EP0224580A1 - Verwendung von 3-amino-5-(w-hydroxyalkyl)-1,2,4-triazolen als korrosionsinhibitoren für buntmetalle in wässrigen systemen. - Google Patents
Verwendung von 3-amino-5-(w-hydroxyalkyl)-1,2,4-triazolen als korrosionsinhibitoren für buntmetalle in wässrigen systemen.Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
- C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
- C23F11/14—Nitrogen-containing compounds
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Definitions
- the invention relates to new corrosion inhibitors for non-ferrous metals in aqueous systems.
- Non-ferrous metals e.g. copper or zinc, or alloys containing them, e.g. Because of their relatively high resistance to corrosion, brass or bronze are preferably used as materials in the construction of water-carrying systems such as steam generating systems, heating systems, cooling water circuits or other technical systems. These materials are particularly important as a condenser tube material in steam power plants. Despite the relatively good resistance to corrosion, it cannot be avoided, however, that in the normal state analytically detectable amounts of the high-quality materials, in particular copper, are released into the water flowing through. In particular, traces of copper are deposited on downstream cooling water pipes made of steel or other less noble metals or metal alloys, where they lead to devastating pitting corrosion.
- DE-OS 29 34 61 discloses the use of 3-amino-5-alkyl-1,2,4-triazoles for corrosion inhibition on non-ferrous metals in aqueous process water systems. Although these compounds have better application properties than the aforementioned corrosion inhibitors and are also relatively easily accessible. However, their impact falls short of the requirements.
- Salts lead to a high corrosion protection effect on non-ferrous metals in aqueous systems and also have otherwise excellent application properties.
- the invention relates to the use of 3-.Amino-5-
- n denotes an integer in the range from 1 to 12, or their salts of inorganic or organic acids as corrosion inhibitors for non-ferrous metals in aqueous systems.
- ERS A TZBLA ⁇ T those compounds of the general formula (I) are suitable in which the alkyl radical in the 5-position of the triazole ring has 7 to 12 carbon atoms.
- the substituent in the 5-position of the triazole ring is preferably 7-hydroxyheptyl, 8-hydroxy-octyl, 9-hydroxynonyl, 10-hydroxydecyl, 11-hydroxy-undecyl or 12-hydroxydodecyl.
- the 3-amino-5- (co-hydroxyalkyl) -1,2,4-triazoles used according to the invention are prepared by methods known per se.
- the triazole derivatives can be prepared by reacting G, -hydroxycarboxylic acids with aminoguanidine or aminoguanidine hydrogen carbonate.
- C *> - hydroxycarboxylic acids which have a number of C atoms in the range from 4 to 6, the corresponding lactones can also be used for such a reaction.
- the implementation takes place, for example, according to the following reaction scheme:
- salts of compounds of the general formula (I) can also be used for the use in corrosion protection agents. Salts of both inorganic and organic acids are suitable. Chlorides, sulfates or phosphates of the compounds of the general formula (I) are preferred as salts of inorganic acids, while acetates, citrates or glycolates (salts of glycolic acid) of 1,2,4 are preferred as salts of organic acids Triazole derivatives of the general formula (I) are preferred.
- the compounds mentioned can be used individually or in mixtures with one another in any ratio for use in corrosion protection agents.
- the compounds of the formula (I) or their salts are dissolved directly in aqueous systems by methods known per se or mixed in the form of aqueous concentrates with the respective aqueous systems.
- the amount of the compounds mentioned, which are added to the aqueous systems are in the range from 0.05 to 10 g. m " .
- a preferred range is
- the compounds of the general formula (I) or their salts of inorganic or organic acids can be used in industrial water, cooling water, lubricants and in cleaners for household and industrial purposes.
- the pH of such aqueous systems is usually in the range from 6 to 10.
- test water used as a corrosive medium was produced in accordance with DIN 51360/2 and buffered to a pH of 9.0 with ammonia / ammonium chloride.
- the corrosion protection value S was calculated from the weight loss using the following equation:
- a stands for the weight loss of the test sample and b for the weight loss of the blind sample.
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Description
Verwendung von
3-Amino-5-(a-hydroxyal yl)-1,2-,4-triazolen als
Korrσsionsinhibitoren für Buntmetalle in wässrigen Systemen
Gegenstand der Erfindung sind neue Korrosionsinhibi- toren für Buntmetalle in wässrigen Systemen.
Buntmetalle, beispielsweise Kupfer oder Zink, oder sie enthaltende Legierungen, wie z.B. Messing oder Bronze, werden aufgrund ihrer relativ hohen Korrosionsbestän- digkeit bevorzugt als Werkstoffe bei der Konstruktion von wasserführenden Anlagen wie Dampferzeugungsanla¬ gen, Heizsystemen, Kühlwasserkreisläufen oder sonsti¬ gen technischen Anlagen verwendet. Besondere Bedeutung haben diese Werkstoffe als Kondensatorrohr-Werkstoff in Dampfkraftwerken. Trotz der relativ guten Bestän¬ digkeit gegen Korrosion ist es jedoch nicht zu ver¬ meiden, daß im Normalzustand analytisch faßbare Mengen der hochwertigen Werkstoffe, insbesondere von Kupfer, in das durchlaufende Wasser abgegeben werden. Insbe- sondere Kupferspuren lagern sich auf nachgeschalteten Kühlwasserleitungen aus Stahl oder anderen unedleren Metallen oder Metallegierungen ab und führen dort zu zum Teil verheerenden Lochfraß-Korrosionen.
ERSATZB AT'
Aus diesem Grunde ist eine zusätzliche Behandlung des mit den Buntmetallen in Berührung kommenden Wassers zur Verringerung dieser Metallabgabe technisch wich¬ tig. Es gibt in der Praxis nur sehr wenige Inhibito- ren, die hierfür geeignet sind. Es handelt sich dabei im wesentlichen um Mercaptobenzthiazol, Benzotriazol und Tolyltriazol sowie Benzimidazol. Diese Verbindun¬ gen zeigen relativ gute Wirksamkeit als Kupferinhibi¬ toren, haben jedoch zahlreiche Nachteile. So sind sie chemisch relativ schwer zugänglich und können dadurch aus wirtschaftlichen Gründen nur beschränkte Anwendung finden. Ein weiterer Nachteil der genannten Verbindun¬ gen ist deren sehr schlechte Löslichkeit bei sauren pH-Werten, so daß eine praxisgerechte Konfektionierung dieser Produkte, insbesondere in Konzentratform, große Schwierigkeiten bereitet. Diese Konzentrate sind zudem meist über längere Zeit nicht ausreichend lagerstabil. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die ge¬ nannten Verbindungen und ihre Derivate teilweise eine hohe Toxizität aufweisen und deswegen für bestimmte Anwendungsbereiche nicht zugelassen sind.
In der DE-OS 29 34 61 wird die Verwendung von 3-Amino- 5-alkyl-l,2,4-triazolen zur Korrosionsinhibierung auf Buntmetallen in wässrigen BrauchwasserSystemen offen¬ bart. Diese Verbindungen weisen zwar bessere anwen¬ dungstechnische Eigenschaften auf als die vorgenannten Korrosionsinhibitoren und sind zudem auch relativ ein¬ fach zugänglich. Ihre Wirkung bleibt jedoch hinter den Anforderungen zurück.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, che¬ misch einfach zugängliche Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle zur Verfügung zu stellen, die nicht nur
gute anwendungstechnische Eigenschaften aufweisen, sondern auch in schon geringen Konzentrationen in wässrigen Lösungen hohe Korrosionsschutzwirkung zeigen und sich außerdem gut in Konzentratform konfektionie¬ ren und über längere Zeit ohne Wirkungsverlust lagern lassen.
überraschend wurde nun gefunden, daß am 5-Alkylrest Hydroxy-substituierte * 3-Amino-l,2,4-triazole und deren
Salze zu hoher Korrosionsschutzwirkung an Buntmetallen in wässrigen Systemen führen und dabei auch sonst aus¬ gezeichnete anwendungstechnische Eigenschaften besit¬ zen.
Die Erfindung betrifft die Verwendung von 3-.Amino-5-
(c -hydroxyalkyl)-1,2,4-triazolen der allgemeinen For¬ mel I
in der n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 12 be¬ deutet, oder deren Salze anorganischer oder organi- scher Säuren als Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle in wässrigen Systemen.
Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind als sol¬ che bekannt. Für die Verwendung gemäß der Erfindung sind alle 3-.Amino-5-( -hydroxyalkyl)-l,2,4-triazole geeignet, deren Alkylrest in der 5-Stellung des Tri- azolrings geradkettig ist und eine Zahl von C-Atomen im Bereich von 1 bis 12 aufweist. Insbesondere sind
ERSATZBLAιT
solche Verbindungen der allgemeinen Formel (I) geeig¬ net, in denen der Alkylrest in der 5-Stellung des Triazolrings 7 bis 12 C-Atomen aufweist. Der Substi- tuent in der 5-Stellung des Triazolrings ist also er¬ findungsgemäß bevorzugt 7-Hydroxyheptyl, 8-Hydroxy- octyl, 9-Hydroxynonyl, 10-Hydroxydecyl, 11-Hydroxy- undecyl oder 12-Hydroxydodecyl.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten 3- Amino-5-( co-hydroxyalkyl)-1,2,4-triazole erfolgt nach an sich bekannten Methoden. Beispielsweise können die Triazolderivate dadurch hergestellt werden, daß man G , -Hydroxycarbonsäuren mit Aminoguanidin bzw. Aminoguanidin-Hydrogencarbonat umsetzt. Im Falle der o6 , C*>-Hydroxycarbonsäuren, die eine Zahl von C-Atomen im Bereich von 4 bis 6 aufweisen, können auch für eine derartige Umsetzung die entsprechenden Lactone heran¬ gezogen werden. Die Umsetzung erfolgt beispielsweise nach folgendem Reaktionsschema:
TZBLATT
Gemäß der Erfindung können für die Verwendung in Kor¬ rosionsschutzmitteln auch Salze von Verbindungen der allgemeinen Formel (I) verwendet werden. Dabei sind Salze sowohl anorganischer als auch organischer Säuren geeignet. Bevorzugt werden als Salze anorganischer Säuren die Chloride, Sulfate oder Phosphate der Ver¬ bindungen der allgemeinen Formel (I) , während als Sal¬ ze organischer Säuren die Acetate, Citrate bzw. Gly- colate (Salze der Glycolsäure) der 1,2,4-Triazol-Deri- vate der allgemeinen Formel (I) bevorzugt werden.
Die genannten Verbindungen können für die Verwendung in Korrosionsschutzmitteln einzeln oder in Mischungen miteinander in beliebigem Verhältnis verwendet werden. Dazu werden die Verbindungen der Formel (I) oder deren Salze nach an sich bekannten Methoden in wässrigen Systemen unmittelbar gelöst oder in Form wässriger Konzentrate den jeweiligen wässrigen Systemen zuge¬ mischt. Die Menge der genannten Verbindungen, die den wässrigen Systemen zugegeben werden, liegen im Bereich von 0,05 bis 10 g . m" . Ein bevorzugter Bereich ist
_3 der von 0,1 bis 5 g . m
Erfindungsgemäß lassen sich die Verbindungen der allge- meinen Formel (I) oder ihre Salze anorganischer oder organischer Säuren in Brauchwässern, Kühlwässern, Schmiermitteln sowie in Reinigern für Haushalts- und Industriezwecke verwenden. Der pH-Wert derartiger wässriger Systeme liegt dabei meist im Bereich von 6 bis 10.
Der Gegenstand der Erfindung wird durch die nachfol¬ genden Beispiele näher erläutert.
ERSATZDL ϊT
Die Bestimmung der Korrosionsschutz-Eigenschaften er¬ folgte durch Ermittlung des Massenabtrags nach DIN 50905/1-4.
Beispiel 1
Werkstoff: Elektrolytkupfer
Je drei sorgfältig vorbehandelte und gewogene Metall¬ streifen der Größe 80 x 15 x 1 mm wurden in ein 1-1- Gefäß, das 800 ml Testwasser, 50 ml Pufferlösung sowie eine definierte Menge an Verbindungen der allgemeinen Formel (I) enthielt, gehängt und 24 h bei Raumtempera¬ tur darin belassen. Die Lösung wurde mit einer Ge¬ schwindigkeit von 80 U . min" gerührt.
Das als korrosives Medium benutzte Versuchswasser wur¬ de nach DIN 51360/2 hergestellt und mit Ammoniak/Ammo¬ niumchlorid auf einen pH-Wert von 9,0 gepuffert.
Nach Ablauf der Versuchszeit wurden die Metallstreifen getrocknet und gewogen. Aus dem Gewichtsverlust wurde der Korrosionsschutzwert S, bezogen auf eine Blindpro¬ be, nach folgender Gleichung berechnet:
S = 100 (1 - a/b)
In dieser Gleichung steht a für den Gewichtsverlust der Testprobe und b für den Gewichtsverlust der Blind¬ probe.
Die Ergebnisse des Massenabtrags-Tests sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben:
Tabelle 1
Korrosionsschutzwert S n 10a) 5 ) 2a)
1 95 93 80 3 84 76 70 5 93 79 65 8 97 94 90 11 98 95 91
Vergleich:
3-Amino-5-heptyl-l,2,4-triazol 94 87 79
3-.Amino-5-undecyl-l,2,4-triazol 92 86 77
Inhibitorkonzentration in g . m
Beispiel 2
Werkstoff: Zink (99,5 %ig)
Bei einer Vorgehensweise entsprechend Beispiel 1 wur¬ den im Massenabtragstest die in der nachfolgenden Ta¬ belle 2 wiedergegebenen Ergebnisse erzielt:
ERSATZBLATT
Tabelle 2
Korrosionsschutzwert S n " 20a) 10a) 5a)
1 91 86 81 3 82 77 69 5 91 56 44 8 95 90 87 11 99 98 91
Vergleich:
3-Amino-5-heptyl-l,2,4-triazol 94 90 81
3-Amino-5-undecyl-l-2-4-triazol 89 87 76
Inhibitorkonzentration in g . m
ERSATZBLATT
Claims
1. Verwendung von 3-Amino-5- ( > -hydroxyalkyl) -1 , 2 , 4- triazolen der allgemeinen Formel (I) i
N NH
H0(CH2)n- SN^- H2 (I)
in der n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 12 be¬ deutet, oder deren Salze anorganischer oder organi¬ scher Säuren als Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle in wässrigen Systemen.
2, Verwendung von Verbindungen nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, daß n für eine ganze Zahl im Bereich von 7 bis 12 steht.
3. Verwendung von Verbindungen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Salze anorganischer Säuren Chloride, Sulfate oder Phosphate bevorzugt wer¬ den.
4. Verwendung von Verbindungen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Salze organischer Säuren Acetate, Citrate oder Glycolate bevorzugt wer¬ den..
5. Verwendung von Verbindungen nach Ansprüchen 1 bis
4 in einer Menge vo >nn 0,05 bis 10 g . m~ , bevorzugt von 0,1 bis 5 g . m -3
6. Verwendung von Verbindungen nach Ansprüchen 1 bis 5 in Brauchwässern, Kühlwässern, Schmiermitteln und Reinigern für Haushalts- und Industriezwecke.
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