernen.
Erfindungsgemäß umfasst die Reinigungszusammensetzung mindestens ein Salz. Der Ausdruck "Salz" ist in der Fachwelt weithin bekannt und bezeichnet eine ionische Verbindung, die organischer und/oder anorganischer Natur sein kann, wobei anorganische Salze bevorzugt sind. Organische Salze weisen im Gegensatz zu anorganischen Salzen Kohlenwasserstoffgruppen auf. Vorzugsweise sollte das Salz umweltverträglich und kostengünstig sein. Zweckmäßige Salze zeigen nur eine geringe, besonders bevorzugt keine emulgierende Wirkung. Darüber hinaus sollte das Salz nach Möglichkeit nicht zu einer Korrosion des Metallteils führen. Zu den. bevorzugten Salzen gehören insbesondere Halogenide, beispielsweise Chloride, Bromide und Fluoride, Sulfate, Sulfite sowie Salze des Phosphors, beispielsweise Phosphate, Phosphonate, Phosphinate. Als Kation können bevorzugte Salze insbesondere Alkalimetalle, beispielsweise Natrium, Lithium oder Kalium, und Erdalkalimetalle, beispielsweise Magnesium oder Calcium umfassen. Beispielsweise können Natriumchlorid (NaCl), Kaliumchlorid (KCl), Natriumsulfat (Na₂SO₄) und/oder Kaliumsulfat (K₂SO₄) verwendet werden. Besonders bevorzugt umfassen die Reinigungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung insbesondere Phosphate von Alkalimetallen, wie beispielsweise Natriumphosphat oder Kaliumphosphat, wobei diese Salze, je nach pH-Wert, auch. als Natriumdihydrogenphosphat NaH₂PO₄, Dinatriumhydrogenphosphat Na₂HPO₄, Kaliumdihydrogenphosphat KH₂PO₄ und/oder Dikaliumhydrogenphosphat K₂HPO₄ vorliegen können. Diese Salze können auch als Mischung eingesetzt werden.
Der Salzgehalt der Reinigungszusammensetzung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 4 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 8 bis 15 Gew.-%, wobei das Salz in dieser Menge in der Reinigungszusammensetzung gelöst vorliegt. Als Hauptbestandteil umfasst die Reinigungszusammensetzung vorzugsweise Wasser.
Von besonderem Interesse sind insbesondere Reinigungszusammensetzungen, die vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 1,005 bis 1,20 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 1,04 bis 1,16 g/l aufweisen.
Imprägniermittelzusammensetzungen zum Imprägnierung von Metallteilen sind seit langem bekannt, wobei jede dieser Imprägniermittelzusammensetzung prinzipiell durch das vorliegende Verfahren wiedergewonnen werden kann. Besonders zweckmäßig sind insbesondere Imprägniermittelzusammensetzungen, die (Meth)acrylate umfassen.
Der Ausdruck (Meth)acrylate umfasst Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden. Die in den Imprägniermittelzusammensetzungen enthaltenen (Meth)acrylate sind seit langem bekannt, wobei diese Monomere unter anderem in den Druckschriften US 6,761,775 und US 6,712,910 dargelegt sind.
Bevorzugte Imprägniermittelzusammensetzungen können unter anderem Hydroxyalkyl(meth)acrylate umfassen. Hierzu gehören unter anderem 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat (HEMA), 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat (HPMA), 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat.
Zweckmäßige Ausführungsformen umfassen insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat und/oder 2-Hydroxypropylmethacrylat.
Vorzugsweise kann eine Imprägniermittelzusammensetzung 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, Hydroxyalkyl(meth)acrylate umfassen.
Von besonderem Interesse sind weiterhin Imprägniermittelzusammensetzungen, die vernetzende (Meth)acrylate enthalten. Zu diesen gehören insbesondere (Meth)acrylate mit zwei Doppelbindungen, wie beispielsweise (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. 2-Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat, sowie (Meth)acrylate, die sich von Diolen oder höherwertigen Alkoholen ableiten, wie z. B. Glycoldi(meth)acrylate, wie Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat, Tetra- und Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, insbesondere Polydiol-400-di(meth)acrylat, 1,3- Butandiol(meth)acrylat, 1,4-Butandiol(meth)acrylat, Neopentylglycoldi(meth)acrylate, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, Glycerindi(meth)acrylat und Diurethandimethacrylat; (Meth)acrylate mit drei oder mehr Doppelbindungen, wie z. B. Glycerintri(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat und Dipentaerythritpenta(meth)acrylat.
Bevorzugte Abwandlungen umfassen beispielsweise 5 Gew.-% bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% vernetzende (Meth)acrylate, bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung.
Des Weiteren können bevorzugte Imprägniermittelzusammensetzung 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% Comonomere, bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung umfassen. Comonomere sind Monomere, die sich mit den zuvor genannten (Meth)acrylaten copolymerisieren lassen. Hierzu gehören beispielsweise (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten. Diese Monomere umfassen insbesondere (Meth)acrylate mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, wie zum Beispiel Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat und Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, wie zum Beispiel 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso-Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Unde cyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, 5-Methyltridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate mit 16 bis 30 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, wie zum Beispiel Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat, Heptadecyl(meth)acrylat, 5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat, 4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat, 3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acrylat, Cetyleicosyl(meth)acrylat, Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder Eicosyltetratriacontyl(meth)acrylat.
Des Weiteren können die Imprägniermittelzusammensetzungen (Meth)acrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Vinyloxyethoxyethyl(meth)acrylat; Amide und Nitrile der (Meth)acrylsäure, wie N-(3-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid, N-(Diethylphosphono)(meth)acrylamid, 1-Methacryloylamido-2-methyl-2-propanol; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat, Bornyl(meth)acrylat; Aryl(meth)acrylate, wie Benzylmethacrylat oder Phenylmethacrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; carbonylhaltige Methacrylate, wie 2-Carboxyethylmethacrylat, Carboxymethylmethacrylat, Oxazolidinylethylmethacrylat, N-(Methacryloyloxy)formamid; Acetonylmethacrylat, N-Methacryloylmorpholin, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxypentadecyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxyheptadecyl)-2-pyrrolidinon; Glycidylmethacrylat; Phosphor-, Bor- und/oder Silicium-haltige Methacrylate, wie 2-(Dimethylphosphato)propylmethacrylat, 2-(Ethylenphosphito)propylmethacrylat, Dimethylphosphinomethylmethacrylat, Dimethylphosphonoethylmethacrylat, Diethylmethacryloylphosphonat, Dipropylmethacryloylphosphat, 2(Dibutylphosphono)ethylmethacrylat, 2,3- Butylenmethacryloylethylborat, Methyldiethoxymethacryloylethoxysilan, Diethylphosphatoethylmethacrylat; Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid; heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2(1 Imidazolyl)ethyl(meth)acrylat, 2(4 Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1(2 Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon; Vinylester, wie Vinylacetat; Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltuluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole; Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte Vinylthiazole, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole; Vinyl- und Isoprenylether umfassen.
Bevorzugte Comonomere sind unter anderem (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen oder 16 bis 30 Kohlenstoffatomen ableiten.
Die zuvor genannten Hydroxyalkyl(meth)acrylate, vernetzende (Meth)acrylate und Comonomere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.
Bevorzugte Imprägniermittelzusammensetzungen umfassen beispielsweise
5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 60 Gew.-%, Hydroxyalkyl(meth)acrylate, insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat und/oder 2-Hydroxypropylmethacrylat;
5 Gew.-% bis 75 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% vernetzende (Meth)acrylate, insbesondere Ethylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat Triethylenglycoldimethacrylat, Tetraethylenglycoldimethacrylat und/oder Trimethylolpropantrimethacrylat; und
5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, Comonomere, insbesondere (Meth)acrylate mit 7 bis 15 Kohlenstoffatome im Alkoholrest.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Abwandlung können die erfindungsgemäßen Imprägniermittelzusammensetzungen vorzugsweise
40 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 70 Gew.-% vernetzende (Meth)acrylate, insbesondere Ethylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat Triethylenglycoldimethacrylat, Tetraethylenglycoldimethacrylat und/oder Trimethylolpropantrimethacrylat; und
10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, Comonomere, insbesondere (Meth)acrylate mit 7 bis 15 Kohlenstoffatome im Alkoholrest umfassen.
Von besonderem Interesse sind weiterhin Imprägniermittelzusammensetzungen, die
30 Gew.-% bis 90 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 85 Gew.-% Hydroxyalkyl(meth)acrylate, insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat und/oder 2-Hydroxypropylmethacrylat; und 1 Gew.-% bis 70 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, vernetzende (Meth)acrylate, insbesondere Ethylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat Triethylenglycoldimethacrylat, Tetraethylenglycoldimethacrylat und/oder Trimethylolpropantrimethacrylat umfassen.
Zur Härtung weist die Imprägniermittelzusammensetzung vorzugsweise mindestens einen Initiator auf. Geeignete Initiatoren sind in der Fachwelt bekannt. Hierzu gehören unter anderem Azoverbindungen, Peroxyverbindungen, Persulfatverbindungen oder Azoamidine. Nicht limitierende Beispiele sind Dibenzoylperoxid, Dicumolperoxid, Cumolhydroperoxid, Diisopropylperoxidicarbonat, Bis(4-t-butylcyclohexyl)peroxidicarbonat, Dikaliumpersulfat, Ammoniumperoxidisulfat, 2,2'-Azobis(2-methylpropionitril) (AIBN), 2,2'-Azobis(isobuttersäureamidin)hydrochlorid, Benzpinakol, Dibenzylderivate, Methylethylenketonperoxid, 1,1-Azobiscyclohexancarbonitril, Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxid, Didecanoylperoxid, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl-peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, tert.-Butylperoxyisobutyrat, tert.-Butylperoxyacetat, Dicumylperoxid, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, sowie die von der Firma DuPont unter dem Namen ^®Vazo, beispielsweise ^®Vazo V50 und ^®Vazo WS erhältlichen Radikalbildner.
Die Initiatoren werden üblicherweise in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, eingesetzt.
Darüber hinaus sind auch Initiatorsysteme bekannt, die zur Kalthärtung eingesetzt werden. Im Allgemeinen weisen diese Initiatoren ein Redoxsystem aus einem Beschleuniger und einem oder mehreren der zuvor beschriebenen peroxidischen Katalysatoren oder Initiatoren auf. Die hierbei eingesetzten Mengen werden vielfach so bemessen, dass die Imprägniermittelzusammensetzung bei Temperaturen im Bereich von 5 bis 50°C innerhalb von 5 bis 120 Minuten aushärtet.
Der Beschleuniger wird üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, eingesetzt. Zu den als Beschleuniger besonders geeigneten Verbindungen gehören unter anderem Amine und Sulfimide, wie beispielsweise Tributylamin und Benzoesäuresulfimid (Saccharin).
Des Weiteren können als Beschleuniger organische Metallsalze dienen, die üblich im Bereich von 0,0001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus bezogen auf das Gewicht der Imprägniermittelzusammensetzung, eingesetzt werden. Zu diesen gehört u. a. Kupferoctanoat.
Des Weiteren kann Imprägniermittelzusammensetzung mindestens einen Emulgator umfassen. Die Gesamtmenge an Emulgator beträgt vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Imprägniermittelzusammensetzung. Besonders geeignete Emulgatoren sind nichtionische Emulgatoren oder deren Mischungen, insbesondere Alkylpolyglykolether, vorzugsweise mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und 8 bis 40 Ethylenoxideinheiten; Alkylarylpolyglykolether, vorzugsweise mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkyl- bzw. Alkylarylrest und 8 bis 40 Ethylenoxideinheiten; Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere, vorzugsweise Blockcopolymere, beispielsweise mit 8 bis 40 Ethylenoxid- bzw. Propylenoxideinheiten.
Von besonderem Interesse sind insbesondere Imprägniermittelzusammensetzungen deren Löslichkeit in der salzhaltigen Reinigungszusammensetzung höchstens 6 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 4 Gew.-% beträgt. Zweckmäßig beträgt die Löslichkeit von Hydroxypropylmethacrylat in der salzhaltigen Reinigungszusammensetzung vorzugsweise höchstens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 4 Gew.-%. Die Löslichkeit der Imprägniermittelzusammensetzung in der Reinigungszusammensetzung kann unter anderem über den Salzgehalt der Reinigungszusammensetzung eingestellt werden.
Von besonderem Interesse sind insbesondere Imprägniermittelzusammensetzungen, die vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 0,9 g/l bis 1,2 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 0,95 g/l bis 1,1 g/l aufweisen.
Gemäß einer zweckmäßigen Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Reinigungszusammensetzung eine Dichte aufweisen, die sich deutlich von der Dichte der Imprägniermittelzusammensetzung unterscheidet. Vorzugsweise beträgt der Dichteunterschied von Reinigungszusammensetzung und Imprägniermittelzusammensetzung mindestens 0,01 g/l, besonders bevorzugt mindestens 0,05 g/l und ganz besonders bevorzugt mindestens 0,1 g/l.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann das Verfahren vorteilhaft kontinuierlich durchgeführt werden. Der Ausdruck „kontinuierlich" bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass die Reinigungszusammensetzung fortlaufend von überschüssiger Imprägniermittelzusammensetzung getrennt und wieder verwendet werden kann.
Zweckmäßig kann die Reinigungszusammensetzung in einem Kreislauf geführt werden, wobei die Reinigungszusammensetzung zunächst in Kontakt mit der imprägnierten Metalloberfläche gebracht wird. Hierdurch wird überschüssige Imprägniermittelzusammensetzung von der Reinigungszusammensetzung aufgenommen und vom Metallteil entfernt.
Die so erhaltene Reinigungszusammensetzung kann anschließend von der Imprägniermittelzusammensetzung getrennt werden. Hierzu kann die Reinigungszusammensetzung nach dem in Kontakt bringen mit der Metalloberfläche vorteilhaft in bekannte Vorrichtungen geleitet werden, wie beispielsweise Ölabscheider, die die Imprägniermittelzusammensetzung von der Oberfläche der Reinigungszusammensetzung abtrennen, oder Einbauten, die Imprägniermittelzusammensetzung am Boden der Reinigungszusammensetzung sammeln. Diese Trennung gelingt besonders einfach bei einer geringen Löslichkeit der Imprägniermittelzusammensetzung in der Reinigungszusammensetzung.
Die so von der Imprägniermittelzusammensetzung abgereicherte Reinigungszusammensetzung kann anschließend erneut zur Wiedergewinnung von überschüssiger Imprägniermittelzusammensetzung eingesetzt werden.
Die durch den Wiedergewinnungsschritt zurück gewonnene Imprägniermittelzusammensetzung kann unmittelbar zur Imprägnierung von weiteren Metallteilen verwendet werden, wobei ggf. Monomere, die aufgrund einer Löslichkeit in der Reinigungszusammensetzung verblieben sind, ergänzt werden können. Bei bevorzugten Verfahren sind hierfür jedoch nur sehr geringe Mengen notwendig, da die Löslichkeit dieser Monomere aufgrund des Salzgehaltes gering gehalten werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen kann insbesondere in Verfahren zum Imprägnieren von Metallteilen eingesetzt werden. Dementsprechend sind auch Verfahren zum Imprägnieren von Metallteilen Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Verfahren zum Imprägnieren von Metallteilen werden seit Jahrzehnten durchgeführt, wobei diese unter anderem in den Druckschriften US 6,712,910 , US 6,761,775 , US 5,518,632 , DE 27 18 770 , EP-A-0 014 062 und GB-1 547 801 ausführlich dargestellt sind.
Im Allgemeinen werden die zu imprägnierenden Metallteile zunächst gereinigt. Dies kann beispielsweise durch Dampf oder durch alkalische Lösungen erfolgen, wobei die Metallteile anschließend getrocknet werden.
Nach der Reinigung werden die Metallteile vorzugsweise zunächst einem trockenen Vakuum ausgesetzt. Hierdurch wird die Luft aus den Poren entfernt. Anschließend wird das Metallteil mit der Imprägniermittelzusammensetzung imprägniert. Hierzu kann das Metallteil im Vakuum in die Imprägniermittelzusammensetzung getaucht werden. Das Vakuum kann beispielsweise 0,1 mbar bis 100 mbar, vorzugsweise 1 mbar bis 20 mbar betragen. Die zuvor dargelegten Schritte benötigen im Allgemeinen etwa 1 bis 10 Minuten, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.
Anschließend kann das Vakuum aufgehoben und das in die Imprägniermittelzusammensetzung getauchte Metallteil bei Normaldruck im Allgemeinen etwa 2 bis 20 Minuten, vorzugsweise 5 bis 10 Minuten gelagert werden. Durch den atmosphärischen Druck werden die Poren vollständig mit Imprägniermittelzusammensetzung gefüllt.
Nach der Imprägnierung des Metallteils kann ein Großteil der Imprägniermittelzusammensetzung durch Zentrifugation oder ähnlichen Verfahren von dem Metallteil getrennt werden.
Anschließend wird das imprägnierte Metallteil erfindungsgemäß mit einer salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt gebracht. Hierzu kann beispielsweise die Reinigungslösung auf das Metallteil gesprüht werden. Darüber hinaus kann das Metallteil in die Reinigungszusammensetzung getaucht werden. Eine zusätzliche Reinigungswirkung kann dadurch erzielt werden, dass die Reinigungszusammensetzung mit Druck über die Oberfläche des Metallteils geleitet wird.
Nachfolgend kann überschüssige Reinigungszusammensetzung durch Zentrifugieren oder ähnlichen Methoden von dem Metallteil entfernt werden.
In einem weiteren Schritt können verbliebene Reste der Reinigungszusammensetzung sowie der Imprägniermittelzusammensetzung durch Waschen mit Waschwasser beseitigt werden. Das Waschwasser kann ebenfalls durch Zentrifugation von dem Metallteil abgetrennt werden. Vorteilhaft kann das Waschwasser mehrfach verwendet werden, da nur geringe Reste an Imprägniermittelzusammensetzung durch diesen Schritt von der Metalloberfläche entfernt werden. Darüber hinaus kann das Waschwasser, aufgrund des geringen Gehalts an Imprägniermittelzusammensetzung, biologisch aufgereinigt werden.
Nach dem die überschüssige Imprägniermittelzusammensetzung von dem Metallteil entfernt wurde, wird die im Metallteil enthaltene Imprägniermittelzusammensetzung gehärtet. Je nach Initiatorsystem kann in dies bei Raumtemperatur oder durch Erhitzen erfolgen. Zweckmäßig kann das Metallteil beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 120°C, bevorzugt 60 bis 90°C erhitzt werden, um die Imprägniermittelzusammensetzung zu härten. Des Weiteren kann die Härtung bei einer Temperatur im Bereich von 5°C bis 50°C erfolgen.
Anlagen zur Durchführung des zuvor dargelegten Verfahrens entsprechen im Wesentlichen den Anlagen, die im zuvor zitierten Stand der Technik, insbesondere in den Druckschriften US 6,712,910 , US 6,761,775 , US 5,518,632 , DE 27 18 770 , EP-A-0 014 062 und GB-1 547 801 beschrieben sind. Diese Anlagen umfassen im Allgemeinen mehrere Behälter, um die einzelnen Schritte durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6761775 [0004, 0023, 0051, 0060]
- US 6712910 [0004, 0023, 0051, 0060]
- US 5518632 [0005, 0005, 0051, 0060]
- DE 4410193 A [0006]
- DE 10113278 A [0006]
- JP 2004204201 A [0007]
- JP 2005076014 A [0007]
- JP 2005132971 A [0007]
- DE 2718770 [0051, 0060]
- EP 0014062 A [0051, 0060]
- GB 1547801 [0051, 0060]

Claims

Verfahren zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass man das imprägnierte Metallteil mit einer salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt bringt, die mindestens 0,7 Gew.-% mindestens eines Salzes umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz ein anorganisches Salz ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz ein Phosphat.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungszusammensetzung in einem Kreislauf geführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungszusammensetzung 4 bis 20 Gew.-% Salz umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung (Meth)acrylate umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% Hydroxyalkyl(meth)acrylate umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung 5 Gew.-% bis 75 Gew.-% vernetzende (Meth)acrylate umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung 5 Gew.-% bis 60 Gew.-% Comonomere umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung mindestens einen Initiator umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung von 0,01 bis 10 Gew.-% Initiator umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniermittelzusammensetzung mindestens einen Emulgator umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löslichkeit der Imprägniermittelzusammensetzung in der salzhaltigen Reinigungszusammensetzung höchstens 6 Gew.-% beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löslichkeit von Hydroxypropylmethacrylat in der salzhaltigen Reinigungszusammensetzung höchstens 4 Gew.-% beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Imprägniermittelzusammensetzung im Bereich von 0,9 g/l bis 1,2 g/l liegt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichteunterschied zwischen Imprägniermittelzusammensetzung und Reinigungszusammensetzung mindestens 0,05 g/l beträgt.
Verfahren zum Imprägnieren von Metallteilen, umfassend mindestens einen Schritt zur Wiedergewinnung von Imprägniermittelzusammensetzungen gemäß mindestens einem der Verfahren 1 bis 16.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man das Metallteil zunächst mit einer Imprägniermittelzusammensetzung imprägniert, anschließend das imprägnierte Metallteile mit einer salzhaltigen Reinigungszusammensetzung in Kontakt bringt, danach das Metallteil mit Wasser reinigt und die im Metallteil enthaltene Imprägniermittelzusammensetzung härtet.
Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass man die Imprägniermittelzusammensetzung mit dem Metallteil bei einem Druck im Bereich von 0,1 mbar bis 100 mbar in Kontakt bringt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass man das Metallteil vor dem Imprägnieren einem Vakuum aussetzt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass man überschüssige Imprägniermittelzusammensetzung nach dem Imprägnieren des Metallteils durch Zentrifugation entfernt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die im Metallteil enthaltene Imprägniermittelzusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 120°C härtet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die im Metallteil enthaltene Imprägniermittelzusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von 5 bis 50°C härtet.