DE3600401A1 - Verwendung von alkylbenzoylacrylsaeuren als korrosionsinhibitoren - Google Patents
Verwendung von alkylbenzoylacrylsaeuren als korrosionsinhibitorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von 3-(p-Alkylbenzoyl-)
acrylsäure als Korrosionsschutzmittel in
Schmierölen und Schmierfetten auf Mineralölbasis.
In industriellen Prozessen, in denen Metalloberflächen,
insbesondere Oberflächen aus Eisen und dessen
Legierungen, unter extremen Bedingungen des Drucks und
der Temperatur mit Ölen oder ölhaltigen wässrigen
Emulsionen in Verbindung kommen, tritt das Problem der
Korrosion der Metalloberflächen auf. Als solche Prozesse
sind beispielsweise großindustrielle Kühlprozesse,
Metall-Oberflächenreinigung sowie Bearbeitungsprozesse
der Metalloberflächen, wie Bohren, Schneiden,
Walzen usw. zu verstehen. In derartigen Prozessen werden
Öle oder ölhaltige Emulsionen benutzt, ohne daß
der Einfluß von Wasser auf die Metalloberfläche ganz
ausgeschlossen werden kann. Die sukzessive Korrosion
der mit den Ölen oder ölhaltigen Flüssigkeiten in Kontakt
kommenden Metallteile führt jedoch zu einer deutlichen
Reduzierung der Lebensdauer derartiger Anlagen
bzw. zu Problemen bei der nachfolgenden Behandlung der
Metalloberfläche, beispielsweise bei der Aufbringung
einer korrosionsschützenden Oberflächenschicht durch
Phosphatierung oder Lackierung.
Es ist deswegen seit langer Zeit bekannt, den mit den
Metalloberflächen in Kontakt kommenden Flüssigkeiten
auf Ölbasis Korrosionsinhibitoren zuzusetzen. Als solche
kommen in überwiegend ölhaltigen Flüssigkeiten
oder reinen Ölen zahlreiche Verbindungen bzw. Gemische
verschiedener Verbindung in Frage. So werden in der
DE-AS 11 49 843 als Zusatzmittel für Brennstofföle und
Schmieröle Halbamide von gesättigten oder ungesättigten
Dicarbonsäuren und deren Salze mit alphatischen
primären Aminen offenbart. Diese Zusatzmittel verbessern
zwar den Korrosionsschutz deutlich, weisen
jedoch eine ausgesprochen starke Neigung zum Schäumen
auf, die in derartigen Zusatzmitteln nicht akzeptiert
werden kann. Alkali- oder Aminsalze von Sulfonaminocarbonsäuren
als Korrosionsschutzmittel mit guter
Schmierwirkung und geringer Neigung zum Schäumen werden
in der DE-AS 12 98 672 offenbart. Diese Verbindungen
enthaltende Mittel haben jedoch den Nachteil,
daß ihre Herstellung nur in fabrikationstechnisch aufwendigen
Prozessen möglich ist und sie infolge eines
relativ hohen Gehalts an Sulfonamidgruppen mitunter
toxisch wirken oder zumindest toxische Wirkungen erwarten
lassen, was entsprechende toxikologische Prüfungen
erforderlich macht.
Zur Korrosionsinhibierung in Öl oder ölhaltigen Systemen
sind aus Ullmann′s Encyclopädie d. techn. Chem. Bd.
18, 4. Aufl. (1979) S. 1/2; Winnacker, Küchler, Chem.
Technologie, Bd. 4 Org. Technologie II, 3. Aufl.
(1972) S. 475 außerdem synthetische Sulfonate aus der
Gruppe der Petrolsulfonate bekannt.
Nachteil dieser Verbindungsklasse ist jedoch, daß sie
biologisch nicht abbaubar sind und damit in Prozessen,
in denen zwangsläufig auch Umweltkontakt stattfindet,
nicht einsetzbar sind, da ein Austritt derartiger Mittel
in Abwässer oder in den Boden schwer übersehbare
ökologische Schäden herbeiführen würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine neue
Klasse von Verbindungen zur Verfügung zu stellen, die
die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht
aufweist. Die Verbindungen sollten eine den bekannten
Korrosionsinhibitoren zumindest gleichwertige korrosionsinhibierende
Wirkung zeigen. Außerdem sollten sie
ökologisch und toxikologisch unbedenklich sein. Es
wurde nun gefunden, daß 3-(p-Alkylbenzoyl-)acrylsäuren
die genannten Anforderungen vollständig erfüllen.
Die Erfindung betrifft die Verwendung von 3-(p-Alkylbenzoyl-)
acrylsäuren der allgemeinen Formel (I)
in der R für einen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen
steht oder von Gemischen mehrerer Verbindungen der
allgemeinen Formel (I) als Korrosionsschutzmittel in
Schmierölen und Schmierfetten auf Mineralölbasis.
3-(p-Alkylbenzoyl-)acrylsäuren der allgemeinen Formel (I)
sind aus der DE-OS 33 38 953 bekannt. Die dort genannten
Verbindungen haben Alkylreste R mit 1 bis 6
C-Atomen und dienen als Korrosionsinhibitoren in
wässrigen Systemen.
Die Herstellung derartiger Verbindungen erfolgt nach
an sich bekannten Methoden. Beispielsweise können Alkylbenzole
der allgemeinen Formel (II)
in der R die oben genannten Bedeutungen hat, im Zuge
einer Friedel-Crafts-Acylierung mit Maleinsäureanhydrid
umgesetzt werden, wobei unmittelbar die erfindungsgemäß
verwendeten Verbindungen der allgemeinen
Formel (I) in guten Ausbeuten und hoher Reinheit entstehen.
Erfindungsgemäß werden als Korrosionsschutzmittel 3-
(p-Alkylbenzoyl-)acrylsäuren der allgemeinen Formel
(I) verwendet, in der R für einen Alkylrest mit 8 bis
18 C-Atomen steht. Als Alkylreste kommen somit unverzweigte
oder verzweigte Reste aus der Gruppe Octyl,
Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl,
Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl und Octadecyl in
Frage, wobei geradkettige oder verzweigte Alkylreste
mit 8 bis 12 C-Atomen, d. h. Octyl-, Nonyl-, Decyl-,
Undecyl- und Dodecylreste bevorzugt sind.
Die genannten Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
sind sowohl einzeln als auch in Mischung miteinander
als Korrosionsschutzmittel in Schmierölen und Schmierfetten
auf Mineralölbasis verwendbar, wobei in Gemischen
zwei oder auch mehrere Verbindungen der allgemeinen
Formel (I) in Korrosionsschutzmitteln gemischt
sein können.
Die genannten Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
oder ihre Gemische können in wässrigen Lösungen, Dispersionen
oder Emulsionen für Korrosionsschutzmittel
verwendet werden. Es sind bei Raumtemperatur in
Mineralöl löslich, so daß flüssige Konzentrate hergestellt
werden können. Ihre Wirksamkeit ist bereits
in geringen Konzentrationen sehr hoch. Es hat sich
nämlich überraschend gezeigt, daß Mengen im Bereich
zwischen 0,005 und 10 Gew.-% ausreichend sind, um
einen hervorragenden Korrosionsschutz sicherzustellen.
Die bevorzugten Anwendungsmengen liegen im Bereich von
0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Mineralölbasis.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele
näher erläutert.
Prüfung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
als Rostschutzmittel in Mineralöl nach DIN 51359
(Feuchtigkeitskammer)
Das Prüfverfahren wurde wie folgt durchgeführt: Stahlbleche
der Qualität 088 St-1405, die entfettet und
geschmirgelt worden waren, wurden in Mineralölproben
(Mineralöl: Pionier 4556 (naphthenbasisch) der Fa.
Hansen & Rosenthel, Hamburg) getaucht, die eine Verbindung
der allgemeinen Formel (I) als Korrosionsinhibitor
enthielten. Die Stahlbleche wurden in kurzem
Kontakt mit der Mineralöl-/Korrosionsschutzmittel-Probe
gehalten, danach entnommen und nach 24 h Abtropf-
bzw. Trockendauer in die Feuchtigkeitskammer nach DIN
51359 gehängt, in der bei kontinuierlicher Luftzufuhr
von 875 l/h und einer Temperatur von 50°C die relative
Luftfeuchte 100% betrug. Nach Ablauf der vorgeschriebenen
Prüfdauer wurden die Stahlbleche auf Korrosionserscheinungen
beurteilt.
Die Prüfdauer in der Feuchtigkeitskammer sowie die
Konzentration des Rostinhibitors im verwendeten Mineralöl
sind aus der nachstehenden Tabelle 1 ersichtlich.
Die Bewertung wurde wie folgt vorgenommen:
0 : keine Korrosion;
1 : Spuren von Korrosion;
2 : leichte Korrosion (korrodierte Fläche 5%);
3 : mäßige Korrosion (korrodierte Fläche im Bereich zwischen 5 und 20%); und
4 : starke Korrosion (korrodierte Fläche ≦λτ20%).
0 : keine Korrosion;
1 : Spuren von Korrosion;
2 : leichte Korrosion (korrodierte Fläche 5%);
3 : mäßige Korrosion (korrodierte Fläche im Bereich zwischen 5 und 20%); und
4 : starke Korrosion (korrodierte Fläche ≦λτ20%).
Korrosion nach DIN 51359 bei Verwendung von Verbindungen
der allgemeinen Formel
Entsprechend der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise
wurden Stahlbleche in identisches Mineralöl
getaucht, das keine als Korrosionsinhibitor verwendbare
Verbindung der allgemeinen Formel (I) enthielt.
Die Bewertung auf Korrosionserscheinungen erfolgte
nach gleicher Behandlungsweise entsprechend der
in Beispiel 1 angegebenen Bewertungsskala. Die Ergebnisse
sind der obigen Tabelle 1 zu entnehmen.
Ergebnis:
Während die in Mineralöl mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) getauchten Stahlbleche überwiegend keine oder höchstens leichte Korrosion (Korrosionsgrad bis 2) aufwiesen, zeigten Bleche, die in Mineralöl ohne Korrosionsinhibitor getaucht worden waren, ausnahmslos eine starke Korrosion. Starke Korrosionserscheinungen wurden auch schon nach kurzer Prüfdauer beobachtet.
Während die in Mineralöl mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) getauchten Stahlbleche überwiegend keine oder höchstens leichte Korrosion (Korrosionsgrad bis 2) aufwiesen, zeigten Bleche, die in Mineralöl ohne Korrosionsinhibitor getaucht worden waren, ausnahmslos eine starke Korrosion. Starke Korrosionserscheinungen wurden auch schon nach kurzer Prüfdauer beobachtet.
Stahlstäbe der Qualität CK 15, die entfettet und geschmirgelt
worden waren, wurden einer Mineralöl-/Wasser-
Rührprüfung nach DIN 51585 unterworfen. Dazu wurden
sie bei 60°C in eine gerührte Mischung aus Mineralöl
der Qualität analog Beispiel 1 und Wasser (Methode A)
oder aus Mineralöl der Qualität analog Beispiel 1
und künstlichem Meerwasser (Methode B) für
24 h getaucht, wobei die Mineralöl-Wasser-Mischung mit
einer Drehzahl von 1000 UpM gerührt wurde. Das Volumenverhältnis
Öl/Wasser betrug dabei 10 : 1.
Nach 24 h wurden die Stäbe der Mineralöl-Wasser-Mischung
entnommen und auf Korrosionserscheinungen beurteilt.
Die Konzentration der als Korrosionsschutz-Inhibitor
verwendeten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in
dem verwendeten Mineralöl ist aus der nachstehenden
Tabelle 2 ersichtlich. Die Bewertung wurde nach der in
Beispiel 1 angegebenen Bewertungsskala vorgenommen.
Korrosion nach DIN 51585 bei Verwendung von Verbindungen
der allgemeinen Formel
Entsprechend der in Beispiel 2 angegebenen Methode
wurden Stahlstäbe in Mineralöl getaucht, das keinen
Korrosionsinhibitor der allgemeinen Formel (I) enthielt.
Dabei wurde sowohl eine Mischung aus Mineralöl
der Qualität analog Beispiel 1 und Wasser (Methode A)
als auch eine Mischung aus Mineralöl der Qualität
analog Beispiel 1 und künstlichem Meerwasser (Methode B)
verwendet. Die Ergebnisse sind ebenfalls der obigen
Tabelle 2 zu entnehmen.
Ergebnis:
Im Korrosionstest nach DIN 51585 zeigen die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einen befriedigenden bis guten Korrosionsschutz in Mineralöl, insbesondere bei Konzentrationen ab 0,05 Gew.-%, bezogen auf Mineralölbasis. Im Gegensatz dazu werden identische Stahlstäbe durch Mineralöl-Wasser-Mischungen ohne Korrosionsinhibitor stark korrodiert.
Im Korrosionstest nach DIN 51585 zeigen die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einen befriedigenden bis guten Korrosionsschutz in Mineralöl, insbesondere bei Konzentrationen ab 0,05 Gew.-%, bezogen auf Mineralölbasis. Im Gegensatz dazu werden identische Stahlstäbe durch Mineralöl-Wasser-Mischungen ohne Korrosionsinhibitor stark korrodiert.
Claims (3)
1. Verwendung von 3-(p-Alkylbenzoyl-)acrylsäuren der
allgemeinen Formel (I)
in der R für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest
mit 8 bis 18 C-Atomen steht oder Gemischen
mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (I) als
Korrosionsschutzmittel in Schmierölen und Schmierfetten
auf Mineralölbasis.
2. Verwendung von 3-(p-Alkylbenzoyl-)acrylsäuren der
allgemeinen Formel (I) nach Anspruch 1, in der R für
einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 8
bis 12 C-Atomen steht.
3. Verwendung von 3-(p-Alkylbenzoyl-)acrylsäuren der
allgemeinen Formel (I) nach Anspruch 1 in Mengen von
0,005 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 1 Gew.-%,
bezogen auf die Mineralölbasis.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |