DE1621576B2

DE1621576B2 - Entwaesserungsfluessigkeiten

Info

Publication number: DE1621576B2
Application number: DE1967F0052974
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr.;Krempl Engelbert; 8261 Burgkirchen; Stahl Ottmar Dr. 8939 Schwabmünchen; Lorke Horst 6230 Frankfurt Müller
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-07-15
Filing date: 1967-07-15
Publication date: 1977-05-26
Also published as: BE718090A; FR1579123A; DE1621576A1

Description

Die Erfindung betrifft ein nichtemulgierendes und korrosionsschützendes Mittel zur Entwässerung von metallischen Oberflächen aus Eisen und dessen Legierungen auf Basis organischer, mit Wasser nichtmischbarer Lösungsmittel im Verein mit Aminsalzen organischer Säuren und oxalkylgruppenhaltigen Tensiden, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel aus

a) einem bei Normalbedingungen rückstandsfrei verdunstenden und mit Wasser nichtmischbaren Lösungsmittel,

b) einem Aminsalz einer organischen Säure, bestehend aus

α) Caprylamin, tert-C-Octylamin, Dibutylamin

oder Isodecylamin und
ß) Capronsäure, Caprylsäure, 2-Äthylhexancarbonsäure oder Isononansäure,

c) einem Umsetzungsprodukt von 2 bis 10 Mol Alkylenoxid mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen mit 1 Mol Alkylphenol

besteht.

Zur Trocknung von wasserfeuchten und nassen Materialoberflächen insbesondere von metallischen Gegenständen, haben in letzter Zeit Entwässerungsflüssigkeiten zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Die Entwässerung erfolgt mit in Wasser nichtmischbaren organischen Lösungsmitteln und Lösungsmittelgemischen, die geeignete Zusätze enthalten. Das Verfahren wird u. a. angewandt

nach einer elektrolytischen Oberflächenveredelung,

nach mechanischen Polierverfahren,

nach der anodischen Entschlämmung,

nach dem allgemeinen Finish von Fertig- und Zwischenfabrikaten.

Die Entwässerungsflüssigkeiten haben dabei die Aufgabe, das Wasser von den Gegenständen zu verdrängen und sie zu reinigen und nach dem Antrocknen glänzende, fleckenfreie Oberflächen zu erzeugen (»Werkstoff und Korrosion«, 12, 473 [1961]).

Die genannten Flüssigkeiten sollen mit Wasser nicht emulgieren, das Wasser schnell ablösen und — sofern es sich um metallische Werkstücke handelt — diese temporär vor Rost schützen. Die angetrockneten Filme sollen möglichst dünn sein und nicht kleben. Damit scheiden für diese Art von Entwässerungsflüssigkeiten ölige Träger aus; es kommen deshalb nur leicht verdunstbare Lösungsmittel in Frage.

Es ist aus der niederländischen Patentschrift 2 15 911 und der österreichischen Patentschrift 2 10 393 bekannt, daß quartäre Ammoniumsalze und — aus »Werkstoff und Korrosion«, 14, 1045 (1963) bekannt — hochmolekulare Alkylsulfonate in Verbindung mit organischen Lösungsmitteln für Entwässerungszwecke eingesetzt werden können. Außerdem ist der Zusatz von Dicyclohexylamincaprylat zu öligen Trägern, die für den vorliegenden Fall jedoch ungeeignet sind, aus der US-Patentschrift 27 84 104 zu entnehmen.

In der DT-AS 11 04 287 werden für den gleichen Zweck grenzflächenaktive Alkylenoxidaddukte in einem nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmittel eingesetzt. Den Beispielen 1 bis 3 dieser Auslegeschrift ist aber zu entnehmen, daß jeweils nur 0,1 bis 0,2%, bezogen auf das organische Lösungsmittel, eingesetzt werden kann, ansonsten Emulsionsbildung eintritt. Bei diesen niedrigen Konzentrationen geht die Entwässerung relativ langsam vor sich. Will man jedoch, wie dies die Praxis fordert, schnell entwässern, müßte man 1 bis 2% dieser Verbindung einsetzen. Wie die Versuche 7 bis 8 in Tabelle 2 zeigen, bewirken grenzflächenaktive

Äthylenoxidaddukte gemäß DT-AS 11 04 287 bei einer Konzentration von 1% bereits eine 100%ige Emulsion. Hinzu kommt, daß der Korrosionsschutz vollständig fehlt. Beide Mängel können aber behoben werden, wenn die erfindungsgemäßen Aminsalze hinzugefügt werden.

Die genannten Entwässerungsmittel besitzen aber noch erhebliche Mängel. Entweder neigen sie stark zur Emulsionsbildung, oder die Reinigungswirkung ist nur wenig ausgeprägt. Die Emulsionsbildung ist trotz guter Entwässerung ein besonders schwerer Nachteil, weil es hierdurch unmöglich gemacht wird, das abgeschiedene Wasser kontinuierlich abzulassen. Außerdem ist die Löslichkeit der genannten Wirkstoffe in den flüchtigen, wasserunlöslichen Lösungsmitteln nur ungenügend.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß es in einfacher Weise gelingt, Entwässerungsflüssigkeiten herzustellen, die keine Emulgierneigung, gute wasserverdrängende und reinigende Eigenschaften besitzen und nach dem Antrocknen nichtklebende, glänzende

Oberflächen ergeben, wenn man nichtemulgierende und korrosionsschützende Mittel aus

b) einem Aminsalz einer organischen Säure, bestehend aus

λ) Caprylamin, tert.-C-Octylamin, Dibutylamin

einsetzt.

Die neuen Entwässerungsflüssigkeiten besitzen den Vorteil, eine schnelle Entwässerung, gute Reinigungswirkung, gute Kältebeständigkeit und scharfe Schichtentrennung zwischen Wasser und Lösungsmittelphase miteinander zu vereinigen. Die beanspruchten nichtemulgierenden Salze haben zusätzlich noch die Eigenschaft, getauchte Metallgegenstände beim Lagern vor Rost zu schützen.

Unter »Lösungsmittel« im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man alle wasserunlöslichen organischen Flüssigkeiten, insbesondere Benzin und Benzinfraktionen, wie Solventnaphta, Schwerbenzin und dergleichen, die — in dünner Schicht aufgetragen — unter Normalbedingungen rückstandsfrei verdunsten. Die Lösungsmittel können für sich allein und in Kombination eingesetzt werden. Für die Anwendung besitzen Flüssigkeiten mit einem spezifischen Gewicht < 1 die größere Bedeutung, da sich in diesem Fall das Wasser unten absetzt und leicht abgetrennt werden kann. Durch den Zusatz von linearen und verzweigten aliphatischen Alkoholen mit 4 bis 8 C-Atomen kann in vielen Fällen eine Verbesserung der Entwässerungsflüssigkeit erreicht werden.

Als erfindungsgemäß zu verwendende Amine kommen Caprylamin, tert.-C-Octylamin, Dibutylamin oder Isodecylamin in Frage.

Als Säurekomponenten werden eingesetzt: Capronsäure, Caprylsäure, 2-Äthylhexancarbonsäure oder Isononansäure.

Die beanspruchten Amine und Säuren können sowohl als reine Individuen als auch in Mischung untereinander vorliegen. Amine und Säuren können im Äquivalentverhältnis 70 zu 30bis 30 zu 70 gemischt werden.

Umsetzungsprodukte von 2 bis 10 Molen Alkylenoxid mit 2 bis 4 C-Atomen mit einem Mol eines Alkylphenols sind Oxalkylate und besitzen von sich aus eine gute Entwässerungswirkung. Sie haben aber den großen Nachteil, daß sie zur Emulgierung zwischen Wasser und Lösungsmittel neigen und keinen Rostschutz besitzen (s. Beispiele 7 und 8, Tabelle 2). Ihre Zusatzmenge hängt davon ab, inwieweit die Kombination mit den vorher beschriebenen Aminsalzen in der Lage ist, das Emulgiervermögen der Oxalkylate zu kompensieren. Erfahrungsgemäß ist ein Zusatz an Oxalkylaten bis zur gleichen Menge an Aminsalz möglich. Durch Variation der Mengenverhältnisse an Oxalkylaten und Aminsalzen können die Entwässerungsflüssigkeiten den jeweiligen Anforderungen der Praxis, z. B. hinsichtlich Entwässerungsgeschwindigkeit und Rostschutz, angepaßt werden.

Die Herstellung der Entwässerungsflüssigkeiten kann durch einfaches Mischen der Komponenten, eventuell unter leichtem Erwärmen, erfolgen.

Prüfverfahren

Die vergleichende Prüfung der Entwässerungsflüssigkeiten wurde mit Testbenzin als Lösungsmittel durchgeführt. Die Zusatzmenge an sogenanntem Entwässerungswirkstoff bei den in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Beispielen beträgt jeweils 1%.

a) Emulgierneigung

50 ml Wasser und 50 ml Entwässerungsflüssigkeit wurden in einem 100 ml Schüttelzylinder 2 Minuten is kräftig geschüttelt. Nach dem Schütteln wird die Emulsionsphase in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt. Die in Tabelle 1 und 2 angegebenen Werte geben die emulgierte Schicht in Volumenprozenten an.

b) Entwässerungswirkung

40 g entfettete und getrocknete Eisendrehspäne werden mit 20 ml destilliertem Wasser überschichtet und das überschüssige Wasser kurz darauf abgesaugt. Die anhaftende Restwassermenge beträgt 1,5 —4 g. Die nassen Späne werden dann in einem perforierten Einsatz in ein graduiertes Meßgefäß eingeführt, das 3c 60 ml der Entwässerungsflüssigkeit enthält. Die abgeschiedene Wassermenge wird nach 3 Minuten abgelesen. Die in den Tabellen 1 und 2 genannten Werte geben das prozentual abgeschiedene Wasser an, bezogen auf die ursprünglich anhaftende Menge.

c) Korrosionsschutzwirkung

Der Prüfmethode liegt ein modifizierter Herbertstest zugrunde. Die nachfolgend aufgeführte Methode entspricht weitgehend den Bedingungen in der Praxis. Die für die Prüfung der Entwässerungswirkung unter b) benutzten Metallspäne werden nach der Messung herausgenommen und ca. 5 ml der lösungsmittelfeuchten Späne auf Filterpapier 4x4 gelegt. Zur Trocknung läßt man die Späne 24 Stunden bei Zimmertemperatur liegen. Die dann von Testbenzin freien Prüfplättchen werden mit 1 ml Wasser gleichmäßig befeuchtet und 24 Stunden bei 20° C über Wasser gelagert Die Auswertung erfolgt nach dem Entfernen der Späne. Der Grad der Verrostung kann an der Rostabscheidung auf dem Papier festgestellt werden. Die Beurteilung des Rostgrades erfolgt nach DIN 5162, wobei die Note

0 = rostfrei

1 =0,5-1 % der Fläche mit Rost bedeckt

2 = ca. 5% der Fläche mit Rost bedeckt

3 = ca. 15% der Fläche mit Rost bedeckt 4 = 30-40% der Fläche mit Rost bedeckt 5 = mehr als 50% der Fläche mit Rost bedeckt

bedeuten.

Zur Erhöhung der Dauer des Korrosionsschutzes, den die behandelten Metalle durch die erfindungsgemäßen Mittel erlangen, können den Entwässerungsflüssigkeiten bekannte Rostschutzmittel, wie Wollfett, Wachse, Oleoylsarcoside und deren Salze, hinzugesetzt werden.

Beispiele 1—3

Lösungsmittel: Testbenzin

Zusatz an Entwässerungswirkstoff: 1 Gew.-%

Tabelle 1

Säure

MG¹) Amin MG') MG²) V3)

Em«) Entw.5)

1 Caprylsäure 144 Caprylamin

2 Isononansäure 159 Dibutylamin

3 Capronsäure 116 Isodecylamin

273
278
273

50:50
40:60
30:70

0 0 0

60
80
90

Molekulargewichte.

Summe der Molgewichte von Amin und Säure.

Äquivalentes Verhältnis Säure : Amin.

Emulsionsphase in Prozenten nach 5 Min. Standzeit Entwässerungsgrad in Volumprozenten.
Rostschutz nach DIN 5162.

Beispiele 4—8 Verbesserung der Entwässerungswirkung durch Zusatz von Oxalkylaten

Lösungsmittel: Testbenzin

Zusatz an Entwässerungswirkstoff: 1 Gew.-%

Tabelle 2

Nr. Mischung der Tabelle 1

Basis

Umsetzung mit Äthylenoxyd²)

o/o')

Em.³) Entw.3)

Rostschutz

4	1	60	Tnbutylphenol	4	40	0	95	0
5	2	80	Laurylamin	2	20	5	90	0-1
CTl	3	50	Nonylphenol	6	50	0	90	0
7			Tributylphenol	4	100	85	85	5
8			Nonylphenol	6	100	90	80	5

¹J Anteil der Wirkstoffkomponenten in Gew.-%.

²) Mol Äthylenoxid pro Mol Basisprodukt

3) Siehe Tabelle 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Nichtemulgierendes und korrosionsschützendes Mittel zur Entwässerung von metallischen Oberflächen aus Eisen und dessen Legierungen auf Basis organischer, mit Wasser nichtmischbarer Lösungsmittel im Verein mit Aminsalzen organischer Säuren und oxalkylgruppenhaltigen Tensiden, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel aus

b) einem Aminsalz einer organischen Säure, bestehend aus

<x) Caprylamin, tert.-C-Octylamin, Dibutylamin

oder Isodecylamin und
ß) Capronsäure, Caprylsäure, 2-Äthylhexancarbonsäure oder Isononaiisäure,

besteht.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Testbenzin, Caprylamin, Caprylsäure und dem Umsetzungsprodukt von 1 Mol Tributylphenol mit 4 Molen Äthylenoxid besteht.

3. Mittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Amin und Säure im Äquivalenzverhältnis 70 :30 bis 30 :70 vorliegen.

4. Mittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische verschiedener Aminsalze und oxyalkylgruppenhaltiger Tenside eingesetzt werden.

5. Mittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die Aminsalze in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-% enthält.

6. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich lineare und verzweigte aliphatische Alkohole mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen enthalten. -;.