DE822527C - Korrosionsschutzmittel - Google Patents

Description

• Korrosionsschutzmittel Es ist bekannt, zum Schutz von Metalloberflächen gegen den korrodierenden Angriff von Wasser oder von wäßrigen Lösungen diesen geringe Mengen sogenannter Inhibitoren zuzusetzen. Die Inhibitoren sind chemische Stoffe meist organischer, gelegentlich auch anorganischer Natur verschiedenster Zusammensetzung, die den korrodierenden Angriff der wäßrigen Lösung ganz verhindern oder wenigstens auf ein Minimum herabsetzen sollen. Es ist eine große Zahl derartiger Inhibitoren bekannt und bei Wahl eines geeigneten Inhibitors gelingt es auch meist, für ein bestimmtes System von :Metall und Lösung einen befriedigenden Schutz zu erreichen. Sehr viel schwieriger gestalten sich jedoch diese Verhältnisse, wenn es sich darum handelt, einen Korrosionsschutz für ein System aufzubauen, bei dein verschiedene Metalle von derselben Lösung berührt werden, oder gar, wenn diese -Metalle miteinander in Kontakt stehen. Gerade in dein letzten Falle ist die Korrosion außerordentlich stark, da der normalerweise stattfindende Angriff durch die Bildung von Lokalelementen verstärkt wird.
• Derartige Flüssigkeitsmetallsysteme kommen in der Praxis außerordentlich häufig vor. So werden Wasser oder wäßrige oder alkoholische Lösungen anorganischer oder organischer Stoffe, wie z. B. Lösungen von Kochsalz oder Calciumchlorid sowie Mischungen von Wasser mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen häufig als Wärmeübertragungsflüssigkeiten z. B. in Zentralheizungen sowie im Kühlkreislauf von Verbrennungskraftmaschinen, Eismaschinen u. dgl. benutzt. Besonders ungünstige Verhältnisse liegen beim Autokühler vor, wo verschiedene Metalle, wie Kupfer, Weichlot, Eisen und Leichtmetall miteinander in Verbindung stehen und bei wechselnden, meist erhöhten Temperaturen um 8o° von Wasser oder Mischungen von ein- oder mehrwertigen Alkoholen umspült werden. Diese stehen wieder mit Luft in Verbindung, und die in geringen Mengen sich bildenden Oxydationsprodukte der Alkohole verursachen eine starke Korrosion. Aber auch in dem weniger komplizierten System der Warmwasserheizung treten Korrosionen auf, da der Sauerstoff und die Kohlensäure der Luft sich in dem im Ausdehnungsgefäß befindlichen Wasser lösen und so das Eisen angreifen können.
• Es gelang nun, ein Korrosionsschutzmittel zu entwickeln, das, in geringen Mengen zu Wasser oder wäßrigen oder alkoholischen Lösungen zugesetzt, in der Lage ist, eine große Zahl verschiedener Metalle, wie z. B. Eisen,. Bunt- und Leichtmetall, vor korrosivem Angriff zu schützen. Der Schutz ist auch dann noch wirksam, wenn miteinander verlötete oder in anderer Weise leitend verbundene Metallteile in die Lösung tauchen.
• Das Korrosionsschutzmittel erhält man, wenn man bestimmte Oxyalkylamine, Alkyläthercarbonsäuren oder ihre Salze und an sich bekannte schwefelhaltige Korrosionsschutzmittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Lösungsmitteln, wie z. B. Alkohole, miteinander mischt. Als Oxyalkylamine eignen sich z. B. Dioxypropylamin, Bis-(dioxypropyl)-amin, Triäthanolamin sowie Einwirkungsprodukte von Alkylenoxyden auf Ammoniak. Die Alkyläthercarbonsäuren haben die allgemeine Formel RI- O -R2 C O O H, wobei R1 gegebenenfalls verzweigte Alkylreste und R2 vorzugsweise eine Methylengruppe bedeutet und bei denen der Äthersauerstoff durch Schwefel ersetzt sein kann. Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome beträgt vorzugsweise sechs bis zwölf. Die Alkyläthercarbonsäuren werden z. B. durch Umsetzung entsprechender Alkohole oder ihrer Alkoholate mit Halogencarbonsäuren, vorzugsweise mit Chloressigsäure, hergestellt. Als korrosionsverhindernde schwefelhaltige Stoffe haben sich in dieser Mischung z. B. das Mercaptobenzthiazol und das Ditetrahydrofurfurylsulfid bewährt.
• Das Mischungsverhältnis Oxyalkylamin : äthercarbonsaurem Salz: Mercaptobenzthiazol beträgt im allgemeinen 5 bis io : 5 bis io : i. Diese Mischung wird in den meisten Fällen gute Dienste leisten, jedoch kann es in besonderen Fällen von Vorteil sein, ein anderes Mischungsverhältnis anzuwenden, das man durch einige Versuche ermittelt. Die zuzusetzende Menge der Mischung liegt in der Größenordnung von etwa o,i bis 3°/p bezogen auf das Gewicht der Lösung.
• Die Lösungen, die dieses Korrosionsschutzmittel enthalten, zeichnen sich durch einen außerordentlich geringen Angriff gegenüber Eisen-, Bunt- und Leichtmetallen aus. Die Schutzwirkung besteht auch dann, wenn verschiedene Metalle, die miteinander in Kontakt stehen, in die Lösung tauchen. Die außerordentlich breite Wirkung dieses Korrosionsschutzmittels ist überraschend, da die Einzelbestandteile der Mischung meist nur bei einem bestimmten Metall inhibierend wirken und bei Kombinationen verschiedener Metalle ganz versagen.
• Für die Schutzwirkung ist es unerheblich, ob die fertige Mischung oder die Bestandteile einzeln der Lösung zugesetzt werden.
• Beispiel i Man erhält ein Korrosionsschutzmittel, wenn man io Gewichtsteile Dioxypropylamin mit io Gewichtsteilen eines durch Kondensation von i Mol Vorlaufalkohol der Molekülgröße C,-C, mit i Mol Chloressigsäure und Aufarbeitung des Rohproduktes erhaltenen Natriumsalzes einer Alkyläthercarbonsäure und i Gc,-wichtsteil Mercaptobenzthiazol mischt. Von dieser Mischung setzt man wäßrigen Lösungen bis zu 3 Gewichtsprozent zu.
• Beispiel 2 Einer aus 67 Gewichtsteilen Wasser und 33 Gewichtsteilen Glycerin bestehenden Lösung setzt man 0,33 Gewichtsteile Dioxypropylamin, 0,33 Gewichtsteile des alkyläthercarbonsauren Salzes nach Beispiel i und 0,033 Gewichtsteile Mercaptobenzthiazol zu. Der Angriff dieser Lösung auf Metalle wird verhindert. Das Dioxypropylamin kann durch die gleiche Menge des Bis-(dioxypropyl)-amin ersetzt werden.
• Beispiel 3 Zu einer Mischung von 67 Gewichtsteilen Wasser und 33 Gewichtsteilen Diäthylenglyköl gibt inan 0,i7 Gewichtsteile Dioxypropylamin, 0,17 Gewichtsteile des äthercarbonsauren Natriums nach Beispiel i und 0.033 Gewichtsteile 1NZerc.rptobenzthiazol. Der Angriff dieser Lösung auf Metalle wird verhindert. Man kann auch das Dioxypropylamin durch die gleiche Gewichtsmenge des Bis- (dioxypropyl) -amin ersetzen. Beispiel 4 Zu einer Lösung, bestehend aus 35 Gewichtsteilen Methylalkohol und 65 Gewichtsteilen Isopropylalkohol gibt man o,5 Gewichtsteile Dioxypropylamin, o,5 Gewichtsteile des alkyläthercarbonsauren Natriums nach Beispiel i und o,i Gewichtsteile :@lercaptobenzthiazol. Das Dioxypropylamin läßt sich auch durch das Bis-(dioxypropyl)-amin ersetzen. Der Angriff der Lösung auf Metalle wird verhindert.
• Beispiel 5 Zu Leitungswasser in Warmwasserheizungen gibt man 0,5 Gewichtsprozent Bis- (dioxypropyl) -amin, 0,5 Gewichtsprozent des alkyl-"ithercarbonsauren Natriums nach Beispiel i und o,i Gewichtsprozent Mercaptobenzthiazol. Der Angriff auf das Metall wird verhindert.
• Zum Vergleich des Angriffs von Lösungen mit Korrosionsschutzmitteln nach vorliegender Erfindung mit solchen ohne Korrosionsschutzmittel oder mit solchen, die nur nicht alle Komponenten des Korrosionsschutzmittels enthielten, wurden Metallbleche mit blanker Oberfläche in offenen Gefäßen zur Hälfte in Lösungen nach Beispiel i bis 4 gehängt und 7 Tage darin belassen. Die Lösungen wurden bei Tage auf 8o bis go` erwärmt und über Nacht abkühlen gelassen. @'e7-dunstetes Wasser bzw. verdunsteter Alkohol (B,ispiel 3) wurde von Zeit zu Zeit ergänzt. Nach 7 Tagen wurden die Gewichtsveränderungen der gereinigten Bleche festgestellt. Sie ist in den nachstehenden Tabellen in g pro Tag und m2 angegeben.

  Tabelle i

  Inliibitorwirkung verschiedener Zusätze zu einer Mischung von 67°/o Wasser und 33°/o Glycerin

  Gewichtsveränderung der Metallstreifen in g pro Tag und m=

  Zusatz in Gewichtsprozent

  (]er Glycerin-Wasser-Mischung Eisen eisen Kupfer fei hflot I Messing Weichlot I minlium

  Ohne . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,44 , O,38 -i,26 -0,43 -i,21 -0,23

  Ohne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 2 , 6I - 0,

  -2,44 - 37 - 1,20 -0,44 -1,22 ! -0,23

  0.33°/o Dioxypropylamin + 0,33°/o äther-

  carbonsaures Natrium + 0,033°/o Mer-

  cciptobenzthiazol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0,10 +0,07 0,00 -0,12 0,00 -o,13 - 0,05

  0,33°'"o Bis-(dioxypropyl)-amin + 0,33°/0

  äthercarbonsaures Natrium + 0,033°g0

  lNlercaptobenzthi;izol . . . . . . . . . . . . . . . . . -0,01 -0,03 0,00 -0,08 0,00 - 0,o6 0,00

  033°;'o Dioxypropylamin . . . . . . . . . . . . . . . + o,oi - 0,i9 -o,97 -o,65 -0,13 -o,41 -o,27

  033°/o Bis- (dioxypropyl) -amin . . . . . . . . . -o,11 -0,46 -o,28 ! - 0,74 -0,58 i -0,56 -0,26

  033°l0 <ithercarbonsaures Natrium ....... -o,71 ' 0,00 - O,15' - 0,32 - 0,14 - 0,35 0,00

  0,33°/o Dodecylamin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0,04 -o,53 -o,43 -1,23j -o,36 -0,72 0,00

  0,33°/o Triä tlianolamin ..... . . . . . . . . . . . . -0,20 -1,43 !@ -o,77 -1,15 -o,24 - o,91 - 0,o6

  0,33°/o Bis-(dioxyprol>vl)-amin + 0,033°;'0

  lferc<iptobenzthiazol . . . . . . . . . . . . . . . . . -o,91 -o,41 o,oo - 0,o8 0,00 -o,12 -o,19

  0,33°j0 Triäthanolamin -@-- 0,33°/o äther-

  carboiis@;ures Natrium + 0,033°g0 Mer-

  ci1)tobenztliiazol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0,05 -0,03 0,00 -0,11 0,00 -o,17 0,00

  Tabelle 2

  lntiibitorwirkung verschiedener Zusätze zu einer Mischung von 67°/o Wasser und 33% Diäthylenglykol

  Gewichtsveränderung der Metallstreifen in g pro Tag und m=

  Zusatz in Gewichtsprozent

  der Diäthylenglykol-Wasser-Mischung Eisen Guß- Kupfer l Kupfer Messing Messing I Alu-

  eisen Weichlot Weichlot minium

  I

  Ohne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . --2,20 -2,11 -O,25 -O,71 -O,17 -O,52 -O,15

  o,17°/0 Dioxypropylamin + 0,17°/o äther-

  carbonsaures Natrium + 0,033°/o Mer-

  captobenzthiazol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,00 0,00 - o,oi - O,12 0,00 - o,16 o,oo

  0,17°/o Bis-(diohypropyl)-amin + 0,17%

  äthercarbonsaures Natrium + 0,033°/0

  Mercaptobenzthiazol ................. 0,00 -0,04 0,00 -O,14 0,0o -o,18 o,oo

  Tabelle 3

  Inhibitorwirkurig verschiedener Zusätze zu einer Mischung von 35°/o Methylalkohol und 65°/o Isopropylalkohol

  Gewichtsveränderung der Metallstreifen in g pro Tag und m2

  Zusatz in Gewichtsprozent der

  Methylalkohol-ISOpropylalkohol-Mischung Eisen G #B i Kupfer Kupfer

  Messing #eichl t miniuni

  Ohne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4, I -61-6,0 4-0,5 21,3 - 1 - 0,6i - 1,75 -1,2

  7

  0,5°j'0 Dioxypropylamin + 0,5°/o äther-

  cirbonsauresNatrium + o,i°/o Mercapto-

  benztliiazol.......................... 0,00 -0,02 -0,03 - 0,o8 0,00 -o,11 0,00

  0,5°/o Bis-(clioxypropyl)-@imici + o,5°/0

  ätliercarbonsaures Natrium + o,i°/o Mer-

  c@al>tolicnztlii,izol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,00 0,00 - 0,04 -O,08 0,00 -0,07 0,0O

  Tabelle 4

  Inhibitorwirkung verschiedener Zusätze zu Wasser

  G°wichtsveränderung der Metallstreifen in g pro Tag und m2

  Zusatz Gewichtsprozent

  Eisen eis n Kupfer Whi hflot @icssin @Tcichlot miuim

  I I

  0,5°/'o Bis-(dioxypropyl)-amin + 0,5%

  äthercarbonsaures Natrium + o,10,/0 Mer-

  captobenzthiazol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - o,oi - 0,o3 o,oo - 0,o3 0,00 - 0,03 0,00

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Korrosionsschutzmittel für Flüssigkeiten, insbesondere für Frostschutzmittel, bestehend aus einem Gemisch von Oxyalkylaminen, verzweigten oder unverzweigten Alkyläthercarbonsäuren bzw. deren Salzen, vorzugsweise finit sechs bis zwölf Kohlenstoffatomen im Molekül, und schwefelhaltigen korrosionsverhindernden Stoffen.