DE1521917B2 - Alkalisches reinigungsmittel fuer aluminium und aluminium legierungen - Google Patents
Alkalisches reinigungsmittel fuer aluminium und aluminium legierungenInfo
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Description
I 521 917
1 2
Vorliegende Erfindung betrifft ein ein alkalisch soll ferner ermöglichen, hauptsächlich auf Aluminium
reagierendes Salz und eine Verbindung des sechs- vorliegende Verunreinigungen, nämlich Polierstoffe,
wertigen Chrom enthaltendes Reinigungsmittel für Schneid- und Stanzöle völlig von dem Metall in einem
Aluminium und Aluminiumlegierungen. Arbeitsgang zu entfernen, damit das Aluminium nach
Die bekannten Reinigungsmittel für Metall enthalten 5 der Reinigung unmittelbar elektrisch oxydiert oder in
in der Regel Alkalien, wie Natriumhydroxyd, Natrium- anderer Weise weiter behandelt werden kann. Das
orthosilikat oder Trinatriumphosphat, gegebenenfalls mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel angeauch
Komplexbildner. Zum Reinigen von Aluminium setzte Bad soll ferner den zum Reinigen von Alukönnen
solche Mittel nicht verwendet werden, da sie minium und dergleichen erwünschten pH-Bereich
Aluminium korrodieren bzw. ätzen. Um eine Korro- io aufweisen und dieser möglichst lange beibehalten
sion von Aluminium zu verhüten, hat man die Reini- werden.
gungsmittel mit Silikaten wie Natriummetasilikat Es wurde gefunden, daß zur Lösung dieser Aufgabe
versetzt, die auf dem Aluminium einen Silikatfilm ein ein alkalisch reagierendes Salz und eine Verergeben.
Ein solcher Silikatfilm hat indes den Nachteil, bindung des sechswertigen Chrom enthaltendes Reinidaß
eine auf die Reinigung des Aluminiums folgende 15 gungsmittel geeignet ist, das erfindungsgemäß 35 bis
Ätzung stark behindert wird. Zur Behebung dieses 92 Teile Alkalitetraborat, 5 bis 35 Teile Alkalipoly-Nachteils
muß das Aluminium vor der Weiter- phosphat und 0,3 bis 4 Teile sechswertiges Chrom
verarbeitung wieder mit einer Säure behandelt werden, enthält.
wie es aus der USA.-Patentschrift 2 709 847 bekannt Beizmittel für Aluminium sind aus einer Reihe von
ist. 20 Vorveröffentlichungen bekannt. Aus der »Zeitschrift
Die bekannten alkalischen Reinigungsmittel für für Metallwarenindustrie und Galvanotechnik«, 1956,
Aluminium und Aluminiumlegierungen haben den S. 221, rechte Spalte, etwa in der Mitte »b) Chromat-
weiteren Nachteil, daß sich ihr pH-Wert während des beize«, und »Jahrbuch der Oberflächentechnik«, 1958,
Gebrauchs ändert und infolgedessen die Reinigungs- S. 795, Nr. 1.2, in Verbindung mit Nr. 1.21, sind
bäder nur eine kurze Lebensdauer haben. 25 Lösungen bekannt, die ein alkalisch reagierendes
Ein weiteres Problem bei der Bearbeitung von Salz und eine Verbindung des sechswertigen Chroms
Aluminium erhöht noch die Schwierigkeiten, die mit enthalten. Aus »Schriftenreihe Galvanotechnik«, Bd. 7,
der Wahl geeigneter Reinigungsmittel verbunden sind. »Metall-Reinigungs- und Entfettung« von A. PoI-Es
muß nämlich der während der chemischen Reinigung lack und P. We s t ρ h a I, Jg. 1961, sind Phosphate
entfernte Schmutz gehindert werden, sich wiederum 30 verschiedener Zusammensetzung und Natriumtetrain
Form eines Fetts oder Farbstoffes abzusetzen. Es borat enthaltende alkalische Entfettungsmittel bekannt,
genügt nicht, das Metall zu reinigen, so lange es sich Die USA.-Patentschriften 2 653 860 und 2 653 861
in der Reinigungslösung befindet; es muß auch sauber beschreiben Ätzmittel, die aus Natriumtetraborat,
bleiben, wenn es nach der Reinigung gespült worden Orthophosphaten und starken Alkalien, wie Karboist.
Wenn Aluminium beschmutzt oder befleckt ist, 35 naten und Hydroxyden, bestehen,
kann es für Bauzwecke, z. B. als Rahmen für Fenster Mit den bekannten Beiz- bzw. Ätzmitteln kann die oder Türen keine Anwendung finden. Ein weiteres vorliegender Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, Problem hinsichtlich der Zusammensetzung eines Aluminium von Verunreinigungen aller Art so voll-Reinigungsmittels für Aluminium besteht darin, die ständig und ohne Beeinträchtigung seiner Oberfläche geeigneten Stoffe zu finden, die auch unter Berück- 4° zu reinigen, daß es sich sofort nach der Reinigung sichtigung der verschiedenen Arten von Wasser elektrisch oxydieren läßt, nicht gelöst werden,
befriedigend wirksam sind, die in den verschiedenen Das Reinigungsmittel vorliegender Erfindung kann Teilen eines Landes vorkommen. wie an sich bekannt, zusätzlich ein organisches ober-
kann es für Bauzwecke, z. B. als Rahmen für Fenster Mit den bekannten Beiz- bzw. Ätzmitteln kann die oder Türen keine Anwendung finden. Ein weiteres vorliegender Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, Problem hinsichtlich der Zusammensetzung eines Aluminium von Verunreinigungen aller Art so voll-Reinigungsmittels für Aluminium besteht darin, die ständig und ohne Beeinträchtigung seiner Oberfläche geeigneten Stoffe zu finden, die auch unter Berück- 4° zu reinigen, daß es sich sofort nach der Reinigung sichtigung der verschiedenen Arten von Wasser elektrisch oxydieren läßt, nicht gelöst werden,
befriedigend wirksam sind, die in den verschiedenen Das Reinigungsmittel vorliegender Erfindung kann Teilen eines Landes vorkommen. wie an sich bekannt, zusätzlich ein organisches ober-
Auf Aluminiumlegierungen liegen oft Verunreini- flächenaktives Mittel und/oder einen Komplexbildner
gungen vor, die nicht leicht oder vollständig durch 45 enthalten. So weist das Reinigungsmittel nach einer
alkalische Reinigungsmittel entfernt werden können. Ausführung der Erfindung zusätzlich 0,5 bis 5 Teile
Um auch solche Verunreinigungen zu entfernen, wenigstens eines organischen oberflächenaktiven Mitweisen
Reinigungsmittel, wie aus der USA.-Patent- tels auf; Beispiele solcher Mittel sind kondensiertes
schrift 2 762 732 bekannt, Lösungsmittel wie tertiären Naphthalinnatriumsulfonat, AJkylarylsulfonsäure bzw.
Butylalkohol auf. Mineralische Stoffe wie Schwer- 50 ihre Alkalisalze oder ein Alkylphenoläthylenoxydnaphtha
sind ebenfalls bereits für diesen Zweck kondensat. Die Alkylarylsulfonsäure und ihre Alkalibekannt. Man hat auch schon in besonderen Arbeits- salze kann eine 8 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisende
stufen Lösungsmittel zur Entfernung bestimmter Alkylgruppe haben und die Arylgruppe ein Phenyl-Verunreinigungen
von Aluminium verwendet. So ist bzw. ein Naphthylrest sein, und das Alkylphenolaus
der USA.-Patentschrift 2 705 500 bekannt, zu- 55 äthylenoxydkondensat kann folgende Formel haben
nächst mit Trichloräthylen zu entfetten und in einem
weiteren Arbeitsgang ein alkalisches Reinigungsmittel .
anzuwenden. _ R- ζ \—0(CH2CH2O)nH
Chemische Reinigungsmittel für Aluminium und \■'
Aluminiumlegierungen müssen zur Vermeidung von 6°
Korrosionen einen Inhibitor enthalten. Aus der in der R eine 6 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisende
USA.-Patentschrift 2 303 399 sind Arsen- und Anti- Alkylgruppe bedeutet und η = 8 bis 12 ist.
monsalze als Inhibitoren bekannt, die wegen ihrer Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung Giftigkeit unerwünscht sind. erhält das Reinigungsmittel zusätzlich als Komplex-Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 65 bildner 0,5 bis 5 Teile einer Polyhydroxycarbonsäure die mit der Anwendung der bekannten Reinigungs- der Formel
mittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen
verbundenen Nachteile zu überwinden. Die Erfindung CH2OH(CHOH)nCOOH
monsalze als Inhibitoren bekannt, die wegen ihrer Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung Giftigkeit unerwünscht sind. erhält das Reinigungsmittel zusätzlich als Komplex-Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 65 bildner 0,5 bis 5 Teile einer Polyhydroxycarbonsäure die mit der Anwendung der bekannten Reinigungs- der Formel
mittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen
verbundenen Nachteile zu überwinden. Die Erfindung CH2OH(CHOH)nCOOH
3 4
in der η gleich 2 bis 5 ist, bzw. ihrer Alkalisalze, eines gewährleistet, daß das Chrom zusammen mit dem
mehrwertigen Alkohols der Formel anderen Schmutz leicht abgespült wird.
CHoOHiCHOH) CH OH ^as sechswertige Chrom muß in dem Reinigungs-
2 η 2 mittel in einer Menge von 0,3 bis 4 Gewichtsteilen
in der η gleich 2 bis 5 ist, oder der Äthylendiamin- 5 vorliegen, bevorzugt sind 1,8 Gewichtsteile. Bei einem
tetraessigsäure bzw. deren Alkalisalze. pH von 10 in wäßriger Lösung sind mindestens
Ein bevorzugtes Reinigungsmittel enthält 35 bis 0,5 g/l sechswertiges Chrom erforderlich, um eine
92 Teile Natriumtetraborat, 5 bis 35 Teile Tetra- Korrosion des Aluminiums zu verhindern. Bei einem
natriumpyrophosphat und 0,3 bis 4 Teile sechswertiges niedrigeren pH ist die zur Korrosionsverhütung
Chrom und gegebenenfalls ein organisches oberflächen- io erforderliche Menge sechswertigen Chroms nicht so
aktives Mittel und/oder einen Komplexbildner, wie groß; es genügen z.B. bei einem pH von 8,5 0,05g/l.
vorstehend angegeben. Unter der Bezeichnung sechswertiges Chrom ist ein
Der wesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen wasserlösliches Dichromat, Chromat, Chromsäure
Reinigungsmittels für Aluminium ist Alkalitetraborat, oder Chromsäureanhydrid zu verstehen. Wenn 5 Gevorzugsweise
die Natrium- und Kaliumsalze, da diese 15 wichtsteile sechswertiges Chrom in einer erfindungsleicht
erhältlich sind. Das Alkalitetraborat muß in gemäßen Mischung vorliegen sollen, so kann diese
einer Menge, bezogen auf den Feststoff, von minde- Menge z. B. durch 14,1 Teile Kaliumdichromat oder
stens 35 Gewichtsteilen vorliegen, da sonst nur eine 18,6 Teile Kaliumchromat zugeführt werden,
schlechte Reinigung und ungenügende Entfernung Zur Erhöhung der Reinigungskraft dienen, wie an des Schmutzes erzielt wird. Die Alkalitetraboratkon- 20 sich bekannt, organische oberflächenaktive Mittel zentration kann so hoch wie 92 Gewichtsteile sein, in einer bevorzugten Menge von 2 Gewichtsteilen, wenn auch die bevorzugte Konzentration etwa 70 Ge- Die bevorzugte Alkylarylsulfonsäure ist die Dodecylwichtsteile ausmacht. Ein wesentlicher Vorteil des benzolsulfonsäure. Die bevorzugten Salze der Alkyl-Tetraborats liegt darin, daß es bei dem gewünschten arylsulfonsäuren sind die Alkali- und Ammoniumsalze. pH von 8 bis 10 eine gute Reinigungskraft aufweist 25 Von den Alkylphenoläthylenoxydkondensations- und außerdem als solches eine Pufferwirkung besitzt. produkten der oben angegebenen Formel sind als
schlechte Reinigung und ungenügende Entfernung Zur Erhöhung der Reinigungskraft dienen, wie an des Schmutzes erzielt wird. Die Alkalitetraboratkon- 20 sich bekannt, organische oberflächenaktive Mittel zentration kann so hoch wie 92 Gewichtsteile sein, in einer bevorzugten Menge von 2 Gewichtsteilen, wenn auch die bevorzugte Konzentration etwa 70 Ge- Die bevorzugte Alkylarylsulfonsäure ist die Dodecylwichtsteile ausmacht. Ein wesentlicher Vorteil des benzolsulfonsäure. Die bevorzugten Salze der Alkyl-Tetraborats liegt darin, daß es bei dem gewünschten arylsulfonsäuren sind die Alkali- und Ammoniumsalze. pH von 8 bis 10 eine gute Reinigungskraft aufweist 25 Von den Alkylphenoläthylenoxydkondensations- und außerdem als solches eine Pufferwirkung besitzt. produkten der oben angegebenen Formel sind als
Das andere, in dem erfindungsgemäßen Mittel oberflächenaktive Mittel die bevorzugt, welche eine
erforderliche alkalische Reinigungsmittel ist ein Alkali- Octyl- oder Nonylgruppe haben,
polyphosphat. Bei den Alkalipolyphosphaten ist das Jedes der angegebenen oberflächenaktiven Mittel
Verhältnis des Alkalioxydes (M2O) zum Phosphor- 30 kann allein verwendet werden; wirksamer ist es jedoch,
pentoxyd (P2O5) wesentlich kleiner als 3:1; die für zugleich eine Alkylarylsulfonsäure bzw. deren Salze
die Zwecke der Erfindung brauchbaren Polyphosphate und ein Alkylphenoläthylenoxydkondensat zu ver-
haben ein M2O zu P2O5-Verhältnis von 2:1 oder wenden.
weniger. Beispiele geeigneter Alkalipolyphosphate sind Es ist wünschenswert und in einigen Fällen erforder-
Tetranatriumpyrophosphat (2 Na2O · P2O5 oder 35 lieh, außer den vorstehend angegebenen Mitteln
Na4P2O7), Natriumtripolyphosphat (5 Na2O · 3 P2O5 organische Reinigungsmittel vorzusehen, die die
oder Na5P3Oi0), Natriumhexametaphosphat (Na2O · Wiederablagerung der Verunreinigung und/oder ein
P2O5):!; oder Na2P2O6) und die entsprechenden wasser- Beflecken des Aluminiums nach der Entfernung der
löslichen Kaliumsalze. Das bevorzugte Alkalipoly- Verunreinigung verhindern. Es wurde gefunden, daß
phosphat ist das Tetranatriumpyrophosphat. 40 für diesen Zweck die kondensierten Napthalinnatrium-h
Von den Alkalipolyphosphaten müssen, bezogen auf sulfonate besonders wirksam sind; bevorzugt ist das
das Trockengewicht des Reinigungsmittels, min- aus der USA.-Patentschrift 1 336 759 bekannte Na-
destens 5 Gewichtsteile vorliegen; es können so hohe triumsalz des Kondensationsproduktes aus Naphtha-
Mengen wie 35 Gewichtsteile verwendet werden; linsulfonsäure und Formaldehyd. Dieses Konden-
bevorzugt sind 17 Gewichtsteile. 45 sationsprodukt kann auch ohne die oben angegebenen
Die Kombination eines Alkalitetraborates und eines oberflächenaktiven Mittel verwendet werden. Es ist
Alkalipolyphosphates in den vorstehend angegebenen indes am wirksamsten, wenn es mit einem oder
Mengen ermöglicht in befriedigender Weise Schmutz mehreren der organischen oberflächenaktiven Mittel
von Aluminium und seinen Legierungen zu entfernen, verwendet wird.-
und ergibt in wäßriger Lösung ein pH von 8 bis 10; 50 Der für das erfindungsgemäße Reinigungsmittel vordas
ist ein Bereich, bei welchem Aluminium nicht gesehene Komplexbildner verhindert die Wiederernsthaft
korrodiert oder geätzt wird und der keine abscheidung von Aluminiumsalzen, die sich bilden
unerwünschten Abscheidungen auf dem gereinigten können, obwohl das Reinigungsmittel bei einem pH
Aluminium hinterläßt. wirkt, bei welchem das Aluminium nicht ernsthaft
Sechswertiges Chrom ist, wie gefunden wurde, ein 55 korrodiert oder geätzt wird, und das Reinigungsmittel
Korrosionsinhibitor, der mit der besonderen erfindungs- zum Zwecke einer langen Brauchbarkeit gepuffert ist.
gemäßen Kombination von alkalischen Reinigungs- Der Komplexbildner kann allein mit dem Alkalimitteln
verträglich ist, und der keinen bleibenden polyphosphat, Alkalitetraborat und sechswertigem
Film oder Flecken auf dem behandelten Aluminium Chrom vorliegen; er wird indes vorzugsweise mit einem
hinterläßt, und das ist ein besonderer Vorteil gegenüber 6o oder allen der angegebenen oberflächenaktiven Mittel
Silikaten, die bisher als Korrosionsinhibitor in verwendet.
Reinigungsmitteln für Aluminium verwendet worden Der bevorzugte Komplexbildner ist Gluconsäure
sind. Wenn auch sechswertiges Chrom zu einer leichten bzw. Natriumgluconat, das, bezogen auf das trockene
Chromfarbe der Lösung führen kann, so wird diese Gemisch in einer Menge von wenigstens 0,5, vorzugsdoch
durch das Wasser schnell wieder abgespült, so 65 weise 1 Gewichtsteil, vorliegen muß. Der Anteil dieses
daß auf dem Metall selbst kein dauerhafter Film oder Komplexbildners kann bis zu 5 Gewichtsteilen beeine
Färbung verbleibt. Die Auswahl der besonderen tragen.
Reinigungsmittel in der erfindungsgemäßen Mischung Von der Äthylendiamintetraessigsäure sind die
Reinigungsmittel in der erfindungsgemäßen Mischung Von der Äthylendiamintetraessigsäure sind die
Salze, wie die Tetranatrium- und Trinatriumsalze wie auch die entsprechenden Kaliumsalze als Komplexbildner
bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Reinigungsgemisch wird in Wasser mit einer Konzentration von 15 bis 75 g/l
gelöst. Vorzugsweise wird das Gemisch in einer Konzentration von 60 bis 75 g/l verwendet. Je nach
Verschmutzung sind höhere Konzentrationen möglich; Konzentrationen, die wesentlich höher als 75 g/l
liegen, haben jedoch den Nachteil, daß sich nicht alle Bestandteile lösen.
Die Reinigung von Aluminium und Aluminiumlegierungen mit den erfindungsgemäßen Reinigungsbädern erfolgt bei einem bevorzugten pH von etwa 9,2
und bei Raumtemperatur bis etwa 82° C; bei höheren Temperaturen besteht die Gefahr einer Ätzung des
Aluminiums und einer beschleunigten Umwandlung der Polyphosphate in die Orthophosphate.
Die Reinigungsdauer liegt je nach der Art des zu entfernenden Schmutzes zwischen 30 Sekunden und
15 Minuten. Stanz- bzw. Schneidöle lassen sich insbesondere von Aluminium leicht entfernen und im
allgemeinen genügt für diesen Zweck eine Eintauchzeit von 30 Sekunden. Polierstoffe, ein schweres Fett oder
ein Wachsüberzug erfordern Eintauchzeiten von 15 Minuten.
Die erfindungsgemäßen Gemische haben den besonderen Vorteil, daß das Aluminiummetall bzw. die
Aluminiumlegierungen unmittelbar nach der Reinigung einer chemischen Behandlung unterworfen werden
können, wenn sie lediglich einmal abgespült worden sind. Eine einzige Spülung mit kaltem Wasser ist
ίο erforderlich, um die gereinigten Metalle einer folgenden
anodischen Behandlung oder Aufhellung zu unterwerfen.
Die untere Konzentrationsgrenze des Alkalitetraborates wurde dadurch bestimmt, daß Aluminiumteile
nacheinander mit Bädern niedrigerer Konzentrationen von Borax behandelt wurden. Das Reinigungsgemisch
wurde in Wasser in einer Konzentration von 45 g/l aufgelöst und das Bad bei einer Temperatur von 77°C
angewendet. Die Aluminiumteile wurden mit Schneidöl und Polierstoff verunreinigt. Es wurde festgestellt, nach
welcher Zeit die Verschmutzung völlig entfernt war, und ob eine Korrosion des Aluminiums eingetreten
war.
Gehalt des Reinigungsgemisches an Natriumtetraborat
in Gewichtsteilen
in Gewichtsteilen
Verschmutzung auf dem Aluminiumblech
Mineralöl
Entfernung
in Minuten
Entfernung
in Minuten
Spülung
Polierstoff
Entfernung j
in Minuten
Entfernung j
in Minuten
Spülung
Ätzung des Metalls
70
50
40
35
30
25
50
40
35
30
25
gut
gut
gut
gut
gut
gut
gut
gut
gut
gut
gut
20
20
25
25
20
10
20
25
25
20
10
gut
gut
gut
gut
gut
gut
gut
ausreichend
schlecht
schlecht
kein Angriff
kein Angriff
kein Angriff
Spur eines Angriffs leichter Angriff
schwacher Angriff
kein Angriff
kein Angriff
Spur eines Angriffs leichter Angriff
schwacher Angriff
Das für die Versuche der Tabelle I angewandte Reinigungsgemisch enthielt, bezogen auf die Trockensubstanz,
87 Gewichtsteile Natriumtetraborat und Tetranatriumpyrophosphat. Der Rest des Gemisches
bestand aus: 5 Teilen Kaliumdichromat, 2 Teilen kondensiertem Naphthalinnatriumsulfonat, 1 Teil Natriumgluconat,
3 Teilen eines Kondensationsproduktes aus dem Alkylphenol und Äthylenoxyd, 2 Teilen
Dodecylbenzolsulf onsäure. Gleiche Ergebnisse wurden erzielt, wenn an Stelle des Natriumtetraborates
Kaliumtetraborat angewandt wurde.
In einer ähnlichen Weise wurde die untere Grenze der Alkalipolyphosphatkonzentration ermittelt. Bei
dieser Versuchsserie wurde das Reinigungsgemisch in einer Konzentration von 45 g/l angewendet und
die Konzentration des Alkalipolyphosphates wurde anschließend so erniedrigt, bis entweder keine Reinigung
oder nur noch eine ungenügende Spülung erfolgte. Das Reinigungsbad wurde bei einer Temperatur
von 77° C angewendet, und als Schmutzstoffe wurden Mineralöl, Palmöl und Polierstoffe
angewendet.
Gehalt des | Verschmutzung auf dem | Mineralöl | Spülung | Aluminiumblech | Spülung | Polierstoff | Spülung |
Reinigungsmittels an Tetranatrium |
Entfernung in Minuten |
gut | Palmöl | gut | Entfernung in Minuten |
gut | |
pyrophosphat in Gewichtsteilen |
15 | gut | Entfernung in Minuten |
gut | 20 | gut | |
17,0 | 15 | ausreichend | 10 | gut | 20 | gut | |
10,0 | 18 | ausreichend | 10 | gut | 20 | gut | |
7,5 | 20 | schlecht | 10 | gut | 20 | gut | |
5,0 | 22 | schlecht | 10 | ausreichend | 22 | gut | |
4,0 | 30 | 10 | 25 | ||||
3,0 | 12 | ||||||
Wie bei den Versuchen der Tabelle I enthielt das Reinigungsgemisch, bezogen auf den Trockenstoff,
87 Gewichtsteile Tetranatriumpyrophosphat und Natriumtetraborat; im übrigen enthielt das Reinigungsmittel
dieselben Bestandteile wie das für die Versuche der Tabelle I verwendete. Tetrakaliumpyrophosphat
kann an Stelle des Natriumsalzes mit der gleichen Wirksamkeit treten.
Tetranatriumpyrophosphat wurde hinsichtlich seines Reinigungsvermögens mit Natriumtripolyphosphat
und Natriumhexametaphosphat bei einer Konzentration in Wasser von 45 g/l und bei 770C verglichen.
Das Reinigungsvermögen dieser Alkalien wurde bei Verunreinigungen durch Mineralöl und Polierstoffen
ermittelt. Es wurde ferner die Spülbarkeit in kaltem Wasser und die Korrosion bzw. die Bildung von
Flecken auf dem gereinigten Aluminium geprüft. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle III zusammengefaßt.
Reinigungsmittelgemisch
Gewichtsteile
Gewichtsteile
Wirksamkeit von Polyphosphat-Reinigungsmitteln
Angriff/Fleckenbildung auf poliertem Aluminium
Reinigungsvermögen
Mineralöl I Polierstoff
Mineralöl I Polierstoff
Spülung in kaltem
Wasser
Wasser
70,0 Natriumtetraborat
17,0 Tetranatriumpyrophosphat
70,0 Natriumtetraborat
17,0 Natriumtripolyphosphat
17,0 Natriumtripolyphosphat
70,0 Natriumtetraborat
17,0 Natriumhexametaphosphat
keine Fleckenbildung kein Angriff
keine Fleckenbildung kein Angriff
keine Fleckenbildung kein Angriff
völlige Entfernung
in 15 Minuten
in 15 Minuten
völlige Entfernung
in 15 Minuten
in 15 Minuten
völlige Entfernung
in 16 Minuten
in 16 Minuten
völlige Entfernung
in 20 Minuten
in 20 Minuten
völlige Entfernung
in 22 Minuten
in 22 Minuten
völlige Entfernung
in 20 Minuten
in 20 Minuten
gut
gut
gut
sehr
gut
gut
Die restlichen 13 Gewichtsteile des Gemisches, das für die Versuche der Tabelle III verwendet wurde,
entsprechen den Zusammensetzungen für die Versuche gemäß Tabellen I und II.
Die mit weiteren alkalischen Reinigungsmitteln erzielten Versuchsergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
Die Reinigungsmittel wurden in Wasser in einer Konzentration von 45 g/l aufgelöst und daraufhin
geprüft, ob sie das Aluminium korrodieren und beständig bleiben. Im allgemeinen haben sich diese
Gemische bezüglich der Verhinderung einer Korrosion nicht als befriedigend erwiesen. In einigen Fällen wurde
zwar eine ausreichende Verhinderung der Korrosion erzielt, aber die Bestandteile der Gemische waren
unverträglich, da eine Abscheidung in der Lösung eintrat. Die abgeschiedenen Stoffe hinterließen unerwünschte
Niederschläge auf dem gereinigten Metall
Reinigungsgemisch Gewichtsteile |
pH | Korrosion des Aluminiums | Stabilität |
60,0 Natriumtetraborat 25,0 Natriumbicarbonat 10,0 Tetranatriumpyrophosphat 2,0 a)+ 2,0 b)+ 1,0 Natriumgluconat |
9,0 | mäßig | |
60,0 Natriumtetraborat 20,0 Natriumbicarbonat 15,0 Dinatriumphosphat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
9,05 | mäßig | |
60,0 Natriumtetraborat 20,0 Natriumbicarbonat 15,0 Natriumtripolyphosphat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
8,8 | mäßig | |
60,0 Natriumtetraborat 15,0 Tetranatriumpolyphosphat 15,0 Natriumbicarbonat 5,0 Natriumsilicat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
9,1 | wenig | beträchtliche Abscheidung |
60,0 Natriumtetraborat 30,0 Tetranatriumpyrophosphat 5,0 Natriumsilicat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
9,25 | wenig | beträchtliche Abscheidung |
Fußnoten am Schluß der Tabelle.
109 546/411
Tabelle IV (Fortsetzung)
Reinigungsgemisch Gewichtsteile |
pH | Korrosion des Aluminiums | Stabilität |
60,0 Natriumtetraborat 30,0 Mononatriumphosphat 5,0 Natriumsilicat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
9,2 | sehr wenig | beträchtliche Abscheidung |
60,0 Natriumtetraborat 35,0 Mononatriumphosphat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
8,8 | beträchtlich | |
60,0 Natriumtetraborat 30,0 Mononatriumphosphat 5,0 Natriumfluosilicat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
8,4 | leichte Fleckenbildung, starke Korrosion an der Grenzfläche Lösung/Luft |
beträchtliche Ausscheidung |
70,0 Natriumtetraborat 25,0 Monoammoniumphosphat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
langsam wechselnd |
bei Beginn geringfügig, verstärkt bei Änderung des pH |
|
70,0 Natriumtetraborat 25,0 Natriumnitrat 2,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
geringfügig | ||
70,0 Natriumtetraborat 17,0 Tetranatriumpyrophosphat 5,0 Kaliumdichromat 2,0 c)+ 3,0 a) 2,0 b) 1,0 Natriumgluconat |
9,3 | keine | klare Lösung |
a) = Alkylphenoläthylenoxydkondensat.
b) = 90°/i)ige Lösung der Dodecylbenzolsulfonsäure.
c) = Kondensiertes Naphthalinnatriumsulfonat.
Die zur Verhinderung der Korrosion von Aluminiummetall durch ein Alkalitetraborat-Alkalipyrophosphat-Reinigungsmittel
erforderliche Mindestmenge an sechswertigem Chrom wurde durch Änderung des pH eines Reinigungsgemisches bestimmt, das in einer
Konzentration von 30 g/l Wasser verwendet wurde, und es wurde dann die Wirkung der Lösung bei 77° C
auf 10 Minuten eingetauchtes poliertes Aluminium festgestellt. Der pH der Lösung wurde erforderlichenfalls
durch Zusetzen von Natriumhydroxyd eingestellt. Sechswertiges Chrom wurde dem Reinigungsmittel in
den in der Tabelle V angegebenen Werten als Kaliumdichromat zugegeben. Die Stärke der Korrosion wurde
nach dem Eintauchen während 10 Minuten festgestellt.
Cr6+-Konzen- | 8,5 | 9,0 | Gehalt an sechswertigem Chrom ./. pH | auf Aluminium | bei pH | 10,2 | 10,5 |
tration | wenig | wenig | Angriff | 9,75 | 10,0 | beträchtlich | beträchtlich |
g/l | keine | Spuren | 9,5 | beträchtlich | beträchtlich | beträchtlich | beträchtlich |
0,025 | keine | keine | beträchtlich | beträchtlich | beträchtlich | beträchtlich | beträchtlich |
0,05 | keine | keine | beträchtlich | wenig | beträchtlich | beträchtlich | beträchtlich |
0,075 | keine | keine | wenig | wenig | wenig | wenig | schwach |
0,1 | keine | keine | wenig | wenig | wenig | wenig | wenig |
0,2 | keine | keine | wenig | keine | wenig | wenig | wenig |
0,3 | keine | keine | keine | keine | wenig | wenig | wenig |
0,4 | keine | keine | keine | keine | keine | keine | wenig |
0,5 | keine | keine | keine | ||||
0,6 | keine | ||||||
11 12
Bei den in Tabelle V wiedergegebenen Versuchen flächenaktive Mittel und Kombinationen dieser einem
wurde Chrom folgendem Gemisch zugesetzt: Borax und Tetranatriumpyrophosphat enthaltenden
Natriumtetraborat 73 8°/ Reinigungsmittel zugegeben wurden, um die Wirkung
Tetranatriumpyrophosphat .''.'.'.'.'.'. 17,9 % auf <"e Entfernung von Polierstoffen von Aluminium-
Natriumgluconat 1 05 °/ 5 meta11 zu prüfen. Zu diesem Zweck wurde nut einem
Kondensiertes Naphthaiinnätriüml ' Polierstoff poliertes Aluminium bei 66° C 10 Minuten
sulf onat 210 °/ m m Reinigungsmittel eingetaucht, das eine Konzen-
Alkylphenoläthyienoxydkondensat' 3J6 »° ίτ.Άύοη YSn 30 f Reinigungsmittel je Liter Wasser und
Dodecylbenzolsulfonsäure 2,10 0I0 einen pH von 9 hatte. Das Reinigungsmittel bestand
' ίο aus 60 Teilen Natriumtetraborat, 20 Teilen Tetra-
In der Tabelle VI sind die Ergebnisse von Versuchen natriumpyrophosphat und 20 Teilen Natriumbicarbo-
zusammengestellt, bei welchen verschiedene ober- nat.
Gehalt des Reinigungsmittels an oberflächenaktiven Mitteln in | 2 | Menge des entfernten Pol iprstoffes |
Gewichtsprozent | 4 | X UtlCljLUiwO Vo |
Alkylphenoläthylenoxydkondensat | 2 1 |
90 |
Alkylphenoläthylenoxydkondensat | 5 | 100 |
Alkylphenoläthylenoxydkondensat Kondensiertes Naphthalinsulfonat |
N) N) | 90 |
Dodecylbenzolsulfonsäure | 2 1 |
95 |
Alkylphenoläthylenoxydkondensat Dodecylbenzolsulfonsäure |
5 | 100 |
Dodecylbenzolsulfonsäure Kondensiertes Naphthalinsulfonat |
5 3 |
85 |
Kondensiertes Naphthalinsulfonat | 2 3 1 |
85 |
Laurylnatriumsulfat Alkylphenoläthylenoxydkondensat |
1 | 90 |
Alkylphenoläthylenoxydkondensat Dodecylbenzolsulfonsäure Kondensiertes Naphthalinsulfonat |
5 | 100 |
Laurylnatriumsulfat | 5 | 50 |
Laurylnatriumsulfat | 20 | 70 |
Neutrales Natriumsalz der Tallölsäure | 1 | 10 |
Neutrales Natriumsalz der Tallölsäure | 5 | 75 |
Natriumsalz eines sulfurierten, primären, mit einem Äthylenoxyd kondensierten Amins |
1 | 50 |
Natriumsalz eines sulfurierten, primären, mit einem Äthylenoxyd kondensierten Amins |
5 | 60 |
Alkanolaminkondensat | 50 | |
Alkanolaminkondensat | 55 | |
Die Wirksamkeit verschiedener Komplexbildner wurde dadurch bestimmt, daß die Wiederablagerung
von Verschmutzungen oder die Bildung von Flecken auf Aluminium beobachtet wurde, das bei 77° C in
verschiedene erfindungsgemäße Reinigungsgemische 65 getaucht wurde, die eine Konzentration von 45 g je
Liter Wasser hatte. Der Komplexbildner wurde in einer Konzentration von 1% verwendet, und an
Verschmutzungen wurden Mineralöl und Polierstoff
berücksichtigt. Das Reinigungsmittel enthält im übrigen
Natriumtetraborat 70°/0
Tetranatriumpyrophosphat 17 °/0
Kaliumdichromat 50J0
Kondensiertes Naphthalinnatriumsul-
fonat 20I0
Alkylphenoläthylenoxydkondensat ... 3 °/0
Dodecylbenzolsulfonsäure 2 °/0
Komplexbildner Gewichtsprozent |
Angriff; Fleckenbildung auf poliertem Aluminium |
Reinigur Mineralöl |
gskraft Polierstoff |
Abspülen in kühlem Wasser |
Natriumgluconat 1,0% |
keine Wiederabscheidung von Schmutz, keine Fleckenbildung, kein Angriff |
völlige Ent fernung in 15 Minuten |
völlige Ent fernung in 20 Minuten |
gut |
Sorbit 1,0% |
keine Wiederabscheidung von Schmutz, keine Fleckenbildung, kein Angriff |
völlige Ent fernung in 15 Minuten |
völlige Ent fernung in 20 Minuten |
gut |
Tetranatriumsalz der Äthylendiamintetra- essigsäure 1,0% |
keine Wiederabscheidung von Schmutz, keine Fleckenbildung, kein Angriff |
völlige Ent fernung in 15 Minuten |
völlige Ent fernung in 20 Minuten |
gut |
Claims (6)
1. Ein alkalisch reagierendes Salz und eine Verbindung des sechswertigen Chroms enthaltendes
Reinigungsmittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet,
daß es 35 bis 92 Teile Alkalitetraborat, 5 bis 35 Teile Alkalipolyphosphat und 0,3 bis 4 Teile
sechswertiges Chrom enthält.
2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,5 bis 5 Teile
wenigstens eines organischen oberflächenaktiven Mittels enthält.
3. Reinigungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es kondensiertes Naphthalinnatriumsulfonat,
Alkylarylsulfonsäure bzw. ihre Alkalisalze oder ein Alkylphenoläthylenoxydkondensat
enthält.
4. Reinigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylarylsulfonsäure und
ihre Alkalisalze eine 8 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisene Alkylgruppe haben und die Arylgruppe
ein Phenyl- bzw. ein Naphthylrest ist, und das Alkylphenoläthylenoxydkondensat folgende
0(CH2CH2O)nH
in der R eine 6 bis 12 Kohlenstoff atome aufweisende Alkylgruppe bedeutet und η = 8 bis 12 ist.
5. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich als
Komplexbildner 0,5 bis 5 Teile einer Polyhydroxycarbonsäure der Formel
CH2OH(CHOH)„COOH
in der η gleich 2 bis 5 ist, bzw. ihrer Alkalisalze, eines mehrwertigen Alkohols der Formel
CH2OH(CHOH)raCH2OH
in der η gleich 2 bis 5 ist, oder der Äthylendiamintetraessigsäure
bzw. deren Alkalisalze enthält.
6. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß es 35 bis 92 Teile
Natriumtetraborat, 5 bis 35 Teile Tetranatriumpyrophosphat und 0,3 bis 4 Teile sechswertiger
Chrom enthält.
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