DE843728C - Korrosion verhinderndes Mittel - Google Patents
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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 21Q 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.
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.
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
Natriumsulfonat (öllöslich) . 2,5.
2, 6-ditert. Butyl-6-methylphenol (Oxydationsverhinderer) 0,3
Stockpunkts- und Viskositätsverbesserer 3,0.
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 (5)
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.
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