DE892539C - Process for the production of an agent which is particularly suitable for derusting or rust protection - Google Patents
Process for the production of an agent which is particularly suitable for derusting or rust protectionInfo
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- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/025—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions acidic pickling pastes
Description
(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)
AUSGEGEBEN AM 8. OKTOBER 1953ISSUED OCTOBER 8, 1953
A 14283 VI a 148 dA 14283 VI a 148 d
Die Erfindung betrifft ein vorzugsweise zur Entrostung oder als Rostschutz dienendes Mittel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Begriff Entrostung oder Rostschutz ist dabei in weitem Sinne auszulegen, d. h. es handelt sich dabei um die Entfernung bzw. um den Schutz gegen die Bildung von jeder Art von Oxyd, Hydroxyd oder Mischverbindung mit einem oder mehreren Metallen nach einer der Formeln (Me)xOj,, (Me)1(OH)1, oder (Me)xO^(OH)0, in welchen Me ein oder mehrere beliebige Metalle bezeichnet und χ, ν und ζ die vorhandenen Wertigkeiten bezeichnen. The invention relates to an agent which is preferably used for derusting or rust protection, and to a method for its production. The term rust removal or rust protection is to be interpreted in a broad sense, ie it concerns the removal or protection against the formation of any type of oxide, hydroxide or mixed compound with one or more metals according to one of the formulas (Me) x Oj ,, (Me) 1 (OH) 1 , or (Me) x O ^ (OH) 0 , in which Me denotes one or more metals and χ, ν and ζ denote the valencies present.
Das Mittel besteht vermutlich nicht aus einer einzigen chemischen Verbindung, sondern vielmehr aus einer den Legierungen vergleichbaren Zwischenform einer chemischen Verbindung und einer Mischung. Die genaue chemische Struktur konnte noch nicht ermittelt werden.The remedy is probably not composed of a single chemical compound, but rather from an intermediate form of a chemical compound comparable to the alloys and a mixture. The exact chemical structure could not yet be determined.
Das Mittel der Erfindung wird aus Schwefelsäure und einem cyclischen oder 'aromatischen Kohlenwasserstoff mit zwei oder mehreren Ringen, wie Naphthalin, Anthrazen od. dgl., hergestellt. Zur Herstellung des Mittels werden 50 bis 85% Schwefelsäure mit 15 bis 50% Kohlenwasserstoff verwendet. Die Schwefelsäure wird auf eine Temperatur zwischen 75 und 1400 erhitzt und dann der Kohlenwasserstoff hinzugesetzt. Hierbei tritt ein Sulfonierungsprozeß gleichzeitig mit der Bildung des Mittels gemäß der Erfindung ein. Die Reaktionsdauer beträgt bei einer Anfangstemperatur der Schwefelsäure von 750 etwa 20 Minuten,The agent of the invention is made from sulfuric acid and a cyclic or aromatic hydrocarbon with two or more rings, such as naphthalene, anthracene or the like. To produce the agent, 50 to 85% sulfuric acid with 15 to 50% hydrocarbons are used. The sulfuric acid is heated to a temperature between 75 and 140 0 and then the hydrocarbon is added. Here, a sulfonation process occurs simultaneously with the formation of the agent according to the invention. The reaction time is about 20 minutes at an initial temperature of the sulfuric acid of 75 0,
jedoch nur etwa 4 Minuten "bei einer Anfangstemperatur von 140°. Temperaturen unterhalt 750 führen nicht zum Erfolg, wenn der Kohlenwasserstoff z. B. aus Naphthalin besteht, weil sich der Kohlenwasserstoff in geschmolzenem Zustand befinden muß, damit die gewünschte Reaktion zustande kommt. Der Schmelzpunkt von .Naphthalin ist etwa bei 740, in Abhängigkeit von den darin enthaltenen Verunreinigungen, die von wesentlichem Einfluß sind und auf die noch näher eingegangen wird. Temperaturen über 1400 sind ebenfalls nicht brauchbar. Es ist dann die Reaktionsgeschwindigkeit so groß, daß eine zufriedenstellende Kontrolle über das Abbrechen der Reaktion nicht durchgeführt werden kann, besonders nicht, wenn die Herstellung in industriellem Ausmaß erfolgt. Darüber hinaus ist die Reaktion bei höherer Temperatur reversibel, so daß das erhaltene Erzeugnis in seiner Wirksamkeit beeinträchtigt wird.However, only about 4 minutes "at an initial temperature of 140 °. Temperatures entertaining 75 0 not lead to success if the hydrocarbon z. B. from naphthalene is because the hydrocarbon must be in a molten state, so that the desired reaction takes place. the melting point of .Naphthalin is is discussed in more detail at about 74 0, depending on the impurities contained therein, which are of essential influence and to the. temperatures above 140 0 are also not useful. It is then the rate of reaction such that satisfactory control of the termination of the reaction cannot be carried out especially when the production is carried out on an industrial scale, and moreover, the reaction is reversible at a higher temperature, so that the product obtained is deteriorated in its effectiveness.
Es ist bekannt, ein Rostschutzmittel oder ein Entrostungsmittel dadurch herzustellen, daß man einen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Anthrazen, zusammen mit Schwefelsäure erhitzt. Es hat sich aber experimentell gezeigt, daß die so erhaltene Verbindung nicht dieselbe ist wie die gemäß der Erfindung entstehende. Nach der Erfindung muß die Schwefelsäure zuerst auf die vorbestimmte Temperatur erhitzt und erst danach der Kohlenwasserstoff zugesetzt werden. Der chemische Unterschied .zwischen den Reaktionsprodukten, die in den verschiedenen Weisen entstehen, ist noch unbekannt, es kann aber angenommen werden, daß die verschiedenartigen chemischen Reaktionen von phasenchemischen Verhältnissen abhängig sind, derart, daß die beiden Verbindungen in verschiedenen Phasen erhalten werden, und die Phase, die nach der Erfindung erhalten wird, ist sehr viel wirksamer als die Phase, die man nach dem bekannten Verfahren erhält. Ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn von dem obenerwähnten Mengenverhältnis zwischen Schwefelsäure und Kohlenwasserstoff abgewichen wird.It is known to produce a rust preventive or a rust removal agent by that a hydrocarbon such as anthracene is heated together with sulfuric acid. It has but shown experimentally that the compound thus obtained is not the same as that according to FIG Invention arising. According to the invention, the sulfuric acid must first be adjusted to the predetermined one Temperature heated and only then the hydrocarbon can be added. The chemical The difference between the reaction products that arise in the various ways is still unknown. but it can be assumed that the various chemical reactions of phase-chemical conditions are dependent, such that the two compounds in different Phases are obtained, and the phase obtained according to the invention is very much more effective than the phase obtained by the known method. The conditions are similar if of the above-mentioned quantitative ratio between sulfuric acid and hydrocarbon is deviated.
Die bekannten Rostschutzmittel enthalten viel weniger Schwefelsäure, als oben angegeben ist, und zwar wesentlich weniger als 50%, wobei der Rest aus dem Kohlenwasserstoff besteht, und das Reaktionsprodukt ist bei weitem nicht so wirksam ■wie das nach dier Erfinldbng1, vielleicht weil die beiden Verbindungen sich, in verschiedenen Phasenzuständen befinden. Nach den Erkenntnissen der Erfindung muß verhindert werden, daß die Reaktion reversibel wird.The known rust inhibitors contain much less sulfuric acid than indicated above, much less than 50%, the remainder being the hydrocarbon, and the reaction product is nowhere near as effective as that of the invention 1 , perhaps because of the two Connections are in different phase states. According to the findings of the invention, the reaction must be prevented from becoming reversible.
Zwar würde man gegebenenfalls das Entstehen einer Reversibilität bei der Reaktion durch Zusatz von rauchender Schwefelsäure verhindern können oder gegebenenfalls dadurch, daß man Quecksilber als Katalysator benutzt oder gegebenenfalls später hinzusetzt, 'alber dies führt zur Bildung von Quecksilbersulfid, und die Lösung sublimiert außerdem, insbesondere der durch die reversible Reaktion wiedergebildete Kohlenwasserstoff. Quecksilbersulfid hat für verschiedene Metalle einen schädlichen Einfluß insofern, als das Material durch Sulfidionenaustausch geschwärmt wird. Ein solches Metallsulfid ist. oft wesentlich schwerer zu entfernen als der vom Anfang an vorhandene Rost. Bei der Herstellung wird außerdem auf Grund der starken Aktivität der rauchenden Schwefelsäure SO3 frei, was besonders schädlich für die mit der Herstellung beschäftigten Arbeiter ist.It is true that reversibility can be prevented in the reaction by adding fuming sulfuric acid or, if necessary, by using mercury as a catalyst or possibly adding it later, but this leads to the formation of mercury sulfide, and the solution also sublimes, especially the hydrocarbon re-formed by the reversible reaction. Mercury sulfide has a detrimental influence on various metals in that the material is swarmed by sulfide ion exchange. One such metal sulfide is. often much more difficult to remove than the rust that was present at the beginning. In addition, due to the strong activity of the fuming sulfuric acid, SO 3 is released during production, which is particularly harmful for the workers involved in the production.
Ein besonders gutes Reaktionsprodukt nach der Erfindung wird aus 70% gewöhnlicher handelsüblicher konzentrierter Schwefelsäure und 30% handelsüblichem Rohnaphthalin hergestellt. Die Schwefelsäure wird dabei auf 80 bis 85 ° erhitzt. Die Reaktionszeit beträgt etwa 1 Stunde.A particularly good reaction product according to the invention is made from 70% ordinary commercial products concentrated sulfuric acid and 30% commercial raw naphthalene. the Sulfuric acid is heated to 80 to 85 °. The reaction time is about 1 hour.
Es ist für die Erfindung von besonderer Bedeutung, daß Rohnaphfhalin und nicht reines Naphthalin zur Reaktion Benutzt wird. Es wurde nämlich gefunden, daß bestimmte in dem Rohnaphthalin gewöhnMch vorhandene Verunreinigungen eine wesentliche Bedeutung für die Qualität des hergestellten Erzeugnisses haben. In welcher Weise das Reaktionsprodukt durch diese Verunreinigungen verändert wird, ist noch nicht erkannt, die Erfahrung hat es jedoch erwiesen. Aus diesen Erfahrungen wird auch der Schluß hergeleitet, daß das Reaktionsprodukt aus reinen chemischen Verbindungen besteht.It is of particular importance for the invention that raw naphthalene and not pure naphthalene is used for reaction. Namely, it has been found that certain in the crude naphthalene existing impurities are of major importance for the quality of the manufactured Have product. In what way the reaction product through these impurities is not yet recognized, but experience has shown it. From these experiences the conclusion is also derived that the reaction product consists of pure chemical compounds consists.
Versuche mit verschiedenen Stoffen, die gewöhnlich im Rohnaphthalin 'als Verunreinigungen enthalten sind, haben gezeigt, daß jedenfalls geringe Mengen Anthrazen eine große Bedeutung für die Wirksamkeit des hergestellten Erzeugnisses haben. Wenn aber Anthrazen z. B. dem reinen Naphthalin hinzugesetzt wird, erhält man zwar ein besseres Präparat als mit reinem Naphthalin, es ist aber überraschenderweise nicht so gut wie bei der Verwendung von Rohnaphthalin.Experiments with various substances that are usually contained in crude naphthalene as impurities have shown that in any case small amounts of anthracene are of great importance for the Effectiveness of the manufactured product. But if anthracene z. B. the pure naphthalene is added, you get a better preparation than with pure naphthalene, but it is Surprisingly not as good as when using crude naphthalene.
Das Mittel nach der Erfindung kann zur Entrostung in verschiedener Weise verwendet werden. Vorteilhaft wird es nicht ungemischt benutzt, sondern als schwach klebendes sand- oder mehlähnliches Erzeugnis, indem ein neutrales, pulverförmigesMineral, Z.B.Kieselgur, feinstvermahlener Quarzsand, Bimssteinmehl od. dgl., mit dem Mittel angefeuchtet wird. Der Gegenstand, der entrostet werden soll, wird leicht damit abgerieben, z. B. mit einem Stoffstreifen od. dgl. Der Rostbelag löst sich dann unmittelbar in Form von Schuppen oder Plättchen. Man kann aber auch das Mittel nach der Erfindung in flüchtigem Celluloseacetat od. dgl. emulgieren, wodurch eine für die Entrostung verwendbare Flüssigkeit hoher Wirksamkeit erhalten wiird. Das Mengenverhältnis zwischen dem Mittel nach der Erfindung und der Emulsionsbasis wird von dem Metall bestimmt, das behandelt werden soll.The agent according to the invention can be used in various ways for derusting. It is advantageous not to use it unmixed, but rather as a slightly sticky sand or flour-like material Product, in which a neutral, powdery mineral, E.g. kieselguhr, finely ground quartz sand, pumice stone powder or the like, with the agent is moistened. The object that is to be derusted is lightly rubbed with it, e.g. B. with a strip of fabric or the like. The rust coating then dissolves directly in the form of scales or Tile. But you can also use the agent according to the invention in volatile cellulose acetate or the like. emulsify, thereby obtaining a highly effective liquid which can be used for rust removal will. The quantitative ratio between the agent according to the invention and the emulsion base is determined by the metal to be treated.
Die beiden obenerwähnten Formen des Mittels sind indessen nicht völlig wirksam, wenn es sich um besondere Metallegierungen handelt, z. B. um rostfreien Stahl. Für die Behandlung solcher und ähnlicher Metalle wird eine Beizlösung mit dem Mittel nach der Erfindung unter Zusatz von Wasser, Salzsäure und Salpetersäure hergestellt.The two forms of the remedy mentioned above, however, are not entirely effective when they are special metal alloys are involved, e.g. B. Stainless steel. For the treatment of such and Similar metals is a pickling solution with the agent according to the invention with the addition of Water, hydrochloric acid and nitric acid.
Eine besonders geeignete Zusammensetzung ist im nachstehenden Beispiel angegeben:A particularly suitable composition is given in the example below:
20 Teile des Mittels nach der Erfindung, 80 - Wasser,
20 - Salzsäure,20 parts of the agent according to the invention, 80 - water,
20 - hydrochloric acid,
10 - konzentrierter Salpetersäure. Die Flüssigkeit wird bei der Benutzung auf etwa 700 erwärmt, wobei sie alle austenitischen Stahlarten und -legierungen von Rost oder rostähnliehen Ablagerungen befreit.10 - concentrated nitric acid. The liquid is heated to about 70 0, in use, wherein it frees all austenitic steels and alloys of rust or rostähnliehen deposits.
Das Rostschutzmittel kann vorzugsweise aber auch Pastenform haben. Eine solche Paste wird dadurch hergestellt, daß 1 bis 10%, insbesondere etwa 2°/o, des neuen Mittels mit einem geeigneten !5 Träger, z. B. einem Mineralfett oder einem Mineralöl, emulgiert wird.The rust inhibitor can, however, preferably also have the form of a paste. Such a paste will produced by 1 to 10%, in particular about 2%, of the new agent with a suitable one ! 5 carriers, e.g. B. a mineral fat or a mineral oil, is emulsified.
Auch als Schutzpapier kann das Mittel zur Anwendung kommen, indem Papier entsprechend imprägniert wird. Dabei wird vorteilhaft zuerst ein Imprägnierungspulver, z. B. mit feinzermahlener Kreide oder Magnesiumoxyd, hergestellt, das mit dem Mittel angefeuchtet wird.The agent can also be used as protective paper by impregnating the paper accordingly will. An impregnation powder, e.g. B. with finely ground Chalk or magnesium oxide, which is moistened with the agent.
Wenn auch das Mittel nach der Erfindung inEven if the means according to the invention in
erster Linie in Verbindung mit der Entrostung beschrieben wurde, kann es auch zum Befreien der Metalle von Sulfiden oder Phosphiden der Type (Me)xP1, bzw. (Me)xSj, dienen.was primarily described in connection with rust removal, it can also be used to remove sulfides or phosphides of the types (Me) x P 1 or (Me) x Sj from metals.
Das Mittel nach der Erfindung ist für den Menschen in den Mengen nicht giftig, die zum Entrosten oder als Rostschutz od. dgl. benötigt werden. Die Erfindung ist nicht auf die Benutzung von Naphthalin, insbesondere Rohnaphthalin, beschränkt, sondern man hat auch gute Ergebnisse unter Benutzung anderer Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise cyclischer Natur, erreicht.The agent according to the invention is not poisonous for humans in the amounts which are necessary for derusting Or as rust protection or the like. Are required. The invention is not based on the use of Naphthalene, especially crude naphthalene, is limited, but it gives good results using other hydrocarbons, preferably cyclic in nature, achieved.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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