DE2556657A1

DE2556657A1 - Verfahren zum hemmen der korrosion von metallen

Info

Publication number: DE2556657A1
Application number: DE19752556657
Authority: DE
Inventors: Jun Cleveland O'neal
Original assignee: Sherwin Williams Co
Current assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1975-12-16
Publication date: 1976-09-30
Also published as: CH603817A5; US3985503A; FR2304687A1; GB1478004A; CA1056591A; JPS51107243A; FR2304687B1

Description

Patentanwälte Zöbbhb ί

8 toiwh.:.·; ο».,, .·_;-■-nujeistf. 28 ^g _# Dezember 1975

74-2057

THE SHERWIN-WILLIAMS COMPANY Cleveland, Ohio 44115, V.St.A.

Verfahren zum Hemmen der Korrosion von Metallen

Die Erfindung betrifft ein "Verfahren zum Hemmen der Korrosion von Metallen in Berührung mit verschiedenen korrodierenden organischen Flüssigkeiten und wässrigen Medien, und zwar insbesondere ein Verfahren zum Schützen von Metallen in Gegenwart von korrodierenden organischen Flüssigkeiten und wässrigen Medien durch Zusatz einer wirksamen Menge mindestens eines substituierten Benzotriazols, wie z.B. der carboxylierten Benzotriazole einschliesslich der Metallsalze und Alkylester der carboxylierten Benzotriazole, zu den organischen Flüssigkeiten bzw. wässrigen Medien.

Die Verwendung von Triazolen und besonders von Benzotriazol als Korrosions- und AnIaufschutzmittel in verschiedenen Medien, z.B. wässrigen und organischen Medien, .ist bekannt. Es wurde jedoch gefunden, dass wirksame Mengen der carboxylierten Benzotriazole einschliesslich ihrer Metallsalze und aliphatischen Ester verbesserte korrosionshemmende Wirkungen ha-

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ben und vielen der anderen Triazole überlegen sind. Dies war nicht zu erwarten, weil die Einführung eines Substituenten (-COOH) in den Benzolring des Benzotriazols dessen Molekulargewichterhöht und dadurch den relativen Anteil des korrosionshemmenden Zentrums, d.h. des Triazolringes des Moleküls, verkleinert. Es wäre daher zu erwarten gewesen, dass hierdurch der Wirkungsgrad der korrosionshemmenden Eigenschaften des Moleküls vermindert würde. Im Gegensatz dazu wurde jedoch gefunden, dass der Carboxylsubstxtuent am Benzolring des Benzotriazols, obwohl er das Molekulargewicht der Verbindung erhöht, die korrosionshemmenden Eigenschaften verbessert, so dass die Verbindungen in vielen Fällen den bisher in wässrigen und organischen Medien verwendeten Triazolen überlegen sind.

Unter Korrosion versteht man den zerstörenden- Angriff auf Metalle, bei dem sich eine elektrochemische oder chemische Reaktion des Metalls mit der Umgebung abspielt. Der elektrochemische Angriff auf Metalloberflächen führt zum Abtragen und Unterhöhlen des Metalls und wird beschleunigt, wenn erst einmal der Schutzüberzug, z.B. der Oxidfilm, durch das korrodierende Medium, z.B. das organische oder wässrige Medium, entfernt worden ist. Andere Arten von Korrosion, wie Hohlraumbildung und Erosion, treten auf, wenn ausser den elektrochemischen Reaktionen in dem wässrigen Medium solche Bedingungen herrschen, dass die kontinuierliche Strömung zur Bildung von Hohlräumen führt, in denen sich Bereiche hohen Druckes ausbilden, die zu einem Druckstoß führen, der eine angefressene Metalloberfläche zur Folge hat. Diese Art von Korrosion findet man im allgemeinen bei Wasserpumpen, Schiffsschrauben, Turbinenschaufeln usw. Zur Erosion von Metalloberflächen kommt es im allgemeinen dann, wenn das Medium, z.B. die wässrige Flüssigkeit, Feststoffe in Suspension enthält, die bei der Förderung der Flüssigkeit, z.B. durch Metalleitungen oder Rohre usw. , auf die Oberfläche auftreffen, den Schutzfilm abtragen und

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das Metall freilegen, so dass es weiter korrodieren kann.

Es wurde nun gefunden, dass gewisse Benzotriazolcarboxylate (BTCOOH) einschliesslich der Alkalisalze und Alkylester Metalle, wie Kupfer, Messing, Stahl, Aluminium usw., gegen Korrosion schützen, wenn sie in wirksamen Mengen, z.B. von nur 0,01 ppm oder weniger, verschiedenen korrodierenden organischen Flüssigkeiten oder wässrigen Medien zugesetzt werden. Die erfindungsgemäss verwendeten Carboxylbenzotriazole sind besonders wirksam in verschiedenen wässrigen Medien, die in Systemen, wie Klimatisierungsanlagen, Dampferzeugungsanlagen, Tiefkühlanlagen, Säurebeizanlagen, Wärmeaustauschern, Mänteln und Rohren von Motoren und dergleichen, verwendet werden. Besondere Beispiele für wässrige Systeme, denen die Benzotriazolcarboxylate gemäss der Erfindung zugesetzt werden können, sind umlaufende Wassersysteme, z.B. zum Erhitzen und Kühlen, bei denen Frischwasser, behandeltes Frischwasser, Salzsole, Seewasser oder Abwasser einschliesslich Industrieabwasser in Systemen umläuft, die Eisen, Kupfer, Aluminium, Zink usw. oder Legierungen dieser Metalle, wie Stahl, Messing und dergleichen, enthaltende Oberflächen aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hemmen der Korrosion verschiedener Metalle zur Verfügung zu stellen, die mit wässrigen Medien oder korrodierenden organischen Flüssigkeiten in Berührung kommen. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hemmen der Korrosion oder des Anlaufens von Metallen zur Verfügung zu stellen, bei dem wirksame Mengen von Benzotriazolcarboxylaten in wässrigen Systemen verwendet werden, die in Wasser lösliche oder dispergierbare organische Verbindungen enthalten. Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, bei dem carboxylsubstituierte Benzotriazole zu wässrigen oder organischen flüssigen Medien entweder für sich allein oder in Kombination mit anderen bekannten Inhibitoren zugesetzt werden können, um

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die Metallkorrosion zu verhindern.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Hemmen der Korrosion von Metallen in Berührung mit verschiedenen korrodierenden organischen Flüssigkeiten und wässrigen Medien, z.B. wässrigen Medien, die Wasser in Mengen bis etwa 100 Gewichtsprozent enthalten, welches darin besteht, dass man zu der korrodierenden organischen Flüssigkeit oder dem wässrigen Medium eine korrosionshemmende Menge mindestens eines substituierten Benzotriazols der allgemeinen Formel

zusetzt, in der R^ Wasserstoff (d.h. BTCOOH), ein Alkalimetall, z.B. Natrium, Kalium und/oder Lithium (d.h. BTCOOM), oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen (d.h. BTCOOR) bedeutet. Die aliphatischen Reste können gesättigt oder ungesättigt, also Alkyl- oder Alkenylreste, substituiert oder unsubstituierte sein und umfassen insbesondere aliphatische Reste, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl und Dodecyl.

Es gibt zwar verschiedene Methoden zur Herstellung der substituierten Benzotriazole; für die Zwecke der Erfindung wurde das carboxylierte Benzotriazol jedoch durch Oxidation von 4-Methylbenzotriazol mit Kaliumpermanganat in Form von praktisch reinem 4-Carboxybenzotriazol hergestellt.

Die Ester und Metallsalze des carboxylierten Benzotriazols können nach herkömmlichen Methoden, z.B. durch Umsetzung eines aliphatischen Alkohols oder einer Alkaliverbindung mit der Carboxylgruppe des Benzotriazols, hergestellt werden. Die Al-

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kylester, z.B. der Methylester, von carboxyliertem Benzotriazol (BTCOOR) können z.B. nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden:

Reaktionsteilnehmer Gewichtsteile

Carboxyliertes	Benzotriazol	16	,3
SOCl₂		24
Methylalkoho1		100	ml

Der Methylalkohol und das carboxylierte Benzotriazol (BTCOOH) werden in ein Reaktionsgefäss eingegeben, und das SOCl₂ wird zugetropft, während man das Gemisch 2 Stunden auf Rückfluss-"temperatur erhitzt. Das Reaktionsprodukt wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei 60 C getrocknet. Durch chemische Analyse wird bestätigt, dass das Produkt der Methylester des carboxylierten Benzotriazols ist.

Die substituierten Benzotriazole, z.B. carboxyliertes Benzotriazol, werden zu der korrodierenden organischen Flüssigkeit oder dem korrodierenden wässrigen Medium in wirksamen Mengen bis etwa 10 000 ppm, bezogen auf das Gewicht der organischen Flüssigkeit oder des wässrigen Mediums, zugesetzt. Zu den wässrigen Medien gehören solche, die Wasser in Mengen von bis zu 100 % bis weniger als etwa 1 % enthalten, sowie Kombinationen von Wasser mit in Wasser dispergierbaren oder löslichen organischen Flüssigkeiten. Diese in Wasser löslichen oder dispergierbaren organischen Flüssigkeiten können in dem wässrigen Medium in Mengen bis ungefähr 100 Gewichtsprozent enthalten sein und umfassen in Wasser dispergierbare oder lösliche Alkohole, wie Methanol, Propanol, Butanol usw., uns insbesondere Glykole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol usw. Andere organische Flüssigkeiten, die in wässrigen Medien vorkommen können, sind Ester, Äther, z.B. Glykoläther usw., und verschiedene organische Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Xylol, die chlorierten Kohlenwasserstoffe, z.B. Trichloräthylen usw.

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Es gibt zwar keine obere Grenze für die zuzusetzende Menge an substituiertem Benzotriazol (z.B. kann die zuzusetzende Menge bis etwa 3,0 Gewichtsprozent reichen); vom praktischen Gesichtspunkt jedoch ergibt sich eine maximale Menge aus den Kosten der Verbindung, und daher liegen die zuzusetzenden Mengen im allgemeinen im Bereich bis etwa 10 000, z.B. 0,01 bis 5000 ppm substituiertes Benzotriazol, bezogen auf das wässrige Medium oder die organische Flüssigkeit, z.B. organische Lösungsmittel usw. Vorzugsweise wird das substituierte Benzotriazol zu den korrodierenden organischen Flüssigkeiten oder wässrigen Medien, die auch organische Lösungsmittel enthalten können, in Mengen von etwa 0,1 bis 2000 oder 1,0 bis 500 ppm zugesetzt.

Die erfindungsgemäss verwendeten substituierten Benzotriazole eignen sich besonders für die Behandlung von wässrigen Medien, die auf Metalloberflächen korrodierend wirken. Diese wässrigen Medien können z.B. in Wasserbehandlungssystemen, Kühltürmen, Wasserumlaufsystemen für Heiz- oder Kühlzwecke, Wärmeaustauschern einschliesslich deren Rohren, enthalten sein, besonders in Fällen, in denen die Flüssigkeit Eisen oder dessen Legierungen, Kupfer oder dessen Legierungen, Aluminium oder dessen Legierungen usw. angreift. Als Wasser kommt nicht nur Frischwasser in Betracht, sondern auch Meerwasser, Salzsole, Abwasser, insbesondere Industrieabwasser, das beispielsweise in Kühlwassertischen zum Walzen von heissem Stahl und dergleichen verwendet wird.

Unter Umständen, wie z.B. bei Säurebehandlungsbädern, können verschiedene Mittel zur Steuerung des pH-Wertes zugesetzt werden, um die von dem umlaufenden Wasser aufgenommene Säure zu neutralisieren. Die mit den substituierten Benzotriazolen behandelten wässrigen Medien können daher pH-Werte von etwa 3,0 bis 9,0 aufweisen. Ausser den substituierten Benzotriazolen können andere bekannte organische oder anorganische Korrosionsschutzmittel zusammen mit den Benzotriazolen in beldebi-

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gen Anteilen zugesetzt werden, wie z.B. verschiedene anorganische Inhibitoren, wie Chromate, Nitrate, Nitrite, Phosphate, und organische Inhibitoren, wie Organophosphate und insbesondere einige der anderen Triazole, z.B. Benzotriazol, Imidazole, Oxazole, Thiazole und Kombinationen derselben.

Zur Vorbereitung für die Prüfung in organischen oder wässrigen Medien werden Metallplatten (aus Kupfer, Messing, Aluminium und Stahl), z.B. in Tetrachloräthylen, entfettet, mit Aceton gespült und an der Luft getrocknet.

Die Bestimmung der Korrosionshemmung durch die carboxylierten Benzotriazole einschliesslich der Ester und Salze derselben wird z.B. an Stahlblechen (SAE 1020) mit einer Fläche von 25,8 cm durcligeführt. Diese werden in Tetrachloräthylen entfettet, gründlich gereinigt, mit Aceton gespült, getrocknet und gewogen. Nach dem Abwiegen werden die Bleche in eine Prüfvorrichtung eingesetzt und 24 Stunden bei etwa 50° C in simuliertes Kühlwasser (SKW) getaucht. Das Kühlwasser, welches zum Simulieren von Kühlwasser dient, welches in verschiedenen technischen Anlagen, z.B. Wärmeübertragungssystemen usw., verwendet wird, wird hergestellt, indem man zu destilliertem Wasser die folgenden Verbindungen zusetzt:

Verbindungen Gewichtsteile

MgSO₄ 42,1

CaSO₄ 70,2

NaHCO₃ 68,5

CaCl₂ 26,4

NaCl 13,4

Der pH-Wert des wässrigen Mediums kann im Bereich von sauer (z.B. pH 3) bis alkalisch (z.B. pH 9) liegen, wird aber bei den meisten Versuchen im Bereich von 6,5 bis 7,5 gehalten. Dieses Wasser wirkt korrodierend und hat eine Calciumcarbonat-

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härte von etwa 110. Die Prüfvorrichtung wird ständig belüftet, und nach 24 Stunden werden die Stahlbleche aus dem zu untersuchenden Wasser herausgenommen, abgespült und getrocknet. Die korrodierten Stellen werden von den Versuchsblechen entfernt und die Bleche dann wiederum gespült, getrocknet und gewogen. Der Gewichtsverlust wird verzeichnet. Der Hemmungsgrad (I.E.) wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

τ y _ λ _

Gewichtsverlust des mit Inhibitor behandelten Bleches

Gewichtsverlust des Kontrollbleches

Für die Zwecke der Erfindung bedeutet "BTCOOH" carboxyliertes Benzotriazol. Der Ausdruck "BTCOOM", z.B. "BTCOONa", bezieht sich auf ein Alkalisalz des carboxylierten Benzotriazols, und der Ausdruck "BTCOOR" bezieht sich auf einen aliphatischen Ester des carboxylierten Benzotriazols, z.B. bedeutet "BTCOOMe" den Methylester. Der Ausdruck "substituierte Benzotriazole" bezieht sich auf carboxylierte Benzotriazole (BTCOOH) einschliesslich der Alkalisalze (BTCOOM), der Alkylester (BTCOOR) und der Isomeren derselben. Der Ausdruck "BT" bedeutet Benzotriazole, und der Ausdruck "TT" bedeutet Tolyltriazole.

Die Tabellen I und II erläutern die Wirksamkeit von carboxyliertem Benzotriazol sowie des Methyl- und Butylesters desselben in Benzol und Leuchtöl, die etwa 5 Gewichtsprozent Essigsäure als korrodierendes Mittel enthalten. Der Versuch wird 24 Stunden bei 50° C mit Stahlblechen durchgeführt, und die angegebenen Gewichtsverluste sind Mittelwerte für drei Bleche.

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74-2057	Tab	eile I	116,95	eile II	5,15	2556657
		Stahl in Benzol	3,48	in Leuchtöl	1,62
	Konzentration, Gewichts- ppm verlust, mg	2,81	Konzentration, Gewichts- ppm verlust, mg	1,90
Zusatz	__	77,95	_—	2,05	% I.E.
Kontrolle	50	83,99	100
BTCOOH	200	17,46	.100	97,0
Methylester	50	100	97,6
Butylester	100	33,3
Butylester	200	28,2
Butylester	Tab	85,1
	Stahl

Zusatz	% I.E.
Kontrolle	_
BTCOOH	68,5
Methylester	63,1
Butylester	60,2

Hieraus ist ersichtlich, dass der Wirkungsgrad (I.E.) für den Schutz von Stahl durch die Verwendung des carboxylierten Benzotriazols und dessen Methylesters wesentlich verbessert wird,

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7	Tabelle	-	2 b 5 6 6 5 7
	Korrosion von Stahl	Ill
	Inhibitorkonzentration =	in Isooctan
Inhibitor	100 ppm (100	mg/1)
Kontrolle	Gewichtsverlust, mg	% I.E.
BTCOOH	5,98	_
Methylester	2,50	58
Butylester	2,54	58
Octylester	2,02	66
1,72	71

Hinsichtlich des Korrosionsschutzes für Stahl in aliphatischen organischen Flüssigkeiten, wie Isooctan, wird ein verbesserter Wirkungsgrad mit Estern des carboxylierten Benzotriazols von höherem Molekulargewicht erzielt. Auch hier wird wieder Essigsäure in einer Konzentration von 5 Gewichtsprozent als korrodierendes Mittel in einer 48 Stunden bei 50° C durchgeführten statischen Prüfung verwendet.

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Tabelle IV

	Konzentrat ion,	Korrosion	% I	.E.	von Stahl in	Benzol	0	I.E.	TT	Gewichts	%	0	I.E.
	ppm	BTCOOH				BT	39	(b)	verlust, mg	0	(b)
	25	Gewichts	94	(a)	Gewichts		89	(b)	83,14	0	(b)
OD	50 '	verlust, mg	91	(a)	verlust,	mg %	93	(b)	109,35	79	(b)
O co	100		93	(a)	74,58	94	(c)	62,49	88	(c)
OO 4>-	200	2,82	-		24,94	96	(c)	11,66	94	(c)
O ^. '	400	3,84			4,49		(c)	6,68		(c)
CD —Λ	800	3,21		4,04			3,50
^ I	-		3,51
O		2,40

(a) Gewichtsverlust der Kontrolle 44,22 mg

(b) Gewichtsverlust der Kontrolle 40,79 mg

(c) Gewichtsverlust der Kontrolle 55,22 mg

CTi CO

Tabelle

	cn CD	I	Konzentra tion, ppm	Korrosion von Stahl	Stahl	BT	und Kupfer in Benzol	BTCOOH	Kupfer	BT	VJ ■■Ν
	CO CX)		Kontrolle			Gewichts verlust, mg		Gewichts verlust , mg		Gewichts verlust, mg
«	-P~ O		10	BTCOOH	I.E.	67,83		14,53	% I.E.	9,09
O		25	Gewichts verlust , mg %		75,29	% I.E.	2,73		6,01	% I.E.
i£3		50	53,84	75	78,41		1,51	81	0,23
O		100	• 13,45	92	12,38	O	O	89	0,08	34
	Anmerkungen	4,18	97	3,49	O	0,07	100	-0,05	97
	Temperatur:	1,86 .	97		81		100		99
	1,48			94				100

	50° C

Zeit: * 24 Stunden

Statische Beeherglasprüfung

Korrodierendes Mittel: 5-gewichtsprozentige Essigsäure

Wiederholungen: 2

er; UI co cn Cn

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Gemäss Tabelle IV und V werden Stahl- und Kupferbleche in einer statischen Prüfung in Benzol, das 5 Gewichtsprozent Essigsäure enthält, im Verlaufe von 24 Stunden bei 50 C untersucht. Die Werte zeigen, dass der Korrosionsschutz für Metallbleche insbesondere bei den niedrigeren Konzentrationen an carboxyliertem Benzotriazol im Vergleich zu Benzotriazol oder Tolyltriazol verbessert wird; dies ergibt sich aus den Werten für den Wirkungsgrad (I.E.).

Tabelle

VI

Prozentualer Wirkungsgrad von BTCOOH und dessen Estern

in simuliertem Kühlwasser

BTCOOH

Metall

Konzentration,

Methylester

Konzentration, ppm

Butylester Konzentration,

250 500 1000

400

800

200 <400

Aluminium	46% 80%	84%	81%	81%	94%	95%	2,09	I.E.	Aluminium	% I.E.	Flußstahl	% I.E.
Stahl	0 91	98	38	57	77	48	0,41		Ge wichts verlust , mg		Ge wichts verlust, mg
Kupfer	48 80	79	89	88	75	66	0,37	80	11,30	48	111,90	56
Messing	84 90	89	—	—	93	90	0,18	82	5,88	51	48,88	90
		Tab	eile	VII ·				91	5,54	49	11,49	99
Gewichtsverluste und prozentualer Wirkungsgrad für drei Metalle in belüftetem simuliertem Kühlwasser	5,79	1,60

Messing
BTCOOH Ge- als In- wichts- hibitor, verlust, ppm mg %
0 (Kontrolle)
100
300
500

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Anmerkungen zu Tabelle VII; --

1. Die Werte für die Kontrollen sind Mittelwerte aus neun Blechen.

2. Die Werte für die mit dem Korrosionsschutzmittel geprüften Proben sind Mittelwerte aus drei Blechen.

Die obigen Tabellen zeigen, dass sowohl carboxyliertes Benzotriazol als auch der Methyl- und der Butylester desselben die Korrosionshemmung bei Aluminium, Stahl, Kupfer und Messing erheblich verbessern, wenn diese Metalle 24 Stunden bei 50 C der Einwirkung von korrodierendem simuliertem Kühlwasser ausgesetzt werden. Die Korrosionshemmung, ausgedrückt als prozentualer Wirkungsgrad, verbessert sich mit steigender Konzentration des substituierten Benzotriazols. Die Verbesserung der Korrosionshemmung mit steigender Konzentration des Inhibitors macht sich, wie Tabelle VII zeigt, besonders bei Stahl und Messing bemerkbar.

Tabelle VIII

Prozentualer Wirkungsgrad der sowie dessen Ester	Butylester	83% 81% 73 80 45 90'	Korrosionshemmung bei drei Metallen	400 100	durch BTCOOH	500
Metall	Konzentration, p_QQ ~_QQ T)TjTn :3s» — -* .	Methylester	94% 80% 67 48 60 56	BTCOOH	91% 49 99
Messing Aluminium Stahl	300	300
60% 59 61	82% 51 90

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74-2057 ^

Tabelle IX

Prozentualer Wirkungsgrad der Korrosionsheinmung
durch BTCQOH und BTCOONa

-r i-i-i-jj. ι Messing Aluminium Stahl
Inhibitorkonzen- ^&

tration, ppm Säure Salz Säure Salz Säure Salz

-%	92%	-%	35%	-%	50%
80	88	48	37	56	62
82	95	51	32	90	98
91	90	49	46	99	98

50 100 300 500

Die obigen Tabellen zeigen den Wirkungsgrad des Korrosionsschutzes durch carboxyliertes Benzotriazol sowie dessen
Methyl- und Butylester in belüftetem simuliertem Kühlwasser. Diese Versuche wurden 24 Stunden bei 50° C bei einem pH-Wert von 7 durchgeführt. Es ist zu bemerken, dass die Korrosionshemmung mit steigender Konzentration des Inhibitors stärker
wird, was sich aus Tabelle VIII ergibt. Gemäss Tabelle IX
zeigen das carboxylierte Benzotriazol und das Natriumsalz desselben eine verbesserte, korrosionsheminende Wirkung bei Messing, Aluminium und Stahl und insbesondere eine Verbesserung der Wirkung mit steigender Konzentration. Die Versuche wurden in belüftetem simuliertem Kühlwasser bei einem pH-Wert von 7 im Verlaufe von 24 Stunden bei 50° C durchgeführt.

Tabelle X

Prozentualer	Korrosionshemmungsgrad *bei Aluminium und in belüftetem simuliertem Kühlwasser	Aluminium Messing	pH 8,	Messing
Inhibitor- dH 7 0	57% 81% 92 82	Aluminium	0
300 ppm	0% 77	Messing
BTCOOH Butylester	45% 61

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Tabelle

XI

Prozentualer Korrosionshemmungsgrad bei Aluminium und Stahl in belüftetem simuliertem Kühlwasser

Inhibitorkonzentration 300 ppm

BTCOOH Butylester

7,0

pH 8,0

Aluminium Stahl

56% 90

0%
73

96% 55

Die obigen Tabellen zeigen den Wirkungsgrad für die Korrosionshemmung bei Aluminium und Messing bzw. Aluminium und Stahl in belüftetem simuliertem Kühlwasser bei verschiedenen pH-Werten.

Tabelle

XII

Gewichtsverlust und prozentualer Korrosionshemmungsgrad bei vier Metallen in simuliertem Kühlwasser

Zusatz Konzentration, ppm

Kupfer Gewichtsverlust, mg % I.E.

Messing Gewichtsverlust, mg % I.E.

Aluminium Gewichtsverlust, mg % I.E.

Stahl Gewichtsverlust, mg % I.E.

Kontrollprobe

1,88

3,04

21,00

53,58

BTCOOH BTCOOH BTCOOH

250

500

1000

0,98	0,37	0,40
47,87	80,32	78,72
0,48	0,32	0,33
84,21	89,47	89,14
11,33	4,37	3,43
46,05	79,48	83,67
59,07	4,98	1,11
-	90,71	97,93

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Tabelle XIII

Gewichtsverlust und prozentualer Korrosxonshemmungsgrad bei drei Metallen in simuliertem Kühlwasser

Zusatz Kontrollprobe BTCOOMe BTCOOMe

Konzentration, ppm - 400 800

Kupfer

Gewichtsverlust, mg 3,15 % I.E. -

Aluminium

Gewichtsverlust, mg 16,33 % I.E. -

Stahl

Gewichtsverlust, mg 55,90 % I.E. -

Die Werte der obigen Tabellen zeigen, dass carboxyliertes Benzotriazol sowie dessen Methylester in Kühlwasser im Verlaufe von 24 Stunden bei 50 C einen verbesserten Korrosionsschutz bieten. Das carboxylierte Benzotriazol und der Methylester desselben wurden bei ähnlichen Versuchen in Konzentrationen von 250 ppm und auch von 1000 ppm eingesetzt.

0,35	0,35
88,89	87,94
3,08	3,07
81,14	81,20
34,95	24,01
37,48	57,04

- 17 -

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Tabelle

XIV

Carboxy-BT-Ester

Kupfer in Benzol
(96 Stunden bei 5O⁰C)

Gewichtsverlust, mg

% I.E.

Keiner	2,77	_
Methyl	0,05	98,2
Butyl	0,09	96,8
Octyl	-0,07(2)	100
Dodecyl	-0,04(2)	100
Anmerkungen:	(1) Das Minuszeichen bedeutet	eine Gewichts-

zunähme.

(2) Als korrodierendes Mittel wurde Methyldisulf id verwendet.

(3) Die Ergebnisse sind Mittelwerte aus drei Proben.

Tabelle

XV

	Stahl in Benzol	% I.E.
	(24 Stunden bei 50°C)
Carboxy-BT-Ester	Gewichtsverlust, mg	91,32
Keiner	62,32	98,28
Methyl	5,41	- 62,24
Butyl	1,07	0
Octyl	23,53
Dodecyl	76,60

Anmerkungen: (1) Das korrodierende Mittel war Essigsäure.

(2) Die Ergebnisse sind Mittelwerte aus drei Proben.

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Die obigen Tabellen zeigen, dass der Korrosionsschutz im Vergleich zu der Kontrollprobe bedeutend verbessert wird, wenn die verschiedenen Ester des carboxylierten Benzotriazols in Konzentrationen von 200 ppm zu Benzol zugesetzt werden. Diese Versuche wurden an Kupfer in korrodierendem Benzol im Verlaufe von 96 Stunden und an Stahl in korrodierendem Benzol im Verlaufe von 24 Stunden durchgeführt.

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Claims

Patentansprüche

(1, Verfahren zum Hemmen der Korrosion von Metallen in Berührung mit korrodierenden organischen Flüssigkeiten oder wässrigen Medien, dadurch gekennzeichnet, dass man der organischen Flüssigkeit bzw. dem wässrigen Medium eine korrosionshemmende Menge mindestens eines carboxylierten Benzotriazole der allgemeinen Formel

zusetzt, in der R* ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das carboxylierte Benzotriazol zu einem wässrigen Medium in korrosionshemmenden Mengen bis etwa 5000 Teilen Benzotriazol je Million Teile des wässrigen Mediums zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das carboxylierte Benzotriazol zu einer korrodierenden organischen Flüssigkeit in korrosionshemmenden Mengen bis etes 5000 Teilen Benzotriazol je Million Teile der organischen Flüssigkeit zusetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige Medium zum überwiegenden Teil aus Wasser besteht.

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5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige Medium einen Alkohol in Mengen bis etwa

99 Gewichtsprozent enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol ein einwertiger aliphatischer Alkohol von
niederem Molekulargewicht ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol ein mehrwertiger aliphatischer Alkohol ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrwertige Alkohol Glykol ist.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die korrodierende organische Flüssigkeit ein aliphatisches organisches Lösungsmittel enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die korrodierende organische Flüssigkeit ein aromatisches organisches Lösungsmittel enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 1, angewandt auf den Korrosionsschutz von Kupfer, Aluminium, Eisen und deren Legierungen.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein carboxyliertes Benzotriazol verwendet, in dessen' allgemeiner Formel R^ ein Wasserstoffatom bedeutet.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein carboxyliertes Benzotriazol verwendet, in dessen allgemeiner Formel R^ ein Alkalimetall bedeutet.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein carboxyliertes Benzotriazol verwendet, in dessen

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allgemeiner Formel R^ einen aliphatischen Rest bedeutet

15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das carboxylierte Benzotriazol dem wässrigen System in Mengen von etwa 0,01 bis 5000 Teilen Benzotriazol je Million Teile des wässrigen Mediums zusetzt.

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