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Verfahren zur Gewinnung eines korrosionshemmenden Gefrierschutzmittels
Lösungen von Metallsalzen, wie Ca 02,
Mg C12 oder ähnlichen, sind trotz ihrer
Gefrierschutzwirkung in empfindlichen metallenen Systemen nicht verwendbar weil
sie die Wandungen und Maschinenteile derselben stark korrodieren.
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Man hat zwar den korrosiven Lösungen Schutzmittelzugesetzt, welche
dieseKorrosion hemmen sollen, so z. B. Kolloide, Traganth, Stärke usw., Basen und
Säuren o. dgl. Keines dieser bekanntgewordenen Verfahren gewährleistet jedoch in
Systemen mit strömendem _ Inhalt und/oder bei starken Temperaturunterschieden einen
sicheren Schutz, da die gebildeten . Niederschläge mit der Zeit von der Oberfläche
der Metalle abfallen. Weiter haben sie Schaumbildung zur Folge, welche in Systemen
mit feinem Kanälen, Ventilen usw. zu Betriebsstörungen führt. In mehrmetallenen
Systemen werden durch diese Verfahreu gewisse Metalle.geschützt und andere um so
stärker angegriffen. Man hat auch bereits den korrosiven Lösungen Chromate zugesetzt,
um so verschiedene Metalle gegen Korrosion zu schützen. Der so gebildete Chromatbelag
soll auch Aluminium vor Korrosion schützen. Dieses ist aber nur bei reinstem-Aluminium
teilweise der Fall, solange die Temperatur der Lösungen eine mäßige bleibt. Schon
bei Temperaturen von 6o° C aufwärts entwickelt sich an der Oberfläche des Metalls
anwachsend stark Wasserstoff. Gleichzeitig bilden sich warzenartige oder blasenförmige
Erhebungen, unter welchen lokale Korrosion zur Pittingbildung führt.
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Keines der bekannten Verfahren schützt jedoch gegen die Korrosion
in Systemen, in welchen' Metalle mit großen Potentialunterschieden in leitlnder
Verbindung miteinander stehen. Die in diesen 'Systemen im Beisein der elektrolytischen
Flüssigkeiten sich bildenden Elemente bzw. deren Elektroden aus uriedlen Metallen;
z. B. Aluminium und dessen
Legierungen, einerseits gegenüber edleren
Metallen, z. B. Kupfer, Eisen, Messing usw., andererseits sind der elektrochemischen
Korrosion ausgesetzt, wobei besonders das unedlere Aluminium und dessen Legierungen
als Lösungselektrode am stärksten angegriffen werden.
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Es ist bekannt, daß die elektrochemische Korrosion durch keines der
vorgeschlagenen Verfahren aufgehalten wird. Aus diesem Grunde sind Lösungen von
Metallsalzen bis heute z. B. für Kühler von Verbrennungsmotorn oder andere mehrmetallene
Kühlsysteme, hydraulische Anlagen usw. nicht verwendbar, wenn nicht starke Schäden
an den Metallen auftreten sollen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, auf dein zu schützenden Metall
metallische Überzüge zu baden, welche nicht mir wasserunlöslich und allen in hählsysteinen
auftretenden Temperaturen gegenüber beständig, sondern auch mechanisch widerstandsfähig
sind, so daß sie durch unreine Kühlflüssigkeit nicht v.-erden.
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Gemäß der Erfindung wird ein korrosionshemmender Schutz dadurch erreicht,
daß zu den Gefrierschutzmitteln Manganverbindungen und gegebenenfalls Chromsalze
zugesetzt werden. Durch den Zusatz von 1l anganv erbindungen wird die Bildung von
Manganaten der zu schützenden Metalle, insbesondere Aluminium und Eisen, an deren
Oberfläche erreicht. Die Gegenwart von Chromsalzen verkürzt die Zeitdauer der Bildung
des Überzuges und erhöht dessen Schichtstärke und Festigkeit. Es empfiehlt sich,
den pA Wert des Gefrierschutzmittels, das gemäß der Erfindung mit Manganverbindungen
und gegebenenfalls Chromsalzen versetzt ist, auf einen pH-Wert vor. 7,8 bis 8 einzustellen.
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Erfindungsgemäß wird ein korrosionshemmendes Gefrierschutzmittel z.
B. wie folgt hergestellt: Eine dem gewünschten Gefrierschutzgrad entsprechende konzentrierte
Metallsalzlösung, Ca C12, MgCl. o. dgl., wird, -nachdem sie auf Eisenfreiheit geprüft
ist und etwa den pH-Wert? aufweist, zunächst auf etwa do bis 6o° C erhitzt, wonach
man durch einen Zerstäuber, am besten unter Druck, so viel Na2Ss03-Lösung einstäubt
und für eine schnelle und gleich- ' mäßige Verteilung sorgt, daß der pH-Wert auf
etwa 8 bis 8,5 steigt. Die Lösung wird nach etwa '/2stündigem Mischen geschleudert
und blank gefiltert. Die gefilterte Lösung enthält kolloidale Kieselsäure und etwas
freies Natriumhydroxyd. Sie wird auf etwa 2o bis 3o° C abgekühlt, wonach eine io°loige
Natritimbichromatlösung in Menge von 3 °1o@ bezogen auf die Gesamtlösung, unter
stetem, langsamem Rühren zugesetzt wird. Nach gründlicher Verteilung des sich bildenden
Chromates wird unter Rühren auf etwa 5o bis 6o° C erwärmt und gefiltert. Diesem
Filtrat wird eine io°10ige Kaliumpermanganatlösung in Menge von i bis 5 °]o, berechnet
auf die Gesamtlösung, langsam zugesetzt, wonach mit Alkalilauge, Kalium- oder Natriumcarbonat
oder gleichwertigen Basen versetzt wird, so daß der pH-Wert der Lösung auf etwa
7,8 bis 8 pH steigt. Nach einigen Stunden wird etwas Calciummanganat ausgeschieden,
das abgefiltert wird. Der pH-Wert des erhaltenen Gefrierschutzmittels, der etwa
7,8 bis 8 beträgt, fällt bei Gebrauch in Periihrung finit Metallen und der
Luft schnell auf etwa PH 7 ab. Es wird Calciummanganat ausgef älit. Die Lösung ist
gut gepuffert und der p11-Wert 7 gut beständig.
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I An Stelle von Kaliumpermanganat können auch andere Manganverbindungen
verwendet werden. z. B. Bariummangarat, 1langanacetat, Mangansulfat, i@latigauoxyd,
Mangandioxyd, Manganoxydhydrat,Mangaiidioxydhydrat und gleichwertige Manganverbindungen.
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An Stelle von Natriumbichromat können auch andere Chromsalze: z. B.
alle Salze der Chromsäure, zur Verwendung kommen, jedoch unter Beachtung des zu
erzielenden Endwertes von PH 7,8 bis B.
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Das erfindungsgemäße Gefrierschutzmittel kann auch reit anderen, den
Gefrierpunkt herabsetzenden Stoffen, mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, mit Lösungen
von Metallsalzen ähnlicher Wirkung usc"-. gemischt verwendet werden soweit dieselben
die korrosionsschützende Wirkung dieses Verfahrens nicht beeinträchtigen. Nicht
nur das im Beispiel beschriebene, sondern auch die übrigen bekannten Frostschutzmittel
erhalten durch den Zusatz von Manganaten allein oder in Verbindung mit Chroinaten
korrosionshemmende Wirkung.
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Das erfindungsgemäße Gefrierschutzmittel findet Verwendung nicht nur
für Kühlsysteme von Verbrennungsmotoren, sondern auch für andere flüssigkeitsgefüllte
Vorrichtungen, deren Inhalt gegen das Gefrieren und die damit verbundenen Frostschäden
gesichert werden sollen, z. B. Heizungsanlagen, Gasbehälter und Gasuhren, Feuerlöschapparate,
hydraulische Hebezüge und -pressen, Leitungen von flüssigkeitsgefüllten Kontroll-
und Steueranlagen und -geräten, flüssigkeitsgefüllten Meßgeräten u. dgl.
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(e nach dem Verwendungsz«eck des Gefrierschutzmittels können sowohl
die Zusätze an Chromaten als auch ai. Manganverbin, dungen höher oder niedriger
gewählt werden. Die Erhaltung der pH-Werte, be- i sonders des endgültigen pii-Wertes,
ist wich-, tig. Notfalls wird er mit Natriumbpchromatlösung,
H2
SO, oder Natriumverbindungen eingestellt.
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Das Gefrierschutzmittel kann konzentriert hergestellt werden und wird
dann vor Gebrauch je nach notwendigem Frostschutzgrad mit Wasser verdünnt.
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Die von dem rotbraunen .Mittel umspülten. Metalle werden schon. nach
kurzer Zeit mit einer braunen, beständigen Manganatschicht überzogen. Die Wasserstoffbildung
hört nach Bildung und genügender Abdichtung der Schicht auf.