DE858485C

DE858485C - Reinigungsmittel fuer Metalloberflaechen

Info

Publication number: DE858485C
Application number: DEA256A
Authority: DE
Inventors: Alfred Douty; Ferdinand P Heller
Original assignee: Amchem Products Inc
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1943-03-18
Filing date: 1949-11-15
Publication date: 1952-12-08

Description

Reinigungsmittel für Metalloberflächen Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Reinigungsmittel für Metalloberflächen, beispielsweise zur Vorbehandlung der letzteren für das Aufbringen von Anstrichen und Schutzüberzügen. Trotzdem sämtliche Metalle mit den erfindungsgemäßen Mitteln gereinigt werden können, so ist doch ihre Verwendung bei korrodierenden und sich oxydierenden Metallen, z. B. bei Eisen, Aluminium, Zink und deren Legierungen, besonders vorteilhaft. Hierbei soll der Ausdruck Anstriche und Schutzüberzüge im weitesten Sinne verstanden werden und z. B. Lacküberzüge, Phosphatierungen u. dgl. umfassen.
Es ist allgemein bekannt, daß die restlose Entfernung von allem Fremdmaterial, wie Schmutz, Öl, Fett, Oxyde, Rückstände von Lötmitteln usw., von den Metalloberflächen unerläßlich ist, um auf den letzteren zufriedenstellende Anstriche und Überzüge zu erhalten. Die älteren Methoden zum Reinigen von Metallflächen mit Lösungsmitteln und mit Alkalilösungen werden noch häufig zur Entfernung der gröbsten Verunreinigungen von sehr stark beschmutzten Flächen angewandt, aber sie werden allmählich durch die modernen Säurereinigungsmittel überholt, welche eine Säure, die Oxyde aufzulösen vermag, ohne schädliche Rückstände zu hinterlassen, Lösungsmittel, Netzmittel und tmulgiermittel enthalten.. Säuren vorerwähnter Art sind z_ B. Phosphorsäure und Oxalsäure. Die Anwesenheit von wasserlöslichen Lösungsmitteln scheint unerläßlich zu sein. Solche Lösungsmittel sind z, B. die Alkohole mit r bis 5 C-Atomen, Ketone und Alkoholäther wie diejenigen, die von Äthylenglykol oder Diäthylenglykol abstammen, die Fett auflösen, sowohl in Wasser als auch in Öl löslich sind und deren Anwesenheit dazu beiträgt, die an den zu reinigenden Oberflächen haftenden öligen Stoffe aufzulösen. Dabei wird das Öl verdünnt, dessen Oberflächenspannung vermindert und die Emulgierung und Entfernung sehr erleichtert. Die Abwesenheit von solchen Lösungsmitteln in Säurereinigungsmitteln, z. B. in einem Mittel, das aus verdünnter Phosphorsäure sowie Netz- und Emulgiermitteln besteht, macht die vollständige Beseitigung der öligen oder fettartigen Stoffe unmöglich und verhindert die Erzielung einer einwandfreien sauberen Oberfläche, welche für den Anstrich oder den Überzug notwendig ist. Säurereinigungsmittel enthalten üblicherweise verhältnismäßig große Mengen solcher Lösungsmittel, welche kostspielig und zudem häufig schwer erhältlich sind.
Es wurde gefunden, daß der Zusatz von verhältnismäßig sehr kleinen Mengen von wasserlöslichen Estern oder Äthern der Polyäthylenglykolreihe der allgemeinen Formel R - 0 - (CZH40)n - R. zu dem Säurereinigungsmittel allermindestens gleichwertige und häufig bessere Resultate liefert als der Zusatz von sehr viel größeren Mengender vorerwähnten Lösungsmittel.
In dieser Formel bedeutet R einen organischen Rest, der eine Kette von wenigstens io Kohlenstoffatomen enthält, R' einen organischen Rest oder ein Wasserstoffatom und n einen Faktor, der größer als 5, vorzugsweise größer als io ist.
Solche Verbindungen umfassen die tert.-Alkylarylpolyglykole, in ,welchen die tert. Alkylgruppe mindestens 8 C-Atome enthält und die Zahl der Polyäthylengruppen mindestens io beträgt. Solche Substanzen können nach irgendeinem bekannten Verfahren dargestellt werden, z. B. durch die Kondensation von Polyäthylenglykolhalogeniden oder -halogenhydrinen mit Fettsäuren, Alkoholen, Phenolen u. dgl. Verbindungen. Eine Anzahl von Emulgiermitteln und Netzmitteln, die zu dieser Gruppe gehören, sind die im Handel unter der Warenbezeichnung »Triton NE« erhältlichen Polyglykoläther mit höheren Fettalkoholen und die unter der Warenbezeichnung »Igepal CTA« erhältlichen Diamylphenyldekapolyglykoläther.
Die neuen Metallreinigungsmittel lösen und entfernen alle Fremdsubstanzen restlos und bringen die behandelten Flächen im bestgeeigneten Zustand zum Aufbringen von Anstrichen und Schutzüberzügen. Ferner sind sie billiger, weil keine teueren Lösungsmittel benötigt werden, sie können konzentrierter hergestellt und zum Verkauf- gebracht werden, sie können durch Zusatz von Wasser oder verdünnten Säuren stärker verdünnt werden, sie gestatten die Beimengung von billigen, wasserunlöslichen Lösungsmitteln mit großem Auflösevermögen für Öle und Fette und ermöglichen die Herstellung von nichtschäumenden Reinigungsmitteln, die in Spritzapparaten verwendet werden können. Diese Ester und Äther sind in Wasser löslich und liefern Lösungen mit geringer Oberflächenspannung und ausgezeichneter tmulgier- und Netzkraft, ionisieren nicht und können leicht durch Spülen mit Wasser entfernt werden. Dabei bleiben keine schädlichen Rückstände und keine Ionen, welche das Rosten fördern, zurück, weil diese Emulgiermittel tatsächlich nicht ionisiert sind.
Im Gegensatz zu diesen Verbindungen sind ähnliche Verbindungen mit kurzen Ketten wasserunlösliche Öle, welche durch die Einführung von polaren Gruppen, wie beispielsweise S0311, löslich gemacht werden können, wodurch aber die Substanzen in ihrer Natur ionisiert und daher für den vorliegenden Zweck unzweckmäßig werden.
Ein sehr geringer Zusatz der genannten Substanzen zu verdünnter Phosphor- oder Oxalsäure liefert ein Mittel, welches ölige Metallflächen ausgezeichnet benetzt, als Emulgiermittel wirkt und alle Fremdsubstanzen rasch und gründlich entfernt, besonders wenn die Wirkung durch Bürsten, Abwischen oder auf andere mechanische Art unterstützt ist.
Kleine Mengen von Oxyden, z. B. Rost, werden ebenfalls entfernt; die behandelten Flächen zeigen kein Zusammenlaufen des Wasserfilms und sind hinsichtlich Reinheit und des Vermögens, aufgetragene Anstriche und Überzüge zu binden und zu halten, überlegen. Hierdurch werden manche nicht erklärbaren Schwierigkeiten und Fehlergebnisse mit Anstrichen und Überzügen ausgeschaltet.
Zur Erläuterung der Erfindung sei auf die folgenden Beispiele verwiesen: Beispiel i

Phosphorsäure (75 %) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950 cm3

Diamylphenyldekaglykoläther . . . . . . . . . . . 20 g

Wasserzusatz auf ...................... iooo cm3

Diese konzentrierte Lösung wird vor Gebrauch verdünnt. Zum Reinigen von Metallflächen aus Eisen, Stahl, Aluminium usw. werden i bis 8 Volumteile Wasser hinzugefügt, je nach dem Grade der Verunreinigung mit Oxyden, Öl, Fett oder Schmutz. Für gewöhnliche Arbeiten, wie das Reinigen von Automobilstahlblechen, Kühlschränken usw., wird ein Verdünnen mit etwa q. Volumteilen Wasser zweckmäßig sein. Die Werkstückewerden mit der gebrauchsfertigen Lösung gespült, bespritzt oder gebürstet. In den meisten Fällen wird die Beseitigung von Fettstoffen durch leichtes Reiben der Oberflächen mit einer Bürste oder einem Lappen oder durch das kraftvolle Aufspritzen der Lösung auf das Metall sehr gefördert. Die behandelte Fläche wird mit Wasser nachgespült und getrocknet und befindet sich sodann in einem ausgezeichneten sauberen Zustand, der sich vorzüglich für Anstriche usw. eignet.
Es sei noch bemerkt, daß sehr saubere Stahlflächen, wie sie mit den erfindungsgemäßen Reinigungsmitteln erhalten werden, sich rasch mit einem Oxydfilm bedecken, wenn man die behandelten Werkstücke in nassem Zustande stehen läßt. Daher ist ein rasches Trocknen empfehlenswert. Das nach dem Reinigen auf der sauberen Fläche gebildete Oxyd ist aber inert, d. h. es enthält keine das Rosten fördernde Bestandteile und ist daher unter einem Anstrich oder einer anderen Schutzschicht harmlos.

Beispiel -- Selbst sehr stark beschmutzte Werkstücke können durch Verwendung des folgenden Mittels, welches noch ein wasserunlösliches Öllösungsmittel enthält, vollständig gereinigt werden. Dieses Reinigungsmittel eignet sich auch vorzüglich zur Verwendung in Spritzapparaten, wobei es kraftvoll auf die Flächen geschleudert wird.

Phosphorsäure (75 0,'o) . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zoo cm3

Emulgiermittel der obengenannten Art ... 7,0 g

OrganischeswasserunlöslichesLösungsmittel 625 cm3

Wasserzusatz auf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iooo cm3

Das verwendete organische Lösungsmittel ist z. B. eine handelsübliche Petroleumfraktion mit einem Siedebereich zwischen 150 und 2o5°.

Diese Mischung wird' in bekannter Weise homogenisiert und vor Gebrauch verdünnt. In einer im Kreislauf arbeitenden Spritzwaschvorrichtung wird die Mischung beispielsweise mit 3 bis ig Volumen Wasser verdünnt. Die Behandlungszeit beträgt 15 bis 6o Sekunden. Diese Mischung hat den besonderen Vorzug, daß die Gegenwart von wasserunlöslichen Lösungsmitteln die sonst starke Schaumbildung herabsetzt und auf diese Weise verhindert, daß der Schaum über den Rand des Sammelbehälters überfließt.
Die Reinigungsmittel gemäß den Beispielen i und 2 können bei einer beliebigen Temperatur verwendet werden. Es ist aber im allgemeinen zweckmäßig, die Lösung so heiß. wie möglich, d. h. nahe ihrem Siedepunkt zu verwenden. Um Feuersgefahr zu vermeiden, kann das wasserunlösliche entzündbare Lösungsmittel im Beispiel e durch ein unentflammbares Lösungsmittel, z. B. Trichloräthylen, ersetzt werden.
Das Verhältnis der Bestandteile ist in weiten Grenzen veränderlich. Sehr rostige Werkstücke oder solche, die ein starkes Ätzen der Oberfläche erfordern, verlangen die Verwendung von viel höheren Phosphorsäurekonzentrationen, oder es wird eine andere geeignete Säure verwendet. Wenn die Werkstücke nur wenig mit Fett oder Öl verunreinigt sind, so kann der Gehalt an Emulgiermittel auf 0,05 °/o und selbst noch weniger herabgesetzt werden. Wo hingegen keine Oxyde beseitigt werden müssen, kann der Gehalt an Säure auf 0,05 °/o oder noch weniger ermäßigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:- i. Reinigungsmittel für Metalloberflächen, enthaltend verdünnte Phosphor- oder Oxalsäure und wasserlösliche Emulgiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgiermittel Ester oder Äther der Polyäthylenglykolreihe der allgemeinen Formel R - O - (C,H40)n - R' sind, in der R einen organischen Rest mit wenigstens io C-Atomen, R' einen organischen Rest oder ein Wasserstoffatom und n einen Faktor von mindestens 5 bedeutet.
2. Reinigungsmittel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß R ein tert. Alkylarylrest ist, in welchem die tert. Alkylgruppe mindestens 8 C-Atome enthält und die Zahl der Polyäthylgruppen mindestens io beträgt.
3. Reinigungsmittel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als weiteren Bestandteil ein emulgiertes wasserunlösliches Fettlösungsmittel enthält. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 544 921, 523 505, 557 352" 605 973, 6o8 928, 621732, 641725, 670 419, 68o 245, 694 178 Chemisches Zentralblatt 1937, 1I, S.4391/2; Hadert, Rezeptbuch für die Farben- und Lackindustrie, 1943, Bd.I, S.173, 178/9; Macchia, Der Phosphatrostschutz, 1940, S.53 bis 68.