DE2100823C2

DE2100823C2 - Reinigungsmittel zur Entfernung von Pigmentverschmutzungen von Metalloberflächen und Verfahren zur Entfernung von Polierpastenrückständen

Info

Publication number: DE2100823C2
Application number: DE19712100823
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Chem. Dr. 6230 Frankfurt Röllig
Original assignee: Diversey GmbH
Current assignee: Diversey GmbH
Priority date: 1971-01-09
Filing date: 1971-01-09
Publication date: 1985-09-05
Also published as: DE2100823A1

Description

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Erfindung löst diese Aufgabe.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neutrales oder schwach-saures Reinigungsmittel zur Entfernung von Pigmentverschmutzungen von Metalloberflächen, das eine Aminocarbonsäure und ein primäres oder sekundäres Alkylarylsulfonat mit einer Alkylkettenlänge von Ce—Ci 6 enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Aminocarbonsäure ein als ampholytisches Netzmittel wirkendes Kondensationsprodukt primärer, sekundärer oder tertiärer Amine mit 10 bis 20 C-Atomen und einer Halogenfettsäure mit 2 bis 4 C-Atomen oder dessen Salze enthält

Gegenstand der Anmeldung ist ferner ein neutrales oder schwach saures Reinigungsmittel zur Entfernung von Pigmentverschmutzungen von Metalloberflächen, das eine Aminocarbonsäure und ein anionisches Netzmittel enthält daß dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Aminocarbonsäure ein als ampholytisches Netzmittel wirkendes Kondensationsprodukt primärer, sekundärer oder tertiärer Amine mit 10 bis 20 C-Atomen und einer Halogenfettsäure mit 2 bis 4 C-Atomen oder dessen Salze sowie ein primäres oder sekundäres Alkyl- oder Alkenylsulfonat mit 10 bis 20 C-Atomen enthält

Es ist bevorzugt wenn die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel zusätzlich einen Gehalt an einem als nichtionogenem Netzmittel wirkendem Aücylglykoläther, Alkylphenylpolyglykoläther, Fettsäurepolyglykolester mit jeweils 8 bis 20 C-Atomen oder einem Pfropfpolymerisat aus Alkenoxiden und/oder saurem Alkaliphosphat aufweisen.

Von den ein Akylarylsuifonat enthaltenden Reinigungsmitteln sind solche bevorzugt die ein primäres oder sekundäres Alkylphcnylsrlfonat mit einer Alkylkettenlänge von Ce—Cm enthalten ui· i bei denen das ampholytische Netzmittel ein Kondensationsprodukt eines primären, sekundären oder tertiären Amins mit 12 bis 18 C-Atomen und Chloressigsäure, Chlorpropionsäure oder Chlorbuttersäure, oder dessen Salzen darstellt.

Von den Reinigungsmitteln, die ein Alkyl- oder Alkenylsulfonat enthalten, sind solche bevorzugt, die als ampholytisches Netzmittel ein Kondensationsprodukt aus einem primären, sekundären oder tertiären Amin mit 12 bis 18 C-Atomen und Chloressigsäure, Chlorpropionsäure oder Chlorbuttersäure, oder dessen Salzen aufweisen und bei denen das primäre oder sekundäre Alkyl- oder Alkenylsulfonat 12 bis 18 C-Atome enthält.

Besonders bevorzugt sind Mittel, die zusätzlich einen Gehalt an einem Alkyl- oder Alkylphenylpolyglykoläther mit einer Alkylkettenlänge von C12—Cie, einem Fettsäurepolyglykolester mit C12- bis Cie-Fettsäuren oder einem Pt'ropfpolymerisat des Äthylenoxids mit Propylenoxid oder Butylenoxid mit Molgewichten des C₃- bis Gi-Anteils zwischen 1300 und 3000 und 10 bis 80 Athylenoxideinheiten pro Moi und/oder saurem Alkaliortho- oder Alkalypyrophosphat aufweisen.

Speziell einsetzbar ist ein Reinigungsmittel, daß einen Gehalt von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-°/o, des Kondensationsproduktes (A) eines primären, sekundären oder tertiären Amins mit 12 bis 18 C-Atomen und Chloressigsäure, Chlorpropionsäure oder Chlorbuttersäure, insbesondere Chloressigsäure, ß-Chlorpropionsäure und /-Chlorbuttersäure, oder deren Salzen aufweist und 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 90 Gew.-%, eines primären oder sekundären Alkyl- oder Alkenylsulfonates (B) mit 12 bis 18 C-Atomen bzw. eines primären oder sekundären Alkylphenylsulfonates mit einer Alkyl-Kettenlänge von Cg-Cu enthält. Diese Mittel enthalten ferner gegebenenfalls bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%, eines Alkyl- oder Alkylphenylpolyglykoläthers mit einer Alkyl-Kettenlänge von C12- bis Cig, eines Fettsäurepolyglykolesters mit Cu- bis Cie-Fettsäuren oder eines Pfropfpolymerisates des Äthylenoxids mit Propylenoxid oder Butylenoxid mit Molgewichten des C3- bis GrAnteils zwischen 1300 bis 3000 und 10 bis 80 Athylenoxideinheiten/ Mol als Komponente (C) und/oder ein saures Alkaliortho- oder Alkalipyrophosphat in einer Menge, die der 1,0-fachen bis 4-fachen Menge der Summe der Komponenten A + B + C entspricht

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Entfernung von Pigmentverschmutzungen auf Metalloberflächen in einem wäßrigen Tauchbad zwischen Zimmer- und Siedetemperatur, das dadurch gekennzeichnet ist daß die zu reinigenden Metallteile in einer wäßrigen 0,1 bis 10%igen, vorzugsweise 0,5 bis 4%igen, Lösung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels behandelt werden. Wenn gewünscht, werden die Teile einer Nachreinigung unterzogen, die durch ein elektrolytisches Verfahren oder durch Behandlung im Ultraschallfeld verstärkt werden kann.
Das Reinigungsmittel gemäß der Erfindung ist durch den Gehalt an ampholytischen Netzmittel geeignet im schwach sauren oder neutralen Bereich auf der Metalloberfläche eine hydrophobierende Sperrschicht auszubilden, die die Verunreinigungen unterwandert und so deren Ablösung erleichtert Durch die gleichzeitig im Reinigungsmittel vorbzndenen anionenaktiven und gegebenenfalls nichtionogenen Netzmittel werden die organischen Bestandteile der Polier- und Schleifpastenrückstände aufgeweicht und bei längerer Einwirkung die gesamte Verschmutzung abgelöst

Die erfindungsgemäß durch die ampholytischen Tenside erzeugte hydrophobäerendc Sperrschicht, die bei der Anwendung dieses Verfahrens auf der Metalloberfläche verbleibt, muß für die nachfolgende Galvanisierung oder Emaillierung des Metaiis entitrdt werden. Sie wird nun im Gegensatz zu den bereits bekannten seifen- bzw. aminartigen Sperrschichten durch eine nachfolgende alkalische Behandlung sehr leicht entfernt.

Da durch die alkalische Nachbehandlung außer der Sperrschicht auch auf der Oberfläche verbleibende Restverschmutzungen entfernt werden, läßt sich eine Lösung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels auch zur Vorreinigung sinsetzen. Hierbei braucht das Reinigungsmittel dann neben den hydrophobierenden Amphotensiden nur einen geringeren Anteil eines anionenaktiven Netzmittels zu enthalten.

Durch eine Lösung eines derartigen Reinigungsmittels werden die Verunreinigungen nur vorgeweicht, aber noch nicht vollständig entfernt. Die hydrophobierende Sperrschicht bildet sich jedoch aus und erleichtert dann die restlose Entfernung in einem nachfolgenden handelsüblichen alkalischen Abkochentfettungsbad. Sehr günstig wirkt sich die Vorbehandlung auch aus, wenn anschließend ein elektrolytisches Verfahren oder eine Ultraschallbehandlung angewendet wird. Die Be-

6Q handlungszeiten können dann sehr kurz gehalten werden.

Die erfindungsgemäßen Kombinationen des Reinigungsmittels aus ampholytischen Tensiden, anionenaktiven und gegebenenfalls nichtionogenen Netzmitteln können als Lösungen, Pasten oder feste Substanzen hergestellt werden. Soll das erfindungsgemäße Reinigungsmittel zum Vorweichen von verharzten oder anderweitig verhärteten Polierpastenrückständen, insbesondere

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auf Buntmetalloberflächen, eingesetzt werden, so ist es vorteilhaft die hydrophobierende Wirkung der darin enthaltenen Ampholyte durch einen Zusatz schwach saurer Elektrolyte, insbesondere saurer Alkaliortho- oder Alkalipyrophosphate, zu verstärken. Aus diesem Grunde kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel die gleiche Menge eines sauren Alkaliphosphats enthalten. Es ist dann vorteilhaft im erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren eine höhere — zweckmäßig 2 bis 5%ige - Anwendungskonzentration zu benutzen.

Es hat sich gezeigt, daß die verschiedenen Typen amphclytischer Tenside trotz ihres teilweise unterschiedlichen Verhaltens in geeigneter, erfindungsgemäßer Kombination mit anionenaktiven Netzmitteln und gegebenenfalls mit dem Zusatz von nichlionogenen Netzmitteln und/oder sauren Alkaliphosphaten hydrophobe Sperrschichten erzeugen und so die Reinigung von Piginentverschmutzungen auf Metalloberflächen wesentlich erleichtern. Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel ist in Verbindung mit dem erfindungsgemä-Ben Vorfahren hervorragend geeignet Polier- und Schleifpastenrückstände, Walzenabriebe, verharzte und hartnäckig haftende Verunreinigungen von Metalloberflächen zu entfernen.

In den nachfolgenden Vergleichsbeispielen 1 und 2 wird die unbefriedigende Reinigungswirkung von herkömmlichen Verfahren gezeigt während aus den Beispielen 1 bis 6 die vorteilhafte Wirkung von verschiedenen Kombinationen des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels hervorgeht

Beispiel 1

Polierte, mit Polierpastenrückständen behaftete Aluminiumbleche werden in eine auf 85° C erhitzte l%ige Lösung eines Reinigungsmittels der Zusammensetzung

A 20% Natrium-N-Cocos-^-aminopropionat B 80% sekundäres Na-Tetradecylsutfonat

getaucht Die Teile sind nach 5 Minuten nahezu sauber. Die hydrophobierte Oberfläche wird durch kurzzeitige Nachbehandlung in l°/oiger Natronlauge abgebaut Danach sind die Bleche sauber und weisen eine vollständig netzende Oberfläche auf.

Beispiel 2

Aiumimumprofilteile wie im Vergleichsbeispiel 1 werden bei 95°C mit einer l°/oigen Lösung eines Reinigungsmittels der folgenden Zusammensetzung behandelt:

A B C

Vergleichsbeispiel 1

Polierte, mit Schleif- und Polierpastenrückständen behaftete Aluminiumprofilteüe werden in eine 95° C warme Lösung getaucht, die 1 % eines Entfettungsmittels der folgenden Zusammensetzung enthält:

70% sekundäres Na-Dodecylsulfonat 30% Dodecylpolyglykoläther mit 25 Äthylenoxideinheiten pro Mol 10% N-Lauryl-/-iminodipropionsäure 70% primäres Na-Hexadecenylsuifonat 20% Tetradecylpolyglykoläther mit 25 Äthylenoxideinheiten pro Mol

Die Teile sind nach 4 Minuten sauber. Die durch das ampholytische Tensid hydrophobierte Oberfläche läßt sich durch kurzzeitige Nachbehandlung in einer l%igen Natriummetasilikatlösung vollständig netzend machen.

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Beispiel 3

Polierte, mit Polierpastenrückständen behaftete Stahlbleche werden in eine 95° C warme Lösung getaucht, die 1% eines Reinigungsmittels der Zusammensetzung:

Die Pigmentrückstände sind nach 10-minütiger Behandlung nur unvollständig entfernt A 10% N-Cocos-^-aminopropionsäure B 70% sekundäres Na-Tetradecylsulfonat C 20% Propylenoxid-Äthylenoxid-Pfropipo-

lymerisat mit 40 Ätnylenoxideinhei-

ten pro Mol

Vergleichsbeispiel 2

Aluminiumprofilteile werden unter den gleichen BedingungeT wie im Vergletchsbeispiel 1 mit einer 1 %igen Lösung eines Reinigungsmittels der folgenden Zusammensetzung behandelt:

70% sekundäres Na-Dodecylsulfonat 20% Dodecylpolyglykoläther mit 25 Äthylenoxideinheiten pro Mol 10% Kokosfettaminacetat

Die Benetzbarkeit der Teile ist nach 5-minüiiger Behandlung nur unvollständig, sie ist jedoch besser als nach der im Verglpichsbeispiei 1 erfolgten Behandlung. Durch kurzzeitige Nachbehandlung in einer 1%igen Natronlauge wird die hydrophobe Oberfläche jedoch noch nicht vollständig netzend. Hierzu ist eine 10%ige Natronlauge erforderen, durch die es zu einem Angriff dnr Metalloberfläche kommt.

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60 enthält.

Ergebnis wie im Beispiel 2, jedoch schon nach 3 Minuten Behandlungsdauer.

Beispiel 4

Polierte, mit vc.'harzten Polierpastenrückständen behaftete Stahlbleche werden 1 Minute in einer 95° C warmen Lösung wie in Beispiel 2 behandelt und anschließend 1 Minute 'ang in einer handelsüblichen 2 —3%igen alkalischen (pH 11-12) Reinigerlösung (Ätznatron, Natriumphosphat und Natriumsilikat + Netzmittel) im Ultraschallfeld nachbehandelt.

Danach sind die Teile sauber und vollständig netzend.

Beispiel 5

Polierte, mit Polierpastenrückständen behaftete Messingteller werden 1 Minute lang in einer 8O⁰C warmen

2%igen Lösung folgender Zusammensetzung behandelt:

Λ 2,5% N-Cocos-^-aminopropionsäure A 2,5% N-Cocos-z-aminobuttersäure

B 35% sekundäres Na-Tetradecylsulfonat C 5% Propylenoxid-Äthylenoxid-Pfropfpolymerisat mit 40 Äthylenoxideinheiten pro Mol

C 5% Propylenoxid-Äthylenoxid-Pfropfpolymerisat mit 80 Äthylenoxideinheiten pro Mol
D 50% Dinatriumhydrogenpyrophosphat

Die Rückstände sind danach soweit aufgeweicht, so daß sie in einer 3%igen mild alkalischen (pH 9,5—10) Reinigerlösung (Borat-, Phosphatbasis + Netzmittel) nar-h ^weiminütiger Tauchbehandlung vollständig entfernt werden. Die Oberfläche ist danach vollständig netzbar.

Beispiel 6

Polierte, mit verharzten Polierpastenrückständen behaftete Messingrohrabschnitte werden 1 Minute lang in einer auf 80°C erhitzten 2%igen Lösung folgender Zusammensetzung getauch!:

A 5% N-Tallyl-^-iminodipropionsaure B 20% sekundäres Na-Tetradecylsulfonat B 15% Na-p-Dodecyl-phenylsulfonat C 5% Propylenoxid-Äthylenoxid-Pfropfpolymeiisat mit 40 Äthylenoxideinheiten pro Mol

C 5% Propylenoxid-Äthylenoxid-Pfropfpolymerisat mit 80 Äthylenoxideinheiten pro Mol
D 50% Dinatriumdihydrogenpyrophosphat

Die Rückstände sind danach so weit aufgeweicht, daß sie sich nach zweiminütiger Nachbehardlung mit einer 2—3%igen alkalischen Lösung (pH 9,5-10) im Ultraschallfeld vollständig entfernen lassen. Die Oberfläche ist danach vollständig netzbar.

Eine Wiederholung der in Beispiel 1 bis 6 beschriebenen Versuche mit Lösungen, in denen die hydrophobierend wirkenden ampholytischen Netzmittel fehlen bzw. nur durch nichtionogene Tenside ersetzt waren, führt stets zu wesentlich schlechteren Ergebnissen (ähnlich wie in den Vergleicbsbeispielen 1 und 2).

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Claims

21 OO 323 Patentansprüche:

1. Neutrales oder schwach saures Reinigungsmittel zur Entfernung von Pigmentverschmutzungen von Metalloberflächen, enthaltend eine Aminocarbonsäure und ein primäres oder sekundäres Alkylarylsulfonat mit einer Alkylkettenlänge von Ce—Ci 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aminocarbonsäure ein als ampholytisches Netzmittel wirkendes Kondensationsprodukt primärer, sekundärer oder tertiärer Amine mit 10 bis 20 C-Atomen und einer Halogenfettsäure mit 2—4 C-Atomen oder dessen Salze enthält

Z Neutrales oder schwach saures Reinigungsmittel zur Entfernung von Pigmentverschmutzungen von Metalloberflächen enthaltend eine Aminocarbonsäure und ein anionisches Netzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aminocarbonsäure ein als ampholytisches Netzmittel wirkendes Kondensationsprodukt primärer, sekundärer oder tertiärer Amine mit 10 bis 20 C-Atomen und einer Halogenfettsäure mit 2 bis 4 C-Atomen oder dessen Salze sowie ein primäres oder sekundäres Alkyl- oder Alkenylsulfonat mit 10 bis 20 C-Atomen enthält

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem als nicht ionogenes Netzmittel wirkenden Alkylglykoläther, Alkylphenylpolyglykoläther, Fettsäurepolyglykolester mit jeweils 8—20 C-Atomen oder einem Pfropfpolymerisat aus Alkenoxiden und/oder saurem Alkaliphosphat.

4. Mittel nach Anspruch 1, enthaltend ein primäres oder sekundäres Alkylphenylsulfonat mit einer Alkylkettenlänge von Cs bis Cn. gekennzeichnet durch den Gehalt an einem als ampholytisches Netzmittel wirkenden Kcndensationsprodukt eines primären, sekundären oder tertiären Amins mit 12 bis 18 C-Atomen und Chloressigsäure, Chlorpropionsäure oder Chlorbuttersäure, oder dessen Salzen.

5. Mittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem Kondensationsprodukt aus einem primären, sekundären oder tertiären Amin mit 12 bis 18 C-Atomen und Chloressigsäure, Chlorpropionsäure oder Chlorbuttersäure, oder dessen Salzen sowie einem primären oder sekundären AlkyloderAlkenylsuifonatmit 12 —18 C-Atomen.

6. Mittel nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem Alkyl- oder Alkylphenylpolyglykoläther mit ein>er Aikylkettenlänge von C12—C,_g. einem Fettsäurepolyglykolester mit C12- bis Cie-Fettsäuren oder einem Pfropfpo'ymerisat des Äthylenoxids mit Propyienoxid oder Butylenoxid mit Molgewichten des C3- bis G₄-Anteils zwischen 1300 und 3000 und 10—80 Äthylenoxideinheiten pro Mol und/oder saurem Alkaliortho- oder Alkalipyrophosphat.

7. Verfahren zur Entfernung von Polierpastenrückständen von Metalioberflächen durch Behandlung der Metallteile in einen, wäßrigen Tauchbad zwischen Zimmer- und Siedetemperatur und gewünschtenfails durch eine sich anschließende Nachreinigung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Metallteile in einer wäßrigen 0,1 bis 10%igen Lösung des Reinigungsmittels nach Anspruch 1 oder 2 behandelt werden.

Die Erfindung betrifft Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einer Aminocarbonsäure sowie einer Alkylarylsulfonsäure oder einem Alkyl- oder Alkenylsulfonat sowie ein Verfahren zur Entfernung von Polierpastenrückständen von Metalloberflächen unter Verwendung dieser Mittel.

Während die bloße Entfettung von Metalloberflächen relativ wenig Schwierigkeiten bereitet, ist es schwer, Pigmentverschmutzungen wie Schleif- und Polierpastenrückstände oder Walzenabrieb mit den herkömmlichen Verfahren zu entfernen. Eine einfache Tauchentfettung führt meist nicht zum Ziel, und es müssen daher zur Nachbehandlung mechanische oder elektrolytische Verfahren oder Ultraschallfelder mit herangezogen werden. Selbst bei der Anwendung dieser Nachreinigungsverfahren kommt es noch zu Störungen im Bearbeitungsablauf, insbesondere dann, wenn sich eine galvanische Behandlung der Metallteile anschließt
Beim mechanischen Abwischen z. B. bleiben Wischspuren sichtbar, bei der elektrolytischen Reinigung von metallischen Formteilen ist es oft unmöglich, die erforderliche Stromdichte allseitig gleichmäßig aufrechtzuhalten, und manche Verschmutzungen widerstehen selbst einer Ultraschallbehandlung.

Seit einigen Jahren werden zum Entfernen von festhaftenden, staubförmigen Verschmutzungen, die sich mit den herkömmlichen Mitteln nicht von Metalloberflächen ablösen lassen, schwach alkalische Lösungen von Seifen und Aminen verwendet Die Wirkung dieser Mittel ist auf die Bildung von Verbindungen mit dem Metallstaub (Metallseifen und Metallaminen) zurückzuführen. Es entsteht dabei auf der Oberfläche eine hydrophobierende Schicht, die sich auch zwischen der Verschmutzung und dem Metall ausbreitet und das Ablösen der staubförmigen Verunreinigungen bei einer sich anschließenden Entfettung erleichtert. Gegen eine Kombination der zwei Behandiungssehriue — Reinigung mit einer Amin- und/oder Seifenlösung und einer Entfettungslösung — spricht die Beobachtung, daß sich die hydrophobierende Schicht in Anwesenheit der zur Entfettung verwendeten starken alkalischen Mittel (Ätzalkalien und Silikaten) nicht ausbildet. Der Nachteil des in zwei oder mehr Stufen ablaufenden Reinigungsverfahrens wird u. a. darin gesehen, daß der Erfolg der Teilreinigungsverfahren erst nach Abschluß des Gesamtverfahrens beurteilt werden kann.

Aus der britischen Patentschrift 865 252 sind saure Reinigungsmittel bekannt, die anionenaktive sowie nicht-ionische Netzmittel enthalten. Die anionischen Netzmittel leiten sich von Diaminen ab Lid wirken CaI-cium-sequestrierend, aber besitzen nur geringe Netzwirkuiig.

Aus der US-Patentschrift 3 345 295 sind abrasiv wirkende Reinigungsmittel für Kupfer bekannt, die als wesentliche Bestandteile Thiosulfat und Mercaptan enthalten. Neben abrasiven Mitteln können diese Mittel ferner noch Tenside enthalten, die das Absetzen der abrasiven Mittel oder von Treibmitteln verhindern sollen. Das Arbeiten mit Mercaptan enthaltenden Mitteln ist jedoch unangenehm

Aus der deutschen Auslegeschrift I 180 219 sind tensidhaltige Entrostungs- und Rostschutzmittel bekannt.

Mit den aus diesen Literaturstellen bekannten Mitteln lassen sich Pigmentverschmutzungen nicht oder nur unvollkommen entfernen.

Es bestand daher die Aufgabe, ein neutrales oder schwach saures Reinigungsmittel zur Entfernung von Pigmentverschmiitzungen zu schaffen. Die vorliegende