DE1082475B - Entrostungspaste und Verfahren zu ihrer Anwendung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, wäßrige Lösungen von Orthophosphorsäure, die allgemein Phosphorsäure genannt wird, zur Entfernung von Rost von Metalloberflächen zu benutzen. Solche Lösungen werden jedoch nur ungenügend auf der in Behandlung befindlichen Oberfläche festgehalten, weil sie von der Oberfläche ablaufen, wodurch die Säure mit dem Metall nicht lange genug in Berührung bleibt, um den Rost zu entfernen. Dies gilt insbesondere, wenn die Rostauflage, die entfernt werden soll, dick ist.

Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, wie dieseLösungen verdickt werden können. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, feste Füllmittel in die Säure einzubauen, wie Kaolin und Fullererde. Diese Füllmittel bleiben jedoch nach der Behandlung auf der Oberfläche und sind nur schwer zu entfernen. Außerdem führt die Entfernung zu unerwünschter Staubbildung, was insbesondere in Räumen, in denen ein Farbanstrich aufgetragen wird, stört.

Es ist auch ein Mehrzweckschmiermittel bekannt, das aus einer stabilen organischen Schmiermittelphase und einer Substanz besteht, die ein anorganisches Kation besitzt und fähig ist, in Gegenwart von Wasser durch eine chemische Reaktion mit der Metalloberfläche einen Überzug aufzubringen. Dieser Überzug kann ein Oxydüberzug sein, der mittels Phosphorsäure und Oxydationsmittel gebildet wird, oder ein Phosphatüberzug, der durch Phosphorsäure und Phosphat entsteht. In jedem Fall ist bei diesem Schmiermittel für die Kaltverformung die Phosphorsäure in solcher Kombination angewandt, daß durch chemischeReaktion ein Überzug gebildet wird (USA.-Patentschrift 2 739 915). Solche Mittel haben nicht die Wirkung einer Entrostungspaste.

Gemäß der Erfindung wird nun ein verseifbares Öl oder eine in eine Seife überführbare Fettsäure oder ein hochviskoses oder festes Reduktionsprodukt von Fettsäuren bis einschließlich zu den entsprechenden Fettalkoholen in wäßriger Phosphorsäure emulgiert. Vorzugsweise enthält die Lösung bzw. Emulsion außerdem noch ein oberflächenaktives Mittel, das die Pastenbildung unterstützt und die Stabilität der pastösen Masse erhöht. Die Beständigkeit der Paste und ihre Haftfähigkeit an der zu entrostenden Oberfläche kann durch Zusatz eines Stabilisators, beispielsweise eines wasserlöslichen Klebers, wie Gummiarabikum oder Tragant, unterstützt werden.

Die erfindungsgemäßen Mittel sind beständige Pasten, die auf die Oberfläche, von der der Rost entfernt werden soll, aufgebürstet werden können. Die Pasten sind stabil und entmischen sich nicht beim Stehen, und sie verteilen sich gleichmäßig auf der Metalloberfläche. Außerdem fließen sie nicht von der Oberfläche ab.

Entrostungspaste
und Verfahren zu ihrer Anwendung

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 14. April 1955

John Frederick Collins, London,

Dipl.-Chem. Dr. Werner Rausch,
und Helmuth Kempf, Frankfurt/M.,
sind als Erfinder genannt worden

Nach der Behandlung läßt sich der Rückstand des Mittels, in dem sich der gelockerte oder gelöste Rost befindet, durch einfaches Spülen mit Wasser leicht entfernen. Vorzugsweise wird an Stelle von Wasser ein alkalischer Reiniger verwendet, insbesondere, wenn die Oberfläche einen Phosphatüberzug erhalten soll. Die Anwesenheit eines oberflächenaktiven Mittels unterstützt diese Entfernung der Pasten von der Metalloberfläche.

Vorzugsweise verwendet man als Verdickungsmittel eine Fettsäure, die bei Zimmertemperatur fest ist. Beispielsweise eignet sich hierfür Stearinsäure.

Ölsäure ist bei Zimmertemperatur flüssig, und eine mit Hilfe von ölsäure hergestellte Paste ist nicht so befriedigend. An Stelle von Fettsäuren können auch hochviskose oder feste Reduktionsprodukte von Fettsäuren bis einschließlich zu den entsprechenden Fettalkoholen verwendet werden.

Als oberflächenaktives Mittel wird vorzugsweise ein Emulgator für das Verdickungsmittel, beispielsweise ein tertiäres Amin verwendet, das eine Fettalkylgruppe und zwei Polyoxyäthylenketten, die am Stickstoffatom substituiert sind, oder ein am Stickstoff substituiertes Fettsäureamid, das zwei Polyoxyäthylenketten enthält. Vorzugsweise verwendet man tertiäre Amine der im Talg enthaltenen Fettalkohole, in die Polyoxyäthylenketten eingebaut sind, deren jede im Durchschnitt fünf Äthylenoxydradikale enthält.

Der Stabilisator wirkt als Schutzkolloid. Die Stabilisatoren tragen nicht wesentlich zur Verdickung des Gemisches bei. Als Stabilisatoren können beispiels-

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weise Tragant und wasserlösliche Zelluloseäther, wie Methyläthylzellulose, Methylzellulose, Natriumhydroxymethylzellulose, verwendet werden.

Verwendet man Tragant als Stabilisator neben einem oberflächenaktiven Mittel, dann beträgt die Konzentration des oberflächenaktiven Mittels vorzugsweise mindestens 4%, damit sich der Gummi in dem geschmolzenen Netzmittel, in dem er unlöslich ist, dispergiert, bevor Wasser und Säure zugesetzt werden. Setzt man Wasser direkt zu Tragant zu, dann quillt dieser schnell auf, und es bilden, sich sehr beständige Klumpen, die sich nicht mehr auflösen lassen. Man kann auch den Tragant in Methylalkohol oder Glycerin dispergieren. Als oberflächenaktive Mittel können auch beispielsweise Polyäthylenglykolmonostearat oder Polyäthylenglykolmonolaurat benutzt werden.

Die einzelnen Bestandteile können in solchen Mengen verwendet werden, daß Pasten sehr verschiedener Konstistenz entstehen. Gewöhnlich enthält eine solche erfindungsgemäße Paste 20 bis 60°/» 100°/oige Phosphorsäure, 5 bis 35% verseifbares Öl oder Fettsäure oder eines Reduktionsproduktes derselben bis einschließlich zu den Fettalkoholen sowie bis zu 5 % Stabilisator und/oder oberflächenaktive Mittel, Rest Wasser. Wird der Paste kein Stabilisator einverleibt, dann enthält diese vorzugsweise 10% einer der genannten Verbindungen und 4% oberflächenaktives Mittel.

Beispiele für Pasten gemäß der Erfindung erhält man durch Mischen der folgenden Komponenten.

Beispiel 1

50% 75%ige Phosphorsäure,

36% Wasser, 3% Methylzellulose,

1 % Polyäthylenglykolmonostearat,
10% Stearinsäure.

40

Beispiel 2

50% 75%ige Phosphorsäure,
33% Wasser,

3% Tragant,

4% Polyäthylenglykolmonolaurat,
10% Stearinsäure. +5

Beispiel 3

50% 75%ige Phosphorsäure,

36% Wasser,

10% Stearinsäure,

4% eines tertiären Amins, der im Talg enthaltenen Fettalkohole, in das zwei Polyäthylenketten eingebaut sind, von denen jede etwa fünf CH₂CH₂-O-Gruppen enthält.

Beispiel 4

10% Stearylalkohol,
50% Phosphorsäure (d = 1,58),
4% Emulgator,
Rest Wasser.

55

60

Die Paste 1 wurde dadurch hergestellt, daß man die Bestandteile einfach zusammenmischt. Paste 2 wurde so hergestellt, daß man den Tragant in dem geschmolzenen oberflächenaktiven Mittel dispergiert, bevor das Wasser und die Säure zugesetzt werden. Paste 3 wurde hergestellt durch Mischen der Phosphorsäure und des Wassers in dem einen Kessel und Mischen von Stearinsäure und oberflächenaktivem Mittel im anderen Kessel. Beide Mischungen wurden auf 60° C erhitzt und dann die zweite Mischung in die erste hineingegossen. Hierdurch erhält man eine dünne cremeartige Masse, die beim Stehen über Nacht zu einer glatten Paste eindickt. Die Paste war bei einer Temperatur von 40° C lange Zeit stabil.

Mit den erfindungsgemäßen Pasten gelingt es beispielsweise, im Fließprozeß ohne Störung des Arbeitsablauf s Roststellen an zu phosphatierenden Teilen schnell und sicher und ohne Nachteile für die Phosphatierung zu entfernen. Es ist dabei nur nötig, die Paste auf die Roststelle beispielsweise mit einem Pinsel oder Lappen aufzutragen und die Teile dann in den Fließprozeß einzuschleusen. Praktisch reicht die Zeit von der Aufgabe bis zum Einlauf in die Entfettungszone für die Lösung des Rostes aus. Die Rückstände der Paste werden dann in der Entfettungszone, die vorzugsweise mit einem alkalischen Reiniger geführt wird, abgeschwemmt.

Man kann auch die Paste längere Zeit, z. B. V2 Stunde, einwirken lassen, ohne daß ein Austrocknen eintritt, so daß die Gefahr, daß durch Antrocknen eine passive Eisenphosphatschicht entsteht, die ein nachträgliches Phosphatieren mit schichtbildenden Phosphatierungslösungen stört oder verhindert, vermieden wird. Mit dem erfindungsgemäßen Mittel ist es überraschenderweise gelungen, völlig übergangsfrei, d. h. ohne Randbildung, ein Stück auf einer Oberfläche mit Phosphorsäure zu entrosten und dann die ganze Oberfläche mit einer gleichmäßigen, feinkristallinen Phosphatschicht zu bedecken.

Die erfindungsgemäßen Pasten haben den weiteren Vorteil, daß sie so zusammengesetzt werden können, daß sie über längere Zeit hin auch bei hochsommerlichen Temperaturen lagerbeständig sind. Die Konsistenz dieser Mittel ist weitgehend temperaturunabhängig innerhalb der in den Betrieben vorkommenden Raumtemperaturen.

Pasten zur Erzielung einer chemischen Wirkung auf Metalloberflächen sind an sich bekannt, beispielsweise das eingangs erwähnte Mehrzweckschmiermittel. Hierbei werden die verschiedensten Arten von organischen Basisstoffen verwendet, und als solche sind auch die in der erfindungsgemäßen Entrostungspaste zur Anwendung kommenden bekannt. Gerade für den erfindungsgemäßen Zweck war es schwierig, organische Basisstoffe zu finden, die stabile Pasten geeigneter Konsistenz liefern. Dies geht aus den folgenden Vergleichsversuchen hervor.

Es war bekannt, daß man für Bohröle, Bohrpasten und Bohrcremes Naphthenseifen oder Naphthensulfonsäure im Gemisch mit Mineralölen und Wasser verwenden kann. Derartige organische BasisstofHe eignen sich für eine Entrostungspaste auf Basis Phosphorsäure nicht. Es wurde ein Gemisch aus

24% Maschinenöl,

4% Naphthenseife,

2% äthoxyliertem Amin,
20% Wasser,
50% Phosphorsäure (d = 1,58)

hergestellt. Es bildet sich zuerst eine etwas viskose, einigermaßen stabile Emulsion, wenn man die organischen Stoffe mit Wasser mischt. Bei Zusatz der Säure wird diese aber dünnflüssig und trennt sich nach kurzer Zeit. Ein solches Mittel ist als Entrostungspaste nicht einzusetzen, wenn es auch der Säure entsprechend eine gute Entrostungswirkung hat. Ersetzt man die Naphthenseife durch die gleiche Menge Naphthensulfonsäure, so ergibt sich praktisch das gleiche Ergebnis.

Auch ein Gemisch aus 3% synthetischem Wachs und 5% Mineralöl, das sich mit Wasser gut emulgiert, rahmt bei Zusatz von Phosphorsäure auf, so daß auch mit einem solchen organischen Basisstoff eine Entrostungspaste auf Basis Phosphorsäure nicht hergestellt werden kann.

Claims (12)

Patentansprüche: IO

1. Entrostungspaste, bestehend aus einem verseifbaren öl oder einer in eine Seife überführbaren Fettsäure als Verdickungsmittel, emulgiert in wäßriger Phosphorsäure.

2. Entrostungspaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des verseif baren Öls oder der Fettsäure ein hochviskoses oder festes Reduktionsprodukt von Fettsäuren bis einschließlich zu den entsprechenden Fettalkoholen als Verdickungsmittel verwendet wird.

3. Paste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein oberflächenaktives Mittel, insbesondere einen Emulgator für das Verdickungsmittel, enthält.

4. Paste nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Stabilisator enthält.

5. Paste nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als oberflächenaktives Mittel entweder ein tertiäres Amin, das eine Fettalkylgruppe und zwei Polyoxyäthylenketten am Stickstoffatom enthält, oder ein am Stickstoff substitutiertes Fettsäureamid, das zwei Polyoxyäthylenketten enthält, verwendet wird.

6. Paste nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als oberflächenaktives Mittel tertiäre Amine der im Talg enthaltenen Fettalkohole, die zwei Polyoxyäthylenketten enthalten, von denen jede etwa fünf Äthylenoxydradikale enthält, verwendet werden.

7. Paste nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als in eine Seife überführbare Fettsäure Stearinsäure verwendet wird.

8. Paste nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator Tragant verwendet wird.

9. Paste nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 60% einer 100°/oigen Phosphorsäure, 5 bis 35% Verdickungsmittel und bis zu 5% Stabilisator und/ oder oberflächenaktivem Mittel, Rest Wasser, besteht.

10. Paste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 60% einer 100%igen Phosphorsäure, 10% eines Verdickungsmittels und 4% eines oberflächenaktiven Mittels, Rest Wasser, besteht.

11. Verfahren zur Entfernung von Rost von Metalloberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Paste nach Anspruch 1 bis 10· auf die mit Rost bedeckte Oberflächen aufgetragen und der gelockerte oder gelöste Rost durch Wasserspülung entfernt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, insbesondere zur Vorbereitung einer rostigen Oberfläche für das Aufbringen von Phosphatüberzügen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Paste nach Anspruch 1 bis 10 angewandt und der gelockerte und gelöste Rost mit Hilfe eines alkalischen Reinigers entfernt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2 739 915;

Willi Machu: »Die Phosphatierung«, 1950, S. 23 und 117;

Otto Vogel: »Handbuch der Metallbeizerei«, 1951, Bd. II, S. 158 und 443.

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