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Es ist eine größere Anzahl von Rostschutzmitteln bekanntgeworden,
die sich vorteilhaft für den Korrosionsschutz metallischer Oberflächen einsetzen
lassen. Am weitesten verbreitet sind solche Mittel, die durch Bildung eines Ölfilmes
wirken. Diese Stoffe unterscheiden sich untereinander etwas hinsichtlich der Zeitdauer,
für die sie wirkungsvollen Rostschutz gewähren. Im wesentlichen sind sie jedoch
für praktische Anwendungszwecke gleichwertig. Nachteilig an dieser Art von Rostschutzmitteln
ist, daß sie sehr schwer von den metallischen Flächen wieder zu entfernen sind,
auf die sie aufgebracht worden sind. Die Entfernung des Ölfilmes, den sie gebildet
haben, ist zeitraubend und mühsam und erfordert in allen Fällen die Anwendung alkalischer
oder chlorierter Lösungsmittel, beispielsweise Trichloräthylen oder Perchloräthylen,
mit deren Hilfe und zeitweise sogar in erwärmtem Zustand die Mittel abgewaschen
werden müssen. Manchmal kommen auch Lösungsmittel aus der Reihe der Petroleumlösungsmittel
zur Anwendung.
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Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wurden neuerdings wasserlösliche
Rostschutzkompositionen entwickelt, die von den metallischen Oberflächen entweder
gar nicht entfernt zu werden brauchen oder leicht entfernbar sind. Typische Beispiele
dafür sind Alkalimetallnitrit, Dicyclohexylammoniumnitrit und Cyclohexylammoniumnitrit
sowie die Alkalimetallchromate. Diese wasserlöslichen Stoffe sind insofern vorteilhaft,
als sie in das Metall eindringen. Sie gewähren jedoch nicht den guten Rostschutz
wie die entsprechenden ölfilmbildenden Rostschutzmittel, und ihre Schutzdauer in
freier Atmosphäre erstreckt sich auch nicht auf eine so lange Zeit.
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Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin,
ein solches Rostschutzmittel zu entwickeln, das sich bei Bedarf sehr leicht wieder
entfernen läßt, das einen intensiven Schutz für eine lange Zeitdauer gewährleistet
und überdies das Aussehen der geschützten Metalloberflächen praktisch nicht verändert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine wäßrige oder alkoholische Rostschutzmittellösung,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lösung 50 bis 100 Teile eines Reaktionsproduktes
einer gesättigten Fettsäure mit 6 bis 16 C-Atomen und eines Alkyl- oder Cycloalkylamins
mit 6 bis 12 C-Atomen, 20 bis 200 Teile eines Alkalimetallbenzoats und 1 bis 50
Teile eines N-Alkylolamids enthält.
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Besonders vorteilhaft hat sich eine Lösung erwiesen, bei der das Aminsalz
das Reaktionsprodukt eines Amins mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und einer gesättigten
Fettsäure mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und das N-Alkylolamid das Reaktionsprodukt
eines Äthanolamins - mit einer gesättigten Fettsäure mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen
ist.
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Es hat sich gezeigt, daß alle drei genannten Verbindungen zusammenwirken
müssen, um den beabsichtigten Effekt zu erzielen. Die Abwesenheit nur einer Komponente
des erfindungsgemäßen Rostschutzmittels verschlechtert die Schutzeigenschaften im
Vergleich zu den bereits bekannten Rostschutzmitteln vom ölfilmbildenden Typ.
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Ein Aminsalz einer Fettsäure in einem bestimmten Molekulargewichtsbereich
ist als flüchtiges Rostschutzmittel bekannt, das bei Raumtemperatur dazu neigt,
zu sublimieren. Ebenfalls bekannt ist ein Alkalimetallbenzoat als Kontaktrostschutzmittel
zum Überziehen von metallischen Flächen. Die Zugabe des Alkalimetallbenzoats zu
einer Rostschutzlösung verstärkt deren Rostschutzwirkung. Ein N-Alkylolamid besitzt
sowohl oberflächenaktive als auch Rostschutzeigenschaften. Die oberflächenaktive
Wirkung dieser Komponente dient zur Verringerung der Oberflächenspannung der gesamten
Lösung, so daß dadurch die Kontaktwirkung des Rostschutzmittels der Lösung sehr
stark erhöht wird. Es hat sich gezeigt, daß ein Aminsalz einer Fettsäure, z. B.
Cyclohexylaminlaurat und ein Alkalimetallbenzoat, z. B. Natriumbenzoat, die Korrosionsschutzdauer
und die Schutzdauer der Lösung außerordentlich erhöhen. Die gleichzeitige Anwesenheit
eines N-Alkylolamids in der gesamten Lösung dient ebenfalls zur Verringerung der
Oberflächenspannung, um auf diese Weise das Aufbringen auf metallische Flächen zu
erleichtern. Versuche haben gezeigt, daß die Rostschutzmittellösung gemäß der vorliegenden
Erfindung auf Metallflächen einen gleichförmigen Film von etwa 5 - 10-3 p. bis 5
#t Dicke nach dem Verdampfen der wäßrigen oder alkoholischen Bestandteile bildet.
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Das N-Alkylolamid als Bestandteil der erfindungsgemäßen Rostschutzlösung
besitzt eine besondere oberflächenaktive Wirkung, die die Ablagerung des Aminsalzes
einer Fettsäure und des Alkalimetallbenzoats auf den Metalloberflächen in ausreichenden
Mengen gewährleistet. Versuche haben gezeigt, daß sich die besten Resultate durch
Mischung von 50 bis 100 Gewichtsteilen eines Reaktionsproduktes einer gesättigten
Fettsäure mit 6 bis 16 C-Atomen und eines Alkyl- oder Cycloalkylamins mit 6 bis
12 C-Atomen, 20 bis 200 Teilen Alkalimetallbenzoat und 1 bis 50 Teilen N-Alkylolamid
in einer Konzentration von 1 bis 100/, einer wäßrigen oder alkoholischen
Lösung erzielen lassen. Mischungen, die über die oberen Grenzen des angegebenen
Bereiches hinausgehen, erweisen sich als unwirtschaftlich und Zusammensetzungen,
die die untere Grenze des angegebenen Bereiches unterschreiten, als unwirksam. In
den nachfolgenden Beispielen werden einige spezielle Lösungen näher erläutert.
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Der Begriff »Aminsalz einer Fettsäure« bedeutet im Rahmen der vorliegenden
Erfindung Reaktionsprodukte einer gesättigten Fettsäure mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen
mit einem Alkyl- oder Cycloalkylamin mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen, z. B. Cyclohexylaminlaurat,
Dicyclohexylamincaprylat, Cyclohexylaminmyristat und Octylaminstearat. Die gesättigte
Fettsäure und das Amin werden entweder in einem äquivalenten Molverhältnis oder
in einem etwas darüber hinausgehenden Verhältnis zur Reaktion gebracht. Als Produkt
entsteht ein Salz ohne Amidglieder.
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Der Begriff »Alkalimetallbenzoat« umfaßt Natrium-, Kalium- und Lithiumbenzoat.
An Stelle der Alkalimetallbenzoate können auch Nitritverbindungen, beispielsweise
Natriumnitrit, Anwendung finden.
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Der Begriff »N-Alkylolamid« umfaßt Reaktionsprodukte einer gesättigten
Fettsäure mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen mit einer Diäthanolaminverbindung, beispielsweise
Diäthanolamincaprinsäureamid und Diäthanolaminlaurinsäureamid. 1 Mol einer solchen
Fettsäure wird mit 2 Mol des Alkylolamins zur Reaktion gebracht, so daß der Überschuß
des letzteren Reaktanten lose Bindungen mit dem entstehenden Amin eingeht und dadurch
eine verbesserte Wasserlöslichkeit gewährleistet.
Die erfindungsgemäßen
Rostschutzlösungen lassen sich auf Eisen und seine Legierungen, Aluminium, Zinn,
Zink und sonstige Metalle aufbringen. Das Aufbringen kann mit Hilfe von Bürsten
und Walzen oder durch Sprühen oder Tauchen erfolgen. Beispiel 1 Es wurden drei unterschiedliche
wäßrige Lösungen hergestellt 1. Eine wäßrige Lösung aus Cyclohexylaminlaurat, Diäthanolaminlaurinsäureamid
und Natriumbenzoat, 2. eine wäßrige Lösung aus zweien der vorstehenden drei Verbindungen
und 3. eine wäßrige Lösung aus einer der drei vorstehenden Verbindungen.
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Die Zusammensetzungen der Lösungen sind in der nachfolgenden Tabelle
1 angegeben.
| Tabelle I |
| Korrosions- |
| Verbindungen Gewichts- schutzfaktor |
| menge o |
| i |
| i Cyclohexylamin- |
| laurat ......... 100 |
| Probe 1 !, Diäthanolamin- |
| laurinsäureamid 10 100 |
| 1 Natriumbenzoat .. 100 |
| Wasser .......... 3000 |
| Cyclohexylamin- |
| Taurat ......... 150 |
| Diäthanolamin- 75 |
| laurinsäureamid 60 |
| Wasser .......... 3000 |
| Cyclohexylamin- |
| Probe 2, I Taurat . . . . . . . . . 150 90 |
| Natriumbenzoat .. 60 |
| Wasser .......... 3000 |
| Diäthanolamin- |
| laurinsäureamid 150 90 |
| Natriumbenzoat .. 60 |
| Wasser .......... 3000 |
| Cyclohexylamin- |
| laurat ......... 210 80 |
| Wasser .......... 3000 |
| Probe 3@' Diäthanolamin- |
| laurinsäureamid 210 70 |
| Wasser .......... 3000 |
| Natriumbenzoat .. 210 1 85 |
| Wasser .......... 3000 J |
| Bekannte Rostschutzmittel |
| des ölfilmbildenden Typs - 95 |
| Unbehandelter Stahl ....... - 20 |
Der Korrosionsschutzfaktor ist definiert durch das Verhältnis
Jeweils eine Probe aus kaltgewalztem Stahl mit den Abmessungen 60 - 80 - 1,2 mm
wurde sehr kurzzeitig in jede der drei Lösungen eingetaucht und anschließend 30
Minuten lang der Atmosphäre ausgesetzt, bis sich ein Lösungsfilm von einer Dicke
von etwa 0,7 #t Dicke auf der Oberfläche gebildet hatte. Die so behandelte Probe
wurde in polyäthylenbeschichtetes Papier eingewickelt, jedoch zwecks Erhaltung des
Luftzutrittes nicht versiegelt.
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Als Vergleichsversuche wurden ähnliche Proben unter ähnlichen Bedingungen
mit im Handel erhältlichen Rostschutzmitteln des ölfilmbildenden Typs durchgeführt.
Jede verpackte Probe wurde in einem Behälter einer Umgebung mit einer Temperatur
von 60°C und 900/, relativer Luftfeuchtigkeit wähnend einer Zeitdauer von
15 aufeinanderfolgenden Tagen ausgesetzt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle
1 angegeben.
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Beispiel 2 Auf ähnliche Weise wie bereits im Beispiel 1 wurden drei
unterschiedliche Testlösungen vorbereitet, wobei Dicyclohexylamincaprylat, Monoäthanolaminölsäureamid
und Natriumbenzoat zur Anwendung kamen und auf Stahlproben ein Lösungsfilm von 0,6
&, Dicke aufgebracht. Jede eingepackte Probe wurde 15 Tage lang in einem Behälter
unter wechselnden Bedingungen gehalten. Die Bedingungen sahen jeweils einen Zyklus
von 16 Stunden bei einer Raumtemperatur von 60°C und 80 °/o relativer Luftfeuchtigkeit
und 8 Stunden bei einer Raumtemperatur von 5'C und 80 °/a relativer Luftfeuchtigkeit
vor. In gleicher Weise wurden wieder Vergleichsversuche mit im Handel erhältlichen
Rostschutzmitteln des ölfilmbildenden Typs durchgeführt. Die Testergebnisse sind
in Tabelle 2 wiedergegeben.
| Tabelle 2 |
| Korrosions- |
| Verbindungen Gewichts- menge schutzfaktor |
| Dicyclohexylamin- |
| caprylat ....... 100 |
| Monoäthanolämin- |
| Probe 1 ölsäureamid .... 20 100 _ |
| Natriumbenzoat .. 100 |
| Wasser .......... 1500 |
| Methanol ........ 1500 |
| I |
| @@ Dicyclohexylamin- |
| caprylat ....... 200 |
| Monoäthanolamin-70 |
| ölsäureamid .... 20 |
| Wasser .......... 1500 |
| Probe 2 I Methanol . . . . . . . . 1500 |
| Dicyclohexylamin- |
| caprylat ....... 110 |
| Natriumbenzoat .. 110 @- 85 |
| Wasser .......... 1500 |
| Methanol ........ 1500 |
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Korrosions-Verbindungen Gewichts-
schutzfaktor menge (a/o) Dicyclohexylamin caprylat ....... 220 60 Wasser ..........
1500 Methanol . . . . . . . . 1500 Monoäthanolamin-Probe 3 ölsäureamid
.... 220 40 Wässer .......... 1500 Methanol ........ 1500 Natriunibenzoat
.. 220 Wasser .......... 1500
75 Methanol .
....... 1500 Bekannte
Rostschutzmittel vom ölfilmbildenden Typ - 80 Unbehandelter Stahl
......
- 5 Der Korrosionsschutzfaktor ist definiert als
Beispiel 3 Unter gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 wurde eine Versuchsreihe
durchgeführt, bei der jedoch eine Probe aus reinem Aluminium mit den Abmessungen
60 - 8 - 2 mm zur Anwendung kam. Die Korrosion der Probe wurde dadurch bestimmt,
daß die Oberflächenbeschaffenheit vor und nach der Behandlung verglichen wurde.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 wiedergegeben.
| Tabelle 3 |
| Verbindungen Gewichts- Oberflächen- |
| menge Beschaffenheit |
| Dicyclohexylamin |
| caprylat ....... 100 |
| Monoäthanolamin- unver- |
| Probe 1 1 nlsäureamid .... 20 ändert |
| Natriumbenzoat .. 1t)0 |
| Wasser .......... 1500 |
| Methanol ........ 1500 |
| Dicyclohexylamin- |
| caprylat ....... 200 teilweise |
| Monoäthanolamin- 20 weiße |
| ölsäureamid .... 20 Rost- |
| Wasser .......... 1500 flecken |
| Probe 2 Methanol . . . . . . . . 1500 |
| Dicyclohexylamin teilweise |
| caprylat ....... 110 |
| weiße |
| Natriumbenzoat .. 110 Rost- |
| Wasser .......... 1500 flecken |
| Methatlol ........ 1500 |
Tabelle 3 (Fortsetzung)
Verbindungen Gewichts- Oberflächenmenge Beschaffenheit
1 Dicyclohexylamincaprylat ....... 220 desgl. Wasser .......... 1500 Methanol ........
1500 Monoäthanolamin-Probe 3# ölsäureamid 220 Wasser
.......... 1500 desgl.
Methanol ........ 1500 f Natriumbenzoat .. 220 ' Wasser .......... 1500 desgl. Methanol
........ 1500 Unbehandeltes Aluminium - ganze Fläche weiß oxydiert Beispiel 4 In
einer weiteren Versuchsreihe wurden die verschiedenen Proberdösungen, die in der
nachfolgenden Tabelle 4 angegeben sind, jeweils in einer Menge von 100 ccm in einen
Behälter mit 9 cm Innendurchmesser und 15 cm Höhe eingebracht. Eine Probe aus kaltgewalztem
Stahl mit den Abmessungen 6 - 10 - 0,2 cm wurde auf halbe Länge in den Behälter
eingetaucht und 30 Tage lang dem Einfluß der Lösungen ausgesetzt, während die obere
Hälfte der Proben unter Atmosphäreneinfluß stand. Als Kontrollversuch wurde auch
eine Probe in destilliertes Wasser eingetaucht. Tabelle 4 zeigt wieder die ermittelten
Ergebnisse. Der Korrosionsfaktor ist auf gleiche Weise wie in den vorhergehenden
Versuchen definiert.
| Tabelle 4 |
| Korrosionsschutz- |
| Gewichts- faktor (°/o) |
| Verbindungen menge einge- nicht ein- |
| tauchter getauchter |
| Bereich ` Bereich |
| Caprylamin- |
| Taurat ... 120 |
| Mono- |
| äthanol- |
| Probe 1 aminöl- 100 100 |
| säureamid 20 |
| i Natrium- |
| , benzoat.. 180 |
| Wasser .... 3000 |
| Caprylamin- j |
| Taurat ... 320 100 80 |
| Wasser .... 3000 |
| Mono- |
| äthanol- |
| Probe 2 aminöl- 100 40 |
| säureamid 320 |
| Wasser .... 3000 |
| Natrium- |
| benzoat.. 320 100 60 |
| Wasser .... 3000 |
| Destilliertes Wasser 0 5 |