DE202019107133U1 - Stabilizer composition, mixture for cleaning components and use of the stabilizer composition - Google Patents
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Abstract
Stabilisatorzusammensetzung für ein Lösemittel zur Reinigung von Bauteilen, insbesondere zur Entfettung von Metallteilen, zumindest umfassend:
a.) Ein Salz einer Sulfonsäure (Sulfonat).Stabilizer composition for a solvent for cleaning components, in particular for degreasing metal parts, at least comprising:
a.) A salt of a sulfonic acid (sulfonate).
Description
Die Erfindung betrifft eine Stabilisatorzusammensetzung für ein Lösemittel zur Reinigung von Bauteilen, ein Gemisch zur Reinigung von Bauteilen und die Verwendung der Stabilisatorzusammensetzung bei der Reinigung von metallischen Bauteilen in einem Gemisch.The invention relates to a stabilizer composition for a solvent for cleaning components, a mixture for cleaning components and the use of the stabilizer composition for cleaning metallic components in a mixture.
Bei der Entfettung von Metallteilen mittels modifizierten Alkoholen kann es zu einer Versäuerung durch Zersetzung des eingesetzten Lösemittels kommen. Dies kann zu Korrosionsschäden in der Anlage und zu Beschädigungen an den zu entfetteten Teilen führen. Durch die Zugabe von Stabilisatoren zum Lösemittel kann die Säurebildung jedoch verringert beziehungsweise die gebildete Säure kann gebunden werden.Degreasing metal parts using modified alcohols can lead to acidification due to the decomposition of the solvent used. This can lead to corrosion damage in the system and damage to the parts to be degreased. However, by adding stabilizers to the solvent, the acid formation can be reduced or the acid formed can be bound.
Als Stand der Technik wird beispielhaft auf die Druckschriften
Weiterhin ist es aus der Druckschrift
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Stabilisatorzusammensetzung und ein verbessertes Gemisch zur Reinigung von Bauteilen einschließlich deren Verwendung bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide an improved stabilizer composition and an improved mixture for cleaning components, including their use.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.This task is solved by the features of the independent protection claims. Advantageous developments of the invention are the subject of subordinate claims.
Der Erfinder hat erkannt, dass die Zugabe eines Stabilisators beziehungsweise einer Stabilisatorzusammensetzung in ein Lösemittel zur Reinigung von Bauteilen, insbesondere zur Entfettung von Metallteilen, die Versäuerung durch Zersetzung des eingesetzten Lösemittels oder den Säureeintrag von außen reduziert beziehungsweise verhindert. Wird als Lösemittel ein modifizierter Alkohol verwendet, eignet sich besonders gut ein Salz einer Sulfonsäure (Sulfonat) als Stabilisator, insbesondere überbasisches Calciumsulfonat. Dem Stabilisator können weiterhin noch andere Stoffe wie ein Antioxidans als Sauerstofffänger und/oder ein Basis-/Grundöl zur Verbesserung des Handlings beigefügt werden.The inventor has recognized that the addition of a stabilizer or a stabilizer composition in a solvent for cleaning components, in particular for degreasing metal parts, reduces or prevents acidification by decomposition of the solvent used or the introduction of acid from the outside. If a modified alcohol is used as the solvent, a salt of a sulfonic acid (sulfonate) is particularly suitable as a stabilizer, in particular overbased calcium sulfonate. Other substances such as an antioxidant as oxygen scavenger and / or a base / base oil can also be added to the stabilizer to improve handling.
Bei (Metall-)Entfettungsanlagen handelt es sich um geschlossene Systeme, welche eine Reinigungskammer, eine unterschiedliche Anzahl an Lösemitteltanks sowie eine Destillationseinrichtung umfassen. Mittels eines Lösemittels, bevorzugt eines modifizierten Alkohols, werden verunreinigte Teile in der Reinigungskammer gereinigt.(Metal) degreasing systems are closed systems which comprise a cleaning chamber, a different number of solvent tanks and a distillation device. Contaminated parts are cleaned in the cleaning chamber by means of a solvent, preferably a modified alcohol.
Das verunreinigte, also mit den abgelösten Rückständen der gereinigten und entfetteten Bauteile angereicherte, Lösemittel fließt anschließend wieder zurück in die Lösemitteltanks. Diese Tanks speisen die in der Entfettungsanlage integrierte Destillationseinrichtung permanent mit dem verunreinigten Lösemittel. Während des Destillationsprozesses wird das früher beziehungsweise bei geringerer Temperatur siedende Lösemittel von den zuvor abgereinigten Rückständen getrennt. Bei diesem Destillationsprozess kann es zu einer Versäuerung durch Selbstzersetzung des Lösemittels kommen. Beispielsweise können beim Einsatz von modifiziertem Alkohol als Lösemittel leichtsiedende Bestandteile und vor allem Säuren entstehen. Die Versäuerung kann wiederum zu Korrosionsschäden in der Reinigungsanlage und zur Oberflächenkorrosion auf den gereinigten Teilen führen.The contaminated solvent, which is enriched with the detached residues of the cleaned and degreased components, then flows back into the solvent tanks. These tanks permanently feed the distillation device integrated in the degreasing system with the contaminated solvent. During the distillation process, the solvent boiling earlier or at a lower temperature is separated from the previously cleaned residues. This distillation process can lead to acidification through self-decomposition of the solvent. For example, low-boiling constituents and especially acids can arise when using modified alcohol as a solvent. Acidification can in turn lead to corrosion damage in the cleaning system and to surface corrosion on the cleaned parts.
Um der Säurebildung in der Destillationseinrichtung entgegenzuwirken, wird dem Destillationsprozess der erfindungsgemäße Stabilisator zugegeben. Der Stabilisator bindet im Destillationssumpf die entstandenen Säuren und verbleibt im Destillationssumpf. Der Stabilisator verbleibt also während des gesamten Reinigungs- und Aufbereitungsprozesses des Lösemittels in der Destillationseinrichtung.In order to counteract the acid formation in the distillation device, the stabilizer according to the invention is added to the distillation process. The stabilizer binds the acids formed in the distillation bottoms and remains in the distillation bottoms. The stabilizer therefore remains in the distillation device during the entire cleaning and preparation process of the solvent.
Das Destillat, also das destillierte und gereinigte Lösungsmittel, wird anschließend über einen Wasserabscheider zurück in die Lösemitteltanks geführt. Der Destillationssumpf wird in regelmäßigen Abständen geleert und entsorgt. Der somit verbrauchte Stabilisator wird zusammen mit den abgereinigten Rückständen der Bauteile ausgetragen.The distillate, i.e. the distilled and purified solvent, is then fed back into the solvent tanks via a water separator. The distillation sump is emptied and disposed of at regular intervals. The stabilizer thus used up is discharged together with the cleaned residues of the components.
Mittels eines Schnelltestverfahrens zur Lösemittelüberprüfung kann der Anwender die Qualität, also den Säuregehalt, des eingesetzten Lösemittels direkt selbst an der Anlage bestimmen. Using a quick test procedure for solvent testing, the user can determine the quality, i.e. the acidity, of the solvent used directly on the system.
Unter Kenntnis der ermittelten Acidität des Lösemittels, also des Anteils an freie Säuren im Lösemittel, und des Anlagenvolumens der Entfettungsanlage kann mittels stöchiometrischer Kalkulation die benötigte Zugabemenge des erfindungsgemäßen Stabilisators ermittelt werden, um den Säuregehalt zu neutralisieren.Knowing the determined acidity of the solvent, that is to say the proportion of free acids in the solvent, and the system volume of the degreasing system, the amount of addition of the stabilizer according to the invention required can be determined by means of stoichiometric calculation in order to neutralize the acid content.
Demgemäß schlägt der Erfinder eine Stabilisatorzusammensetzung für ein Lösemittel zur Reinigung von Bauteilen, insbesondere zur Entfettung von Metallteilen, vor, zumindest umfassend: ein Salz einer Sulfonsäure (Sulfonat) als Stoff a.). Vorzugsweise wird überbasisches Calciumsulfonat mit einer Gesamtbasenzahl von größer 300 (TBN>300), vorzugsweise gleich 400 (TBN=400), eingesetzt. Alternativ ist auch die Verwendung von Natrium- oder Bariumsulfonat möglich.Accordingly, the inventor proposes a stabilizer composition for a solvent for cleaning components, in particular for degreasing metal parts, at least comprising: a salt of a sulfonic acid (sulfonate) as substance a.). Overbased calcium sulfonate with a total base number greater than 300 (TBN> 300), preferably equal to 400 (TBN = 400), is preferably used. Alternatively, the use of sodium or barium sulfonate is also possible.
In einer weiteren Ausführungsform der Stabilisatorzusammensetzung umfasst diese als weiteren Stoff b.) ein Antioxidans (Antioxidationsmittel). Antioxidantien dienen als Sauerstofffänger und verhindern somit vorteilhaft eine Oxidation und Selbstzersetzung des Lösemittels. Vorteilhafterweise wird als Antioxidans ein Alkylphenol eingesetzt, beispielsweise ein o- und/oder p-Alkylphenol, welches mehrere geradkettige oder verzweigte Alkylketten enthält.In a further embodiment of the stabilizer composition, this comprises as an additional substance b.) An antioxidant (antioxidant). Antioxidants serve as oxygen scavengers and thus advantageously prevent oxidation and self-decomposition of the solvent. An alkylphenol, for example an o- and / or p-alkylphenol, which contains a plurality of straight-chain or branched alkyl chains, is advantageously used as the antioxidant.
Die erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung mit zwei Stoffen a.) und b.) kann in jeglichen Mischungsverhältnissen eingesetzt werden. Besonders günstig hat sich ein Mischungsverhältnis erwiesen, bei dem der Anteil an Stoff a.) 99,8% und der Anteil an Stoff b.) 0,2% beträgt.The stabilizer composition according to the invention with two substances a.) And b.) Can be used in any mixing ratio. A mixture ratio in which the proportion of substance a.) Is 99.8% and the proportion of substance b.) Is particularly favorable.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Stabilisatorzusammensetzung umfasst diese als weiteren Stoff c.) ein Basis-/Grundöl als Trägerkomponente. Durch die Zugabe dieses Stoffes c.) wird das Handling der Stabilisatorzusammensetzung vorteilhafterweise verbessert, das heißt die Stabilisatorzusammensetzung wird nochmals verflüssigt. Entsprechend ist es einfacher, die Stabilisatorzusammensetzung zunächst in die Entfettungsanlage einzubringen und schließlich wieder aus der Destillationseinrichtung zu entfernen.In yet another embodiment of the stabilizer composition, this comprises as a further substance c.) A base / base oil as a carrier component. The addition of this substance c.) Advantageously improves the handling of the stabilizer composition, that is to say the stabilizer composition is liquefied again. Accordingly, it is easier to first introduce the stabilizer composition into the degreasing system and finally to remove it again from the distillation device.
Vorteilhafterweise wird als weiteren Stoff c.) ein hochsiedendes Mineralöldestillat eingesetzt, beispielsweise aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgemische. A high-boiling mineral oil distillate, for example aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbon mixtures, is advantageously used as further substance c.).
Die erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung mit drei Stoffen a.), b.) und c.) kann in jeglichen Mischungsverhältnissen eingesetzt werden. Vorteilhafterweise ist jedoch der Anteil an Stoff a.) am größten. Weiterhin vorteilhaft entspricht der Anteil an Stoff a.) der Summe aus den beiden Anteilen von Stoff b.) und Stoff c.). Noch weiter vorteilhaft ist der Anteil an Stoff b.) am kleinsten. Als besonders günstig hat sich ein Mischungsverhältnis erwiesen, bei dem der Anteil an Stoff a.) 50%, der Anteil an Stoff b.) 0,2% und der Anteil an Stoff c.) 49,8% beträgt.The stabilizer composition according to the invention with three substances a.), B.) And c.) Can be used in any mixing ratio. However, the proportion of substance a.) Is advantageously greatest. Furthermore, the proportion of substance a.) Advantageously corresponds to the sum of the two proportions of substance b.) And substance c.). The proportion of substance b.) Is even more advantageous. A mixture ratio in which the proportion of substance a.) Is 50%, the proportion of substance b.) Is 0.2% and the proportion of substance c.) Is 49.8%.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gemisch zur Reinigung von Bauteilen, insbesondere zur Entfettung von Metallteilen, umfassend: mindestens ein Lösemittel, und die voranstehend beschriebene, erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung. In einer bevorzugten Ausführungsform mit einem Lösemittel handelt es sich bei dem Lösemittel um modifizierten Alkohol.The invention further relates to a mixture for cleaning components, in particular for degreasing metal parts, comprising: at least one solvent, and the stabilizer composition according to the invention described above. In a preferred embodiment with a solvent, the solvent is modified alcohol.
Besonders betrifft die Erfindung die Verwendung der voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung bei der Reinigung von metallischen Bauteilen in dem voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Gemisch. Besonders gut eignet sich die Stabilisatorzusammensetzung zur Verwendung bei der Metallentfettung mittels modifizierten Alkohols als Lösemittel.In particular, the invention relates to the use of the stabilizer composition according to the invention described above in the cleaning of metallic components in the mixture according to the invention described above. The stabilizer composition is particularly suitable for use in metal degreasing using modified alcohol as a solvent.
Die nachfolgenden Tabellen zeigen die Wirksamkeit von überbasischem Calciumsulfonat zur Reduktion der Acidität von modifiziertem Alkohol.The following tables show the effectiveness of overbased calcium sulfonate for reducing the acidity of modified alcohol.
In der Testreihe der Tabelle 1 wurde eine Realprobe aus einer Metallentfettungsanlage entnommen, in welcher als Lösemittel modifizierter Alkohol eingesetzt wurde. Es wurden jeweils 100 mL des Lösemittels mit einer Acidität von 559 ppm mit unterschiedlichen Volumina an purem überbasischem Calciumsulfonat gemischt und anschließend das Lösemittel abdestilliert. Die angegebene Acidität ist die im Destillat gemessene Acidität.In the test series in Table 1, a real sample was taken from a metal degreasing system in which modified alcohol was used as the solvent. In each case 100 ml of the solvent with an acidity of 559 ppm were mixed with different volumes of pure overbased calcium sulfonate and the solvent was then distilled off. The specified acidity is the acidity measured in the distillate.
Die gemessenen Werte der Acidität gemäß Tabelle 1 zeigen deutlich die Korrelation zwischen der Menge des zugegebenen Calciumsulfonates und der Reduktion des Säuregehaltes im modifizierten Alkohol. Je mehr Calciumsulfonat zugegeben wurde, umso mehr verringerte sich die Acidität. Besonders effektiv ist die Wirkung von Calciumsulfonat zumindest ab einer Menge von 1,2% auf 100 mL Lösemittel.
Tabelle 1:
In der Testreihe der Tabelle 2 wurde Essigsäure in modifizierten Alkohol zugegeben. Es wurden jeweils 100 mL des modifizierten Alkohols mit einer Acidität von 577 ppm mit unterschiedlichen Volumina einer Stabilisatorzusammensetzung aus 49,8% Basis-/Grundöl, 0,2% Antioxidans und 50,0% Calciumsulfonat gemischt und anschließend das Lösemittel abdestilliert. Die angegebene Acidität ist die im Destillat gemessene Acidität.In the series of tests in Table 2, acetic acid in modified alcohol was added. In each case 100 ml of the modified alcohol with an acidity of 577 ppm were mixed with different volumes of a stabilizer composition consisting of 49.8% base / base oil, 0.2% antioxidant and 50.0% calcium sulfonate, and then the solvent was distilled off. The specified acidity is the acidity measured in the distillate.
Auch diese gemessenen Werte der Acidität gemäß Tabelle 2 zeigen deutlich die Korrelation zwischen der Menge des zugegebenen Stabilisators und der Reduktion des Säuregehaltes im Lösemittel. Je mehr Stabilisator zugegeben wurde, umso mehr verringerte sich die Acidität. Besonders effektiv ist die Wirkung des Stabilisators zumindest ab einer Menge von 2,0% auf 100 mL Lösemittel.
Tabelle 2:
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Gemisch zwei Lösemittel (Abmischung). Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Lösemittel um modifizierten Alkohol und bei dem zweiten Lösemittel um eine Kohlenwasserstoffzusammensetzung.In a further embodiment, the mixture comprises two solvents (mixture). The first solvent is preferably modified alcohol and the second solvent is a hydrocarbon composition.
Es wird auch ein Verfahren zum Stabilisieren eines Lösemittels zur Reinigung von Bauteilen, insbesondere zur Entfettung von Metallteilen, mit einem voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Gemisch beschrieben, wobei die zugegebene voranstehend beschriebene, erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung eine Versäuerung durch eine Zersetzung des Lösemittels zumindest zeitverzögert. Vorteilhafterweise wird also durch die Zugabe des Stabilisators in das Lösemittel die Einsatzdauer des Lösemittels erhöht. Die Verlängerung der Lösemittelstandzeit nach Zugabe des Stabilisators ist unter anderem abhängig von der Art der eingetragenen Öle, des Verunreinigungsgrades der Bauteile und der Betriebsbedingung der Anlage. Die Verlängerung der Einsatzdauer stellt eine deutliche Kosten- und Ressourceneinsparung dar.A method for stabilizing a solvent for cleaning components, in particular for degreasing metal parts, with a mixture according to the invention described above is also described, the added stabilizer composition according to the invention described above at least delaying acidification by decomposition of the solvent. Advantageously, the duration of use of the solvent is therefore increased by adding the stabilizer to the solvent. The extension of the solvent life after adding the stabilizer depends, among other things, on the type of oils entered, the degree of contamination of the components and the operating conditions of the system. The extension of the period of use represents a significant cost and resource saving.
Zudem wird ein Verfahren zur Reinigung von Bauteilen, insbesondere zur Entfettung von Metallteilen, mit einem voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Gemisch unter Zugabe einer voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung beschrieben, wobei die Stabilisatorzusammensetzung während eines Destillationsprozesses zum Trennen der gelösten Verunreinigungen von dem Lösemittel zugegeben wird. In addition, a method for cleaning components, in particular for degreasing metal parts, is described with an above-described mixture according to the invention with the addition of an above-described stabilizer composition according to the invention, the stabilizer composition being added during a distillation process to separate the dissolved impurities from the solvent.
Es wird weiterhin auch ein Verfahren zum Überprüfen des Säuregehaltes in einem Lösemittel beschrieben, bei dem vorteilhafterweise im Lösemittel die folgenden Parameter ermittelt werden:
- - Messen des Anteils an freien Säuren im sauren Bereich,
- - Bestimmung der Alkalität im alkalischen Bereich, und
- - Testen des Lösemittels auf Chloride.
- - measuring the proportion of free acids in the acidic range,
- - determination of alkalinity in the alkaline range, and
- - Testing the solvent for chlorides.
Im Übrigen wird auch ein Verfahren zum Ermitteln der zur Säureneutralisation in einem Lösemittel notwendigen Menge einer Stabilisatorzusammensetzung beschrieben. Unter Kenntnis der Acidität des Lösemittels, also des Anteils an freie Säuren im Lösemittel, und des Anlagenvolumens der Entfettungsanlage kann mittels stöchiometrischer Kalkulation die benötigte Zugabemenge der erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung ermittelt werden, um den Säuregehalt im Lösemittel zu neutralisieren.A method for determining the amount of a stabilizer composition required for acid neutralization in a solvent is also described. Knowing the acidity of the solvent, that is to say the proportion of free acids in the solvent, and the system volume of the degreasing system, the amount of addition of the stabilizer composition according to the invention required can be determined by means of stoichiometric calculation in order to neutralize the acid content in the solvent.
Der erfindungsgemäße Stabilisator wirkt als Sumpfstabilisator, der die Säurebildung in der Entfettungsanlage verlangsamt und bereits gebildete Säuren reduziert. Eine Versäuerung durch Selbstzersetzung des eingesetzten Lösemittels oder durch Säureeintrag von außen kann reduziert und dadurch die Standzeit der modifizierten Alkohole deutlich erhöht werden. Der erfindungsgemäße Stabilisator beugt folglich Korrosionsschäden in der Anlage und Oberflächenkorrosionen an den entfetteten Teilen vor. The stabilizer according to the invention acts as a sump stabilizer, which slows down the acid formation in the degreasing system and reduces acids that have already formed. Acidification through self-decomposition of the solvent used or through acid input from the outside can be reduced, thereby significantly increasing the service life of the modified alcohols. The stabilizer according to the invention consequently prevents corrosion damage in the system and surface corrosion on the degreased parts.
Schäden an der Anlage können verhindert und die Prozesssicherheit damit erhöht werden.Damage to the system can be prevented and process reliability increased.
Zusammenfassend ergeben sich also die folgenden Vorteile beim Einsatz der erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung:
- - Reduktion der Acidität,
- - Vermeidung von Versäuerung des Lösemittels,
- - Reduktion der Selbstzersetzung des Lösemittels,
- - Erhöhung der Lösemittelstandzeit,
- - Erhöhung der Prozesssicherheit,
- - Vermeidung von Korrosionsschäden, Oberflächenkorrosion und Schäden an der Anlage,
- - Kosteneinsparungen, und
- - Ressourceneffizienz durch längere Einsatzdauer des Lösemittels.
- - reduction of acidity,
- - avoiding acidification of the solvent,
- - reduction of self-decomposition of the solvent,
- - increase in solvent life,
- - increasing process reliability,
- - avoiding corrosion damage, surface corrosion and damage to the system,
- - cost savings, and
- - Resource efficiency through longer use of the solvent.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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