DE898651C - Metallbehandlungsfluessigkeiten - Google Patents

Description

• Metallbehandlungsflüssigkeiten Es .st bekannt, nnWasser emulgierteFettlöslungsmittel zur Reinigung von Metallteilen, insbesondere von ölbeschmutzten Maschinenteilen, zu verwenden. Zur Herstellung derartiger Reinigungsemulsionen setzt man entweder den Emulgator und das Öl getrennt dem Wasser zu oder man arbeitet mit flüssigen oder pastenförmigen Präparationen, die das Lösungsmittel, den. Emulgator und gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten. Als Flüssigkeiten oder Pastien müssen derartige Produkte jedoch sorgfältiger verpackt werden und sind nichts so leicht zu handhaben wie pulverförmige Reinigungsmittel. So benötigt man z. B. zum vollständigen Auflösen einer Paste mehr Zeit und Energieaufwand als zum Auflösen eines Pulvers.
• Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch überwunden, @däß man die Fettlösungsmittel in Form ihrer festen Harnstoffaddukte verwendet.
• Harnsiboffadukte von geradkettigen aliphatiachen Verbindungen, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, sind bekannt. Die Bildung derartiger Addukte beschränkt sich jedoch nicht auf Kohlenwassersitioffe; die chemische Natur der als Ausgangsmaterialien dienenden Lösungsmittel ist für die Adduktbildung von geringerer Bedeutung, wesentlich dagegen ist deren Molekülbau. So kann man z. B. aus aliphatischen Carbonsäuren, Alkoholen, Estern, Ketonen und anderen Derivaten von Kohlenwasserstoffen Addukte herstellen, sofern diese im wesentlichen geradkettig aufgebaut sind und eine MindestmdQekülgröße besitzen, die etwa bei 6 Kohlenstoffatomen liegt. Geringe Kettenverzweigungenstören die Adduktibildung nicht, sofern das Lösungsmittelmolekül groß genug ist. Aber auch cyclische, regelmäßig gebaute Lösungsmittel, z. B. Cyclohexan, Dekahydronaphthalin und einige ihrer Derivate mixt entsprechendem Molekülbau bilden derartige Additionsprodukte. Ob sich ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch für die Herstellung von Harnstoffverbindungen eignet, kann man durch einen Vorversuch leicht feststellen.
• Die Molverhältnisse von Harnstoff zu Lösungsmittel sind außer von der chemischen Natur der Lösungsmittel vor allem von deren Molekülgröße abhängig. Sie liegen beii niedermolekularen Flüssligkeiten mit etwa 6 Kohlenstoffatomen bei 4:,1 und werden mit steigendem Molekul.argewicht größer. Da Harnstoff ein geringeres Molekulargewicht hat als die praktisch interessierenden Lösungsmittel und da das Mengenverhältnis von Harnstoff zu Lösungsmittel mit steigendem Molekulargewicht der letzteren weniger ansteigt als das entsprechende Molverhältnis, so liegen die Mengenverhältnisse günstiger, als es nach dem angegebenen Malverhältnis von 4:1 zunächst erscheinen mag. Die festen Harnstoffverbindungen bilden sich meist spontan beim Zusammenbringen einer alkoholischen Harnstofflösung mit dem zu verarbeitenden Lö@sungsmittel. Für technische Zwecke genügt bereits einfaches Erhitzen des Lösungsmittels mit dem Harnstoff. Auch kann man .den geschmolzenen Harnstoff mit dem Lösungsmittel vermischen und die Mischung zweckmäßigerweise unter dauerndem Bewegen abkühlen. In beiden Fällen bildet sich eine krümelige, trockene Masse, die noch weiter zerkleinert werden kann. Enthält das Lösungsmittel nennenswerte Mengen an nicht addierbaren Verbindungen, so wird die Masse auch .bei größerem Harnstoffzusatz nicht ganz trocken. In diesem Fall kann man in Gegenwart von geringeren oder größeren Mengen von niedermolekularen Lösungsmitteln, z. B. Methyl- oder Äthylalkohdl, arbeiten, die man von dem gebildeten Reaktionsprodukt ab filtriert. Dadurch werden die nicht addierbaren Anteile zumindest teilweise entfernt, und man erhält eine trockene Masse. Man kann aber auch, sofern der Siedepunkt des Lösungsmittels dieses zuläßt, das Reaktionsprodukt nach beendeter Umsetzung in einem Vakuumkneter einige Zeit erhitzen und nicht gebundene Lösungsmittelanteile auf diese Weise ab destillieren.
• Nach der Erfindung werden nun die Metallbeh.andlungsfliissigkeiten durch Auflösen des Harnstoffadduktes in Wasser hergestellt. Ein Zusatz irgendwelcher Stoffe ist dabei nicht erforderlich. Man erhält auf diese Weise eine außerordentlich feine Emulsion des Lösungsmittels in Wasser, wie man sie unter Zuhilfenahme mechanischer Dispergier- oder Emulgiervorrichtungen kaum oder nur unter großem Energieaufwand erzeugen kann. Daher sind .diese Emulsionen bereits, ohne Zusatz von Emulgatoren oder Schutzkolloiden sehr viel länger haltbar als andere mit Hilfe mechanischer Mittel hergestellte. Will man jedoch die Flüssigkeiten längere Zeit aufbewahren oder verwenden, so empfiehlt es sich, Emulgatoren oder Stabilisierungsmittel zuzusetzen. Als Emulgatoren können Seifen sowie synthetische kapillaraktive Stoffe dienen. Das Triäthanolaminoleat hat sich besonders gut bewährt. Geeignete synthetische Emulgatoren sind z. B. Alkylarylsulfonate, Fettalkoholsulfatie, Polyglykoläther oder andere nichtionogene Substanzen. Als Stabilisatoren können natürliche oder synthetische, in Wasser kolloidal lösliche Substanzen dienen, wie z. B. Eiweißstoffe, Pflanzenschleime, Cellulosederivate, Poliyacrylsäuren usw. Die Reinigungswirkung kann durch Zusatz von bekannten Reinigungsmitteln gesteigert werden. Als Reinigungsmittel dienen vorzugsweise alkalische Substanzen, wie z. B. Ätzalkalien, Soda, Trinatriumphosphat, Alkalisilicate, Meta-, Pyro-und Polyphosphate und andere. In besonderen Fällen können. auch saure Reinigungsmittel, wie z. B. Salzsäure, Schwefelsäure, Amidosulfon.säure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Chromsäure usw., zugesetzt werden. Auch kationaktive Verbindungen, insbesondere quaternäre Ammoniumsalze, haben sich als Zusätze zu alkalischen, neutralen. oder sauren Bädern gut bewährt, insbesondere wenn ,die Flüssigkeiten desinfizierend wirken sollen oder wenn bei sauer eingestellten Metallbehandlungsflüssigkeiten ein Korrosionsschutz erwünscht ist. Selbstverständlich können in diesen Fällen auch andere Korrosionsschutzmittel verwandt werden.
• Durch die Verwendung von festen Harnstoffaddukten flüssiger Lösungsmittel ergibt sich die Möglichkeit, Präparate zur Herstellung von Metallbehandlungsflüssigkeiten auf Emulsionsbasis in Pulverform in den Handel zu bringen. Bei der Herstellung dieserPräparate ist zu berücksichtigen, daß die Harnstoffaddukte von Wasser zersetzt werden. Man muß daher die trockenen Bestandteile der Kompoe-ition miteinander mischen. Man kann auch, wie dies bei der Herstellung von Waschmitteln üblich ist, die Bestandteile der gesamten Kompoeition mit Ausnahme dies Harnstoffadduktes in Pastenform bringen, die Paste in bekannter Weise zerstäuben und nun die Harnstoffaddukte während der Zerstäwbung oder danach zumischen. Verschiedene kapillaraktive Staffe, die man häufig Ölen oder Lösungsmitteln als Emulgatoren zusetzt, sind nur in Form zäher Pasten oder mehr oder ,weniger viskoser Flüssigkeiten erhältlich und darum zur Herstellung von pulverförmigen Präparationen nicht geeignet. Einige dieser pastenförmigen kapillaraktiven Stoffe geben jedoch ebenfalls feste, pulverförmige Harnstoffaddukte und können in dieser Form zusammen mit den Lösungsmittel-Harnstoff-Addukten verwendet werden. Die Herstellung undVerwendung derAddukte kapilfaraktiver Substanzen mit Harnstoff ist nicht Gegenstand dieser Erfindung. Auch sauer eingestellte pulverförmige Mittel lassen sich herstellen, wenn man feste, in Wasser mit saurer Reaktion lösliche Substanzen, wie z. B. Natriumbisulfat, Amidosulfonsäure, Oxalsäure, Harnstoffsalze von Phosphorsäure, Salpetersäure usw., verwendet.
• Zur Herstellung von Reinigungsbädern werden die erfindungsgemäßen Mittel in Wasser -,.löst. Es wurde bereits erwähnt:, da.ß man so zu außerordentli.ch feinen Emulsionen kommt.
• Die zu behandelnden Metallteile werden durch Eintauchen, Bespritzen, Bestreichen oder Bürsten mit den erfindungsgemäß hergestellten kalten oder heißen Flüssigkeiten in Berührung gebracht. Die Flüssigkeiten eignen sich auch zur Verwendung in Reinigungsmaschinen.
• Pulverförmige Präparate mit einem iGehalt an Harnstoffaddukten lassen sich im Gegensatz zu den bekannten wasserlöslichen Ölen leichter verpacken und sind sauberer in der Handhabung. Obwohl die Harnstoffaddukte wasserempfindlich sind und z. B. beim Aufbewahren an feuchter Luft zersetzt werden, brauchen an die Verpackung derartiger pulverförmiger Präparate hinsichtlich ihrerWasserundurchlässiglceit keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden. Sie können in Packungen aus Pappe, Metall- oder Haliztrommeln aufbewahrt und verschickt werden.
• Beispiel i 700 g getrockneter Harnstoff werden fein gemahlen und mit 300.- eines durch Kohlenoxydhydrierung hergestellten Kohlenwasserstoffgemisches vom Kp76o = i5o bis 300° verrührt. Die Mischung wird kurzzeitig auf etwa 9o` erhitzt und dann in einem Vakuumkneter so lange verrührt, bis eine feste, krümelige Masse entstanden ist.
• Zur Herstellung der Metallbehand'lungsflüssigkeiten werden io bis 2o g des @so hergestellten feingemahlenen Harnstoffadduktes in i 1 Wasser unter Rühren gelöst. Man erhält -sofort eine milchige Emulsion, deren Beständigkeit durch Zusatz von Triäthanololeat erhöht «,-erden kann. Die Emulsion ist auch bei erhöhten Temperaturen von etwa 6o bis 8o° gut beständig. Wird die Emulsion in einer Spritzmaschine verwendet, so kann man das 1-larnstoffaddukt zweckmäßigerweise gleich in den Laugenbehälter der Maschine geben. In diesem Fall läßt man anschließend die Pumpe der Maschine einige Minuten laufen, bis das Addukt vollständig gelöst ist. Zur Entfettung von Metallteilen werden diese etwa i bis a Minuten lang bei i bis 2 atü mit der auf etwa 6o° erhitzten Lösung bespritzt. Nach Kalt- und Warmwasserspülung erhält man gut gereinigte Metallteile, die sich auch zur Weiterverarbeitung eignen und sich z. B. beim Phosphatieren mit einer feinkristallinen Phosphatschicht überziehen.
• Beispiel 2 6oo g getrockneter Harnstoff werden fein gemahlen und miit 400 g Paraffinöl zu einem Brei, verrührt. Die Mischung wird kurzzeitig auf etwa 9o° erhitzt und dann im Vakuumkneter bis, zur Bildung einer festen, krümeligen Masse verarbeitet. Zur Stahilisierung der mit diesem Addukt beim Auflösen in Wasser gebildeten Emulsion kann man z. B. Triäthanolaminseifen von Alkyloxyessigsäuren mit einem Alkylrest von 6 bis 9 Kohlenstoff atomen zusetzen. Der Emulgator läßt sich auch vor der Herstellttng der Harnstoff addukte im Paraffinöl lösen. Die Emulsion kann. in der gleichen Weise, wie in Beispiel u beschrieben, zum Reinigen von Metallteilen verwandt werden.
• Beispiel 3 6oo g Harnstoff werden geschmolzen und mit 400g Dodecylalkohol verrührt. -Man läßt unter Rühren oder Kneten erkalten; das feste, krilmelige Produkt wird dann vermahlen. Zur Herstellung einer Metallbehandlungäflüssigkeit löst man io bis 20 g des Harnstoffadduktes in i 1 Wasser. Man erhitzt :die Emulsion auf etwa 6o°, taucht -die zu reinigenden Metallteile 5 bis io Minuten hinein und spült mit kaltem, dann mit heißem Wasser nach.
• Beispiel 4 7oo g gut getrockneter Harnstoff werden gut gemahlen und mit 300 g Dekahydronaphthalin zu einem Brei verrührt. Die erhaltene Mischung wird in einem Vakuumkneter so lange geknetet, bis eine feste, krü2nelige Masse entsteht. Das Produkt wird vermahlen. Bei Verwendung von 50 bis ioo g dieses Adduktes pro Liter Wasser erhält man eine für diesen Verwendungszweck ausreichend beständige Emulsion. Die zu entfettenden .Metallteile werden mit der Emulsion in der Kälte leicht abgebürstet und :dann mit heißem Wasser abgespritzt. Beispiel 5 9oo g gut getrockneter Harnstoff werden, fein gemahlen: und mit ioo g Transifo:rmato:renöl zu einem Brei verrührt. Die erhaltene Mischung erhitzt man kurzzeitig auf etwa 9a° und verrührt,sie in. einem Vakuumkneter, bis eine feste, krümelige Masse entsteht. Nach dem Vermahlen läßt sich das Produkt zur Herstellung einer ziemlich beständigen Ö1-in-Wasser-E.mulsion verwenden, deren Stabilität man durch Zusatz von z. B. Triäthanolaminoleat wesentlich erhöhen kann. Zur Herstellung der Metallbeh:andlungsfiüssigkeit in Form einer Emulsion löst man io bis 2o g des obigen Harnstoffadduktes in i 1 Wasser. Mit der Emulsion beschickt man eine Spritzmaschine, erhitzt auf etwa 6o°' und entfettet die Meitallteiile nun Spritzverfahren auf die Dauer von i bis 2 Minuten.
• Beispiel 6 Zur Herstellung eines Metallreinigungsmittels in Pulverform werden 8o Gewichtsteile eines Harnstoffadduktes nach den Beispielen i bis 5 mit 2o Gewichtsteilen Trinatriumphosphat gut vermischt. Die erhaltene Mischung wird in einer Konzentration von i bis 2% in Wasser durch kurzes Rühren gelöst. Diese Emulsion eignet sich zur Metallentfettung im Spritz- und Tauchverfahren.
• Beispiel 6o Gewichtsteile eines Harnstoffad@duktes nach den Beispielen i bis 5 werden mit 3o Gewichtsteilen Natri.ummebasilicat und io Gewi htsteilen Trinatriumphosphat gut vermischt. Es können 2 Gewichtsteile eines Netzmittels zugesetzt werden. Als solche sind außer .den in den bisherigen Beispielen genannten Substanzen auch Alkylbenzolsulfonate, Fettalkoholsulfate,.Gemische von kapill,araktiven Sulfamiden und Disulfimiden, kapillaraktive Polyglykoläther von sekundären Alkoholen oder andere, nicht ionogene Netzmittel brauchbar. Eine i bis 2o/oige Lösung dieser Mischung in Wasser eignet sich bei etwa 6o° gut zur Metallentfetturng im Tauchverfahren.
• Beispiel 8 i Gewichtsteil des Additionsproduktes aus Harnstoff und einem paraffinischen Kohlenwasserstoff synthetischer Herkunft nach Beispiel i wird mit i bis 45 Gewichtsteilen einer feingepulverten salzartigen Verbindung aus je i Mol Phosphorsäure und Harnstoff vermtischu. Der Mischung können säurebeständige Emulgatoren, wie z. B. Alkylarylsulfonate, Fettalkoholsulfonate, kapillaraktive PolyglykoMther sowie Stabil@ilsabo-ren zugesetzt werden. Als Stabilisatoren sind z. B. Celluloseglykolate brauchbar, deren Verätherungsgrad so hoch ist, daB sie auch in schwach saurem Medium gelöst bleiben.
• Durch Auflösen von 30 bis 40 g einer solchen Mischung in @11 Wasser stellt man eine LMetaldbehandlungsflüssigkeit her, mit der Metalle in einem Arbeitsgang gereinigt und phosphatiert werden können. Das Verfahren läßt sich nach ,den in Beispiel i gegebenen allgemeinen Richtlinien durchführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung von wäBrigen Emulsionen wasserunlöslicher organischer Lösungsmittel, die .durch Auflösen von. festen Harnstoffaddukten derartiger wasserunlöslicher organischer Lösungsmittel in Wasser, gegebenenfalls unter vorherigem, gleichzeitigem oder späterem Auflösen von üblichen Bestandteilen von Meuallreinigungsmiitteln, wie z. B. alkalischen,, neutralen oder sauren Stoffen, Emulgatoreu, Stabilisatoren usw., hergestellt sind, als Behandlungsflüssigkeiiten für Metalle.