DE843728C

DE843728C - Korrosion verhinderndes Mittel

Info

Publication number: DE843728C
Application number: DEN1578A
Authority: DE
Inventors: Walter Ernest Heinz; Knapel Frederick Schiermeier
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1945-03-13
Filing date: 1950-07-27
Publication date: 1952-07-10
Also published as: FR922948A; NL67946C; GB607013A; US2482517A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf'neue und verbesserte Korrosion verhindernde Mittel, insbesondere zum Schutz eisenhaltiger Metalle, aber auch für andere Metalle und Metallegierungen, wie Kupfer, Messing, Bronze, Zink, Cadmium, Aluminium, Magnesium usw.

Die Mittel gemäß der Erfindung bestehen im wesentlichen aus einer Kohlenwasserstofföllösung eines teilweise veresterten, mehrwertigen Alkohols,

ίο in welchem das Verhältnis von freiem Hydroxylzu den Esterradikalen mindestens ι : ι und vorzugsweise größer als ι : ι ist, wobei mindestens zwei freie Hydroxylgruppen vorliegen, die durch nicht mehr als drei zwischengeschaltene Atome voneinander getrennt sind, während der Schmelzpunkt der Verbindung unter etwa 90° und vorzugsweise unter etwa 40⁰ liegt. Die hier definierten Verbindungen weisen oft eine sehr begrenzte Löslichkeit in Kohlenwasserstoffen auf, insbesondere bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen. So beträgt die Löslichkeit von Glycerinmonooleat in einem raffinierten Mineralöl bei 24⁰ etwa 0,25 Gewichtsprozent, bei 21^Q etwa 0,1 Gewichtsprozent, und bei io° ist sie unmeßbar klein. Um die Auflösung wirksamer Mengen zu ermöglichen, ist oft a$ ein Zusatz von gegenseitigen Lösungsmitteln erforderlich. Als solche haben sich gewisse Salze, insbesondere die Ammonium-, Alkali- und Erdalkalisalze öllöslicher organischer Sulfonsäuren, als überraschend wirksam erwiesen.

Obwohl viele dieser organischen Sulfonate an sich merkliche Korrosion verhindernde Eigen-

schäften haben, sind sie den hier verwendeten, teilweise veresterten, mehrwertigen Alkoholen stark unterlegen; sie werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung nur verwendet, um eine homogene Lösung der Teilester in von Erdöl abgeleiteten Trägerstoffen aufrechtzuerhalten. Wenn sie in verhältnismäßig hohen Konzentrationen verwendet werden, wie sie normalerweise zwecks Herbeiführung ihrer Antikorrosionswirkung erforderlich

ίο sind, z. B. etwa 3 °/o oder mehr, verringern die Sulfonate sogar die antikorrodierende Wirkung, die durch die Teilester der mehrwertigen Alkohole an sich erzielt würde, wenn diese genügend löslich wären. Infolgedessen soll nur eine solche Menge der Sulfonate verwendet werden, die tatsächlich notwendig ist, um die Esteralkohole bei der niedrigsten Temperatur, welcher die Zusammensetzung bei der Lagerung, beim Transport oder bei der Verwendung ausgesetzt ist, in Lösung zu halten.

Wahrscheinlich beruht die Korrosionverhinderung durch Esteralkohole auf ihrem Ausbreiten auf der Metallfläche. Daher darf der Esteralkohol in dem Kohlenwasserstoff nicht allzu löslich sein, und aus diesem Grund sind wohl überschüssige Mengen der Sulfonate- schädlich. Andererseits darf die Löslichkeit nicht zu gering sein, da sonst so große Mengen der Sulfonate erforderlich wären, daß sie die Fließbarkeit und andere Eigenschaften der Zusammensetzung beeinträchtigen wurden. Esteralkohole von verhältnismäßig hohem Schmelzpunkt sind im allgemeinen zu unlöslich für die Verwendbarkeit im Sinn der Erfindung; dies ist der Grund, warum ein verhältnismäßig niedriger Schmelzpunkt erwünscht ist. Vorzugsweise soll sich mindestens eine der beiden Hydroxylgruppen, die durch nicht mehr als drei dazwischenliegende Atome getrennt sind, in den Esteralkoholen an einem endständigen Kohlenstoffatom befinden; sie kann aber von einem solchen endständigen Kohlenstoffatom auch durch bis drei Atome getrennt sein. Zusätzliche Hydroxylgruppen können sich in der Nähe der beiden erstgenannten Gruppen befinden. Die Esteralkohole können z. B. Derivate von Alkoholen sein, wie Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit,. Mannit, Sorbit und Sorbitan, welche teilweise verestert sind durch Säuren, die eine aliphätische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppe enthalten, die ihrerseits Substituenten tragen kann oder nicht und mindestens etwa 10, vorzugsweise zwischen etwa 10 und 40, Kohlenstoffatome enthält.

Die Säuren sind vorzugsweise Carbonsäuren, obwohl Sulfonsäuren, Alkylschwefelsäuren, Phosphor-, Alkylphosphor-, Citronensäure usw. ebenfalls brauchbar sind.

Geeignete Korrosion verhindernde Mengen der vorliegenden Esteralkohole liegen in der Größenordnung von etwa 0,5 Gewichtsprozent oder vorzugsweise 1 Gewichtsprozent bis zu etwa 5 oder 10 Gewichtsprozent, je nach der Art der speziellen Anwendung. Gewöhnlich ist eine Konzentration von etwa 2 bis 3 Gewichtsprozent ausreichend. Die Menge des verwendeten Sulfonats kann in Abhängigkeit von seiner Löslichkeit in dem besonderen verwendeten Erdöl, von der Löslichkeit des Esteralkohols in dem Petroleumkohlenwasserstoff und der Löslichkeit des Esteralkohols in dem Sulfonat von etwa dem Dreifachen bis zu ¹Z₂₀ und vorzugsweise zwischen etwa dem 1V2 fachen bis zu V₁₅ des Esteralkohols schwanken. Gewöhnlich ist die Löslichkeit dieser Alkohole größer in verhältnismäßig aromatischen und auch in viskoseren Erdölfraktionen als in verhältnismäßig paraffinischen und bzw. oder leichteren ölen. Der zur Dispergierung der Esteralkohole verwendete Kohlenwasserstoff ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, obwohl er auch fest öder plastisch sein kann, wie Paraffin, Vaselin oder durch Seife verdickte Schmierfette. Es ist erwünscht, daß asphaltene oder harzartige Bestandteile des rohen Erdöls nicht vorhanden sind, da sie die Rostschutzwirkung der Esteralkohole beeinträchtigen können. Daher bestehen die Lösungsmittel im allgemeinen aus raffinierten Mineralölen oder Fraktionen solcher. Wenn ein rostschützendes Schmiermittel für eine Verbrennungskraftmaschine hergestellt werden soll, werden die antikorrodierenden Mittel gemäß der Erfindung einem Schmieröl einverleibt. Wenn man ein Werkzeugöl oder ein öl von allgemeiner Verwendbarkeit wünscht, werden die Esteralkohole einem öl von niedrigerer Viskosität zugegeben, z. B. mit einer Viskosität von 10 bis 25 Centistokes bei 40⁰; Die Korrosion verhindernden Mittel gemäß der Erfindung können auf Metallflächen durch Aufwalzen, Eintauchen, Bürsten, Besprühen, - Aufstreichen oder Aufschmieren usw. aufgetragen werden.

Nachstehend werden einige Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

B e i s ρ i e 1 ι

Ein allgemein verwendbares schützendes Schmieröl, welches iden Anforderungen nach U.S. Army Ordnance Specification AXS-674 (Rev. 2) entspricht, wurde hergestellt durch Zusetzen von 4,5 Gewichtsprozent Glycerinmonooleat und 0,5 Gewichtsprozent eines 5o°/oigen Konzentrats des Natriumsalzes gewisser Sulfonsäuren, die sich von Erdöl ableiten und unter der Bezeichnung Mahagonisäuren allgemein bekannt sind, zu einem raffinierten Mineral Schmieröl mit einem spezifischen Gewicht 0,9340 und einer SUS-Viskosität von 740 bei 38⁰. Diese Zusammensetzung gab einem Stahlstreifen während 400 Stunden im Feuchtraum bei 38⁰ vollen Schutz. «5

Be i s ρ i e 1 2

Eine Überzugsmasse zum heißen Auftragen auf Metallteile wurde zusammengesetzt aus 46 Gewichtsteilen eines aromatischen Erdölextraktes mit iao einer Penetrationszahl 120, 46 Gewichtsprozent Petrolatum (sogenannter kurzer Rückstand), 5 Gewichtsprozent neutralem Schmieröl mit hohem Viskositätsindex, 2,7 Gewichtsprozent Glycerinmonooleat und 0,3 Gewichtsprozent eines 50°/oigen ias Konzentrats des Natriumsalzes von sogenannten

Mahagonisäuren. Es besaß einen Schmelzpunkt von 63,3° und gewährte in der Feuchtkammer einen Schutz für mehr als 1000 Stunden. Gewünschtenfalls kann diese Masse mit Alkoholen oder Naphtha verdünnt und auf das Metall bei Zimmertemperatur durch Eintauchen, Bürsten oder Besprühen aufgetragen werden.

Beispiel 3

Zu einem leichten Mineralöl, wie es zum Besprühen verwendet wird, das durch Lösungsmittelextraktion raffiniert war, wurden 1,5 Gewichtsprozent Glycerinmonooleat, 2 Gewichtsprozent eines handelsüblichen Stockpunkterniedrigers, 0,2 Gewichtsprozent ditert. Butylparakresol als Antioxydationsmittel und 1,5 Gewichtsprozent eines 5o°/oigen Konzentrats des Natriumsalzes von sogenannten Mahagonisäuren zugesetzt. Diese Zusammenstellung entsprach den Erfordernissen an ein KleinwafFenschmiermittel nach U.S. Army Ordnance Specification AX'S-777 und ergab in der Feuchtkammer bei 38° einen Schutz während 200 Stunden.

Beispiel 4

Ein rostschützendes Werkzeugöl, welches den Anforderungen nach U.S. Government Specification AN-O-6a entsprach, wurde hergestellt, indem man in einem neutralen Destillatöl, das durch Säurebehandlung raffiniert war und eine Viskosität von etwa 8 Centistokes l>ei 38° aufwies, folgende Zusätze auflöste:

Gewichtsprozent

Sorbitanmonostearat . . . 1,75
Natriumsulfonat (öllöslich) . 2,5.
2, 6-ditert. Butyl-6-methylphenol (Oxydationsverhinderer) 0,3

Stockpunkts- und Viskositätsverbesserer 3,0.

Beispiel 5

Die schädliche Wirkung übermäßiger Mengen des Sulfonats wird durch die folgenden Vergleichsversuche gut erläutert: Es wurden zwei Lösungen von 3%> Sorbitanmonostearat in einem leichten Schmieröl hergestellt; eine dieser Lösungen enthielt ¹Ii⁰Zo und die andere 3%> öllösliches Natriumsulfonat. Stahltafeln, die mit diesen ölen überzogen waren, hatten eine Lebensdauer von 75O bzw. 500 Stunden. Ähnliche Lösungen, welche Sorbitanmonopalmitat an Stelle des Stearats enthielten, ergaben eine Lebensdauer von 650 bzw. Stunden.

Die Wirkung der hohen Löslichkeit des Aikoholesters wird durch die folgenden Vergleichsversuche erläutert:

Es wurden zwei Lösungen in einem leichten Schmieröl mit je 3°/o Sorbitantrioleat und Sorbitanmonooleat hergestellt. Die erstgenannte Verbindung war vollständig löslich, die zweite unvollständig löslich. Die relative Lebensdauer von Stahlplatten, die mit den Lösungen in der Feuchtkammer behandelt waren, betrug 72¹ bzw. 300 Stunden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Korrosion verhinderndes Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus einer Lösung eines teilweise veresterten, mehrwertigen Alkohols in einem Kohlenwasserstoff besteht, worin der verwendete Teilester folgende Eigenschaften besitzt: Schmelzpunkt unter etwa 90°, vorzugsweise unter etwa 40⁰; ein Verhältnis zwischen Hydroxylradikalen und Esterradikalen von mindestens 1 :1 und einen Gehalt von mindestens zwei Hydroxylradikalen, die voneinander durch nicht mehr als drei direkt verbundene Atome getrennt sind.

2. Korrosion verhinderndes Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung außerdem ein öllösliches Salz einer organischen Sulfonsäure in soeben ausreichen- ' der Menge enthält, um den Ester unter normalen Lagerungsbedingungen in Lösung zu halten.

3. Korrosion verhinderndes Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Alkalisulfonat, wie Natriumsulfonat, enthält.

4. Korrosion verhinderndes Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Ester ein Glycerinmorioester einer Fettsäure, wie Glycerinmonooleat, oder ein Sorbitanmonoester einer Fettsäure, wie Sorbitanmonostearat, ist.

5. Korrosion verhinderndes Mittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Estergehalt in der Lösung zwischen etwa 0,5 Gewichtsprozent und etwa 10 Gewichtsprozent beträgt.

O 5221 6.