DE831721C - Gegen Rostbildung schuetzende UEberzugsmittel auf Grundlage von nichttrocknenden Mineraloelerzeugnissen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. FEBRUAR 1952

St 191H IVc j 22 χ

Die Erfindung betrifft Überzugsmittel gegen Rostbildung, d. h. nichttrocknende Vermischungen zum Hemmen oder Verhüten der Metallkorrosion.

Die Metallkorrosion wird als Ergebnis chemischer Reaktionen zwischen der Metallfläche und deren Umgebung zufolge Unterschiede in der elektromotorischen Kraft an und auf der Metallfläche betrachtet. Durch Aufbringen eines inerten, undurchlässigen Films auf die Metallflächen durch Tauchen, Spritzen, Aufpinseln oder Schwabbeln kann die Entwicklung der elektrochemischen Beziehungen aufgehalten und gehemmt und so die aktive Korrosion verhütet werden. Die Verwendung eines zusammengesetzten Schmiermittels umfaßt die R M du ng einer verhältnismäßig dicken, viskosen flüssigen oder halbfesten Schicht, die mit einem Tuch leicht abgewischt oder mit einem leicht verfügbaren Lösungsmittel abgespült werden kann. Dauerhaftere Überzüge erhält man mit einem viskoseren öl oder wachsartigen Kohlenwasserstoffgrundstoff und Erhitzen des Gemisches vor deren Auftrag zwecks Erleichterung der Behandlung der Metallfläche. Die Schutzschicht hatte aber niemals den Charakter einer schwer entfernbaren, lackähnlichen Überzugsmasse. Die Verwendung von Schmiermittelzusammensetzungen ist namentlich dann vorteilhaft, wenn Metallflächen nur für eine gewisse zeitliche Dauer geschützt werden sollen, z. B. Maschinenteile auf dem Lager oder Rohre beim Verschiffen: diese müssen jedoch vor In-

betriebnahme von jeglichem. Überzug befreit werden.

Es wurden bereits Kohlenwasserstoffgemische oder -verbindungen für sich zum Behandeln von Metallflächen benutzt; diese sind aber nicht voll wirksam, weil die damit hergestellten Filme nicht wasserfest sind, namentlich nicht bei starkem Feuchtigkeitsangriff, beispielsweise bei der Bildung von Flüssigkeitskondensat auf dem Film. Um diese ίο Schwierigkeit zu bebe'ben und die Wirksamkeit des Überzugsfilmes zu erhöhen, wurde bereits der Zusatz von Seifen zur Kohlenwasserstoffmischung vorgeschlagen. Diese Seifen und seifenähnlichen Stoffe verbessern zwar wesentlich die Wirksamkeit der Kohlenwasserstoffüberzugsmassen; das Schmiermitte'lgemisch ist aber für manche Anwendungsgebiete recht mangelhaft. Der Nachteil ist darauf zurückzuführen, daß diese Stoffe Aschebildner sind. Es besteht oft Veranlassung oder Notwendigkeit, eine Verbrennungskraftmaschine innen und außen für Lagerungszwecke zu schützen. Wenn diese vom Lager geholt wird, fehlt es oft an der nötigen Sorgfalt, den Schutzüberzug vollständig zu entfernen. Wenn die Maschine in Dienst gestellt wird, brennt die Schutzschicht ab und läßt eine als Abriebmittel wirkende Asche zurück, die durch Erhöhung der Abscheidungen im Verbrennungsraum eine vorzeitige Überholung bedingt. Die Asche fördert die Abnutzung der inneren Maschinenteile. Ein anderer Nachteil der seifehaltigen Rostschutzmittel ist ihre relative Unwirksamkeit in gewissen Grundstoffen, namentlich hochviskosen, hochraffinierten Schmierölen.

Vorliegende Erfindung betrifft ein nichttrocknendes Überzugsmittel zum Hemmen oder Verhüten der .Metallkorrosion. Dieses Ziel läßt sich der Beschreibung entnehmen.

Es wurde gefunden, daß übliche Schmiermittel durch Zusatz geringer Mengen von Carbonsäureestern partiell dehydratisierter mehrwertiger Alkohole als Antikorrosionsmittel wirksam werden, ohne daß aschebildende Bestandteile hinzukommen. Die Überzugsmittel gemäß der Erfindung stellen daher verbesserte Schmierölmischungen dar, die neben den genannten Estern die üblichen Bestandteile eines Schutzmittelgrundstoffes enthalten, im allgemeinen ein Mineralölprodukt, z. B. ein leichtes Mineralöldestillat, ein Mineralöl etwa von der Konsistenz eines Schmiermittels, oder ein widerstandsfähigeres, nichttrocknendes Uberzugsmaterial, wie Petrolatum oder Erdölwachse. Auch Wachse und öle tierischen Ursprungs, wie Degras, Lanolin, oder pflanzlichen Ursprungs können im Bedarfsfall als Grundstoff benutzt werden. In vielen Fällen können die gegen Rostbildung schützenden Mischungen mit einem flüchtigen Lösungsmittel verdünnt werden, welches den Auftrag erleichtert. Die verwendeten Antikorrosionsmittel gemäß der Erfindung sind Carbonsäureester partiell dehydratisierter aliphatischer mehrwertiger Alkohole, z. B. der Hexite. Partielle Dehydratation überführt den mehrwertigen Alkohol in ein Epoxyd (innerer Äther). Die Hydroxylgruppen, die an den inneren Äthern sitzen, zeigen noch die typische Reaktionsfähigkeit eines Alkohols, z. B. die Fähigkeit der Esterbildung mit einer Fettsäure-. Die Veresterung von einer oder mehreren Hydroxylgruppen des partiell dehydratisieren mehrwertigen Alkohols liefert Ester, die für die Zwecke vorliegender Erfindung als geeignet befunden wurden. Als Säuren für die Veresterung der cyclischen Äther-Alkohol-Verbindungen kommen die Fettsäuren mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen im Molekül in Betracht, wie sie in Bindung an Glycerin in der Natur als tierische und pflanzliche Öle und Fette vorkommen und durch Verseifung derselben entstehen, beispielsweise die Fettsäuren, diesichableiten vom Stearin.Waltran, Heringsöl/Klauenfett, Rizinusöl, Maisöl, Baumwollsamenöl, Kokosnußöl, Leinöl, Palmkernöl, Rüböl, China-Holzöl, Perillaöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl usw., einschließlich von Fettsäuren, wie Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäurc, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Liriolsäure, Linolensäure, Ricinolsäure, Stearinsäure, Di'hydroxystearinsäure. Oleostearinsäure, Erucasäure und Behensäure. Auch synthetische, aliphatische Monocarbonfettsäuren, z. B. Margarinsäure, oder Fettsäuren, die durch Oxydation von Kohlenwasserstoffen oder durch Hydrierung natürlicher Fettsäuren entstehen, können Anwendung finden. Die aus gewissen Erdölen gewonnenen Naphthensäuren sind gleichfalls von großer Bedeutung. Auch Mischungen der erwähnten Säuren können bei der Veresterung partiell dehydratisierter mehrwertiger Alkohole Anwendung finden. Ein Beispiel eines derartigen Alkohols ist partiell dehydratisierter Sorbit, im Handel bekannt unter dem Namen Sorbitan.

Die gemäß Erfindung zu verwendenden Antikorrosionsmittel stellt man dar durch Umsetzung von ι Mol partiell dehydratisiertem mehrwertigem Alkohol mit 1 bis 3 Mol Carbonsäure oder Carbonsäuremischungen, gegebenenfalls im Beisein eines Katalysators, z. B. eines sauren Katalysators, wie Schwefelsäure oder Phosphorsäure, oder eines alkalischen Katalysators, wie Natriumhydroxyd. Die verschiedenen Stoffe werden miteinander vermischt und in einem Kessel oder einem anderen Behälter, der vorzugsweise geschlossen und mit einem Rührwerk ausgestattet ist, auf 150 bis 300⁰ erhitzt, bis no die Reaktion die gewünschte Stufe erreicht hat. Häufig ist es angebracht, eine inerte Gasatmosphäre aus Stickstoff oder Kohlenoxyd usw. über der Reaktionsmasse zu halten, wobei das inerte Gas über oder durch die Reaktionsmasse strömen kann, um das Kondensationswasser besser zu entfernen und eine Verfärbung der gebildeten Ester zu verhüten; die Reaktion kann auch in einem einen Rückflul.i bildenden Kohlenwasserstofflösungsmittel durchgeführt werden, wobei Mittel zum Austragen des gebildeten Wassers vorgesehen sind. Die gemäß vorliegender Erfindung- als Antikorrosionszusätze benutzten Ester sind an sich bekannt; Verfahren zu deren Herstellung sind in der amerikanischen Patentschrift 2 322 820 beschrieben. /Ms Beispiele dieser Estergruppe sind die Monoester zu nennen,

wie Sorbitaiimonooleat. Sorbitanmonolaurat u. dgl., die auch als Monooleylepoxysorbitestcr oder die entsprechende Laurylverbindung bezeichnet werden können, wie noch weiter unten zu besprechen ist. Die Überzugsmittel gemäß der Erfindung enthalten einen öligen Grundstoff, der mit einem kleineren Anteil eines Carbonsäureesters eines partiell dehydratisieren aliphatischen mehrwertigen Alkohols mit gerader Kette verschnitten ist. Beispiele ίο mehrwertiger Alkohole, die partiell dehydratisiert und dann verestert oder in Ester übergeführt werden können, die eine innere¹ Ätherbindung enthalten, sind Mannit, Sorbit, Dulcit. Als Beispiel eines solchen Esters ist zu nennen Monooleylepoxymannitester. Die Überzugsmittel stellt man her durch Verschneiden des öligen Grundstoffes in der Hitze und nötigenfalls unter Rühren mit 0,5 bis 10% oder weniger, beispielsweise 0,1 bis 5% obiger Ester.

Vielfach ist der Zusatz von Hilfsstoffen zum Überzugsmittel angebracht. Zu nennen sind hier Carbonsäureseifen, Sulfonsäureseifen, beispielsweise Calciumseife von MahagönTsulfonsäuren, Phenolate, Phenolsulfide, Wollfett, organische Basen usw. Für besondere Zwecke, etwa wenn der ScFiutzstoff von den Metallflächen Wasser entfernen soll, können bekannte Alkylolamine, Alkohole, Ester, Äther, Ätheralkohole u. dgl. zugesetzt werden. In anderen Fällen sind Antioxydantien, z. B. Amine oder Phenole, ferner Verdickungsstoffe, wie ■ Polybuten, Acrylharzlösungen, Mischpolymerisate von Styrol und Olefinen oder Diolefinen, Esterpolymerisate, Metalldesaktivatoren, Farbstoffe, ölige Stoffe, Hochdruckzusätze und fettbildende Seifen angebracht.

Die Wirksamkeit der Überzugsmasse wird durch gewisse Standardteste ausgewertet, insbesondere durch die Probe auf Feuchtigkeitsfestigkeit.

Testvorgang

Durch Sandstrahlgebläse gereinigte Tafeln aus heißgewalztem Stahl werden in Proben aus Schmiermitteln eingetaucht, vertikal in einem Kasten 16 Stunden lang unter normalen Rauml >edingungen bis zur Erreichung eines Gleichgewichtszustandes gehalten, wobei Petrolatum oder Wachse enthaltende Vermischungen bei Temperaturen oberhalb ihres Schmelzpunktes, flüssige Produkte bei Raumtemperatur zur Einwirkung gebracht werden, und, mit den Schmiermitteln überzogen, in gewissem Abstand voneinander aufrecht in einer Kammer zwecks Befeuchtung untergebracht, in der sie Ix'i 37,78° der Einwirkung kontinuierlicher Feuchtigkeitskondensation unterworfeil werden. Die Stundenzahl, nach deren Ablauf eine Tafel unter diesen Bedingungen den ersten Rostansatz zeigt, wird festgestellt und als Schutzdauer der Überzugsmasse eingetragen.

Die Werte nachstehender Tabelle zeigen die Wirksamkeit der'Mittel gemäß Erfindung als gegen Rostbildung schützende Filme:

Vermischung Zeit

Schmieröl (100 Visk. bei 37,78°) 1 Stunde Schmieröl + 2,5% Monolaurylep-

oxysorbitester 196 + - Stunden

Schmieröl + 5% Monolaurylep-

oxysorbitester 200 + - Stunden

Schmieröl + 2,5 °/o Monooleylepoxysorbitester 196 + - Stunden

Schmieröl + 5% Monooleylepoxysorbitester 200 +- Stunden

Petrolatum starker Rost

nach 168 Stunden

Petrolatum + 1 %> Monolaurylepoxysorbitester 500 + - Stunden

Flugzeugmaschinemöl 1 Stunde

Flugzeugmaschinenöl + 3% Monooleat des monodehydratisier-

ten Sorbits 200 + - Stunden

Flugzeugmaschinenöl + 2% Mouooleat des monodehydratisierten Sorbits + 1 °/o Calcium-

sulfonat 200 + - Stunden

Bei 37,78° abgetrenntes Solventnaphtha + io°/o Wollfett, 8°/o naphthenisches Rückstandsöl,
2% Monooleat des monodehydratisierten Sorbits 200 + - Stunden go

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gegen Rostbildung schützende Überzugsmittel auf Grundlage von nichttrocknenden Mineralölerzeugnissen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,5 bis 10 Gewichtsprozente solcher Fettsäuremonoester des teilweise dehydratisieren Sorbits, "bei denen das Fettsäureradikal 8 bis 30 Kohlenstoffatome im Molekül enthält.

2. Überzugsmittel nach Anspruch 1, bestehend im wesentlichen aus einem Schmieröl mit der Viskosität von etwa 100 Sekunden Saybolt Universal bei 37,78° und 2,5 bis 5% Monolaurat oder Monooleat des teilweise dehydratisierten Sorbits.

3. Überzugsmittel nach Anspruch 1, bestehend im wesentlichen aus Petrolatum mit einem Gehalt an etwa 1 °/o Monolaurat des teilweise dehvdratisierten Sorbits.

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