DE1083831B

DE1083831B - Verfahren zur Herstellung unter Schaumbildung in stark mineralsauren, insbesondere zum Beizen von Metallen geeigneten Loesungen loeslichen Aminsalzen

Info

Publication number: DE1083831B
Application number: DEP15422A
Authority: DE
Inventors: Allan Edward Chester
Original assignee: Poor and Co
Current assignee: Poor and Co
Priority date: 1956-01-03
Filing date: 1956-01-03
Publication date: 1960-06-23

Description

Verfahren zur Herstellung unter Schaumbildung in stark mineralsauren, insbesondere zum Beizen von Metallen geeigneten Lösungen löslichen Aminsalzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminsalzen, die unter Schaumbildung in stark mineralsauren, insbesondere zum Beizen von Metallen geeigneten Lösungen löslich sind.
Es sind bereits in sauren Lösungen, lösliche kationische Netz-, Schaum- und Emulgiermittel bekannt, die sich von oxalkylierten aliphatischen Aminen herleiten. So ist ein Verfahren zur Herstellung von Mineralsäureabkömmlingen von Aminen bekannt, bei dem Oxyalkylgruppen oder Doppelbindungen enthaltende sekundäre oder tertiäre aliphatische Amine mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen mit sulfonierenden Mitteln behandelt oder in saure Phosphorsäureester übergeführt werden. Ferner ist die Verwendung von einen höheren Alkylrest am Stickstoff tragenden quartären Salzen von heterocyclischen, ternären Ringstickstoff enthaltenden und gegebenenfalls substituierten Verbindungen als Schutzkolloide, Netz- und Dispergierungsmittel bekannt. Auch sind Oxyalkylamine, insbesondere in Form eines Oxyäthyamins, nicht neu, das durch Reaktion von Heptadecylamin mit Äthylenoxyd erzeugt wird. Weiterhin ist es bekannt, daß die Kohlenstoffradikale, die an einen cluartären Stickstoff gebunden sind, Oxyalkylgruppen enthalten können, und schließlich ist ein Verfahren zur Kondensation von Fettsäurealkylaminen bekannt, bei dem die verwendeten Amine entweder Diäthanolamin oder Triäthanolamin sind.
Demgegenüber soll durch die Erfindung die Herstellung von aldonsanren Salzen höhermolekularer tertiären Oxyalkylamine oder Polyglykoläthergruppen enthaltender tertiärer aliphatischer Amine ermöglicht werden, die aus den natürlichen Fettsäuren von Kokosfett, Sojaöl, Tallöl usw. durch Reduktion ihrer Amide zugänglich sind und unter Schaumbildung in insbesondere zum Beizen von Metallen geeigneten stark mineralsauren Lösungen löslich sind.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß man tertiäre Oxvalkylamine oder Polyglykoläthergruppen enthaltenäe tertiäre aliphatische Amine mit 8 bis zu 60, insbesondere bis zu 36 Kohlenstoffatomen mit etwa äquirnolekularen Mengen einer Aldonsäure versetzt. Vorzugsweise wendet man hierbei als Aldonsäure Glukonsäure an. Ferner kann mit besonderem Vorteil als tertiäres Oxyalkylamin ein solches angewendet werden, das durch Behandlung eines durch Reduktion des Amids der Fettsäuren des Sojaöls erhaltenen Amins mit etwa 10 bis 20 Mol Äthylenoxyd erhalten wurde.
Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein in sauren Lösungen lösliches Erzeugnis herzustellen, das bisher nicht erreichte Eigenschaften hat, die insbesondere von Vor-teil sind, wenn die hergestellten Salze als Zusatzmittel in zum Beizen von Metallen dienenden sauren Beizbädern verwendet werden. Das Erzeugnis ist z. B. in Lösungen mit 6 bis 2011/v Schwefelsäure oder 10 bis 15% Salzsäure ungewöhnlich beständig und steigert die Eindringfähigkeit solcher Lösungen beim sauren Beizen von Metallen wesentlich, während die Neigung zur Rostbildung bei der Überführung des gebeizten Metalls aus der Beizlösung in ein Spülbad herabgesetzt wird. Außerdem wird in solchen Beizbädern in vorteilhafter Weise ein Schaumkopf erzeugt und aufrechterhalten, selbst wenn die Eisenkonzentration sehr hoch ist. Im Gegensatz hierzu sind andere bekannte Zusatzmittel, z. B. Natriumisopropylnaphthalinsulfonate, in dieser Hinsicht unwirksam.
Dei Erfindung ist an Hand des angegebenen Beispieles näher erläutert., Dabei sind die Mengen, wenn nicht anders vermerkt ist, in Gewichtsteilen angegeben. Beispiel Es wurden miteinander gemischt: 86,5 Teile eines durch Reduktion des Amids der Fettsäuren des Sojaöls erhaltenen, mit annähernd 10 Mol Äthylenoxyd oxyalkylierten Amins, das 20 Kohlenstoffatome in seiner Alkylkette enthält und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 714 hat, und 13,5 Teile 5011/oige Glukonsäure.
Die Reaktion zwischen dem Amin und der Aldonsäure erfolgt bei gewöhnlichen Temperaturen oder kann auch unter Anwendung von Rückflußkühlung bei erhöhten Temperaturen bewirkt werden. - Es ergibt sich ein kationisches Netzmittel, das in sauren Lösungen, z. B. Lösungen mit 6 bis 20% Schwefelsäure oder 10 bis 150/9 Salzsäure, ungewöhnlich beständig ist.
Wenn 1/2 bis 1 Teil dieses Erzeugnisses auf 3785 1 6- bis 20"/oi,-e Schwefelsätirelösung oder 10- bis 150/eige Salzsäurelösung zugesetzt wird, so wird die Eindringfähigkeit solcher Lösungen beim sauren Beizen von Metallen wesentlich gesteigert, während die Neigung zur Rostbildun-g bei der Überführung des gebeizten Objektes aus der Beizlösung in ein Spülbad herabgesetzt und die Beseitigung kohlenstoffhaltiger Ablagerungen unterstützt wird.
Durch Anwendung gleicher Mengen anderer Amine an Stelle des aus Sojaöl gewonnenen oxyalkylierten Amines und Verwendung anderer Aldonsäuren statt der im Beispiel angegebenen Glukonsäure gelangt man zu Produkten mit ebensolchen Eigenschaften.
Allgemein sind die verwendeten Amine solche die von Fettsäuren abgeleitet sind und normalerweise 8 bis 36 Kohlenstoffatome enthalten, aber auch bis zu 60 Kohlenstoffatome enthalten können. Sie unterscheiden sich voneinander in der Anzahl der Kohlenstoffatome in ihren Alkylgruppen und in der Länge der beiden Oxyalkylenketten, die an das Aminostickstoffatom gebunden- sind. Vorzugsweise werden Amine verwendet, die von Sojaöl, Kokosfett oder Tallöl durch Reduktion ihrer Amide zugänglich sind. Die Oxyalkylierung dieser Amine wird durch Reaktion der Amine mit einem Alkylenoxyd, z. B. Äthylenoxyd, 1,2-Propylenoxyd oder Mischungen von Äthylenoxyd und 1,2-Propylenoxyd, erhalten. Die Molzahl der Alkylenoxyde beträgt vorzugsweise wenigstens 4 Mol je Mol des Ausgangs-Amins; für den Zweck nach der vorliegenden Erfindung enthalten die bevorzugten Produkte 10 bis 20 Mol Alkylenoxyd auf 1 Mol des Ausgangs-Amins. Die Amine an sich sind wasserunlöslich, durch die Oxyalkylierung wird jedoch ihre Wasserlöslichkeit in an sich bekannter Weise gesteigert und die kationische Stärke des sich- ergebenden Produktes herabgesetzt. Die Aldonsäuresalze der oxyalkylierten Amine, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind noch wesentlich leichter in Wasser löslich als die oxyalkylierten Ausgangs-Amine und sind außerordentlich säurebeständig.
Wenn solche Salze in sauren Beizbädern zum Beizen von Metallen angewendet werden, wird auf dem Bad ein Schaumkopf aufrechterhalten, selbst wenn d#e' Konzentration von Eisen in dem Bad 14 bis 16,a/« Fe beträgt, während anionische Netzmitel, z.B. iNatriumisoprophylnaphthalinsulfonat, bei solchen Konzentrationen nicht wirksam sind.
Beispiele für andere Aldonsäuren, die zur Herstellung der Verbindungen nach der Erfindung geeignet sind, sind Mannon-, Galakton- und Arabonsäuren. Die Aldonsäuren werden durch Oxydation aus Aldosen abgeleitet. Alle Aldonsäuren bestehen in verschiedenen Laktonformen, von denen gemäß der Erfindung beliebige angewendet werden können. Bei der praktischen Anwendung der Erfindung wird jedoch Glukonsäure bevorzugt, weil sie billiger und leichter erhältlich ist als die anderen Aldonsäuren.
Im allgemeinen ist es zweckmäßig, etwa 1 Mol Aldonsäure auf jede Aminogruppe anzu-wenden. In diesem Zusammenhan- ist zu bemerken, daß die Oxyalkylierung des Amins die Bildung von zwei Oxyalhylenketten an den Stamm-Stickstoffatomen des Amins bewirkt, so daß ein tertiäres Amin erzeugt wird. Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Produkte sind daher aldonsaure Salze höhermolekularer tertiärer Oxyalkylamine.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfal#ren zur Herstellung unter Schaumbildung in stark mineralsanren, insbesondere zum Beizen von Metallen geeigneten Lösungen löslichen Aminsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß man tertiäre Oxyalkylamine oder Polyglykoläthergruppen enthaltende tertiäre aliphatische Amine mit 8 bis zu 60, insbesondere bis zu 36Kohlenstoffatomen mit etwa äquirnolekularen Mengen einer Aldonsäure umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aldonsäure Glukonsäure anwendet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als tertiäres Oxyalkylamin ein solches angewendet wird, das durch Behandlung eines durch Reduktion des Amids der Fettsäuren des Sojaöls erhaltenen Amins mit etwa 10 bis 20 Mol Äthylenoxyd erhalten, wurde.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 703 953, 722 281, 745 221; USA.- Patentschriften Nr. 2 060 850, 2 540 678.