DE1074357B

DE1074357B - Alkalisch reagierende, entfettende Reiniger für Metalle

Info

Publication number: DE1074357B
Application number: DENDAT1074357D
Authority: DE
Inventors: Essen und Peter Bedbur Fiankfurt/M Dr. Rudolf Kallenbach
Original assignee: Mctallgesellschaft Aktiengesellschaft, Frankfurt/M
Publication date: 1960-01-28

Description

Alkalisch reagierende, entfettende Reiniger für Metalle Zur Entfettung und Reinigung von Metalloberflächen im Tauch- und Spritzverfahren sind alkalisch reagierende Produkte gebräuchlich, die aus einer oder mehreren alkalisch reagierenden Komponenten, wie Natriummetasilikat, tertiärem Natriumphosphat, Natriumpyro- und -polyphosphat, Natriumcarbonat und Natriumhydroxyd zusammengesetzt sind und in der handelsüblichen Form j e nach den Ausgangsprodukten einen verschiedenen Wassergehalt aufweisen. Der Anteil der Hauptkomponenten richtet sich im besonderen nach der Art der Verschmutzung, der gewünschten Basizität und der Aggressivität auf das Reinigungsgut. Ein Teil dieser Entfettungsmittel enthält noch anteilmäßig geringe Zusätze an organischen oberflächenaktiven Stoffen, wie Netzmittel und Seifen.
Die Reinigungskraft der handelsüblichen, alkalisch reagierenden Reiniger, unter gleichen Bedingungen geprüft, ist sehr unterschiedlich. Es wurde festgestellt, daß für die Wirksamkeit der alkalisch reagierenden Reinigungsmittel die Wahl der organischen Zusatzkomponente bzw. -komponenten sehr wesentlich ist. Als Zusätze zu alkalischen Reinigungslösungen sollen solche oberflächenaktive Zusätze gewählt werden, die gute -Netzmittel und gute Emulgiermittel sind. Hierbei sind außer Seifen auch noch allgemein synthetische Netzmittel mit kationaktiv en, anionaktiven oder nichtionogenen Eigenschaften vorgeschlagen worden. Aus den Veröffentlichungen über solche Zusätze ist jedoch zu erkennen, daß es nicht einfach ist, Zusatzstoffe zu finden, die für bestimmte Reinigungsaufgaben die beste Wirksamkeit zeigen. Als synthetische Reinigungsmittel für alkalische Bäder, die zur Entfettung von Metallen dienen sollen, sind beispielsweise Zusätze von Natriumlaury lsulfat oder Alkylarylsulfonaten beschrieben.
Es ist außerdem bereits vorgeschlagen worden, Kondensationsprodukte von Cetyl-, Octadecyl- und bzw. oder Oleylalkohol mit 15 bis 25 Mol Äthylenoxyd als Zusätze zu alkalisch reagierenden, entfettenden Reinigern für Metalle zu verwenden. Diese Zusätze haben sich ganz besonders vorteilhaft in alkalischen Reinigern bewährt, die aus einer oder mehreren alkalisch reagierenden Komponenten, wie Natriummetasilikat, tertiärem Natriumphosphat, Natriumpyro-und -polyphosphat, Natriumcarbonat und Natriumhydroxyd, zusammengesetzt sind.
Es ist auch bereits bekannt, sulfonierte aliphatische Thioäther als Netzmittel zu verwenden, die als organische Radikale aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit je 6 bis 12 C-Atornen besitzen, und es sind außerdem Verbindungen bekannt, die durch Kondensation von Polyalkylenglykolen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen und aliphatischen, cycloaliphatischen oder gemischten aliphatisch-aromatischen Merkaptanen gewonnen werden und in ihren Hydroxylgruppen mit anorganischen oder organischen Säuren verestert sind. Derartige Kondensations- und Veresterungsprodukte wurden in verdünnten Lösungen von Alkalihydroxyd oder organischen Aminen als Wasch- und Reinigungsmittel verwendet.
In sauren Reinigern für Metalle sind bereits Alkylarylpolyoxyäthylensulfate in Kombination mit Triamylamin als Emulgatoren bekannt. Diese bilden nur in bestimmten Konzentrationsbereichen homogene Emulsionen.

Es wurde nun gefunden, daß eine besondere Gruppe organischer Thioätherabkömmlinge eine noch stärkere Reinigungswirkung in solchen alkalischen Reinigern bei der Anwendung auf Metallen hervorbringt. Die Verbindungen, die erfindungsgemäß als Zusätze zu alkalischen Reinigern verwendet werden sollen, sind Salze, und zwar vorzugsweise Ainmon- oder Aminsalze, einer mindestens zweibasischen Mineralsäure, die mit einem höhermolekularen Thioäther verestert ist. Die Herstellung solcher Verbindungen ist beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 205 021 beschrieben. Die erfindungsgemäß anzuwendende Gruppe läßt sich allgemein durch folgende Formel darstellen: R-S-R'-M-B Hierin bedeutet R einen organischen Rest mit mindestens 6 C-Atomen, und zwar insbesondere einen aliphatischen, einen cycloaliphatischen oder einen aromatischen oder, einen aliphatisch-aromatischen Rest, R' den Rest eines mindestens 2wertigen Alkohols und/ oder eines ein- oder mehrfach oxalkylierten Alkohols. Die Anwendung polyoxalkylierter Alkohole ist besonders vorteilhaft, z. B. von Polyäthylenglykol. M ist der Rest einer mindestens zweibasischen Mineralsäure, vorzugsweise der, Schwefelsäure. B ist ein Basenrest, vorzugsweise der Rest organischer Amine, beispielsweise Triäthanolamin. Der Wert eines Reinigungsmittels im Vergleich zu anderen läßt sich beispielsweise durch folgende Prüfmethode ermitteln: Eisenbleche, die mit einem Fett-Mineralöl-Gemisch gleichmäßig gefettet waren, werden in ein 95 bis 100' C heißes Bad von einer solchen Konzentration der Reiniger getaucht, daß das Bad 1% Alkaligehalt, berechnet als Nag O, enthält, und dann wird die Entfettungswirkung durch die Benetzbarkeit der Bleche mit kaltem Wasser geprüft. Die erforderliche Tauchzeit, bis das Blech durch kaltes Wasser völlig benetzbar ist, gibt ein Maß für die Reinigungswirkung. Verglichen wurden auf diese Weise beispielsweise Reiniger, die als anorganische Grundkomponente folgende Zusammensetzung hatten: 14 Gewichtsteile Ätznatron, 22 Gewichtsteile calcinierte Soda, 40 Gewichtsteile Trinatriumphosphat (12 aaj, 21 Gewichtsteile Wasserglas (36o Be). Zu diesen wurden jeweils 3 Gewichtsteile der zu vergleichenden organischen Komponente gegeben und eine von dem Gesamtgemisch jeweils 3%ige Lösung zur Reinigung angewandt. Vergleicht man auf dieser Basis das erfindungsgemäße Reinigungsmittel mit bekannten Reinigungsmitteln, die organische Zusatzstoffe enthalten, so ergibt sich folgendes

Zusatzstoff I Entfettungszeit

Sulfamidocarbonsäure ....... > als 2 Stunden

Äthoxylierte Ölsäure . . . . . . . . . > als 2 Stunden

Äthoxyliertes Alkylphenol .... > als 2 Stunden

Ckleylalkohol mit 20 Mol

Äthylenoxyd . . . . . . . . . . . . . . 6 bis 8 Minuten

Erfindungsgemäßes Produkt . . 2 bis 3 Minuten

Laurylsnlfat . . . . . . . . . . . . . . . . . > 10 Minuten

Bei diesem Vergleich wurde als erfindungsgemäßes Produkt das Triäthanolaminsalz einer Alkylpolyglykolthioätherschwefelsäure verwendet.

Die Überlegenheit dieser erfindungsgemäßen Produkte gegenüber den üblichen Netzmitteln und auch gegenüber dem besonders bewährten, aber nicht vorveröffentlichten, Produkt ist aus dem Vergleich deutlich zu ersehen.
Gegenüber den für die Metallreinigung bekannten alkalischen Reinigern mit Schwefelsäureeinwirkungsprodukten höhermolekularer Alkohole als Emulgatoren sind die erfindungsgemäßen Produkte überlegen, was aus dem Vergleich der Entfettungswirkung auf Grund der Wasserbenetzbarkeit zu ersehen ist. Gegenüber 2 bis 3 Minuten Entfettungszeit bei dem erfindungsgemäßen Reinigerbeispiel braucht ein Reiniger der Zusammensetzung 75 % Na 3 p04-12H20 und 25% Laurylsulfat 10 Minuten bis zum gleichen Entfettungsgrad.
Die erfindungsgemäßen Produkte eignen sich allgemein als Zusätze zu alkalischen Reinigern, deren anorganische Komponenten in weiten Grenzen variiert werden können. Brauchbar haben sich beispielsweise Mischungen erwiesen, die folgende Zusammensetzung hatten: 0 bis 20 % Na O H, 0 bis 95 % Na2 C 03, 0 bis 60%, vorzugsweise 10 bis 50%, Na 3P04 -12 H201 0 bis 90%, vorzugsweise 10 bis 60%, Natriummetasilikat, 0,1 bis 10'°/o organische Komponente.
Allgemein können als anorganische Komponenten der Reiniger die in den bekannten Reinigern üblichen Zusammenstellungen verwendet werden. Der Zusatz der erfindungsgemäß anzuwendenden Kondensationsprodukte steigert in jedem Falle die Wirksamkeit des alkalisch reagierenden Reinigers.
Besonders bewährt haben sich Reiniger folgender Zusammensetzung: 6 bis 11% Na OH, 15 bis 25 0l0 Na2 C 03, 30 bis 45 % Na3 P 04 - 12 H2 0, 9 bis 15 0/0 Natriummetasilikat, 0,5 bis 3 °/o eines Aminsalzes einer Alkylthioätherschwefelsäure, die polyoxalkylierte Gruppen enthält.
Bei dem technischen Einsatz der Produkte wurde sowohl eine bessere als auch eine schnellere Entfettung gegenüber bekannten Handelsprodukten festgestellt. Die Temperatur der Bäder konnte zwischen 70 und 90,o C gehalten werden gegenüber sonst erforderlichen Temperaturen von 95 bis 100' C, ohne daß die Behandlungszeit bei niedrigerer Temperatur verlängert werden müßte.
Die Reinigungsbäder können in der üblichen Konzentration angesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, geringere Konzentrationen zu verwenden, ohne daß die Reinigungswirkung geringer wird als die der bekannten Reiniger. Es genügen beispielsweise Salzkonzentrationen, die nur ein Drittel bis die Hälfte der gebräuchlichen Konzentrationen betragen, um in etwa 5 Minuten eine genügende Reinigungswirkung zu erzielen. Im allgemeinen wendet man 20 bis 50 g Reinigungssalz im Liter Wasser an und arbeitet bei Temperaturen von etwa 70' C. Der erfindungsgemäße Reiniger ist insbesondere für die Tauchreinigung brauchbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Alkalisch reagierende, entfettende Reiniger für Metalle, beispielsweise vor dem Phosphatieren, bestehend aus anorganischen alkalisch reagierenden Stoffen, wie Atzalkalien, Alkalicarbonaten, Alkalisilikaten, Alkaliphosphaten, Poly- und Pyrophosphaten, und einem Zusatz von einem oder mehreren Salzen der allgemeinen Formel R-S -R'-M-B einer mindestens zweibasischen Mineralsäure, die mit einem höhermolekularen Thioäther verestert ist, worin R einen organischen Rest mit mindestens 6 C-Atomen, R' den Rest eines mindestens zweiwertigen Alkohols und/oder eines ein- oder mehrfach oxalkylierten Alkohols, vorzugsweise eines polyoxalkylierten Alkohols, M den Rest einer mindestens zweibasischen Mineralsäure, vorzugsweise der Schwefelsäure, und B einen Basenrest, vorzugsweise den Rest eines organischen Amins, bedeutet.
2. Reiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ammonium- oder Aminsalze einer mindestens zweibasischen Mineralsäure, die mit einem höhermolekularen Thioäther verestert ist, verwendet werden, beispielsweise das Trialkylolaminsalz einer solchen Säure.
3. Reiniger nach Anspruch 1 und 2, insbesondere für Tauchreinigungsbäder, bestehend aus anorganischen, alkalisch reagierenden Komponenten und 0,1 bis 10'°/o, vorzugsweise 0,5 bis 3 %, des Thioätherderivats.
4. Reiniger nach Anspruch 1 bis 3, bestehend aus 0 bis 20 % Na. 0 H, 0 bis 95 % Nag C 03, 0 bis 60%, vorzugsweise 10 bis 50%, Na3P04- 12H20, 0 bis 90%, vorzugsweise 10 bis 60%, Natriummetasilikat, 0,1 bis 10%, vorzugsweise 3 bis 5%, von einem oder mehreren Salzen einer mindestens nveibasischen Mineralsäure, die mit einem höhermolekularen Thioäther verestert ist, beispielsweise das Triäthanolaminsalz einer Alkylpolyglykolthioätherschwefelsäure.
5. Reiniger nach Anspruch 1 bis 4, bestehend aus 6 bis 11% Na O H, 15 bis 25 % Na2 C 03, 30 bis 45 % Na. P 04 - 12 H2 O, 9 bis 15 o/a Natriummetasilikat, 0,5 bis 3 % von einem oder mehreren Salzen einer mindestens zweibasischen Mineralsäure, die mit einem höhermolekularen Thioäther verestert ist, beispielsweise das Triäthanolaminsalz einer Alkylpolyglykolthioätherschwefelsäure. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 623 403; USA.-Patentschriften Nr. 2 205 021, 2 404 289, 2 413 495, 2 499 377.