DE1901061A1 - Enteisungsfluessigkeit fuer Flugzeugoberflaechen - Google Patents

Description

Enteisungsflüssip-keit für Flugzeugoberflächen

Die Erfindung betrifft eine Enteisungsflüssigkeit für Flugzeugoberflächen mit langanhaltend konservierender Wirkung auf der Basis von Polyalkoholen.

Es ist bereits bekannt, zur Entfernung von Eis und Reif auf Plugzeugoberflächen Enteisungsflüssigkeiten auf der Basis von Polyalkoholen einzusetzen. So ist der deutschen Patentschrift 631 325 (Seite 2, Zeilen 69 bis 84) zu entnehmen, daß Enteisungsflüssigkeiten Äthylenglykol und/oder Glyzerin als Grundsubstanzen enthalten. Femer ist in der Y.T.L.-Vorschrift 6850-013 angegeben, daß solche Enteisungsflüssigkeiten aus mindestens 88 Gewichtsprozent 1,2-Glykolen und 9,5 Gewichtsprozent Wasser (neben 1,0 Gewichtsprozent Dikaliumphosphat und 0,5 Gewichtsprozent Natrium-di-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat) bestehen.

Diese bekannten Enteisungsflüssigkeiten zeigen zwar eine befriedigende auftauende Wirkung; es haftet ihnen aber der beträchtliche Mangel an, daß sie gegen den Wiederbefall der Oberflächen mit Eis und Reif nur geringe Wirkung zeigen.

Bei Flugzeugen, die vereisenden Bedingungen ausgesetzt sind, wird jedoch über lange Zeiträume ein Schutz gegen Eisbefall gefordert.

Es wurde nun eine Enteisungsflüssigkeit für Flugzeugoberflächen mit langanhaltend konservierender Wirkung auf Basis von PoIy-

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alkoholen, gegebenenfalls ein Netzmittel enthaltend, gefunden, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt von 0,05 "bis 10, vorzugsweise 0,5 "bis" 5 Gewichtsprozent eines Alkalisalzes eines filmbildenden Polymeren einer ungesättigten Carbonsäure, vorzugsweise eines Homopolymeren der Acryl-, Methacryl- oder Maleinsäure oder eines Copolymeren dieser Säuren mit 5 Ms 70, vorzugsweise 20 bis 50 Molprozent copolymer is ierbar er Monomerer, wobei die Viskosität einer Iprozentigen wäßrigen Lösung der Polymeren bzw. Copolymeren bei pH 7»5 bis 9_f0 und 20 ⁰C im Bereich von 100 bis 5000, vorzugsweise von 500 bis 2000 cSt liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Enteisungsflüssigkeit zusätzlich 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, insbesondere 3 bis 6 Gewichtsprozent, eines Mischkondensates aus Äthylenoxid und Propylenoxid im Gewichtsverhältnis 50 : 50 bis 75 : 25 vom Molgewicht 5000 bis 50 000, vorzugsweise 10 000 bis 20 000, und/ oder 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, insbesondere 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, eines Polyäthylenglykols vom Molgewicht von 1000 bis 5000, vorzugsweise von 1000 bis 2000.

f Es können mit Vorteil auch solche Polymerisate der Acryl- oder Methacrylsäure und Maleinsäure herangezogen werden, die mit mehrfach ungesättigten Verbindungen, wie Äthylenglykoldimethacrylat, Athylenglykoldiacrylat, Divinylsuccinat oder dergleichen, vernetzt sind.

Als Copolymere sind solche heranzuziehen, die aus Acryl- und/ oder Methacrylsäure einerseits und Acrylsäureamid, Vinylmethyläther und/oder Acryl- bzw. Methacrylsäure-methylester oder -äthylester durch Polymerisation in üblicher Weise erhalten werden.

Geeignete Comonomere für Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid sind: Methylvinyläther und/oder Styrol.

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Die Comonomeren sollen dabei in Mengen von 5 bis 70, vorzugsweise 20 bis 50 Molprozent, bezogen auf das gesamte Monomerengeinisch, vorliegen.

Die Polymerisate, die vorzugsweise in Wasser als Lösung oder Dispersion vorliegen, sollen durch Neutralisation mit Alkalien "bzw. stark alkalisch reagierenden Salzen, wie Alkalicarbonaten oder Alkaliphosphaten, auf einen pH-Wert von 7 bis 10, vorzugsweise 7,5 bis 8,5» eingestellt sein. Bevorzugt soll zur Neutralisation der Säure Natron- oder Kalilauge v^ «/endet v/erden. Die Viskosität einer tprozentigen wäßrigen Lösung der neutralisierten Polycarbonsäuren (pH-Wert = 7,5 bis 9,0) soll bei 20 ⁰G 5000 cSt nicht überschreiten.

Ammoniumsalze oder Aminsalz⁰ solcher Polycarbonsäuren zeigen eine geringere Wirkung als Alkclisalze. Den besten Effekt ergeben Alkalisalze vernetzter Polymethacrylsäuren.

Je nach der Viskosität der neutralisierten Polycarbonsäuren in wäßriger Lösung soll die Zugabe 0,2 bis 5 $» vorzugsweise 0,3 bis 1 #, als Feststoff betragen. Zur Neutralisation soll die Lösung bzw. Dispersion in Wasser oder einem Glykol verdünnt und dann dem Glykol oder Glykolgemisch zugerührt werden.

Je nach Anforderung kann der Enteisungsflüssigkeit ein Korrosionsschutzmittel gegen einen Angriff auf Aluminium und Stahl und ein Antischaummittel zugesetzt werden. Bevorzugte Korrosionsschutzmittel sind Alkaliphosphate, insbesondere Dikaliumphosphat oder Amin- oder Alkalisalze von wasserlöslichen Phosphorsäurepartialestern, beispielsweise ein handelsübliches ITa-SaIz des Butylphosphorsäurepartialesters. Als mögliche /.nt!schaummittel sind Produkte auf Silikonbasis besonders geeignet, wie z.B. Dispersionen handelsüblicher Dimethylpolysiloxane, sogenannte Silikon-Antischaumemulsionen.

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Beispiel 1

In einem Rührkessel werden 15,00 kg Wasser vorgelegt und mit 27,50 kg Äthylenglykol vermischt. Unter Rühren werden hierzu 0,60 kg einer wäßrigen Dispersion einer mit ÄthylenglykoIdimethacrylat vernetzten Polymethacrylsäure (Peststoffgehalt 28 fo) zugegeben. (Als Iprozentige wäßrige Lösung zeigt das Ha-SaIz dieser Polycarbonsäure eine Viskosität von etwa 2000 cP bei einem pH-Wert von 8,5.) Fach entsprechender Mischung wird unter Rühren mit 0,08 kg 50prozentiger Natronlauge neutralisiert, wobei ein pH-Wert von etwa 8,6 erreicht wird. In dieser Mischung werden anschließend 0,50 kg Dikaliumphosphat und 3,80 kg eines Mischkondensates aus 75 Gewichtsprozent Äthylenoxid und 25 Gewichtsprozent Propylenoxid vom Molgewicht 25 000 aufgelöst. Schließlich werden noch 2,00 kg Heizmittel auf Basis eines NOnylphenoloxäthylates (1 Mol Nonylphenol, 20 Mol Äthylenoxid) in geschmolzenem Zustand eingerührt. Zum Schluß wird diese Yorlösung mit 50 kg 1,2-Propylenglykol vermischt. Nach weiterer Zugabe von 0,005 Volumprozent einer handelsüblichen Silikondispersion entspricht die fertige Enteisungsflüssigkeit der Air Canada Spezifikation vom 15.7.1966. Durch diese Enteisungsflüssigkeit wird weder Plexiglas noch Aluminium angegriffen, noch tritt an hochfesten Stählen eine Wasserstoff-Versprödung auf, welche Eigenschaften als wesentliche Forderungen der Spezifikation anzusehen sind.

Beispiel 2

Es werden 8 verschiedene Enteisungsflüssigkeiten hergestellt, deren Rezepturen aus der folgenden Tabelle zu ersehen sind. Die Herstellung der Flüssigkeiten wird sinngemäß wie in Beispiel 1 angegeben durchgeführt. Bei allen Mischungen beträgt der pH-Wert etwa 8.

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Zur Ausprüfung der konservierenden Wirkung wird ein Gerät "benutzt, auf das die Enteisungsflüssigkeiten "bei -10 ⁰O aufgegossen werden. Das Gerät besteht aus einem etwa 400 χ 400 mm langen Hohlkasten aus V2A-Blech, der eine Tiefe von etwa 10 mm aufweist. Das ganze Gerät ist in einem Winkel von 45° geneigt und wird mit einer Kühlsole von -10 ⁰C durchflossen. Der innere Hohlteil der Kammer wird durch Bleche abgeteilt, um einen gleichmäßigen Durchfluß der Kühlsole zu erreichen. Auf der geneigten Oberfläche werden durch Aufschrauben von 7 ca. 10 mm starken Plexiglasstreifen 6 Bahnen zum Aufgießen der Defroster hergestellt. Gemessen wird die Zeit, die bis zum Ablaufen der Defroster infolge Wasseraufnähme beim Stehen an der Luft vergeht bzw. bis die einzelnen Bahnen vereist sind.

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Tabelle

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	Glycerin	Stand c	2,00	ler Techn:	-	-	Lk	(c)	-	-	2,00	-	W.	,00	—	erfindungsgemäß	,00	Cf)	—	5,00	-	5,00	—	-	5	-	2	(er)	25	5	-	5	-	2	ttO
	1,2-Propylenglykol	(a)	12	(D)	73,00	-	91,88	■M	132			,00	(e)	,00	86,88	1,00	-	2,00	61			61	1		,00
	Äthylenglykol	25,00	20,00		-	-		86,88	,12		,12	-	0,12	160	25	,88	_	0	,88
	Wasser	73,00	5,00	-	5,00		-	,00	86,88			5	,00
O	Polymethacrylsäure als 30 folge Dispersion in Wasser, Molge wicht ca. 120 000	-	- ■ ■	1,00	5		-	,00		1	,00	,00
<_> CO	Natronlauge 50 folg	-	2,00	0,12	1		5			0	r00	,00
CD C*> ^" "N.	PoIyäthylenglykol vom Mol gewicht 1000	-	8	0	,00	1	,00		,12	,12
—*. cn	Mischkondensat .aus äthylenoxid/ Propylenoxid 75/25 vom Molge wicht 20 000	-	5	62	0	82
CO	Mischkondensat aus Äthylenoxid/ Propylenoxid 60/40 vom Molge wicht 10 000	-	-		-		,00	,00
	Nonylphenoloxäthylat (1 Mol Rony!phenol, 10 Mol Äthylen oxid )	-	-		5
	Minuten bis zur Vereisung der Bahn	-	2	—		,00	,00
	1	2		148	192
		1

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Die Tabelle in Beispiel 2 zeigt gegenüber dem Stand der Technik deutlich die sprunghaffe Erhöhung der vereisungsfreien Zeit durch den erfindungsgemäßen Zusatz des Alkalisalzes einer Polymexhacrylsäure. Eine weitere Verbesserung wird erzielt durch den Zusatz von Polyalkylenglykolen wie Polyäthylenglykol oder Mischkondensate aus Xthylenoxid und Propylenoxid. Diese Zusätze vermindern auch die Gefahr einer unerwünschten FiImbildung und Verschmutzung der Oberflächen und unterdrücken mögliche Ausfällungen und Verklumpungen bei langer Lagerzeit.

Eine Enteisungsflüssigkeit gemäß Beispiel 1 mit dem Zusatz des Alkalisalzes einer vernetzten Polyacrylsäure hat bis zur restlosen Vereisung der Bahn eine offene Zeit (Holdover-Zeit) von 170 Minuten.

Der mit der oben angegebenen V.T.L.-Vorschrift 6850-013 gegebene Stand der Technik ergibt Holdover-Zeiten von ca. 7 Minuten.

Wird bei den in der Tabelle angegebenen Rezepturen die PoIymethacrylsäure ausgetauscht durch Polyacrylsäure oder deren Mischpolymere, so ergeben sich weniger günstige offene Zeiten (Holdover-Zeiten), jedoch sind die offenen Zeiten noch beträchtlich besser als diejenigen, welche mit Euteisungsflüssigkeiten des Standes der Technik erreicht werden. Ersetzt man in der Rezeptur c der Tabelle die Polymethacrylsäure durch gleiche Mengen

1. Polyacrylsäure

(30 #ige wäßrige Lösung; spez. Viskosität: 0,6)

2. Mischpolymerisat aus 40 Gewichtsprozent Acrylsäure und 60 Molprozent Methylvinyläther

(30 #ige wäßrige Lösung; spez. Viskosität: 0,8)

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3. Mischpolymerisat aus 50 Gewichtsprozent Maleinsäureanhydrid und 50 Gewichtsprozent Methylvinyläther (spez. Viskosität: 1,2 in Methyläthylketon; eine 5 $ige wäßrige Lösung hat "bei einem pH-Wert 8 eine Viskosität von 500 cP),

so ergibt die Ausprüfung dieser Enteisungsflüssigkeiten nach der oben angegebenen Methode offene Zeiten (Holdover-Zeiten) von:

(1) 42 Minuten,

(2) 62 Minuten und

(3) 52 Minuten.

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Claims (2)

8.1,1969 Patentansprüche

1. Enteisutigsflüssigkeit für Flugzeugob er flächen mit langanhaltend konservierender Wirkung auf Basis von Polyalkoholen, gegebenenfalls unter Zusatz eines Netzmittels, gekennzeichnet durch einen

Gehalt von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, eines Alkalisalzes eines filmbildenden •Polymeren einer ungesättigten Carbonsäure, vorzugsweise eines vernetzten oder unvernetzten Homopolymeren der Acryl-, Methacryl- oder Maleinsäure oder eines öopolymeren dieser Säuren mit 5 bis 70, vorzugsweise 20 bis 50 Molprozent copolymerisierbarer Monomerer, wobei die Viskosität einer Iprozentigen wäßrigen Lösung der Polymeren bzw. Copolymeren bei pH 7»5 bis 9,0 und 20 ⁰C im Bereich von 100 bis 5000, vorzugsweise 500 bis 2000 cSt, liegt.

2. Enteisungsflüssigkeit nach Anspruch 1,

enthaltend zusätzlich 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise '■5 bis 6 Gewichtsprozent, eines Mischkondensates aus Äthylen-0" >rid und Propylenoxid im Gewichtsverhältnis 50 : 50 bis 75 : vorn Molgewicht 5000 bis 50 000, vorzugsweise IO 000 bis 20 000, nül/odur 0,1 bia 10 Gewichtsprozent, voraugoweise 0,5 bia 5 Ge- ;;i..jufc£sprozonfc, eines Polyäthylenglykols vom Molgewicht 1000 bis

!<· 000, vorzugsweise 1000 bis 2000. /J