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Mittel zur Entfettung von Metallen Die Erfindung betrifft ein Mittel
zur Entfettung von Metallen, das aus Methylchloroform und 1,4-Dioxan besteht und
das, um eine Zersetzung des Mittels selbst, wenn es sich in Berührung mit Metalloberflächen
befindet, und eine Korrosion des Metalls zu verhindern, durch einen Gehalt an Nitromethan
gekennzeichnet ist.
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Es ist bekannt, daß die gewöhnlichen chlorierten Kohlenwasserstoffe,
die als Lösungsmittel zum Entfetten von Metallen, zum Trockenreinigen und für andere
Zwecke dienen, bei Berührung mit Metalloberflächen der Zersetzung unterworfen sind
und eine Korrosion dieser Oberflächen bewirken. Es ist seit langem üblich, solchen
Lösungsmitteln Inhibitoren zuzusetzen, um sie gegen durch Metalle hervorgerufene
Zersetzung zu stabilisieren und ihre korrodierende Wirkung auf Metalloberflächen,
mit denen sie in - Berührung kommen, zu unterdrücken oder zu verhindern.
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Besondere Schwierigkeiten haben sich bei der Verwendung des Methylchloroforms
für diese Zwecke ergeben. Methylchloroform (1,1,1-Trichloräthan) ist ein ausgezeichnetes
Lösungsmittel für Öl und Schmieren mit vielen erwünschten Eigenschaften, es ist
aber sehr empfindlich gegen durch Metalle hervorgerufene Zersetzung, insbesondere
gegenüber Aluminium und Eisen. Die Inhibitoren, die in der Praxis bei anderen chlorierten
Lösungsmitteln wirksam sind, befriedigen bei Methylchloroform nicht.
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Nach der USA.-Patentschrift 2 811252 sollen 1,4-Dioxan und
Gemische desselben mit kleineren Mengen sekundärer oder tertiärer aliphatischer
Alkohole Methylchloroform in Gegenwart von Eisen und Aluminium wirksam stabilisieren
und eine Korrosion der Metalle oder eine Zersetzung des Lösungsmittels verhindern.
Diese inhibierende Wirkung zeigt sich bei erhöhten wie auch bei Normaltemperaturen,
wenn das Metall in die Flüssigkeit eingetaucht ist. 1,4-Dioxan und seine Gemische
mit den genannten Alkoholen können jedoch die Korrosion von Metallen, die mit kondensierenden
Dämpfen von Methylchloroform bei Siedetemperaturen in Berührung kommen, nicht -vollständig
verhindern. Dies ist ein besonderer Nachteil für die Entfettung von Metallen oder
für Trockenreinigungsverfahren, bei denen die gesättigten Dämpfe von Methylchloroform
auf Metalloberflächen kondensiert werden und ständig mit Metalloberflächen aus Eisen
und Aluminium in Berührung stehen. Diese Berührung von Metallen mit der Dampfphase
von Methylchloroform führt zur Korrosion der Metalle und schnellen Zersetzung des
Lösungsmittels.
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Erfindungsgemäß wird nun die korrodierende Wirkung des Gemisches von
Methylchloroform und 1,4-Dioxan auf gewöhnliche Metalle, entweder in flüssiger oder
in der Dampfphase, dadurch wirksam ausgeschaltet, daß man dem Gemisch noch eine
bestimmte Menge Nitromethan zusetzt. Ein Lösungsmittel, das in Anwesenheit von gewöhnlichen
Metallen inert ist, wird durch Auflösen von etwa 2 bis 10 Volumprozent 1,4-Dioxan
und etwa 0,01 bis 7,5 Volumprozent Nitromethan in Methylchloroform erhalten. Wenn
eine Dioxankonzentration von 2 Volumprozent verwendet werden soll, werden zweckmäßig
2,5 V olumprozent Nitromethan verwendet, um ein stabiles, nichtkorrodierendes Lösungsmittel
zu erhalten. Wenn eine Dioxankonzentration von 3 oder 4 Volumprozent verwendet wird,
reicht der Zusatz von 0,05 0/a Nitromethan völlig aus. Bei höheren Dioxankonzentrationen
kann die Menge des Nitromethans bis auf 0,01 % herabgesetzt werden, ohne daß die
Stabilität des Methylchloroforms verlorenginge. Ein Lösungsmittel aus 1,1,1-Trichloräthan,
das mehr als 6,5"/o Nitromethan und kein Dioxan enthält, erscheint zunächst als
stabilisiert. Jedoch beginnt es nach wenigen Tagen Anwendung in einem System, z.
B. einem Dampfentfetter, sich zu zersetzen und die Metalloberflächen anzugreifen.
Dies ist besonders dann der Fall, wenn neues Metall zugegen ist. Ein Methylchloroformlösungsmittel,
das längere Zeit verwendet werden soll, muß mindestens 2% Dioxan und 0,01% Nitromethan
enthalten.
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Bei der Herstellung des neuen Mittels kann man einfach so verfahren,
daß man 1,4-Dioxan und Nitromethan einzeln bald nach der Herstellung des Methylchloroforms
zusetzt. Es kann jedoch auch ein Konzentrat
hergestellt werden,
das aus dem -gewünschten Mengenverhältnis von Dioxan zu Nitromethan und gewünschtenfalls
etwas Methylchloroform besteht. Dieses Konzentrat kann zu Methylchloroform gegeben
werden, das früher einmal stabilisiert worden ist, und zur Ergänzung des Inhibitors
verwendet werden, wenn die Stabilität des inhibierten Lösungsmittels während langer
und stark beanspruchender Anwendung nachgelassen hat.
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Das erfindungsgemäße Mittel korrodiert unter normalerweise bei Anwendung,
Transport und Lagerung vorliegenden Bedingungen Metalle praktisch nicht. Aluminium,
Eisen, Kupfer, Zink und Legierungen derselben können der siedenden Flüssigkeit oder
kondensierenden Dämpfen der stabilisierten Mischung ausgesetzt werden, ohne daß
sie angegriffen werden und ohne daß eine Verfärbung oder Zersetzung des Methylchloroforms
eintritt. Die stabilisierte Mischung kann monatelang in Metalltrommeln aus Eisen
oder Aluminium ohne jede Zersetzung oder merkliche Verfärbung des Lösungsmittels
gelagert werden. Diese Ergebnisse körnen mit keinem der bekannten Inhibitorsysteme
für chlorierte Kohlenwasserstoffe erzielt werden.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel I Um die
Schwierigkeiten aufzuzeigen, würde ein Vergleichsversuch mit Methylchloroform ohne
Stabilisator ausgeführt. Das geprüfte Metall war ein Streifen aus üblichem 3s-Aluminiumblech
(eine Aluminiumlegierung, die 1,25°% Mangan enthält und sonst praktisch aus Aluminium
besteht). Der Streifen wurde in einen Glasbecher gelegt und bei Raumtemperatur mit
Methylchloroform bedeckt. Dieser eingetauchte Streifen wurde zehnmal mit einer harten
Nadel angekratzt, um frische Aluminiumoberflächen freizulegen. Die Umsetzung des
Methylchloroforms begann sofort unter Ausscheidung von Kohlenstoff in sichtbarer
Form. Nach etwa 30 Minuten war der Becher mit einer fast trockenen schwarzen Masse
aus Kohlenstoff gefüllt und das Aluminium überall stark korrodiert und stellenweise
durchgefressen.
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Das gleiche Verfahren wurde mit Methylchloroform ausgeführt, das 4
Volumprozent Dioxan und 0,1 Volumprozent Nitromethan enthielt. Nach 30 Minuten war
das Aluminium unverändert glänzend an den Kratzstellen. Das Methylchloroform war
in gleicher Weise unangegriffen und wasserhell.
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Beispiel II In einen großen Glaskolben wurde 1 Liter Methylchloroform
gegeben, das 4 Volumprozent 1,4-Dioxan enthielt.DieserKolbenwurdemit einemRückflußkühler
versehen. Frisch angekratzte Aluminiumstreifen wurden auf den Boden des Kolbens
und in den Rückflußkühler gelegt. Die im Rückflußkühler befindlichen Probestreifen
waren so angeordnet, daß sie jederzeit in Berührung mit dem gesättigten Dampf und
der zurücklaufenden Flüssigkeit waren, wenn der Inhalt des Kolbens siedete. Das
Methylchloroform, das 4°/a Dioxan enthielt, wurde zum Sieden erwärmt, so daß die
Probestreifen den gesättigten Dämpfen und der siedenden Flüssigkeit ausgesetzt waren.
Innerhalb von 48 Stunden zeigte der Inhalt des Kolbens eine ausgeprägte Zersetzung,
die von der Umsetzung mit dem Probestreifen in der Dampfphase herrührte.
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Das gleiche Verfahren wurde mit 1 Liter Methylchloroform ausgeführt,
das 4 Volumprozent Nitromethan enthielt. Innerhalb von 3 Tagen zeigte der Inhalt
des Kolbens ausgeprägte Zersetzungserscheinungen, die von der Umsetzung des Metalls
sowohl in der flüssigen als auch in der Dampfphase herrührten.
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Bei einem gleichen Versuch, bei dem 1 Liter Methylchloroform verwendet
wurde, das 40/a Dioxan und 0,1 % Nitromethan enthielt, war nach 180 Tagen ununterbrochenem
Sieden am Rückfluß keine Zersetzung oder Umsetzung sowohl in der flüssigen als auch
in der Dampfphase zu erkennen. Beispiel III Ein Kolben wurde teilweise mit Methylchloroform
gefüllt, und eine Anzahl von Eisenstäben wurde hineingestellt. Das Ganze wurde dann
zum Sieden erhitzt. Nach 10 Minuten begann das Methylchloroform, das Eisen anzugreifen,
und zersetzte sich rasch unter Kohlenstoffabscheidung.
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Bei einem Vergleichsversuch wurde Methylchloroform, das 2,5 Volumprozent
1,4-Dioxan und 0,05 Volumprozent Nitromethan enthielt, am Rückfluß in Berührung
mit den Eisenstäben sieden gelassen. Sowohl die Eisenstäbe als auch das Methylchloroform
waren nach 30 Tagen offensichtlich unangegriffen. Beispiel IV Eine Entfettungsvorrichtung
wurde mit 56 Liter Methylchloroform beschickt, das 4 Volumprozent 1,4-Dioxan und
0,3 Volumprozent Nitromethan enthielt. Die Vorrichtung wurde 180 Stunden ununterbrochen
zur Reinigung und Entfettung von Probestreifen von schwarzem Eisen, galvanisiertem
Eisen, Kupfer und Aluminium in der Dampfphase in Betrieb genommen. Nach 180 Stunden
Berührung mit den Probestreifen war kein sichtbares Anzeichen erkennbar, daß die
Metalle angegriffen worden wären oder das Lösungsmittel eine Zersetzung erlitten
hätte. Die Metalle blieben glänzend und unverändert.
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Aus den Beispielen ist ersichtlich, daß Methylchloroform gegen eine
durch Metall hervorgerufene Zersetzung wirksam stabilisiert wird und Metalle gegen
korrodierenden Angriff durch Methylchloroform sowohl in flüssiger als auch in der
Dampfphase wirksam geschützt werden, wenn dem Methylchloroform kleine stabilisierende
Mengen von 1-,4-Dioxan und Nitromethan zugesetzt werden.