DE19504639A1 - Lactobionsäureamide enthaltende Korrosionsschutzmittel - Google Patents

Lactobionsäureamide enthaltende Korrosionsschutzmittel

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Description

Die Erfindung betrifft Korrosionsschutzmittel, welche Lactobionsäure-N-alkylamide enthalten.
Bei vielen Vorgängen der Metallbearbeitung wie z. B. Schneiden, Schleifen oder Bohren werden Korrosionsschutzmittel eingesetzt, um die bearbeiteten Metallgegenstände vor Rostbil­ dung zu schützen. Viele der bisher üblichen Korrosionsschutz­ mittel enthalten schwefelhaltige Verbindungen wie z. B. Petrol­ sulfonate oder Alkylarylsulfonsäuren oder stickstoffhaltige Verbindungen wie z. B. sekundäre Amine oder Alkanolamine. Schwe­ felhaltige Korrosionsschutzmittel haben dabei den Nachteil, daß deren Wirkstoffe leicht von schwefelreduzierenden Mikroorganis­ men modifiziert bzw. abgebaut werden. Bei aminhaltigen Korro­ sionsschutzmitteln, welche insbesondere sekundäre Amine enthal­ ten, besteht die Möglichkeit, daß aus ihren gesundheitsgefähr­ dende Nitrosamine freigesetzt werden, welche sich zuvor durch unkontrollierte chemische Reaktionen gebildet haben. Es besteht somit immer noch der Bedarf nach neuen Korrosionsschutzmitteln, welche diese Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen. Hierbei sind insbesondere neue aminfreie Korrosionsschutzmittel wünschenswert, die als korrosionsinhibierendes Agens einen auch unter Umweltschutzgesichtspunkten günstigen Wirkstoff auf Basis nachwachsender Rohstoffe enthalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, neue Korrosionsschutzmittel zur Verfügung zu stellen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Lactobion­ säure-N-alkylamide, eine korrosionsinhibierende Wirkung besit­ zen.
Gegenstand der Erfindung sind somit Korrosionsschutzmit­ tel, die Lactobionsäure-N-alkylamide enthalten. Bevorzugt ent­ halten die erfindungsgemäßen Korrionsschutzmittel Lactobions­ äure-N-alkylamide, deren über die Amidfunktion gebundene gesät­ tigte oder teilweise ungesättigte Alkylreste eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweisen.
Insbesondere sind solche Korrosionsschutzmittel bevorzugt, welche Lactobionsäure-N-alkylamide enthalten, welche durch die Umsetzung von Lactobionsäure oder reaktiven Lactobionsäurederi­ vaten, vorzugsweise Lactobionsäurelacton, mit einem primären Fettamingemisch erhalten wurden. Als "primäre Fettamine" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung primäre Amine bezeichnet, welche einen dem aliphatischen Rest einer Fettsäure entspre­ chenden aliphatischen Rest enthalten. Fettamine können z. B. technisch aus Fettsäuren erhalten werden, in dem diese zunächst in ihre Nitrile überführt werden, welche anschließend zu Aminen reduziert werden. Bevorzugt werden Fettamingemische eingesetzt, welche aus natürlich vorkommenden Fettsäuregemischen gewonnen werden. Der Anteil an ungesättigten Fettaminen schwankt dabei in diesen Fettamingemischen zwischen ca. 5 und 85 Gew.-%.
Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Korro­ sionsschutzmittel Lactobionsäure-N-alkylamide aus der Gruppe Lactobionsäure-N-Oleylamid, Lactobionsäure-N-Kokosamid und Lactobionsäure-N-Talgamid. Diese besonders bevorzugten Lacto­ bionsäure-N-alkylamide können leicht durch die Umsetzung von Lactobionsäure bzw. Lactobionsäurederivat mit den entsprechen­ den Fettamingemischen hergestellt werden. So wird mit Oleylamin ein Fettamingemisch bezeichnet, welches aus einem aus Sonnen­ blumenöl und/oder Sojaöl stammenden Fettsäuregemisch gewonnen wurde. Mit Kokosfettamin wird ein entsprechendes sich aus Ko­ kosfett herleitendes Fettamingemisch, mit Talgamin ein entspre­ chendes sich aus Talg herleitendes Fettamingemisch bezeichnet. Neben gesättigten Fettaminen ist in diesen natürlichen Fett­ amingemischen immer ein gewisser Anteil ungesättigter Fettamine vorhanden. Aus Sonnenblumenöl gewonnenes Oleylamin enthält z. B. ca. 14 Gew.-% an gesättigten Fettaminen mit 12 bis 18 Kohlen­ stoffatomen und ca. 85 Gew.-% an ungesättigten Fettaminen mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen. Aus Sojaöl gewonnenes Oleylamin (auch Sojaamin genannt) enthält z. B. ca. 16 Gew.-% an gesättig­ ten C₁₆-Fettaminen, ca. 15 Gew.-% an gesättigten C₁₈-Fettaminen sowie einen Anteil von ca. 63 Gew.-% an ungesättigten Fettami­ nen mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen. Kokosfettamin enthält z. B. ca. 50 Gew.-% an gesättigten C₁₂-Fettaminen, ca. 18 Gew.-% an gesättigten C₁₄-Fettaminen ca. einen Anteil von ca. 7 Gew.-% an ungesättigten C₁s-Fettaminen. Talgamin enthält z. B. ca. 29 Gew.-% an gesättigten C₁₆-Fettaminen, ca. 23 Gew.-% an ge­ sättigten C₁₈-Fettaminen sowie einen Anteil von ca. 42 Gew.-% an ungesättigten Fettaminen mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Lactobionsäure (=4-(β-D-Galacto)-D-Glukonsäure) und Lacto­ bionsäurelacton sowie deren Herstellung sind bereits bekannt. Lactobionsäure kann beispielsweise auf bekannte Weise durch Oxidation von Lactose erhalten werden.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Korrosions­ schutzmittel die Lactobionsäure-N-alkylamide in Form einer wäßrigen Lösung. Die wäßrigen Lösungen der Lactobionsäure-N-alkylamide können dabei alleine oder auch im Gemisch mit weite­ ren Verbindungen als Korrosionsschutzmittel eingesetzt werden. Der Gehalt an Lactobionsäure-N-alkyl-amiden, bezogen auf die wäßrige Lösung, kann dabei im für Korrionsschutzmittel üblichen Konzentrationsbereich, zweckmäßigerweise im Konzentrationsbe­ reich von 0,1 bis 20 Gew.-%, z. B. im Konzentrationsbereich von 1 bis 10 Gew.-%, liegen. Der pH-Wert der wäßrigen Korrosions­ schutzmittel sollte unterhalb pH 9,0 liegen.
Die erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel, die Lacto­ bionsäure-N-alkylamide in einer wäßrigen Lösung enthalten, können vollständig klare Lösungen oder, insbesondere bei Gegen­ wart anderer Verbindungen, feinverteilte Emulsionen sein, die transparent, opal oder auch milchig trüb sein können.
Neben Lactobionsäure-N-alkylamiden können die erfindungs­ gemäßen Korrosionsschutzmittel alle für Korrosionsschutzmittel üblichen Verbindungen, z. B. Petrolsulfonate, Mineralöle oder andere Additive enthalten.
Die erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel zeigen emul­ gierende und korrosionsinhibierende Wirkung in mineralölhalti­ gen, wäßrigen Metallbearbeitungsmitteln. Ein weiterer Gegen­ stand der Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungs­ gemäßen Korrosionsschutzmitteln in Metallbearbeitungsmitteln, insbesondere wasserhaltigen Metallbearbeitungsmitteln. Unter Metallbearbeitungsmitteln werden dabei alle zur Metallbearbei­ tung üblichen Flüssigkeiten, insbesondere Kühlschmiermittel, Bohr-, Schneid- und Schleiföle, Entrostungs-, Entlackungs- und Passivierungsmittel verstanden. Mit den erfindungsgemäßen Kor­ rosionsschutzmitteln ist es möglich, Metallbearbeitungsemul­ sionen herzustellen, welche in hohem Maße Wasser enthalten, ohne daß es dabei zur Rostbildung kommt. Neben einem guten Korrosionsschutz zeichnen sich die erfindungsgemäßen Korro­ sionsschutzmittel durch eine ausgezeichnete Hautverträglichkeit und hohe biologische Abbaubarkeit aus.
Die korrosionsinhibierende Wirkung der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel wurde mittels des Späne/Filterpapier-Verfahrens nach der DIN 51360, Teil 2, ermittelt.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch in ihrem Umfang zu begrenzen.
Beispiele 1. Herstellung von Lactobionsäure-N-Oleylamid
500 g Lactobionsäurelacton wurden in einem Mörser fein gerieben und dann portionsweise bei 50 bis 60°C in 1,6 l Methanol ge­ löst. In diese Lösung wurden 324,4 g geschmolzenes Oleylamin unter Rühren zugegeben. Diese gesamte, noch klare Lösung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und anschließend für ca. 12 Stunden stehengelassen. Es fiel ein weißer Niederschlag aus, der abfiltriert, mit Methanol gewaschen und dann im Vakuum­ trockenschrank bei 30°C getrocknet wurde. Die Ausbeute betrug 93 Gew.-% Lactobionsäure-N-Oleylamid, bezogen auf Lactobion­ säurelacton.
Wie beispielhaft für Lactobionsäure-N-Oleylamid beschrieben, erfolgte auch die Herstellung der übrigen Lactobionsäureamide.
2. Bestimmung der Korrosionsschutzeigenschaften
Die Korrosionsschutzeigenschaften wurden gemäß der DIN-Norm 51360, Teil 2, durchgeführt.
Graugußspäne (Werkstoff DIN 1691-GG30 von etwa 5 mm × 5 mm-Größe) wurden mit Petrolether gewaschen, durch ein Drahtsieb gesiebt und bei ca. 105°C im Trockenschrank getrocknet. Nach der Trocknung wurde es vermieden, die Späne mit der Hand zu berühren.
In eine Petri-Schale wurde ein Rundfilter aus Filtrierpapier (Durchmesser 40 mm) gelegt und mit 2 g (± 0,1 g) der getrock­ neten Späne gleichmäßig bestreut. Anschließend wurden die Späne mit 2 ml der zu untersuchenden Lösung mittels einer Vollpipette gleichmäßig benetzt. Es wurde der Deckel der Petri-Schale auf­ gelegt und die Petri-Schale für 2 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Dann wurden die Späne vom Rundfilter entfernt, das Rundfilter unter fließendem Wasser abgespült, in Aceton etwa für 5 Sekunden geschwenkt und bei Raumtemperatur getrock­ net. Sofort anschließend an das Reinigen und Trocknen des Rund­ filters wurde der Korrosionsgrad der Korrosionsabzeichnungen auf dem Rundfilter durch Sichtprüfung festgestellt. In der nachfolgenden Tabelle wird der ermittelte Korrosionsgrad für die erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel angegeben. Zur besseren Beurteilung wurde ein Versuch nur mit reinem Leitungs­ wasser ohne weiteren Zusatz durchgeführt. Es wurde jeweils die Korrosionsschutzwirkung für eine mit Leitungswasser angesetzte 3%ige wäßrige Lösung von Oleylamid, Kokosamid und Talgamid ermittelt. Zusätzlich wurde noch eine weitere Versuchsreihe durchgeführt, bei der der pH-Wert mit Triethanolamin auf pH 9,0 eingestellt wurde.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die vorstehenden Ergebnisse belegen, daß die erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel, Korrosionsschutzeigenschaften entspre­ chend der DIN-Norm 51360, Teil 2, besitzen.

Claims (8)

1. Korrionsschutzmittel, enthaltend Lactobionsäure-N-al­ kylamide.
2. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es Lactobionsäure-N-alkylamide mit über die Amid­ funktion gebundenen gesättigten oder teilweise ungesättigten Alkylresten mit einer Kettenlänge von 8-18 Kohlenstoffatomen enthält.
3. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es Lactobionsäure-N-alkylamide enthält, welche durch Umsetzung von Lactobionsäure oder Lactobionsäurederivaten mit Fettamingemischen erhalten wurden.
4. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Lactobionsäure-N-alkylamide aus der Gruppe Lactobionsäure-N-Oleylamid, Lactobionsäure-N-Kokosamid, Lactobionsäure-N-Talgamid enthält.
5. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Lactobionsäure-N-alkylamide in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsgweise 1 bis 10 Gew.-%, enthält.
6. Verwendung eines Korrosionsschutzmittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 als Additiv in Metallbearbeitungsmitteln.
7. Verwendung von Lactobionsäure-N-alkylamiden in Korro­ sionsschutzmitteln und/oder Metallbearbeitungsmitteln
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Lactobionsäure-N-alkylamide mit über die Amidfunktion ge­ bundenen gesättigten oder teilweise ungesättigten Alkylresten mit einer Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen verwendet.
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