DE2003175B2 - Verwendung von 2-Alkylimidazolen - Google Patents

Verwendung von 2-Alkylimidazolen

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DE2003175B2
DE2003175B2 DE19702003175 DE2003175A DE2003175B2 DE 2003175 B2 DE2003175 B2 DE 2003175B2 DE 19702003175 DE19702003175 DE 19702003175 DE 2003175 A DE2003175 A DE 2003175A DE 2003175 B2 DE2003175 B2 DE 2003175B2
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/56—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
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Description

mit R für eine lange geradkettige Alkylgruppe mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen und R' für ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe oder deren Säureadditionssalzen als Korrosionsschutzmittel für vor korrodierend wirkender Atmosphäre zu schützende Kupfer- und Kupferlegierungsoberflächen.
2. Verwendung von 2-Undecylimidazol, 2-Undecyl-4-methylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 2-Heptadecyl-4-methylimidazol oder deren Säureadditionssalzen zu dem im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
HC =
=C—R'
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung von 2-Alkylimidazolen.
Korrosionsschutzmittel sind grundsätzlich zu unterscheiden von cog. Korrosionsinhibitoren. Unter Korrosionsschutzmitteln versteht man alle zum passiven Korrosionsschutz geeigneten Materialien, mit denen Oberflächen bedeckt werden können, um sie gegen den Angriff korrodierender Medien zu schützen. Ein Korrosionsschutzmittel trägt man daher auf die zu schützende Oberfläche auf, um auf dieser eine Schutzschicht zu erzeugen, und zwar bevor diese dem korrodierend wirkenden Medium ausgesetzt wird. Unter Korrosionsinhibitoren versteht man alle zum aktiven Korrosionsschutz geeigneten Substanzen, die chemisch oder elektrochemisch in die Korrosionsreaktion eingreifen und die Reaktionsgeschwindigkeit des Korrosionsmittels herabsetzen. Einen Korrosionsinhibitor gibt man daher beispielsweise einer korrodierend wirkenden Atmosphäre bei, damit dieser in Gegenwart des Korrosionsmittels der Atmosphäre in die Korrosionsreaktion eingreifen kann.
Die Verwendung von wasserlöslichen, in der 2-Stellung und ggf. auch in der 4-Stellung alkylsubstiluierten Imidazolen als Korrosionsinhibitor-Zusatzmittel zu Detergentien enthaltenden wäßrigen Lösungen, die mit Kupfer- bzw. Kupferlegierungsoberflächen in Berührung stehen, um eine Verfärbung dieser Oberflächen zu verhindern, ist bekannt (US-PS 26 18 608). Auch ist es bekannt (DE-AS 11 05 685), Alkylimidazole, beispielsweise Heptadecylimidazol, als Korrosionsinhibitor für metallische, insbes. eisenhaltige Oberflächen einzusetzen, die vor sauren wäßrigen Lösungen zu schützen sind. Ferner kennt man auch die Verwendung von 2-Undecylimidazol als Korrosionsschutzmittel für vor korrodierend wirkenden Galvanisierbädern zu schützende Stahloberflächen (FR-PS 14 54 489).
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zuerunde. ein hochwirksames Korrosionsschutzmittel
HN N
mit R für eine lange geradkettige Alkylgruppe mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen und R' für ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe oder deren Säureadditionssalzen als Korrosionsschutzmittel für vor korrodierend wirkender Atmosphäre zu schützende Kupfer- und Kupferlegierungsoberflächen.
Die hohe Wirksamkeit der genannten Verbindungen beruht wahrscheinlich darauf, daß im Zuge des Kontaktierens dieser Verbindungen mit der ggf. zuvor gereinigten Kupfer- bzw. Kupferlegierungsoberfläche durch Orbitalbindung der Imidazolkerne an die Kupferatome sowie Mizellenbildung der langen geradkettigen Alkylsubstituenten eine Oberflächendeckschicht entsteht, die die korrodierend wirkenden Atmosphärenbestandteile besonders gut abschirmt.
Die erwähnten 2-Alkylimidazole kann man aus Alkylcyanid und 1,2-Alkylendiamin darstellen. Zu nennen sind hier
2-Amylimidazol (F. 38° C),
2-Heptylimidazol (F. 45-460C),
2-Decylimidazol (F. 69 - 70° C),
2-Undecylimidazol (F. 75 - 75,5° C),
2-DodecylimidazoI (F. 77 - 78° C),
2-Tridecylimidazol (F. 81 -820C),
2-Tetradecylimidazol (F. 83-84°C),
2-Heptadecylimidazol (F. 88-890C),
2-Undecyl-4-methylimidazol (F. 37—38°C) und
2-Heptadecyl-4-methylimidazol (F. 42-450C).
Diese Imidazole können mit verschiedenen Mineralsäuren oder organischen Säuren vermöge ihres tertiären Stickstoffatoms ein Additionssalz mit definiertem Schmelzpunkt bilden. Hierfür typische Salze sind z. B.
2-Undecylimidazolmonophosphat
(F. 144,5-146°C),
2-Undecyl-4-methylimidazol-maleinat
(F.45-48°C),
2-Undecyl-4-methylimidazol-laurat
(F.41-44°C),
2-Undecyl-4-methylimidazol-stearat
(F. 52-540C),
2-Ündecyl-4-methylimidazol-sulfat
(F.60-62°C),
2-Undecyl-4-methylimidazol-monophosphat
(F. 104-105° C),
2-HeptadecyI-imidazoi-monooxalat
(F. 154-155° C),
2-Heptadecyl-imidazol-monosuccinat
(F. 119—121°C),
2-Heptadecyl-4-methylimidazol-monophosphat
(F. 117-1190C) und
2-Heptadecyl-imidazol-monophosphat
(F. 158-159° C).
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden 2-Undecylimidazol, 2-Undecyl-4-methylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 2-Heptadecyl-4-methylimidazol oder deren Säureadditionssalze zu dem angegebenen Zweck verwendet
Die Oberflächenbehandlung wird auf folgende Weise durchgeführt: Kupfer oder die Kupferlegierung, deren Oberfläche auf eine übliche Methode gereinigt worden ist, wie durch Polieren, Beizen mit einer Säure oder durch Reinigen mit einer wäßrigen Alkalimetallcyanidlösung, wird kurze Zeit (einige wenige Minuten genügen) bei Raumtemperatur in eine Lösung getaucht, die das Imidazol oder dessen Salz enthält, wieder aus der Lösung herausgenommen, wenn notwendig mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet. Insgesamt ist es nur notwendig, daß die Metalloberfläche mit der Lösung in Kontakt gebracht wird. Den gewünschten Effekt kann man daher auch dadurch erreichen, daß man an Stelle des Eintauchens die Metalloberfläche mit der Lösung bestreicht bzw. überzieht oder wenn man die Lösung auf die Metalloberfläche aufsprüht.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittels ist noch nicht voll aufgeklärt, scheint aber auf folgendem Mechanismus zu beruhen: Die gereinigte Oberfläche des Kupfers oder der Kupferlegierung reagiert mit der NH-Gruppe des Imidazolringes; auf diese Weise wird eine Bindung zwischen dem Cu-Atom und dem Imidazolmolekül gebildet, wobei die NH-Gruppe wie ein Anker wirkt. Das Η-Atom, das bei der Reaktion entwickelt wird, wird von dem Cu-Metall in Form einer Η-Adsorption adsorbiert. Ferner wird eine NH-Gruppe des anderen Imidazolmoleküls mit dem tertiären Stickstoff des Imidazols, der an der Cu-Oberfläche sitzt, verbunden, und dieser tertiäre Stickstoff und die NH-Gruppe werden zusammen mii der H-Bindung vereinigt Solche Bindung wird zu gleicher Zeit auch durch die Mizellenbildung der langen, geradkettigen Alkylgruppe unterstützt Wenn so einmal das Imidazolmolekül auf der Kupferoberfläche niedergeschlagen ist, werden neue Imidazolmoleküle allmählich eines nach dem anderen von dem vorhergehenden Imidazolmolekül durch zwei Aktionen angezogen, nämlich durch die Η-Bindung und die Mizellenbildung. Auf diese Weise wird die Kupferoberfläche mit den Mizellen der Imidazole bedeckt Demnach wird also der gewünschte oxydaticnsverhindernde Effekt durch folgende vier Faktoren erreicht: Verankerung, Adsorption von Wasserstoff, Mizellenbildung und Imidazolring. Fehlt einer dieser vier Faktoren, wird kein befriedigender Effekt erzielt. Das ist z. B. der Fall, wenn bei dem Imidazol die Bindungskraft zum Kupfer dadurch eliminiert wird, daß man das Η-Atom der NH-Gruppe durch ein C-Atom ersetzt. Beispielsweise haben Imidazole, die in 1-Stellung substituiert sind, keinen oxydationsverhindernden Effekt, sogar wenn sie eine lange, geradkettige Alkylgruppe besitzen. Ferner sind Imidazole, die keine C = C-Doppelbindung im Ring haben, obgleich sie eine NH-Gruppe haben, schwerlich imstande, das Kupfer an die NH-Gruppe zu binden; sie haben so trotz ihrer langen, geradkettigen Alkylgruppe keine oxydationsverhindernde Wirkung. Ferner haben die Imidazole, die keine lange, geradkettige Alkylgruppe in der 2-Stellung haben, keine Fähigkeit, Mizellen zu bilden und infolgedessen haben auch sie keine zufriedenstellende oxydationsverhindernde Wirkung.
Im Vorhergehenden ist das Schema erläutert worden, wenn eine freie Base verwendet wird, jedoch wild das Schema in dem Falle, daß Säureadditionssalze von 2-Alkylimidazolen verwemdet werden, in dieselbe Kategorie wie oben einzureihen sein, weil die Säureadditionssalze durch den nachfolgenden Schritt in freie Basen umgewandelt werden. So wird ein
ίο Säureadduktsalz des Imidazols zu einem Imidazol-Kation und einem Säureanion in einer wäßrigen Lösung dissoziiert, und das dissoziierte Anion reagiert mit dem Kupfer unter Bildung eines Kupfersalzes. Das Cu-SaIz ist in der wäßrigen Lösung gelöst aber das bei der Lösung des Cu-Salzes freigemachte Elektron wirkt auf das Imidazol-Kation unter Bildung einer freien Base und eines H-Atomes. Das gebildete Η-Atom wird von dem Cu adsorbiert
Es kann von den vorher beschriebenen Schemen gesagt werden, daß zur Herstellung der Lösung jedes beliebige Lösungsmittel verwendet werden kann, solange es imstande ist, das Imidazol oder sein Säureadditionssalz zu lösen. Da jedoch das 2- Alkylimidazol, das erfindungsgemäO verwendet wird, eine lange, geradkettige Alkylgruppe hat, ist es schwer löslich in kaltem Wasser, und infolgedessen kann man nicht Wasser allein als Lösungsmittel für die Herstellung der Lösung verwenden. Es ist jedoch in einem organischen oder wasserhaltigen, organischen Lösungsmittel löslich.
Daher ist zur Herstellung der Lösung das organische Lösungsmittel vorzuziehen. Typische organische Lösungsmittel, die erfindungs gemäß verwendbar sind, sind z. B. Methanol, Äthanol, 1 -Propanol, 2-Propanol, Äthylenglykol, Propylenglykol, Aceton, Acetonitril, Dioxan, Pyridin, Lutidin, Benzol, Toluol, η-Hexan, Trichlen und Tetrachlorkohlenstoff. Um an der Oberfläche des Kupfers oder des kupferhaltigen Metalls Mizellen zu bilden, ist eine freie Anlieferung vom Imidazol notwendig, und daher ist es auch wünschenswert, daß in der Lösung genügende Mengen an Imidazol gelöst sind. Jedoch werden Imidazolmoleküle auf der abgelagerten Mizellenoberfläche umgekehrt von der Lösung eluiert, wenn der lösende Effekt der Lösung stark ist, wobei die Mizellen abgeschält werden. Infolgedessen ist es — wenn die Oberflächenbehandlung durch Untertauchen oder Versenken ausgeführt wird — im Hinblick auf ein Gleichgewicht zwischen der Mizellenbildung und der Mizellenabschälung wünschenswert, die Imidazole oder deren Säureadditionssalze in einem Lösungsgemisch
so aus einem organischen Lösungsmittel und Wasser zu lösen, um die Eluierungswirkung der Lösung abzuschwächen. Um ein solches Lösungsgemisch aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel zu bilden, ist es vorzuziehen, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel zu verwenden, jedoch kann auch ein wasserunlösliches organisches Lösungsmittel für eine Emulsion oder Dispersion verwendet werden. Das Mischungsverhältnis von Wasser zu organischem Lösungsmittel hängt von der Art des verwendeten organischen Lösungsmit-
bo tels ab, jedoch ist das übliche 1 :1-Verhältnis vor Wasser zu organischem Lösungsmittel nicht ausschließlich aber erfahrungsgemäß vorzuziehen. Wenn die Oberflächenbehandlung des Kupfers oder der Kupferlegierung durch Besprühen oder durch Überziehen des Kupfers oder der Kupferlegierung mit der Lösung ausgeführt wird, so verflüchtigt sich das Lösungsmittel, und auf diese Weise ist die Vorsichtsmaßnahme für die Mizellenabschälung nicht so notwendig wie bei der
Eintauchmethode. Es ist weiterhin bemerkenswert, daß eine befriedigende oxydationsverhindernde Wirkung sogar bei Kontaktieren der Oberfläche des Kupfers oder des Cu-haltigen Materials mit einem 2-Alkylimidazol oder dessen Säureadditionssalz in verdampftem Zustand zu beobachten ist. Demzufolge kommt das Imidazol, wenn man ein adsorbierbares Material, z. B. ein mit einer Lösung, die 2-Alkylimidazol oder dessen Säureadditionssalz enthält, imprägniertes Papier über die Oberfläche des Kupfers oder der Cu-Legierung ausbreitet, in verdampftem Zustand immer in Kontakt mit der Metalloberfläche, und dabei kann die gewünschte oxydationsverhindernde Wirkung erreicht werden. Ferner kann durch Zusatz von Imidazol zu einem Schmieröl und dergleichen die oxydationsverhindernde Wirkung ausreichend erreicht werden, wenn man die Metalloberfläche mit solch einem Schmieröl in Kontakt bringt Die Säureadditionssalze der 2-Alkylimidazole sind in Wasser und alkoholischen Lösungsmitteln löslich, aber nur teilweise in nicht polaren Lösungsmitteln löslich. So ist bei Herstellung der Lösung Wasser am meisten geeignet im Hinblick auf das Gleichgewicht zwischen der Mizellenbildung und der Mizellenabschälung, wie oben bereits erläutert wurde. Jedoch ist das Lösungsmittel nicht immer auf Wasser beschränkt, es kann auch eine wäßrige Lösung eines organischen Lösungsmittels oder eine Emulsion oder Dispersion eines organischen Lösungsmittels und Wasser verwendet werden, jedoch ist in einem solchen Falle kein viel besseres Ergebnis beobachtet worden als bei Verwendung von Wasser.
Um die Reinigung der Metalloberfläche zu fördern, können im voraus eine Mineralsäure oder eine organische Säure in einer molaren Menge, die kleiner ist als das verwendete Alkylimidazol, der Lösung zugesetzt werden. In dem Falle reagiert die Säure sofort mit dem Imidazol unter Bildung eines Säureadditionssalzes. Entsprechend kann auch ein Gemisch aus einem Alkylimidazo1 und dem Säureadditionssalz des Alkylimidazols oder dem Säureadditionssalz eines Amins der Lösung als wirksame Komponente im voraus für solchen Zweck zugesetzt werden. In dem Falle sind Säureadditionssalze bekannter Amine, wie Dimethylamin, Methylamin, Äthylendiamin, Äthylamin, Äthanolamin, Anilin und Pyridin geeignet, als Säureadditionssalze von Aminen in der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Diese Salze geben Anionen an die Lösung ab, und die abgegebenen Anionen werden mehr oder weniger mit den Metallkationen vereinigt, um Metallsalze zu bilden. Die Metallsalze sind in der Lösung gelöst, wobei die Metalloberfläche gereinigt wird. Verwendbare Säuren sind Essigsäure, Caprinsäure, Glykolsäure, p-Nitrobenzoesäure, p-Toluolsulfonsäure, Pikrinsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Weinsteinsäure, Adipinsäure, Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure. Natürlich sind solche Hilfsmittel zum Reinigen nicht notwendig, wenn ein Säureadditionssalz des Imidazols verwendet wird.
Die Temperatur der Oberflächenbehandlung soll zwischen Zimmertemperatur und ca. 2000C liegen, jedoch ist die Verwendung der Zimmertemperatur, welche kein Wärmemittel erforderlich macht, am vorteilhaftesten.
Es können auch verschiedene Imidazol-Konzentrationen in der Lösung verwendet werden, jedoch soll die Lösung üblicherweise eine Imidazolkonzentration von wenigstens 0,01, vorzugsweise 0,05—6 Gewichts-% haben. Eine Überschußkonzentration ist aus ökonomischen Gründen nicht vorzuziehen.
Die Erfindung wird nun im Detail anhand von Beispielen erläutert:
Beispiel 1
Eine 2 cm* große Kupferplatte wurde mit Sandpapier poliert, mit Benzol entfettet und mit einer wäßrigen KCN-Lösung gereinigt Die so gereinigte Platte wurde für 1 Stunde in eine Lösung getaucht, die durch Lösung
κι von 0,1 g 2-Undecyl-4-methylimidazol in einem Lösungsmittelgemisch aus 55 ml Methanol und 45 ml Wasser bei Zimmertemperatur hergestellt war. Dann wurde die Platte mit Wasser gewaschen, natürlich getrocknet und einem Luftbelichtungstest unterworfen, und zwar in einem Behälter, der mit einer S-Gewinnungsanlage in einem Betrieb zur Produktion von CS? versehen ist (der Behälter ist gefüllt mit H2S, SO2-GaS und Schwefeldarnpf bei relativ hohen Konzentrationen). Das Kontrollteststück (unbehandelt) erfuhr nach 8 Stunden einen Farbumschlag, während das behandelte Teststück sogar nach 4 Tagen keinen Farbumschlag zeigte. Das mit üblichem verfügbarem Benzotriazol behandelte Stück (Behandlungsbedingungen: Eintauchen in eine 0,25%ige wäßrige Lösung 5 Minuten lang bei 600C) erfuhr nach 2 Tagen einen Farbumschlag.
Beispiel 2
Der Test wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit der Abänderung, daß eine Lösung verwendet wurde, die durch Lösen von 0,09 g 2-Undecyl-4-methylimidazol und 0,01 g 2-Undecyl-4-methylimidazolphosphat in einem Lösungsmittelgemisch aus 55 ml Methanol und 45 ml Wasser hergestellt war. Es wurden die gleichen Ergebnisse wie im Beispiel 1 erhalten.
Beispiel 3
Eine Lösung aus 0,1 g 2-Undecyl-4-methylimidazol
und 100 ml Methanol wurde auf eine Kupferplatte gesprüht und in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt. Man erhielt eine fast gleiche oxydationsverhindernde Wirkung wie im Beispiel 1.
Beispiel 4
Der Test wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt, jedoch mit dem Unterschied, daß anstelle der Kupferplatte des Beispiels 1 eine Messingplatte verwendet wurde. Das Kontroll-Teststück (unbehandelt) erfuhr nach 4 Tagen einen Farbumschlag, und es wurde Lochfraß beobachtet, wohingegen das behandelte Teststück sogar nach 14 Tagen keinen Farbumschlag und auch keine Löcher zeigte.
Beispiel 5
10 ml Methanol, das 8,84 g (0,078 Mol) gelöste 85%ige Phosphorsäure enthielt, wurden mit 50 ml Methanol, das 20 g (0,092MoI) gelöstes 2-Undecylimidazol enthielt, unter Eiskühlung versetzt. Die erhaltenen Kristallniederschläge wurden abfiltriert und in Äthanol umkristallisiert, wobei 21,8g Phosphat anfielen. Der Schmelzpunkt des Phosphates lag bei 144,5 bis 1460C. 0,1 g der so erhaltenen Kristalle wurden in einem Lösungsmittelgemisch gelöst, das aus 55 ml Methanol und 45 ml Wasser bestand. Mit der so erhaltenen Lösung wurde eine Kupferplatte überzogen, diese wurde getrocknet und demselben Belichtungstest wie im Beispiel 1 unterworfen. Selbst nach 5 Tagen wurde kein Farbumschlag beobachtet.
Beispiel 6
1 g pulverisiertes 2-Undecyl-4-methylimidazol und eine polierte und gereinigte 2 cm2 große Kupferplatte wurden getrennt in einen dicht verschlossenen Kessel von 5 I Fassungsvermögen eingebracht. Man ließ das Ganze 2 Tage bei Zimmertemperatur stehen und leitete dann H2S in den Kessel, so daß die H2S-Konzentration 10 ppm sein konnte, aber es dauerte 1,5 Tage, bis auf der Oberfläche der Kupferplatte ein Belag beobachtet wurde.
Andererseits erfuhr die Kupferplatte, die unter denselben Bedingungen — jedoch frei von 2-Undecyl-4-methylimidazol und unter Einleiten von H2S — gelagert wurde, nach V2 Tag einen vollständigen Farbumschlag.
Beispiel 7
Ein 2 mm starker Kupferdraht, der mit Benzol entfettet war, wurde in O,l°/oige wäßrige Lösungen von verschiedenen Säureadditionssalzen des 2-Undecylimidazols jeweils für eine Stunde getaucht, mit destilliertem Wasser gewaschen und in einem Zimmer belassen, um die Zahl der Tage zu bestimmen, bis auf der Oberfläche des Kupferdrahtes ein Belag zu beobachten war. Der Test wurde an einem auserwählten Platz in der Nähe einer Viskose-Anlage ausgeführt, welche sich in einer Atmosphäre befand, die so reich an schwefelhaltigem Gas war, daß das unbehandelte Teststück in 1 Tag einen Farbumschlag erfuhr. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 1 gezeigt
Tabelle 1
Unbehandelt
2-UndecyI-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-UndecyI-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
2-Undecyl-
Essigsäure 30
Caprinsäure 3
Glykolsäure 30 p-Toluolsulfonsäure 10
Pikrinsäure 6
Oxalsäure 2
Bernsteinsäure 66
Maleinsäure 51
Adipinsäure 47
Azelainsäure 31
Sebazinsäure 32
Salicylsäure 2
Citronensäure 3
Salzsäure 11
Salpetersäure 60
Schwefelsäure 33
Phosphorsäure 40
Beispiel 8
Es wurde die Zahl von Tagen bestimmt, bis auf den Kupferdrähten ein Belag in derselben Weise wie im Beispiel 7 beobachtet wurde (einstündiges Eintauchen in 0,1%ige wäßrige Lösungen bei Zimmertemperatur). Dieser Test wurde an einer Stelle durchgeführt, die von einem Viskose-Schlammteich umgeben war, und die Testbedingungen waren dabei sehr erschwert worden. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt
Tabelle 2
10
20
25
30
Art des Salzes, das in der Behandlung Anzahl von
verwendet wurde Tagen, die zum
Farbumschlag
erforderlich
Imidazol Säure waren 40
55
60
65
Name des oxydations- Anzahl der Tage, die zum
verhindernden Mittels Farbumschlag erforderlich
waren
Unbehandelt '/2
2-UndecyIimidazol-phosphat 9
2-Undecylimidazol-maleat 9
2-Undecylimidazol-sebazat 7
2-U ndecyl imidazol-glykolat 3
2-Undecylimidazol-succinat 4
2-Undecylimidazol-sulfat 21
2-Undecyl-4-methylimid-
azol-phosphat 10
Beispiel 9
Ein Messingstab (5 mm Durchmesser, 20 mm lang) wurde als Teststück verwendet Er wurde mit derd. Salpetersäure gewaschen und dann die anhaftende Salpetersäure mit destilliertem Wasser abgewaschen. Dann wurde der gereinigte Messingstab bei Zimmertemperatur 1 Stunde in eine O,l°/oige wäßrige Lösung von 2-Undecyl-4-methylimidazolphosphat getaucht mit Leitungswasser gewaschen und in einem Exsikkator belassen, der 2 bis 3 ppm H2S enthielt Andererseits wurde zum Vergleich ein Teststück, das der gleichen Behandlung unter Verwendung einer 0,25%igen wäßrigen Lösung von Benzotriazol anstelle von 2-Undecyl-4-methyl-imidazolphosphat unterworfen war, in dem Exsikkator belassen. Als Ergebnis erfuhr das Teststück, das der Benzotriazol-Behandlung unterworfen war, nach 1,5 Tagen einen Farbumschlag, während das Teststück, das der 2-Undecyl-4-methylimidazolphosphatbehandlung ausgesetzt war, sogar nach 4 Tagen keinen Farbumschlag aufwies.
Beispiel 10
Die Oberflächenbehandlung wurde in derselben
Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt jedoch wurde 2-Heptadecyl-4-methylimidazol anstelle von 2-Undecyl-4-methylimidazol verwendet Man erhielt fast dasselbe Ergebnis.
Beispiel 11
2 cm2 große Kupferplatten, welche mit Sandpapier poliert, mit Benzol entfettet und mit einer wäßrigen KCN-Lösung gewaschen waren, wurden in 0,l%igen wäßrigen Lösungen verschiedener Säureadditionssalze von 2-Heptadecylimidazolen für 1 Stunde gekocht, mit destilliertem Wasser gewaschen und in einem Raum zur Bestimmung belassen, wieviel Tage erforderlich waren, bis auf der Kupferoberfläche ein Belag zu beobachten war. Der Test wurde an einem Platz ausgeführt, der nahe einer CS2-Anlage lag, dessen Atmosphäre so reich an schwefelhaltigem Gas war, daß das unbehandelte Teststück nach nur 1 Tag einen Farbumschlag erfuhr. Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
ίο
Tabelle 3
Art des bei der Behandlung verwendeten Anzahl der Salzes Tage, die zum
Farbumschlag erforderlich Imidazol Säure waren
Unbehandelt Essigsäure 1
2-Heptadecyl- Glykolsäure 15
2-Heptadecyl- p-Toluolsulfonsäure 10
2-Heptadecyl- Pikrinsäure 5
2-Heptadecyl- Oxalsäure 2
2-Heptadecyl- Bernsteinsäure 2
2-Heptadecyl- Maleinsäure 32
2-Heptadecyl- Adipinsäure 25
2-Heptadecyl- Azelainsäure 16
2-Heptadecyl- Sebazinsäure 10
2-Heptadecyl- Salzsäure 10
2-Heptadecyl- Salpetersäure 4
2-Heptadecyl- Schwefelsäure 15
2-Heptadecyl- Phosphorsäure 11
2-Heptadecyl- 10
2-Heptadecyl- Phosphorsäure
4-methyl 20
2-Heptadecyl- Schwefelsäure
4-methyl 15
Beispiel 12
0,1 g 2-Undecyl-4-methylimidazol wurden in 100 ml Schmieröl (Spindelöl) gelöst. Anschließend wurde ein Papier mit dem Öl imprägniert Das ölimprägnierte Papier wurde gespannt und auf die Oberfläche einer polierten Kupferplatte gelegt. Als Vergleichstest diente ein Papier, das nur mit dem Schmieröl imprägniert war und kein 2-Undecyl-4-methyIimidazol enthielt, es wurde gespannt und ebenfalls auf die Oberfläche einer Kupferplatte gelegt Die Platten wurden in einem Kessel aufbewahrt der 10 ppm H2S bei Zimmertemperatur enthielt um den Grad des Farbumschlags zu ermitteln. Als Ergebnis wurden im Falle des Papiers, das mit dem 2-Undecyl-4-methylimidazol getränkt war, sogar nach Ablauf von 20 Tagen kein Farbumschlag beobachtet, jedoch wurden nach ca. 4 Tagen bei dem Papier, das frei von 2-Undecyl-4-methyIimidazol war, ein vollständiger Farbumschlag festgestellt

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verwendung von 2-Alkylimidazolen der Formel
    HC =
    -C—R'
    HN
    für Kupfer- und Kupferlegierungsoberflächen anzugeben, die vor korrodierend wirkender Atmosphäre, insbes. Schwefelverbindungen, wie H2S, CS2 und SO2, enthaltender Atmosphäre, zu schützen sind. Tatsächlich
    s bewirken die genannten Korrosionsmittel an den Kupfer- und Kupferlegierungsoberflächen eine Kupfersulfidbildung und damit unerwünschte Schwärzung, d. h. Farbton- und Glanzminderung bzw. -änderung.
    Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Verwendung von 2-Alkylimidazolen der Formel
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