DE3619804A1 - Dicarbonsaeuremono-(2-hydroxydodecyl)ester, deren salze und deren verwendung als korrosionsinhibitor in waessrigen systemen - Google Patents
Dicarbonsaeuremono-(2-hydroxydodecyl)ester, deren salze und deren verwendung als korrosionsinhibitor in waessrigen systemenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester,deren Salze und deren Verwendung als
Korrosionsinhibitor in wässrigen Systemen.
Wasserführende Anlagen, wie Dampferzeugungsanlagen,
Heizsysteme, Kühlwasserkreisläufe und geschlossene
Wasserleitungssysteme sind permanent dem korrosiven
Angriff des in ihnen zirkulierenden Wassers ausgesetzt,
der sich vorwiegend gegen unedle Werkstoffe der
jeweiligen Systeme, beispielsweise Stahl, Messing,
Aluminium, Zink oder verzinkten Stahl, richtet. Die
Korrosionsgefahr wird noch dadurch erhöht, daß in derartigen
Anlagen meist erhöhte Temperaturen herrschen
und das zirkulierende Wasser Bestandteile enthält, die
den korrosiven Angriff auf die jeweiligen Werkstoffe
auch chemisch fördern. Den in den genannten Systemen
zirkulierenden Wassern werden daher seit langem als
Korrosionsschutzmittel Chemikalien zugesetzt, die
einer Korrosion vorbeugen oder sie völlig verhindern
sollen. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang
die Verwendung von phosphorhaltigen Verbindungen,
beispielsweise Phosphonsäuren oder anorganischen Phosphaten,
die gegebenenfalls mit Zinksalzen kombiniert
werden. Die Wirksamkeit dieser Kombinationen konnte
bisher vollauf befriedigen.
Der in jünster Zeit bekannt gewordene Zusammenhang
zwischen hohem Phosphatgehalt natürlicher Gewässer und
deren Eutrophierung, der sich auch in gesetzlichen
Auflagen für die Bestandteile in Brauchwassersystemen
wasserführender Anlagen niederschlug, führte zu der
Forderung, daß derartige Brauchwasser weitgehend oder
vollständig frei von phosphorhaltigen Verbindungen
sein müssen. Die genannten Phosphonsäuren bzw. anorganischen
Phosphate als korrosionsinhibierende Zusätze
zu Brauchwasser haben, vom praktisch-technischen
Standpunkt aus gesehen, außerdem den weiteren Nachteil,
daß innerhalb des Kühlsystems ebenfalls ein verstärktes
biologisches Wachstum zu beobachten ist, zu
dessen Inhibierung den Systemen zusätzlich Mikrobizide
zugesetzt werden müssen.
Da in derartigen Brauchwasser-Umlaufsystemen mitunter
auch Wässer größerer Härte eingesetzt werden, führt
die Verwendung von phosphathaltigen Korrosionsinhibitoren
zusätzlich zur Bildung von Apatit oder apatitähnlichen
Ablagerungen, die - wie der bekannte Kesselstein
- den Wärmeübergang außerordentlich erschweren
und damit sehr schnell zu Betriebsstörungen führen.
Außerdem sind derartige Ablagerungen - insbesondere in
geschlossenen Kreisläufen - nur schwer zu entfernen.
Probleme ergeben sich auch bei der Verwendung von
Zinksalzen in Kombination mit derartigen phosphorhaltigen
Korrosionsinhibitoren. Zinksalze sind im allgemeinen
als ausgesprochen fischtoxisch bekannt, weswegen
derartige Wässer keinesfalls in das Abwasser
gelangen dürfen. Außerdem wird die Selbstreinigungskraft
natürlicher Wässer bereits bei Zinkkonzentrationen
oberhalb von 0,1 ppm deutlich gehemmt. Der
Einsatz von Kombinationen von Zinksalzen mit Phosphonsäuren
oder Phosphaten führt außerdem bei höheren pH-
Werten (pH größer 8,0) im allgemeinen zu verstärkter
Verschlammung des Brauchwasser-Umlaufsystems aufgrund
der Ausfällung von Zinkhydroxid.
Die korrosionsinhibierende Wirkung von Dicarbonsäurehalbamiden
und deren Derivaten, insbesondere von Bernsteinsäurehalbamiden,
ist aus der DE-OS 33 00 874 bekannt.
Nachteilig an der Verwendung dieser Verbindungen
ist jedoch deren unzureichende Wasserlöslichkeit.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde,
schon in geringen Konzentrationen wirksame, im wesentlichen
Phospor- und Zink-freie Korrosionsinhibitoren
für wässrige Systeme zur Verfügung zu stellen, die
herstellungstechnisch einfach zugänglich sind und die
Korrosion zahlreicher im Anlagenbau verwendeter Werkstoffe
nachhaltig oder vollständig verhindern. Dabei
sollten die verwendeten Verbindungen umweltneutral
sein und die in diesem Zusammenhang geltenden gesetzlichen
Anforderungen, insbesondere hinsichtlich ihrer
Toxizität, erfüllen.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß spezielle Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)ester oder deren
Salze - nämlich die entsprechenden Monoester der Bernstein-,
Glutar-, Itacon- und Phthalsäure - in der Lage
sind, unter Einhaltung der ökologischen Forderungen,
die Korrosion von Metallen in wässrigen Systemen, insbesondere
in Brauchwassersystemen, wirkungsvoll zu
inhibieren.
Die Erfindung betrifft daher Dicarbonsäuremono-(2-
hydroxydodecyl)ester der allgemeinen Formel (I)
und deren Salze der allgemeinen Formel (II)
in welchen A für die Reste
und M für ein Alkalimetall oder Ammonium steht.
Die vorstehend definierten allgemeinen Formeln (I) und
(II) umfassen somit die folgenden Verbindungen:
Bernsteinsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester, Glutarsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)ester, Itaconsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)ester, Phthalsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester
bzw. deren Salze, vorzugsweise deren
Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze, und insbesondere
deren Natriumsalze.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung von
Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)estern (I) und/
oder deren Salze (II) in Konzentrationen von 1 bis
100 ppm als Korrosionsinhibitoren in wässrigen Systemen,
gegebenenfalls in Gegenwart weiterer an sich bekannter
Steinschutz- und/oder Dispergiermittel und/
oder Buntmetallinhibitoren und/oder Mikrobizide.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)estern (I) und/oder
deren wasserlöslichen Salzen (II) in Kombination mit
einem oder mehreren Komplexbildnern aus der Gruppe
Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure,
Citronensäure, Phosphorsäureester von ethoxylierten
Zuckern sowie Phosphonsäure bzw. der wasserlöslichen
Salze dieser Säuren, insbesondere der Natriumsalze,
gegebenenfalls in Gegenwart weiterer, an sich bekannter
Steinschutz- und/oder Dispergiermittel und/oder
Buntmetallinhibitoren und/oder Mikrobizide als Korrosionsinhibitoren
in wässrigen Systemen, wobei die Konzentration
des Gemisches aus (I) und/oder (II) und den
Komplexbildnern in wässriger Lösung im Bereich von 1
bis 100 ppm und das Verhältnis von (I) und/oder (II)
zu den Komplexbildnern im Bereich zwischen 5 : 1 und
1 : 5 liegt.
Die hohe Wirksamkeit der genannten Verbindungen als
Korrosionsinhibitoren ist um so überraschender, als
Dicarbonsäuremono-(2-hydroxylalkyl)ester, in denen die
Ester-Alkylgruppen weniger als 12 oder mehr als 12
C-Atome aufweisen, sowie Dicarbonsäuremonoalkylester,
die keine Hydroxylgruppe in der Ester-Alkylgruppe aufweisen,
eine unbedeutende oder gar keine korrosionsinhibierende
Wirkung in Brauchwasser-Umlaufsystemen aufweisen.
Erfindungsgemäße Korrosionsinhibitoren sind in erster
Linie Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester der
Formel (I)
und deren wasserlösliche Salze der allgemeinen Formel
(II)
In den allgemeinen Formeln (I) und (II) steht A für
die Reste
und M für ein Alkalimetall oder Ammonium, vorzugsweise
für Natrium, Kalium oder Ammonium. Die resultierenden
Salze (II) weisen ausnahmslos eine gute Wasserlöslichkeit
auf. Bevorzugte Salze der Formel (II) sind die
Natriumsalze (M = Na).
Bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Korrosionsinhibitoren
handelt es sich um die folgenden Verbindungen:
Bernsteinsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester, Glutarsäuremono- (2-hydroxydodecyl)ester, Itaconsäuremono- (2-hydroxydodecyl)ester, Phthalsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester bzw. um deren vorstehend definierte Salze. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung sind von diesen die entsprechenden Monoester der Itacon- und Glutarsäure bzw. deren Salze bevorzugt.
Bernsteinsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester, Glutarsäuremono- (2-hydroxydodecyl)ester, Itaconsäuremono- (2-hydroxydodecyl)ester, Phthalsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester bzw. um deren vorstehend definierte Salze. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung sind von diesen die entsprechenden Monoester der Itacon- und Glutarsäure bzw. deren Salze bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen (I) können auf einfache
Weise und in hohen Ausbeuten beispielsweise dadurch
hergestellt werden, daß man
- a) entweder die entsprechenden Dicarbonsäuren, d. h. die Bernstein-, Glutar-, Itacon- oder Phthalsäure, mit 1,2-Epoxydodecan
- b) oder die Anhydride dieser Dicarbonsäuren mit 1,2- Dodecandiol,
jeweils im Molverhältnis der Reaktionspartner von
1 : 1, gemäß dem nachfolgenden Reaktionsschema umsetzt:
Die durch Veresterung zwischen dem Säureanhydrid bzw.
der Dicarbonsäure und der alkoholischen Komponente
entstandenen Halbester (I) können nachfolgend durch
Umsetzung mit einer Base M-OH neutralisiert werden,
wobei Salze (II) gemäß dem obigen Reaktionsschema entstehen.
Erfindungsgemäß werden die Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester
(I) und deren Salze (II), in denen
A und M die oben angegebenen Bedeutungen haben, einzeln
oder in beliebigen Mischungen miteinander als
Korrosionsinhibitoren verwendet. Bemerkenswert und für
die erfindungsgemäße Verwendung besonders vorteilhaft
ist die hohe, korrosionsinhibierende Wirkung der Ester
(I) allein, ohne jeden weiteren Zusatz.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung als Korrosionsinhibitor
in wässrigen Systemen liegt die Konzentration
der Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester (I)
und/oder deren Salze (II) im Bereich von 1 bis
100 g/m3, d. h. im Bereich von 1 bis 100 ppm. Ein bevorzugter
Konzentrationsbereich liegt bei 10 bis
50 ppm der genannten Verbindungen (I) und/oder (II).
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Verbindungen
(I) und/oder (II) als Korrosionsinhibitor für Metalle
liegen im wesentlichen wässrige Systeme vor, wie sie
in wasserführenden Anlagen wie Dampferzeugungsanlagen,
Heizsystemen, Kühlwasserkreisläufen und Wasserleitungssystemen
vorgefunden werden. Bevorzugt lassen
sich die genannten Verbindungen in Brauchwassersystemen
verwenden.
In der Praxis spielt für das korrosive Verhalten eines
Brauchwassers in hohem Maße eine Rolle, ob darin ablagerungsbildende
Trübstoffe vorhanden sind oder durch
Korrosion aus den wasserführenden Anlagenteilen entstehen
können. Als solche sind z. B. Ausfällungen durch
Wasserhärte (Calciumcarbonat), Ausfällungen durch Tonsubstanzen
und Eisenhydroxide anzusehen. Es leigt im
Bestreben der erfindungsgemäßen Verwendung von Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)estern und/oder deren
Salzen, auch die Bildung von Ablagerungen aus derartigen
Substanzen zu verhindern und damit das Verhalten
des Brauchwassers im Sinne einer weiteren Inhibierung
der Korrosion zu verbessern. Daher ist es im allgemeinen
vorteilhaft, dem Umlaufwasser außer Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)estern (I) und/oder deren Salzen
(II) weitere, für diesen Zweck an sich bekannte
Steinschutz- und/oder Dispergiermittel und/oder Buntmetallinhibitoren
und/oder Mikrobizide zuzusetzen. Der
Zusatz dieser Mittel ist für die Korrosionsinhibierung
als solche nicht zwingend notwendig, kann aber das
Verhalten des Brauchwassers im Umlaufsystem weiter
verbessern.
Als Steinschutz- und/oder Dispergiermittel haben sich
insbesondere Polyacrylate und/oder Copolymerisate von
Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder ihren Derivaten
mit einer mittleren Molekularmasse von 500 bis
4000 und/oder Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolymere
mit einer mittleren Molekularmasse von 500 bis 3000
und einem Ethylenoxid-Propylenoxid-Verhältnis von
10 : 90 bis 30 : 70 erwiesen. Derartige Steinschutz-
und Dispergiermittel werden in Kombination mit Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)estern (I) und/oder
deren Salzen (II) in Mengen von 1 bis 50 g/m3 (1 bis
50 ppm), vorzugsweise in Mengen von 3 bis 10 ppm, verwendet.
Je nach Anwendungsbereich, in dem die Korrosionsinhibitoren
(I) und/oder (II) erfindungsgemäß verwendet
werden, kann es vorteilhaft sein, als weitere, an sich
für diesen Zweck bekannte Zusätze Inhibitoren für
Buntmetalle vorzusehen. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung
von Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)estern
und/oder deren wasserlöslichen Salzen sind als Buntmetallinhibitoren
bevorzugt 3-Heptyl-5-amino-1.2.4-
triazol, Benzimidazol, Benzotriazol und/oder Tolyltriazol
im Brauchwasser gelöst. Die Menge der Buntmetallinhibitoren
liegt dabei im Bereich von 0,1 bis
5 g/m3 (0,1 bis 5 ppm).
Es kann auch vorteilhaft sein, den Brauchwässern zusätzlich
zu den oben genannten Komponenten noch mikrobizide
oder biozide Substanzen in Mengen von 1 bis
100 g/m3 (1 bis 100 ppm) zuzusetzen. Als solche Substanzen,
deren Verwendung aus dem Stand der Technik
bekannt ist, kommen im vorliegenden Fall insbesondere
Glutaraldehyd, Glyoxal oder Alkyloligoamide, vorzugsweise
in Form eines Umsetzungsproduktes von Dodecylpropylendiamin
und ε-Caprolactam im Molverhältnis
1 : 2 in Frage.
Die erfindungsgemäß als Korrosionsinhibitoren für Metalle
verwendeten Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester
(I) oder deren wasserlösliche Salze (II)
haben gegenüber vergleichbaren, als Korrosionsinhibitoren
verwendeten Verbindungen oder auch hinsichtlich
der chemischen Struktur völlig anderen korrosionsinhibierenden
Substanzen den Vorteil, daß sie, beispielsweise
auf dem oben beschriebenen Wege, technisch
leicht herstellbar sind und bereits bei niedrigen Konzentrationen
in den in Frage kommenden wässrigen
Systemen eine ausgesprochen hohe korrosionsinhibierende
Wirkung entfalten. Diese Wirkung ist dabei in
weiten Grenzen vom pH-Wert unabhängig. Außerdem haben
sie keine nachteilige, insbesondere keine toxische
Wirkung und können somit bedenkenlos auch in Wässern
verwendet werden, die letztendlich auf den genannten
Systemen in die Umwelt abgelassen werden. Im Vergleich
zu phosphorhaltigen korrosionsinhibierenden Mitteln
führen sie außerdem nicht zu einer Eutrophierung des
Wassers. Ferner werden bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Korrosionsinhibitoren keine Zinksalze benötigt,
die das Abwasser im Hinblick auf deren Fischtoxizität
belasten. Zudem entfallen Abscheidungen von
Zinkhydroxid, die bei Einsatz von Zinksalzen in
Brauchwasersystemen üblicherweise auftreten. Ein weiterer
wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß sie
ohne Schwierigkeiten mit an sich bekannten weiteren
Zusätzen, wie Steinschutz- und Dispergiermitteln,
Buntmetallinhibitoren oder Bioziden verwendet werden
können und zusammen mit diesen ein zusätzlich verbessertes
korrosionsinhibierendes Verhalten zeigen.
Kommt es also auf die ökologischen Aspekte an, d. h.
auf eine völlige Freiheit der wässrigen Kühlwasser-
oder Brauchwassersysteme von Zink und Phosphor, so
entspricht die alleinige Verwendung der Ester der Formel (I) und/oder deren Salze der allgemeinen Formel
(II), bevorzugt der Natriumsalze, einer besonders bevorzugten
und vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die zudem hinsichtlich der korrosionsinhibierenden
Wirksamkeit deutlich besser ist als
diejenige von herkömmlichen Komplexbildern. Es konnte
jedoch überraschend im Rahmen der vorliegenden Erfindung
gezeigt werden, daß die Kombination von für
korrosionsinhibierende Mittel verwendeten Komplexbildnern
mit den Estern (I) der vorliegenden Erfindung
und/oder deren Salzen (II) zu einer deutlichen Verbesserung
des Korrosionsschutzes führt. Dies ist besonders
dann von Vorteil, wenn beispielsweise in geschlossenen
Kühlsystemen ein geringer Phosphorgehalt,
wie er beispielsweise aus der Gegenwart von Phosphonsäuren
als Komplexbildnern resultiert, in Kauf genommen
werden kann. Als eine weitere bevorzugte Ausführungsform
im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es
also anzusehen, Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)-
ester (I) und/oder deren wasserlösliche Salze (II) in
Kombination mit einem oder mehreren Komplexbildnern
zur Korrosionsinhibierung in wässrigen Systemen zu
verwenden. Die Ester (I) und deren wasserlösliche Salze
(II), von denen das Natriumsalz gegenüber den anderen
Alkalimetallsalzen oder dem Ammoniumsalz besonders
bevorzugt ist, können einzeln oder auch in beliebigen
Mischungen miteinander verwendet werden.
Für derartige bevorzugte Kombinationen kommen Komplexbildner
aus der Gruppe Ethylendiamintetraessigsäure,
Nitrilotriessigsäure, Citronensäure, Phosphorsäureester
von ethoxylierten Zuckern sowie Phosphonsäure
bzw. der wasserlöslichen Salze diesr Säuren, insbesondere
der Natriumsalze, in Frage. Von den Phosphorsäureestern
von ethoxylierten Zuckern eignen sich
Ester solcher Zucker, die einen Ethoxylierungsgrad von
1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 5 aufweisen. Die Zucker
sind dabei aus der Gruppe Sorbit, Mannit, Glucose und
Gemischen zweier oder dreier dieser Zucker in beliebigem
Mengenverhältnis miteinander ausgewählt.
Als Phosphonsäuren können alle für die Zwecke der Komplexbildung
geeigneten Phosphonsäuren verwendet werden,
wobei Phosphonsäuren aus der Gruppe 1-Hydroxyethan-
1.1-diphosphonsäure, Aminotris-(methylenphosphonsäure)
und 2-Phosphonobutan-1.2.4-tricarbonsäure
sowie die wasserlöslichen Salze derartiger Phosphonsäuren
geeignet sind. Diese können ebenfalls einzeln
oder in beliebigen Mischungen miteinander verwendet
werden.
Die Konzentration der Kombination aus Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)ester (I) bzw. deren wasserlöslichen
Salzen (II) einerseits und einem oder mehreren
Komplexbildnern aus der oben genannten Gruppe andererseits
in der wässrigen Lösung liegt dabei im Bereich
von 1 bis 100 ppm, bevorzugt im Bereich von 2
bis 60 ppm. Das Verhältnis der Komponenten Ester (I)
und/oder deren Salze (II) zu Komplexbildner liegt erfindungsgemäß
im Bereich zwischen 5 : 1 und 1 : 5,
wobei ein Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2 besonders bevorzugt
ist.
Wenn auch (im Falle der Phosphorsäureester der ethoxylierten
Zucker bzw. der Phosphonsäuren) ein geringer
Phosphorgehalt in den korrosionsinhibierenden Kombinationen
in Kauf genommen werden muß, so zeigt sich
doch deutlich, daß die Kombination aus einer oder mehreren
Verbindungen (I) und/oder (II) mit einem der
genannten Komplexbildner eine weitere signifikante
Verbesserung der Korrosionsschutzwerte erbringt. Die
korrosionsinhibierende Wirkung ist auch bei Verwendung
derartiger Kombinationen in weiten Grenzen vom pH-Wert
unabhängig, da sich im sauren pH-Wert-Bereich, beispielsweise
bei einem pH-Wert von 6,5, unmittelbar die
Säureform
der Ester, also die Verbindung (I), bildet,
während bei alkalischen pH-Werten, beispielsweise bei
einem pH-Wert von 8,2, die Alkalimetall- oder Ammoniumsalze
der Ester, also die Verbindungen (II), vorliegen.
Vorteilhafterweise können auch die erfindungsgemäßen
Kombinationen aus Verbindungen (I) und/oder
(II) mit einem oder mehreren der genannten Komplexbildner
ohne Schwierigkeiten mit weiteren, in derartigen
Systemen üblichen Zusätzen versetzt werden, mit
der Folge, daß sich zusammen mit diesen ein zusätzlich
verbesserter Korrosionsschutz ausbildet. Als derartige
Zusätze sind beispielsweise Steinschutz- und/oder Dispergiermittel,
Buntmetallinhibitoren oder Biozide aus
den oben angegebenen Gruppen zu nennen.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele
näher erläutert.
Bestimmung des korrosionsinhibierenden Verhaltens der
Verbindungen (I) und (II)
Je drei sorgfältig vorbehandelte - d. h. entfettete,
gebeizte und getrocknete - Testbleche (Material: Bandstahl
St 1203 (DIN 1623); Größe: 75 mm × 10 mm × 1 mm)
wurden bei Raumtemperatur 6 h in ein 1-1-Becherglas
eingetaucht, das mit 800 ml Versuchswasser gefüllt
war, in dem eine bestimmte Menge des erfindungsgemäß
verwendeten Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)esters
(I) oder dessen Natriumsalz gelöst war (vgl. Tabelle
I). Die wässrige Lösung wurde während des Versuches
mit 100 Upm gerührt.
Nach Abschluß des Versuches wurden die Bleche von Korrosionsprodukten
gereinigt und der Gewichtsverlust
gravimetrisch bestimmt. Aus dem Mittelwert von drei
Versuchen wurde der Korrosionsschutzwert des erfindungsgemäßen
Inhibitors, bezogen auf einen Blindwert,
gemäß nachfolgender Formel ermittelt:
S = Korrosionsschutzwert
a = Gewichtsverlust des Bleches, mit Inhibitor behandelt
b = Gewichtsverlust des Bleches, ohne Inhibitor behandelt.
a = Gewichtsverlust des Bleches, mit Inhibitor behandelt
b = Gewichtsverlust des Bleches, ohne Inhibitor behandelt.
Der Blindwert wurde an Blechen gleicher Qualität nach
Behandlung mit einer wässrigen Lösung ohne erfindungsgemäßen
Inhibitor bestimmt.
Das als korrosives Medium benutzte Versuchswasser hatte
folgende analytischen Daten:
8°dH (Calciumhärte);
2°dH (Magnesiumhärte);
1°dH (Carbonatsäurehärte) und
500 ppm Cl⊖.
8°dH (Calciumhärte);
2°dH (Magnesiumhärte);
1°dH (Carbonatsäurehärte) und
500 ppm Cl⊖.
Die nachstehende Tabelle 1 gibt die Ergebnisse der
Korrosionsschutzversuche bei Verwendung von Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)estern (DHDE) bzw. deren
Natriumsalzen wieder.
Analog Beispiel 1 wurden - im Vergleich zu DHDE und
den Na-Salzen der DHDE - weitere an sich bekannte
Korrosionsinhibitoren sowie den DHDE strukturell ähnliche
Substanzen getestet. Die Ergebnisse sind der
nachfolgenden Tabelle 2 zu entnehmen.
Ergebnis:
Wie ein Vergleich der Werte in den Tabellen 1 und 2
zeigt, läßt sich mit Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)
estern (I), bzw. deren Na-Salzen als Korrosionsinhibitor
sowohl in schwach saurem als auch schwach
basischem Milieu ein deutlich besserer Korrosionsschutz
als mit den den DHDE strukturell ähnlichen Verbindungen
- siehe Versuch a bis g - beobachten. Bei
den Vergleichsverbindungen a bis f handelt es sich um
entsprechende Dicarbonsäuremonester mit kürzeren bzw.
längeren Kohlenstoff-Ketten in den Ester-Alkylgruppen;
im Falle der Vergleichsverbindung g weist die Ester-
Alkylgruppe - bei einer Kettenlänge von 12 C-Atomen -
keine Hydroxylgruppe auf. Im Vergleich zu den aus dem
Stand der Technik bekannten Korrosionsinhibitoren -
siehe Versuch h bis k - resultieren bessere bzw. vergleichbare
Werte, wobei jedoch bei Verwendung der DHDE
kein Phosphor und kein Zink in das Abwasser gelangen
und auch keinerlei Ausfällungen entstehen.
Analog zu dem in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehen
wurde eine entsprechende Anzahl von Testblechen in
einer wässrigen Lösung behandelt, die eine Kombination
aus DHDE (I) oder dessen Natriumsalz (II) und einem
Komplexbildner enthielt, die in Tabelle 3 genannt ist.
Die Bleche wurden wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt
und der Korrosionsschutzwert der erfindungsgemäß
verwendeten Kombinationen, bezogen auf einen Blindwert,
gemäß der in Beispiel 1 genannten Formel ermittelt.
Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle 3 zu
entnehmen.
Analog Beispiel 2 wurden im Vergleich zur Kombination
aus DHDE bzw. deren Natriumsalzen und Komplexbildner
weitere an sich bekannte Korrosionsinhibitoren, zum
Teil zusammen mit Zinksalzen, hinsichtlich ihres
korrosionsinhibierenden Verhaltens getestet. Die Ergebnisse
sind der nachfolgenden Tabelle 4 zu entnehmen.
Ergebnis:
Wie ein Vergleich der Werte in Tabelle 3 und 4 zeigt,
liegen bei gleichen Einsatzkonzentrationen die Korrosionsschutzwerte
für die Kombination aus DHDE (I) (bei
pH 6,5) bzw. deren Natriumsalzen (bei pH 8,2) und Komplexbildnern
deutlich über den Werten für die Komplexbildner
alleine und sind vergleichbar mit den Werten,
die mit Komplexbildnern in Kombination mit einem Zinksalz
erhalten werden. Letztere Kombination besitzt
jedoch den in allen Fällen auftretenden Nachteil, daß
Zinksalze in der Lösung zugegen sind und zusätzlich
Abscheidungen von Zinkhydroxid auftreten, die zu einer
Verschlammung der zu schützenden Anlagen führen.
1 mol 1,2-Dodecandiol wird mit 1 mol des entsprechenden
Anhydrids in 500 ml Toluol 6 h am Rückfluß gekocht,
dann abgekühlt und das ausgefallene Produkt
abgesaugt.
- a) Bernsteinsäuremono-(2-hydroxydodecyl)-ester
Säurezahl: 177, Schmelzpunkt: 91°C - b) Glutarsäuremono-(2-hydroxydodecyl)-ester
Säurezahl: 182, Schmelzpunkt: 78°C - c) Itaconsäuremono-(2-hydroxydodecyl)-ester
Säurezahl: 178, Schmelzpunkt: 104°C - d) Phthalsäuremono-(2-hydroxydodecyl)-ester
Säurezahl: 148, Schmelzpunkt: 97°C
Claims (18)
1. Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester der
allgemeinen Formel (I)
und deren Salze der allgemeinen Formel (II)
in welchen A für die Reste
und M für ein Akalimetall oder die Ammoniumgruppe
steht.
2. Verbindungen (II) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß M für Natrium, Kalium oder die Ammoniumgruppe
und insbesondere für Natrium steht.
3. Verwendung von Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)
estern der allgemeinen Formel (I)
und/oder deren Salze der allgemeinen Formel (II)
in welchen A für die Reste
und M für ein Alkalimetall oder die Ammoniumgruppe
steht, in Konzentrationen von 1 bis 100 ppm als Korrosionsinhibitoren
in wässrigen Systemen, gegebenenfalls
in Gegenwart weiterer, an sich bekannter Steinschutz-
und/oder Dispergiermittel und/oder Buntmetallinhibitoren
und/oder Mikrobizide.
4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)ester (I) als
Korrosionsinhibitor in Konzentrationen von 1 bis
100 ppm in Wasser gelöst ist.
5. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere wasserlösliche Salze (II) von
Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)estern als Korrosionsinhibitoren
in Konzentrationen von 1 bis 100 ppm
in Wasser gelöst sind.
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als wasserlösliche Salze Natrium-, Kalium- oder
Ammoniumsalze in Wasser gelöst sind.
7. Verwendung nach Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration von Dicarbonsäuremono-
(2-hydroxydodecyl)estern und/oder deren wasserlöslichen
Salzen im Bereich von 10 bis 50 ppm liegt.
8. Verwendung von
- (a) Dicarbonsäuremono-(2-hydroxydodecyl)estern (I) und/oder deren wasserlöslichen Salzen (II) in Kombination mit
- (b) einem oder mehreren Komplexbildnern aus der Gruppe Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Citronensäure, Phosphorsäureester von ethoxylierten Zuckern sowie Phosphonsäure bzw. der wasserlöslichen Salze dieser Säuren, insbesondere der Natriumsalze,
- (c) gegebenenfalls in Gegenwart weiterer, an sich bekannter Steinschutz- und/oder Dispergiermittel und/oder Buntmetallinhibitoren und/oder Mikrobizide
als Korrosionsinhibitoren in wässrigen Systemen, wobei
die Konzentration des Gemisches aus den Komponenten
(a) und (b) in wässriger Lösung im Bereich von 1 bis
100 ppm und das Verhältnis der Komponenten (a) zu (b)
im Bereich zwischen 5 : 1 und 1 : 5 liegt.
9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration des Gemisches der Komponenten
(a) und (b) im Wasser im Bereich von 2 bis 60 ppm
liegt.
10. Verwendung nach Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Komponenten (a)
zu den Komponenten (b) im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2
liegt.
11. Verwendung nach Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komplexbildner eine oder mehrere
Phosphonsäuren aus der Gruppe 1-Hydroxyethan-1.1-diphosphonsäure,
Aminotris-(methylenphosphonsäure) und
2-Phosphono-butan-1.2.4-tricarbonsäure und deren wasserlösliche
Salze eingesetzt werden.
12. Verwendung nach Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komplexbildner Phosphorsäureester
von ethoxylierten Zuckern mit einem Ethoxylierungsgrad
von 1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 5, eingesetzt
werden, wobei die Zucker aus der Gruppe Sorbit,
Mannit und Glucose und deren Gemischen ausgewählt
sind.
13. Verwendung nach Ansprüchen 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß gegebenenfalls als weitere Zusätze
Steinschutz- und/oder Dispergiermittel in Mengen von
1 bis 50 ppm und/oder Buntmetallinhibitoren in Mengen
von 0,1 bis 5 ppm und/oder Mikrobizide in Mengen von 1
bis 100 ppm in Wasser gelöst sind.
14. Verwendung nach Ansprüchen 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß gegebenenfalls als Steinschutz- und/
oder Dispergiermittel Polyacrylate und/oder Copolymerisate
von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder
deren Derivaten mit einer mittleren Molekularmasse im
Bereich von 500 bis 4000 und/oder Ethylenoxid-Propylenoxid-
Blockcopolymere mit einer mittleren Molekularmasse
im Bereich von 500 bis 3000 und einem Ethylenoxid-
Propylenoxid Verhältnis von 10 : 90 bis 30 : 70,
bevorzugt in Mengen von 3 bis 10 ppm, in Wasser gelöst
sind.
15. Verwendung nach Ansprüchen 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß als Buntmetallinhibitoren 3-Heptyl-
5-amino-1.2.4-triazol, Benzimidazol, Benzotriazol und/
oder Tolyltriazol in Wasser gelöst sind.
16. Verwendung nach Ansprüchen 3 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß gegebenenfalls als Mikrobizide Glutaraldehyd,
Glyoxal und/oder Alkyloligoamide, bevorzugt
ein Umsetzungsprodukt von Dodecylpropylendiamin
und ε-Caprolactam im Molverhältnis 1 : 2, in Wasser
gelöst sind.
17. Verwendung nach Ansprüchen 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die wässrigen Systeme Brauchwassersysteme
sind.
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