DE1289720B

DE1289720B - Mittel zum Entkupfern und Reinigen von Metalloberflaechen

Info

Publication number: DE1289720B
Application number: DE1964H0051404
Authority: DE
Inventors: Moeller Fritz; Groschopp; Dipl-Chem Dr Heinz; Dipl-Chem Dr Rudolf; Wagenknecht
Original assignee: Gerhard Collardin GmbH
Current assignee: Gerhard Collardin GmbH
Priority date: 1964-01-16
Filing date: 1964-01-16
Publication date: 1969-02-20
Also published as: FR1421021A

Description

Verkupferte oder mit Kupfer verunreinigte Metalloberflächen können zur Entfernung des Kupfers mit Chromschwefelsäure oder Chromsäure allein behandelt werden. Diesen bekannten Verfahren haftet aber eine Reihe von schwerwiegenden Nachteilen an. Einmal tritt leicht eine Korrosion des Grundinetalls auf. Zum anderen ist bei dem Arbeiten mit diesen starken Säuren eine Neutralisationsanlage und wegen der hohen Giftigkeit eine Entgiftungsanlage erforderlich. Es ist weiterhin bekannt, zur Entkupferung saure, persulfathaltige Lösungen zu verwenden. Diese sauren Lösungen besitzen aber den Nachteil, nicht gleichzeitig reinigend und entkupfernd zu wirken, und es ist nicht möglich, mit ihnen neben Kupfer auch beispielsweise Pulverrückstände zu entfernen. Darüber hinaus können diese sauren Mittel nur iii flüssilgem Zustand angewendet werden, was bei der Behandlung großflächiger Teile hinderlich ist.
Die Erfindung betrifft ein Mittel zum Entkupfern und Reinigen von Metalloberflächen, welches diese Nachteile vermeidet. Die neuen Mittel sind dadurch gekennzeichnet, daß sie Ammoniak oder ein basisches, wasserlösliches, organisches Derivat des Ammoniaks und eine Peroxidverbindung enthalten. Als basische, wasserlösliche, organische Derivate des Ammoniaks können Amine, vorzugsweise aliphatische Amine, wie Mono-, Di- und Trimethylamin, Mono-, Di- und Triäthylamin, Propyl- und Dipropylamine, Butyl- und Amylamine oder auch basisch reagierende stickstoffhaltige heteroeyelische Verbindungen, wie insbesondere Pyridin, Picoline, Piperidin, Piperazin und Imidazol eingesetzt werden. Die Löslichkeit der basischen Komponente kann gewünschtenfalls durch Zusatz eines geeigneten Emulgators verbessert werden. Das Mittel kann diese Komponenten einzeln oder in Form ihrer Gemische enthalten. Der Gehalt an Amnioniak oder dem basischen, wasserlöslichen, organischen Derivat des Ammoniaks liegt vornehmlich zwischen 10 und 50 Gewichtsprozent.
Mit diesem Mittel können mit Kupfer und anderen Verunreinigungen behaftete Oberflächen gleichzeitig entkupfert und gereinigt werden. Dieses Problem tritt unter anderem bei der Reinigung von Geschützrohren auf, die mit Kupfer- und Pulverrückständen verunreinigt sind. Aber die Verwendung des beanspruchten Mittels ist nicht auf diese Anwendung beschränkt.
Als Peroxidverbindung können Wasserstoffperoxid oder Wasserstoffperoxid abgebende Verbindungen eingesetzt werden. Hierbei sind unter Wasserstoffperoxid abgebendenVerbindungen solche verstanden, die in Lösung wie Wasserstoffperoxid reagieren, z. B. Wasserstoffperoxidaddukte, wie Melaminperhydrat, Harnstoffperhydrat, sowie an Stelle von Kristallwasser Wasserstoffsuperoxid enthaltende Salze der allgemeinen Formel Salz - x H202 - y H20, wobei mit x und y die molaren Mengen der Komponenten -bezeichnet werden. Als Peroxidverbindung können ferner Peroxysäuren, gegebenenfalls in Form ihrer Salze, eingesetzt werden, vorzugsweise werden Peroxydischwefelsäuren oder Peroxydiphosphorsäuren und deren Salze verwendet. Das Entkupferungs- und Reinigungsmittel kann die Peroxidverbindungen einzeln oder in Form ihrer Gemische enthalten.
Durch Zusätze von Verdickungsmitteln kann die Viskosität des Reinigungs- und Entkupferungsmittels in weiten Grenzen variiert werden. Es ist dabei selbstverständlich, daß die eingesetzten Verdickungsmittel in alkalischer Lösung gegen Oxydationsmittel beständig sein müssen. Als Verdickungsmittel können z. B. Methylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Polyacrylsäuren oder Polyvinylpyrrolidon angewendet werden. Die Zusätze an Verdickungsmittel schwanken in weiten Grenzen, je nach ihren Eigenschaften und der gewünschten Viskosität, und liegen vorzugsweise zwischen 0,05 und 411/o. Es können je nach der eingesetzten Menge des Verdickungsmittels dünnflüssige bis viskose Lösungen oder Pasten hergestellt werden. Die flüssige Form des Entkupferungs- und Reinigungsmittels eignet sich zur Behandlung der Metallteile im Tauchverfahren, während sich die pastöse Form besonders zur Behandlung großflächiger Teile eignet.
Vorzugsweise wird das Entkupferungs- und Reinigungsmittel bei gewöhnlicher Temperatur angewendet, aber es kann auch bei tieferen oder höheren Temperaturen gearbeitet werden. Die Flüchtigkeit des Ammoniaks bzw. des Amins begrenzen die Anwendungstemperaturen in ihrer Höhe. Durch Temperaturerhöhungen kann die Anwendungszeit verringert werden. Die Anwendungszeit richtet sich nach dem Verschmutzungsgrad und der Menge des abzulösenden Kupfers und schwankt zwischen ungefähr 10 Minuten und 2 Stunden.
Nach der entsprechenden Einwirkungszeit wird das Mittel mit Wasser abgespült. Die Spülung kann mit kaltem Wasser vorgenommen werden. Es hinterbleibt die metallisch reine Oberfläche. Bei der Reinigung von Geschützrohren können auf diese Weise alle Pulver- und Kupferrückstände einwandfrei entfernt werden.
Um bei starken Verschmutzungen die Reinigungswirkung des beanspruchten Mittels zu erhöhen, können diesem Netzmittel zugesetzt werden. Diese müssen selbstverständlich in alkalischer Lösung gegen Oxydationsmittel beständig sein, wie z. B. Tetrapropylenbenzolsulfonsäure, Dodecabenzolsulfonsäure, Fettalkoholsulfate und als nichtionische Netzmittel, z. B. Athylenoxidanlagerungsprodukte an Fettalkohole oder Phenole.
Bei besonders starken Verschmutzungen kann gegebenenfalls eine Vorreinigung mit alkalischen Industriereinigern, die neben Alkali und eventuell Alkalisilikat oberflächenaktive Stoffe enthalten, vorgenommen werden. Nach einer eventuellen zwischengeschalteten Spülung kann dann das Entkupferungs-und Reinigungsmittel aufgetragen werden.
Die durch die Anwendung des beanspruchten Metalls erhaltenen metallisch reinen Oberflächen können nach an sich bekannter Weise mit einer Schutzschicht versehen werden, z. B. kann die Metalloberfläche passiviert oder phosphatiert werden. Beispiel 1 Es wurde ein Geschützrohr (Kaliber 4 cm), das ini Innern mit Pulverrückständen und metallischem Kupfer behaftet war, mit einem Mittel der Zusammen setzungen 75 Teile Ammoniaklösung, 25%lg, 15 Teile Ammoniumperoxydisulfat, 2 Teile Methylcellulose, 25 Teile Wasser behandelt. Nach einer Behandlungszeit von 90 Minuten wurde mit kaltem Wasser gespült. Sowohl die Pulverrückstände als auch das Kupfer waren restlos entfernt. Beispiel 2 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung wie im Beispiel 1 getaucht und der Kupferabtrag gemessen Nach 15 Minuten ........ 76,49 g Cu/m2 Nach 30 Minuten ........ 138,80 g Cu/m2 Nach 45 Minuten ........ 247,93 g Cu/m2 Beispiel 3 Ein Kupferblech wurde in folgende Lösung getaucht und der Kupferabtrag gemessen. Zusammensetzung der Lösung: 500 cm3 Ammoniaklösung, 25%ig, 150 g Ammoniumperoxydisulfat, 20 g Methylcellulose, 500 cm3 Wasser.
Es wurde folgender Abtrag an Kupfer erzielt: Nach 15 Minuten ........ 116,23 g Cu/m2 Nach 30 Minuten ........ 205,21 g Cu/m2 Nach 45 Minuten ........ 336,93 g Cu/m2 Beispiel 4 Es wurde ein Geschützrohr (Kaliber 4 cm), das im Innem mit Pulverrückständen und metallischem Kupfer behaftet war, mit einer Lösung aus 667 cm3 Ammoniaklösung, 25%ig, 50 g Ammoniumperoxydisulfat, 10 g Methylcellulose, 333 cm3 Wasser behandelt. Nach einer Behandlungszeit von 60 Minuten waren sowohl die Pulverrückstände als auch das Kupfer restlos entfernt. Nach dem Spülen mit kaltem Wasser war die Oberfläche des Rohres metallisch rein.
Beispiel 5 Ein stark mit Pulverrückständen und metallischem Kupfer verunreinigtes Geschützrohr wurde mit einem handelsüblichen alkalischen Industriereiniger vorgereinigt, mit kaltem Wasser gespült und dann mit einer Paste folgender Zusammensetzung behandelt: 63,7 % 2510/eige Ammoniaklösung, 14,6 % Wasser, 1,7 % Carboxymethyleellulose, 15 11/o Ammoniumperoxydisulfat.
Nach einer Einwirkungszeit von 120 Minuten wurde mit kaltem Wasser gespült. Alle Verunreinigungen und Kupferrückstände waren entfernt und die Rohroberfläche metallisch rein. Nach dem Spülen wurde die Metalloberfläche mit einem handelsüblichen Phosphorsäure enthaltenden Passivierungsmittel in bekannter Weise behandelt und nach dem erneuten Spülen und Trocknen eingeölt.
Beispiel 6 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung aus 750 cm3 Ammoniaklösung, 25%ig, 200 g Kaliumperoxydisulfat, 5 g Methylcellulose, 250 cm-3 Wasser getaucht und der Kupferabtrag gemessen. Kupferabtrag nach 60 Minuten: 302,5 g Cu/m2. Beispiel 7 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung aus 333 cm3 Pyridin, 50 g Ammoniumperoxydisulfat, 667 em3 Wasser getaucht und der Kupferabtrag gemessen.
Bei einer Einwirkungszeit von 30 Sekunden betrug der Kupferabtrag 10 g/m2.
Beispiel 8 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung aus 500 cm3 Diäthylamin, 100 g Kaliumperoxydisulfat, 500 cm3 Wasser getaucht und der Kupferabtrag gemessen.
Bei einer Einwirkungszeit von einer Minute betrug &r Kupferabtrag 10 g7M2.
Beispiel 9 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung aus 750 cm3 Ammoniaklösung, 25,D/oig, 50 g Kaliumperoxydiphosphat, 14,5 g Carboxymethylcellulose, 5 g Natriumtetrapropylenbenzolsulfenat, 250 cm3 Wasser getaucht und der Kupferabtrag gemessen. Kupferabtrag: 12 g(m2 pro Minute. Beispiel 10 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung aus 700 cm3 Ammoniaklösung, 2511/oig, 30 cm3Wasserstoffsuperoxidlösung,300/eig, 10 g Carboxymethyleellulose, 300 cm3 Wasser getaucht und der Kupferabtrag gemessen. Kupferabtrag: 17 g/m2 pro Minute. Beispiel 11 Ein Kupferblech wurde in eine Lösung aus 800 cm3 Ammoniaklösung, 2511/oig, 100 g Melaminperhydrat (20 % H20j, 8 g Carboxymethyleellulose, 200 cm3 Wasser getaucht und der Kupferabtrag gemessen. Kupferabtrag: 28 g/m2 pro Minute.

Claims

Patentansprüche: 1. Mittel zum Entkupfern und Reinigen von Metalloberflächen, insbesondere Geschützrohren, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer alkalischen wäßrigen Lösung oder Paste mit einem Gehalt an Ammoniak oder einem basischen, wasserlöslichen, organischen Derivat des Ammoniaks und einer Peroxidverbindung in einer Konzentration, entsprechend 0,15 bis 3%vorzugsweise 0,3 bis 1,5,1/o, Aktivsauerstoff sowie vorzugsweise einem Verdickungsmittel besteht.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als basisches, wasserlösliches, organisches Derivat des Ammoniaks ein Amin enthält. 3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als basisches, wasserlösliches, organisches Derivat des Ammoniaks eine wasserlösliche, basische, stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung enthält. 4. Mittel nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Peroxidverbindung Wasserstoffperoxid enthält. 5. Mittel nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Peroxidverbindung eine Wasserstoffperoxid abgebende Verbindung enthält. 6. Mittel nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Peroxidverbindung eine Peroxysäure, gegebenenfalls in Form ihrer Salze, enthält. 7. Mittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Verdickungsmittel Methyleellulose oder Carboxymethylcellulose enthält. 8. Mittel nach Ansprach 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt an Netzmitteln.