DE2614234A1 - Korrosionsschutzmittel fuer metalloberflaechen - Google Patents
Korrosionsschutzmittel fuer metalloberflaechenInfo
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Description
METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M., den 18.3.1976
Aktiengesellschaft DrBr/MRei
-S.
Prov.-Nr. 7794 M Korrosions Schutzmittel für Metalloberflächen
Die Erfindung betrifft ein verbessertes wäßriges Korrosionsschutzmittel
für Metalloberflächen, welches aufgrund des Einsatzes bestimmter Substanzen eine hohe korrosionsinhibierende Wirkung und gleichzeitig
besondere anwendungstechnische Vorteile aufweist.
Zur Vermeidung unerwünschter Korrosionserscheinungen ist die Behandlung
mit wäßrigen Lösungen, die korrosionsinhibierende Zusätze enthalten, üblich. Die Anwendung solcher mehr oder weniger stark alkalischer
Lösungen erfolgt insbesondere zum vorübergehenden Korrosionsschutz während des Fertigungsablaufs metallischer Werkstücke, bei oder nach
Reinigungsbehandlungen, bei der spanabhebenden Bearbeitung oder bei Zwischenlagerungen vor weiteren Behandlungsstufen. Bekannte korrosionsinhibierende
Zusätze sind beispielsweise Alkalinitrite, Alkalichromate oder organische Verbindungen, wie Alkanol-amine, besonders Triäthanolamin,
oder Alkali- oder Alkanolaminseifen von Fettsäuren mittlerer Kette nlänge. Nitrite und Chromate weisen den Nachteil auf, daß die Lösungen
vor der Ableitung in das Abwasser durch besondere Maßnahmen aufbereitet werden müssen. Der mit Alkanolaminen oder den Fettsäure salzen erzielbare Korrosionsschutz ist vielfach nicht ausreichen^ so daß den Lösungen
zusätzlich Nitrit zugegeben wird, was jedoch wieder zu dem genannten anwendungstechnischen Nachteil führt.
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Es besteht daher die Aufgabe, ein Korrosionsschutzmittel vorzuschlagen,
welches sich durch eine hohe Korrosionsschutzwirkung, vielseitige Anwendbarkeit
und abwassertechnische Unschädlichkeit auszeichnet.
Die erfindungsgemäße wäßrige Behandlungsflüssigkeit zum Korrosionsschutz
von Metalloberflächen ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Umsetzungsprodukt eines Gemisches aus a) einer oder mehreren aliphatischen Carbonsäuren mit 6 bis 10 C-Atomen und b) einer oder mehreren
Poly oxy carbonsäur en mit c) einem oder mehreren Alkanolamines wobei
auf 1 Mol der Säurekombination mindestens 1,3 Mol Alkanolamin vorliegt, enthält.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß durch die Verwendung
des Gemisches der aliphatischen Carbonsäure und der Polyoxycarbonsäure und den angegebenen Mindestüberschuß an Alkanolamin eine erheblich
verbesserte Korrosionsschutzwirkung erzielt wird. Der Überschuß an Alkanolamin ist an sich nicht begrenzt, doch werden bei einem Mol-Verhältnis
über 1 : 3 in den meisten Fällen keine weiteren Verbesserungen erzielt.
Das Gewichtsverhältnis von alipha tischer Carbonsäure zu Polyoxycarbonsäure
kann zweckmäßig 1 : 0,5 bis 1 : 7 betragen. Vorzugsweise wird ein Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 3 gewählt.
Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn eine aliphatische Carbonsäure
mit 8 C-Atomen zusammen mit Gluconsäure und/oder Weinsäure eingesetzt wird. Als Alkanolamin werden vorzugsweise Diäthanolamin
und/oder Mono ethanolamin verwendet. Triäthanolamin führt zu einer nicht
so hohen Verstärkung der Korrosionsschutzwirkung.
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26Η234
Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittels ist
ein pH-Wert der Lösung von 7, 5 bis 10 erwünscht. Dieser wird im allgemeinen
bereits durch den Zusatz des Umsetzungsproduktes erzielt. Die Lösung enthält das Umsetzungsprodukt zweckmäßig in einer Konzentration
von 0,5 bis 5 Gew.%. Vorzugsweise soll dar pH-Wert der
Lösung im Bereich von 8,0 - 9,5 liegen.
Wenn nur schwach alkalische Korrosionsschutzmittel gewünscht sind, um z.B. den Angriff auf bestimmte Metalle, wie Aluminium, niedrig zu
halten oder die Lösungen nach Gebrauch ohne Neutralisation in das Abwasser ablassen zu können, ist eine Senkung des sich durch Lösung des
Umsetzungsproduktes in Wasser ergebenden pH-Wertes in einem schmalen
Bereich von etwa 0, 5 Einheiten durch Zusatz von anorganischen oder organischen Säuren möglich, ohne daß eine Verschlechterung der Wirksamkeit
der erfindungsgemäß eingesetzten Korrosionsschutzmittel eintritt. Geeignete Säuren sind beispielsweise Schwefelsäure, Amidosulfosäure,
Phosphorsäure, Borsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure oder Benzoesäure.
Die erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel weisen nicht nur den Vorteil
einer hohen Korrosionsschutzwirkung auf, wie sich auch aus den nachstehenden Beispielen ergibt, sondern zeigen auch eine nur geringe Schaumneigung,
was sich besonders günstig auswirkt, wenn eine Anwendung im Spritzverfahren erfolgen soll. Darüber hinaus ist eine gute Beständigkeit
auch in hartem Wasser gegeben. Auf den behandelten Metalloberflächen ergeben sich keine kristallinen Auftrocknungen. Die Korrosionsschutzmittel
können für die Behandlung von Eisen und Stahl, Zink oder auch Leicht- und Buntmetalle*1 eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Umsetzungsprodukte können aus den
Säuren und Alkanolamin bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur hergestellt werden«, Bei der Herstellung können auch weitere für die
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Korrosionsschutzlösung erwünschte Bestandteile bereits zugemischt werden. Die erhaltenen Produkte sind klare oder auch leicht trübe flüssige
Konzentrate, die auch in hartem Wasser klar löslich sind. Zur Erleichterung der Handhabung kann es zweckmäßig sein, noch Wasser zuzusetzen,
um ein Konzentrat mit den vorgelösten Komponenten zu erhalten, das einen Wassergehalt von 10 bis 80% aufweist.
Die erfindungs gem. äßen wäßrigen Lösungen können zusätzlich noch weitere
Komponenten enthalten, falls dies zweckmäßig erscheint. In vielen Fällen ist ein Zusatz von Tensiden vorteilhaft, um eine gleichzeitig reinigende
und entfettende Wirkung zu fördern und eine gute Benetzung der behandelten Oberflächen mit dem Korrosionsschutzmittel zu gewährleisten. Bei der
Mitverwendung von Tensiden empfiehlt es sich, nichtionogene schwach schäumende oder entschäumende Produkte, z.B. auf Basis von Anlagerungsprodukten
von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid an Alkohole, Alkylphenole, Fettsäuren, Fettamine ν Die Tenside können der Behandlungslösung
in der erforderlichen Menge direkt zugesetzt werden. Zweckmäßigerweise werden sie aber bereits dem Konzentrat, das für die Herstellung
der Lösung verwendet wird, beigegeben. Die erforderliche Menge hängt in gewissem Maße von der Wirksamkeit der jeweils verwendeten Tenside
ab. Sie kann bis zu 20%, berechnet auf das wasserfreie Konzentrat, betragen.
Wenn Leicht- oder Buntmetalle behandelt werden sollen, kann es erwünscht
sein, spezielle Inhibitoren für die entsprechenden Metalle mitzuverwenden, z.B. Alkaliborate oder kondensierte Phosphate zum Schutz gegen den Angriff
von Aluminium, oder Benztriazol oder dessen Derivate zum Schutz gegen den Angriff von Buntmetallen. Etwaige Zusätze solcher Inhibitoren
sollen jedoch Mengen von 10%, bezogen auf das wasserfreie Konzentrat,
nicht übersteigen, da sonst die Gefahr besteht., daß unerwünschte Auftrocknungen
auf den Metalloberflächen auftreten.
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■Υ·
In manchen Fällen kann auch eine Mitverwendung geeigneter Bakterizide oder Fungizide angebracht sein, um die Behandlungslösung auch bei Raumtemperatur und nach der Aufnahme von fettigen
Verunreinigungen vor Bakterien- und Pilzbefall zu schützen. Als solche Konservierungsmittel kommen in bekannter Weise z.B.
Phenolderivate, Formaldehyd-abspaltende Verbindungen, Triazine, quartäre Ammoniumverbindungen in Betracht. Die Zusatzmengen
liegen im Falle der Mitverwendung solcher Substanzen etwa im Bereich von etwa 0,5 bis 5 %3 berechnet auf das wasserfreie
Konzentrat.
Nachstehend sind einige Rezepturen für Konzentrats angegeben, die für die Herstellung von erfindungsgemaßsn Korrosionsschutzflüssigkeiten
geeignet sind (Angaben in Gew.%):
A) 1D Caprylsäure )
10 Gluconsäure ) Umsetzungsprodukt 25 Diethanolamin )
10 Nichtionogenes Tensid (C.n .„-Alkohol mit 10 Mol
IU~'^ Äthylenoxid)
1,5 Bacterizid (Formaldehyd-abspaltend)
5 Borax 37,5 Wasser
B) 5 Caprylsäure )
1B SÄ«™ i U».tzung.p»dukt
32 Diethanolamin )
10 Nichtionogenes Tensid (Nonylphenol mit 8 Mol Äthylenoxid)
1 Benztriazol
3 Bacterizid (quartäre Ammoniumverbindung) 34 Wasser
C) 12 Caprylsäure )
5 Gluconsäure )
7 Weinsäure ) Umsetzungsprodukt
20 Monoäthanolamin)
2 Phosphorsäure )
5 Pentanatriumtripolyphosphat
6 Nichtionogenes Tensid (Fettsäure mit 12 Mol Äthylen·
3 Bacterizid (auf Triazin-Basis) oxid)
40 Wasser
709842/0111
— b —
- fl -
.4* 26H234
Die Konzentrate können so mit Wasser verdünnt werden, daß sich je nach Anforderung Lösungen mit einem Gehalt an 0,5 bis 5 Gew. % des
Konzentrats ergeben. Im allgemeinen ist ein Gehalt an 1 bis 3% ausreichend.
In den nachstehenden Vergleichsversuchen wurde die Korrosionsschutzwirkung
von erfindungsgern äßen Korrosionsschutzmitteln und die von
Einzelkomponenten oder anderen Zusammensetzungen geprüft. Zur Prüfung wurde das Prinzip der Arbeitsweise nach DIN 59 360 Blatt 2 (Entwurf
Juni 1974) zur Prüfung der Korrosionsschutzeigenschaften von wasserhaltigen Kühlschmierstoffen (Späne/Filterpapier-Verfahren) angewendet.
Die Lösung der Proben erfolgte jedoch jeweils in Wasser von 10 °dH. Die Methode besteht im wesentlichen darin, entfettete Graugußspäne (2 g)
auf einem Rundfilter mit 2 ml der jeweiligen Probelösung zu benetzen,
zugedeckt
dann die Filter 2 Stunden in einer Petri-SchaleVfoei Raumtemperatur stehen
zu lassen und dann das Vorhandensein von Korrosionsflecken auf dem Filterpapier auszuwerten,,
In der nachstehenden Tabelle ist für die verschiedenen Versuche zunächst
die Zusammensetzung und Konzentration des für die Herstellung der Probelösung verwendeten Konzentrats sowie zutreffendenfalls das Mol-Verhältnis
von Carbonsäure bzw. Carbonsäure-Oxicarbonsäure-Gemisch zu Alkanolamin
angegeben. Der Ansatz der Probelösungen erfolgt jeweils in 3%iger Konzentration des Konzentrates. Die erhaltenen pH-Werte sind ebenfalls
angegeben. In der letzten Spalte sind die erhaltenen Bewertungsergebnisse aufgeführt. Wie klar ersichtlich, wird bei den erfindungs gemäß vorgeschlagenen
Umsetzungsprodukten (Versuche Nr. 7-12) eine erheblich verbesserte Korrosionsschutzwirkung ersielt.
709842/0111
Lfd. Nr. Zusammensetzung Gew. Mol- Ansatz Beurteilung
des Konzentrats % Verhältnis % pH
Mono äthanolamin
| 2 | Diäthanolamin | 30 | |
| 709842/ | 3 4 |
Tri äthanolamin Cap ryl säure Diäthanolamin |
30 20 19 |
| Ό111 | 5 | Caprylsäure Diäthanolamin |
20 29 |
| 6 | Gluconsäure Diäthanolamin |
20 21,5 |
|
| 7 | Caprylsäure Gluconsäure Di äthanolamin |
10 10 15,2 |
|
| 8 | Caprylsäure Gluconsäure Diäthanolamin |
10 10 25 |
1 : 1,3
1 : 2
1,3
1 : 2
11 20-30 scharf begrenz
te Rostpunkte
10,4 ca. 80 Rostpunkte
10 ganze Fläche mit Rost
punkten bedeckt
8,4 wie 3
8,8 etwas weniger als 4
8,6
ganze Fläche mit verschwommenen Rostflecken bedeckt
schwache, verschwom. mene Braunfärbung
9,1 rostfrei
Tabelle (Fortsetzung)
Lfd. Nr. Zusammensetzung
des Konzentrats
Mol-Verhältnis
Ansatz
% pH
% pH
Beurteilung
ο
co
co
co
co
10
11
12
| Caprylsäure | 5 |
| Gluconsäure | 15 |
| Diäthanolamin | 23 |
| Caprylsäure | 5 |
| Gluconsäure | 10 |
| Weinsäure | 5 |
| Di äthanolamin | 32 |
| Caprylsäure | 5 |
| Gluconsäure | 10 |
| Weinsäure | 5 |
| Phosphorsäure | 2 |
| Diäthanolamin | 32 |
| Caprylsäure | CJl |
| Gluconsäure | 10 |
| Weinsäure | 5 |
| Monoäthanolamin | 19 |
1 : 2
1 : 2
1 : 2 außer H3PO4
1 : 2
9,1
8,6
8,2
9,4
rostfrei
rostfrei
rostfrei
rostfrei
f? tr φ
Claims (9)
- Patentansprüchel.y Wäßrige Behandlungs flüssigkeit zum Korrosionsschutz von Metalloberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Umsetzungsprodukt eines Gemisches aus a) einer oder mehreren aliphatischen Carbonsäuren mit 6 bis 10 C-Atomen und b) einer oder mehreren Polyoxy carbonsäuren mit c) einem oder mehreren Alkanolaminen, wobei auf 1 Mol der Säurekombination mindestens 1,3 Mol Alkanolamin vorliegt, enthält.
- 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis zwischen a) und b) 1 : 0,5 bis 1 : 7, vorzugsweise 1 : 1 bis 1:3, beträgt.
- 3. Mittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente a) eine aliphatische Carbonsäure mit 8 C-Atomen und als Komponente b) Gluconsäure und/oder Weinsäure verwendet wird.
- 4. Mittel nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r ch gekennzeichnet, daß als Komponente c) Diäthanolamin und/oder Monoäthanolamin verwendet wird.
- 5. Mittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß es einen pH-Wert von 7,5 bis 10* vorzugsweise von 8,0 - 9,5, aufweist.
- 6. Mittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es das Umsetzungsprodukt in einer Konzentration von 0, 5 bis 5 Gew.% enthält.709842/011 1 ' 2 "ORlQiNAL JMSPECTED
- 7. Mittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Tenside, vorzugsweise schwach schäumende oder entschäumende Tenside, enthält.
- 8. Mittel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich für Aluminium und/oder Kupfer wirksame Inhibitoren enthält.
- 9. Konzentrat zur Herstellung einer Behandlungsflüssigkeit nach Anspruch1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es das Umsetzungsprodukt und gegebenenfalls die weiteren Komponenten vorgelöst enthält und einen Wassergehalt von 10 bis 80% aufweist.709842/0111
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| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8330 | Complete renunciation |