DE2249639C2

DE2249639C2 - Flüssiges, saures Metallreinigungsmittel

Info

Publication number: DE2249639C2
Application number: DE19722249639
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Chem. Dr. 5042 Erftstadt-Lechenich Kandler; Gerd K. 5022 Junkersdorf Köhler; Karl Dipl.-Chem. Dr. 5032 Efferen Merkenich; Helga 5032 Efferen Peters
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-10-11
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1982-04-15
Also published as: CH580171A5; DE2249639A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssiges, saures Metallreinigungsmittel auf der Basis von Phosphorsäureestern.

Für die Reinigung von Metalloberflächen sind bereits flüssige, saure Reinigungsmittel bekannt, die im wesentlichen aus einem Gemisch von Tensiden und Säuren, vorwiegend Phosphorsäure, bestehen.

Ein Nachteil dieser bekannten Reinigungsmittel besteht darin, daß sie einen hohen Metallabtrag auf den behandelten Oberflächen hervorrufen. Dieser Abtrag beträgt auf Aluminium etwa 10g/m²h bei 80⁰C. Aus diesem Grunde wird in der DE-OS 16 21 465 der Zusatz von Aminoalkylpolyphosphonsäuren als Korrosionsinhibitoren zu schwefel- oder phosphorsäurehaltigen Lösungen empfohlen. Durch diese Inhibitoren kann zwar der Metallabtrag dieser sauren Reiniger erheblich herabgesetzt werden, doch ist die Reinigungswirkung dieser Mischungen geringer als die von anderen sauren Metallreinigungsmitteln, die saure Phosphorsäureester enthalten. Derartige Reinigungsmittel sind beispielswei-

lü se in der US-PS 20 84 361 oder in der DL-PS 4002 beschrieben und haben den Vorteil, daß sie in der Lage sind, wasserlösliche Calcium- und Eisensalze zu bilden. Dem steht jedoch entgegen, daß saure Phosphorsäureester im allgemeinen auf Aluminiumoberflächen einen Metallabtrag von über 2,8 g/m²/Tag bei 20⁰C hervorrufen. Ein so großer Metallabtrag ist aber zu hoch, wenn das Reinigungsmittel zu wiederholten Reinigungen eingesetzt werden soll.
Insgesamt gesehen besteht das Problem der Reinigung von Oberflächen aus Aluminium oder dessen Legierungen mit den bislang bekannten sauren Metallreinigungsmitteln darin, daß bei den Mitteln, die eine gute Reinigungswirkung zeigen, der Metallabtrag zu groß ist und bei den Mitteln, bei denen der Metallabtrag ausreichend gering ist, die Reinigungswirkung unbefriedigend ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein saures Reinigungsmittel für Aluminium oder dessen Legierungen zu schaffen, das bei einer guten Reinigungswirkung nur zu einem geringen Metallabtrag führt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit einem Gemisch zweier bestimmter Monoalkylphosphorsäureester diese Aufgabe gelöst werden konnte. Im einzelnen besteht die vorliegende Erfindung in einem Monobutylphosphorsäureester enthaltenden, flüssigen, sauren Metallreinigungsmittel, das zur Reinigung von Oberflächen aus Aluminium oder dessen Legierungen ein Gemisch von Monomethylphosphorsäureester und Monobutylphosphorsäureester im Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 4:1, vorzugsweise von etwa 2:1, in Mengen von 1-80 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 30 Gew.- °/o, enthält.

Neben dem genannten Estergemisch kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel noch zusätzlich mindestens eine waschaktive Substanz in Mengen bis zu 90 Gew.-% enthalten. Als solche waschaktive Substanzen kommen die bekannten anionischen oder nicht ionischen Tenside in Betracht, wie z. B. Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate, Oleoylmethyltaurid, Polyglykoläther oder Gemische aus diesen Verbindungen.

Ferner kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel auch zusätzlich noch mindestens einen Alkohol, wie z. B. Isobutanol, oder Diäthylenglykol in Mengen bis zu 50 Gew.-% enthalten.

Zwar sind saure Phosphorsäureester als Metallreinigungsmittel allgemein hekannt, doch weiß man auch, daß diese Ester einen Metallabtrag von mehr als 2,8 g/m²/Tag bewirken.

So ruft das erfindungsgemäße, aus einer nahezu unbegrenzten Zahl möglicher Kombinationen ausgewählte Estergemisch auf anderen Metallen als Aluminium, beispielsweise auf Stahl, einen Metallabtrag von 3,15 g/m²h hervor. Es war daher für den Fachmann nicht vorhersehbar, daß durch das gleiche Estergemisch, das einen pH-Wert von etwa 1 aufweist, auf Aluminium und dessen Legierungen weniger als 0,04 g Metall pro m² und Stunde abgetragen werden.

Beispiel 1 Ein Reinigungsmittel der Zusammensetzung:

20 Gevv.-°/o Monomethylphosphorsäureester, 10 Gew.-% Monobutylphosphorsäureester, 10 Gew.-% sekundäres Natriumalkansulfonat

(6Ogew.-°/oig),
8 Ge\v.-% Isotridekanolpolyglykoläther

mit 5 Mol Äthylenoxid, 5 Gew.-% Natriumoleoylmethyltaurid

(4Ogew.-°/oig),
2 Gew.-% Diäthylenglykol,

15

Rest Wasser,

wurde mit Wasser im Gewichtsverhältnis 1 :3 bis 1:10 verdünnt

Mit der erhaltenen Lösung wurde ein Blech aus einer Legierung, bestehend aus 2,6-3,4 Gew.-% Magnesium, 0,5 Gew.-% Mangan und 0,3 Gew.-% Chrom, Rest Aluminium, gereinigt Von dem Metall wurden bei Raumtemperatur 0,03 g/m²h abgetragen.

Der Metallabtrag wurde folgendermaßen gemessen:

Das polierte Aluminiumblechplättchen mit einer Oberfläche von 27 cm² wurde in ein 100-ml-BechergIas, das "mit dem verdünnten Reinigungsmittel gefüllt war, bei Raumtemperatur getaucht. Das Metallplättchen war vorher mit Isopropanol gereinigt und anschließend ausgewogen worden. Die Tauchzeit betrug 24 Stunden. Danach wurde das Plättchen mit destilliertem Wasser abgespült und in einem Exsikkator über P2O5 getrocknet und wiederum ausgewogen. Die Gewichtsdifferenz ergab den Abtrag in 24 Stunden.

35

40

Beispiel 2 Ein Reinigungsmittel der Zusammensetzung:

20 Gew.-% Monomethylphosphorsäureester, 10 Gew.-% Monobutylphosphorsäureester, 3Gew.-% Isobutanol,

7 Gew.-% Alkylarylsulfonat (37gew.-%ig),

5 Gew.-°/o Nonylphenolpolyglykoläther mit 6 Mol Äthylenoxid,

Rest Wasser,

wurde im Gewichtsverhältnis 1 :3 bis 1 :10 mit Wasser verdünnt und, wie im Beispiel 1, mit der erhaltenen Lösung ein Al-Blech behandelt, der Metallabtrag lag unter 0,03 g/m²h.

A) Monomethyl- und Monobutylphosphorsäureester im

Gewichtsverhältnis 2 :1,
Metallabtrag: 0,03 g/m²h
B) Monomethylphosphorsäureester Metallabtrag: 0,6 g/m²h

C) Monobutylphosphorsäureester Metallabtrag: 0,06 g/m²h

D) H₃PO₄

Metallabtrag: 1,9 g/m²h

Monomethyl- und -butylphosphorsäureester können in bekannter Weise durch Umsetzung von den entsprechenden Alkoholen und Polyphosphorsäure mit einem P^Os-Gehalt von 85 Gew.-% hergestellt werden.

Charakteristisch für diese Produkte sind beispielsweise folgende Werte:

Monomethylphosphorsäureester:
P₂O₅-Gehalt ca. 64 Gew.-%

Säurezahl: 990 mg KOH/g Substanz (bis zur 2. Neutralisationsstufe bei pH 9,5) Dichte: 1,56 g/cm³ (20° C)

Monobutylphosphorsäureester:
P₂O₅-Gehalt ca. 50 Gew.-%

Säurezahl: 690 mg KOH/g Substanz (bis zur 2. Neutralisationsstufe bei pH 9,5) Dichte: 1,25 g/cm3(20°C)

Beispiel 4

Die Wirkung verschiedener Reinigungsmittel wurde auf Aluminiumblechen geprüft, die 1 Woche lang einer Industrieluft ausgesetzt und deren Oberflächen mit öligem Ruß, Staub und Metalloxiden beschichtet waren. Zur Prüfung wurden die Bleche in die jeweiligen Reinigungsmittellösungen getaucht, die durch Verdünnen der Reinigungsmittel mit Wasser im Verhältnis von etwa 1 : 7 hergestellt worden waren.

Nach einer Einwirkzeit von 30 min wurde die Lösung von den Blechen abgewaschen und deren Oberfläche beurteilt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:

Beispiel 3

Reinigungsmittel

Oberfläche

50

Ferner wurden die Wirkungen auf Al-Blech des erfindungsgemäßen Estergemisches einerseits und der ^c reinen Komponente des Gemisches andererseits miteinander verglichen. Es wurden jeweils 30gew.-%ige d wäßrige Lösungen eingesetzt.

Handelsübliches
Produkt auf der Basis
von Neutralseifen

Monomethylphosphorsäureester

Produkt gemäß
Beispiel 1

Produkt gemäß
Beispiel 2

dunkel, leicht mattiert, sauber

hell, matt, sauber glänzend, glatt, sauber glänzend, glatt, sauber

Claims

Patentansprüche:

1. Monobutylphosphorsäureester enthaltendes, flüssiges, saures Metallreinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Reinigung von Oberflächen aus Aluminium oder dessen Legierungen ein Gemisch von Monomethylphosphorsäureester und Monobutylphosphorsäureester im Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 4:1 in Mengen von 1 -80Gew.-% enthält

Z Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Gemisch aus Monomethylphosphorsäureester und Monobutylphosphorsäureester im Gewichtsverhältnis von etwa 2:1 in Mengen von etwa 30 Gew.-% enthält

3. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich mindestens eine waschaktive Substanz in Mengen bis zu 90 Gew.-°/o enthält

4. Reinigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als waschaktive Substanz anionische oder nicht ionische Tenside enthält

5. Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich mindestens einen Alkohol in Mengen bis zu 50 Gew.-% enthält

6. Reinigungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Alkohol Isobutanol, Diäthylenglykol oder Gemische aus diesen Alkoholen enthält.

7. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es

20 Gew.-% Monomethylphosphorsäureester, 10 Gew.-% Monobutylphosphorsäureester,
10 Gew.-°/o sekundäres Natriumalkansulfonat

(6Ogew.-°/oig),
8 Gew.-°/o Isotridekartolpolyglykoläther

(5 Mol Äthylenoxid),

5 Gew.-% Natriumoleoylmethyltaurid
(40gew.-%ig),

2 Gew.-% Diäthylenglykol,

Rest Wasser, enthält.

8. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es

20 Gew.-% Monomethylphosphorsäureester, 10 Gew.-% Monobutylphosphorsäureester,

3 Gew.-% Isobutanol,

7 Gew.-% Alkylarylsulfonat (37gew.-%ig),
5 Gew.-°/o Nonylphenolpolyglykoläther (mit

6MoI

Äthylenoxid),

Rest Wasser, enthält.