EP0372610A1 - Wässriger Reiniger für Metalloberflächen - Google Patents

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EP0372610A1
EP0372610A1 EP89202952A EP89202952A EP0372610A1 EP 0372610 A1 EP0372610 A1 EP 0372610A1 EP 89202952 A EP89202952 A EP 89202952A EP 89202952 A EP89202952 A EP 89202952A EP 0372610 A1 EP0372610 A1 EP 0372610A1
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EP
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cleaner
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oligoazaalkane
aqueous cleaner
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EP89202952A
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Klaus Dr. Wittel
Siegfried Möller
Helmut Hoch
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GEA Group AG
Continentale Parker SA
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Continentale Parker SA
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/24—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with neutral solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions

Definitions

  • the invention relates to an aqueous cleaner for metal surfaces with a pH greater than 7 and its use in the spraying process.
  • metal surfaces have to be degreased and cleaned at many points in the production process, e.g. after machining from fine measurement or intermediate storage or before phosphating to remove anti-corrosion oils or lubricants.
  • aqueous solutions since the widespread cleaning with organic solvents, e.g. Chlorinated hydrocarbons, because of the associated health and groundwater hazards is problematic.
  • organic solvents e.g. Chlorinated hydrocarbons
  • Such aqueous systems are e.g. the so-called neutral cleaners or alkaline cleaners.
  • the former are preferably used in spraying, the latter both in spraying and in diving.
  • Neutral cleaning agents have a pH value between about 8 and 9.5 at the usual application concentration. They contain surfactants, mostly non-ionic, and corrosion inhibitors, such as alkanolamine salts of short-chain fatty acids with less than 10 carbon atoms. The corrosion inhibitors serve to protect the treated parts against corrosion during the cleaning treatment, during drying and during subsequent storage (DE-C-26 14 234, EP-A-99 598).
  • Alkaline cleaners with a pH value usually greater than 8 contain surfactants, in particular anion-active and / or non-ionic types, and so-called framework substances, such as alkali carbonates, silicates, phosphates, borates, gluconates or sodium or potassium hydroxide.
  • the object of the invention is to provide an aqueous cleaner for metal surfaces which does not have the disadvantages of the known cleaners, in particular has a significantly increased tolerance to oily contaminants, and can therefore be used for a significantly longer time.
  • the object is achieved by formulating the cleaner of the type mentioned at the outset in accordance with the invention in such a way that it contains acyclic di- and / or oligoazaalkane with 2 to 12 nitrogen atoms in the molecule, each carbon atom being bound to a maximum of 1 nitrogen atom, and to a surfactant other than soap with a carbon number greater than 12.
  • Azaalkanes are compounds in which one or more C atom (s) of the alkane has been replaced by an N atom.
  • the aza name is determined by the original alkane. The number shown indicates which of the C atoms has been replaced.
  • cleaners with a maximum of 5 nitrogen atoms in the molecule are used.
  • Cleaners containing are particularly advantageous - 1,6-diaminohexane (1.8-diazaoctane) 1.4-diaminobutane (1.6-diazahexane) - 3- (2-aminoethyl) aminopropylamine (1,4,8-triazaoctane) - N, N'-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine (1,5,8,12-tetrazadodecane) - diethylene triamine (1,4,7-triazaheptane) Triethylene tetramine (1,4,7,10-tetrazadecane).
  • the azaalkane content in the cleaner is 0.05 to 10 g / l.
  • a concentration in the lower range is particularly advantageous in the case of spray application, that in the higher range in the case of immersion application.
  • the ones according to the invention expediently contain the customary framework substances.
  • Preferred surfactants are those of an anionic or nonionic type.
  • the minimum cleaning time is the shortest cleaning time that is required to obtain fully wetted sheets (greater than 95% of the surface) during subsequent water rinsing.
  • a cleaner is used, the - 3.6 g / l Na2HPO4 and 0.4 g / l non-ionic surfactant (Antarox (R) BL 330 from GAF) contained and was used in spraying at 55 ° C. Corrosion protection oil was emulsified in different amounts in the cleaner to simulate the pollution that usually increases in practice.
  • the determined minimum cleaning times were at 0 1 2nd 3rd g / l anti-corrosion oil 30 s 50 s 90 s 120 s
  • the minimum cleaning time for spray application and at 60 ° C was at 0 1 2nd 3rd g / l anti-corrosion oil 30 s 30 s 50 s greater than 120 s
  • a so-called neutral cleaner of the composition is used - 5 g / l diethanolamine - 0.8 g / l 2-ethylhexanoic acid - 0.8 g / l alkyl polyethylene glycol polypropylene glycol ether (Propetal (R) 99 from Zschimmer & Schwarz).
  • the minimum cleaning time which was determined by spraying at 45 ° C, was at 0 1 2nd 3rd g / l anti-corrosion oil 65 s 90 s greater than 240 s greater than 240 s
  • a cleaner of the composition was used - 20 g / l Na2SiO3 - 18 g / l Na2CO3 - 10 g / l NaOH 1.5 g / l of dodecylbenzenesulfonate (lutensite (R) ALBN from BASF).

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Abstract

Der erfindungsgemäße wäßrige Reiniger für Metalloberflächen mit einem pH-Wert größer als 7 weist einen Gehalt an azyklischem Di- und/oder Oligoazaalkan mit 2 bis 12 Stickstoffatomen, vorzugsweise maximal 5 Stickstoffatomen, im Molekül sowie an von Seife verschiedenem Tensid mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen größer als 12 auf. Im Oligoazaalkan ist jedes C-Atom an maximal 1 Stickstoffatom gebunden. Zweckmäßigerweise enthält der Reiniger 0,05 bis 10 g/l Di- und/oder Oligoazaalkan sowie zusätzlich Gerüstsubstanz und/oder anionenaktives bzw. nichtionogenes Tensid. Die Anwendung des Reinigers erfolgt vorzugsweise im Spritzverfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen wäßrigen Reiniger für Metalloberflächen mit einem pH-Wert größer als 7 sowie dessen Anwendung im Spritzverfahren.
  • In der metallverarbeitenden Industrie müssen an vielen Stellen im Produktionsablauf Metalloberflächen entfettet und gereinigt werden, so z.B. nach der spanenden Bearbeitung von dem Feinmessen oder der Zwischenlagerung oder vor der Phosphatierung zur Entfernung von Korrosionsschutzölen oder Schmierstoffen. Zu diesem Zweck ist es üblich und vorteilhaft, wäßrige Lösungen einzusetzen, da die ebenfalls verbreitete Reinigung mit organischen Lösungsmitteln, z.B. Chlorkohlenwasserstoffen, wegen der damit verbundenen Gesundheits- und Grundwassergefährdung problematisch ist. Derartige wäßrige Systeme sind z.B. die sogenannten Neutralreiniger oder aber alkalische Reiniger. Erstere werden vorzugsweise im Spritzen, letztere sowohl im Spritzen als im Tauchen eingesetzt.
  • Neutralreiniger besitzen bei der üblichen Anwendungskonzentration einen pH-Wert zwischen etwa 8 und 9,5. Sie enthalten Tenside, meist nichtionogener Art, sowie Korrosionsinhibitoren, z.B. Alkanolaminsalze kurzkettiger Fettsäuren mit weniger als 10 C-Atomen. Die Korrosionsinhibitoren dienen dem Schutz der behandelten Teile vor Korrosion bei der Reinigungsbehandlung, beim Trocknen und bei der anschließenden Lagerung (DE-C-26 14 234, EP-A-99 598).
  • Alkalische Reiniger mit einem pH-Wert üblicherweise größer als 8 enthalten Tenside, insbesondere anionenaktiver und/oder nichtionogener Art, und sogenannte Gerüstsubstanzen, wie Alkalicarbonate, Silikate, Phosphate, Borate, Gluconate oder Natrium- oder Kalium-Hydroxid.
  • Der auf den zu reinigenden Teilen haftende Schmutz gelangt bei der Reinigung in den Reiniger. Da dieser aus Kosten- und Umweltschutzgründen üblicherweise längere Zeit im Einsatz ist, reichert sich in ihm der abgelöst Schmutz, meist ölige Verunreinigung, an. Mit zunehmender Schmutzaufnahme verlieren die Reiniger ihre Reinigungskraft. Als Abhilfe kann man die Konzentration an Reinigerchemikalien erhöhen, eine Maßnahme, die jedoch nur beschränkt Erfolg verspricht. In der Regel muß ein abgearbeiteter Reiniger geflutet oder ganz bzw. partiell neu angesetzt werden. Solche Maßnahmen erhöhen nicht nur die Chemikalienkosten, sondern belasten auch die betriebliche Abwasseranlage und die Vorfluter in erheblichem Maße.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen wäßrigen Reiniger für Metalloberflächen bereitzusellen, der die Nachteile der bekannten Reiniger nicht aufweist, insbesondere eine deutlich erhöhte Toleranz gegenüber öligen Verunreinigungen besitzt, und mithin deutlich länger eingesetzt werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem der Reiniger der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung in der Weise formuliert wird, daß er einen Gehalt an azyklischem Di- und/oder Oligoazaalkan mit 2 bis 12 Stickstoffatomen im Molekül, wobei jedes C-Atom an maximal 1 Stickstoffatom gebunden ist, sowie an von Seife verschiedenem Tensid mit einer Kohlenstoffzahl größer als 12 aufweist.
  • Azaalkane sind Verbindungen, bei denen ein oder mehrere C-Atom(e) des Alkans durch ein N-Atom ersetzt ist bzw. sind. Der Aza-Name bestimmt sich nach dem ursprünglichen Alkan. Die vorgestellte Ziffer gibt an, welches der C-Atome ersetzt worden ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gelangen Reiniger mit maximal 5 Stickstoffatomen im Molekül zum Einsatz.
  • Besonders vorteilhaft sind Reiniger mit einem Gehalt an
    - 1.6-Diaminohexan (1.8-Diazaoktan)
    - 1.4-Diaminobutan (1.6-Diazahexan)
    - 3-(2-Aminoethyl)-aminopropylamin (1,4,8-Triazaoktan)
    - N,N′-Bis-(3-aminopropyl)-ethylendiamin (1,5,8,12-Tetrazadodekan)
    - Diethylentriamin (1,4,7-Triazaheptan)
    - Triethylentetramin (1,4,7,10-Tetrazadekan).
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung beträgt der Gehalt an Azaalkan im Reiniger 0,05 bis 10 g/l. Eine Konzentration in niedrigerem Bereich ist insbesondere bei Spritzanwendung, eine solche im höheren Bereich bei Tauchanwendung von Vorteil.
  • Wie andere Reiniger enthalten auch die entsprechend der Erfindung zweckmäßigerweise die üblichen Gerüstsubstanzen. Als Tenside sind die von anionischer oder nichtionogener Art bevorzugt.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Reinigers zeigt sich bei der Anwendung im Spritzen. Im Gegensatz zu der sonst üblichen höheren Einstellung der Tensidkonzentration führt der Zusatz der Di- und/oder Oligoazaalkane nämlich nicht zum verstärkten unerwünschten Schäumen.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher und beispielsweise erläutert.
  • Zur Versuchsdurchführung dienten Stahlbleche der Qualität RSt 1405 mit den Abmessungen 105 x 85 x 0,7 mm, die durch
    - Dampfentfettung mit 1.1.1-Trichlorethan
    - Abwischen mit einem Baumwollappen
    - Dampfentfettung mit 1.1.1-Trichlorethan
    - 1 min Beizen in 1,0%iger Zitronensäure bei Raumtemperatur im Tauchen
    - 1 min Wasserspülen
    - 0,5 min Nachspülen in Isopropanol
    - Trockenblasen mit Druckluft
    - Beölen mit einem Korrosionsschutzöl (Rustilo(R) 845 der Fa. Castrol)
    vorbereitet worden waren.
  • Zur Ermittlung der Qualität des Reinigers wurde die sogenannte Mindestreinigungszeit (MRZ) bei steigenden Ölgehalten bestimmt. Die Mindestreinigungszeit ist die kürzeste Reinigungszeit, die erforderlich ist, um beim anschließenden Wasserspülen voll (größer als 95 % der Fläche) benetzte Bleche zu erhalten.
    • Beispiel 1
  • Zur Anwendung gelangt ein Reiniger, der
    - 3,6 g/l Na₂HPO₄ und
    - 0,4 g/l nichtionogenes Tensid (Antarox(R) BL 330 der Fa. GAF)
    enthielt und im Spritzen bei 55°C eingesetzt wurde. Zur Simulierung der in der Praxis üblicherweise ansteigenden Verschmutzung wurde Korrosionsschutzöl in unterschiedlichen Mengen in den Reiniger einemulgiert.
  • Die ermittelten Mindestreinigungszeiten betrugen
    bei
    0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    30 s 50 s 90 s 120 s
  • Wurden dem vorgenannten Reiniger 0,4 g/l 1,4,8-Triazaoktan zugegeben, wurden folgende Mindestreinigungszeiten erhalten
    bei
    0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    20 s 25 s 45 s 60 s
    • Beispiel 2
  • Zur Anwendung gelangt ein Reiniger mit einem Gehalt von
    - 5 g/l Na₂HPO₄
    - 1 g/l Na₅P₃O₁₀
    - 0,4 g/l Alkylpolyethylenglykolpolypropylenglykolether (Propetal(R) 99 der Fa. Zschimmer & Schwarz).
  • Die Mindestreinigungszeit bei Spritzanwendung und bei 60°C betrug
    bei
    0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    30 s 30 s 50 s größer 120 s
  • Wurde dem vorgenannten Reiniger, dessen Tensidgehalt auf 0,2 g/l reduziert worden war, 0,2 g/l 1.8-Diazaoktan zugegeben, ergaben sich folgende Mindestreinigungszeiten
    bei
    0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    20 s 25 s 40 s 45 s
    • Beispiel 3
  • Zur Anwendung gelangt ein sogenannter Neutralreiniger der Zusammensetzung
    - 5 g/l Diethanolamin
    - 0,8 g/l 2-Ethylhexansäure
    - 0,8 g/l Alkylpolyethylenglykolpolypropylenglykolether (Propetal(R) 99 der Fa. Zschimmer & Schwarz).
  • Die Mindestreinigungszeit, die im Spritzen bei 45°C bestimmt wurde, betrug
    bei
    0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    65 s 90 s größer 240 s größer 240 s
  • Wurde der vorgenannte Neutralreiniger mit 1 g/l 1,5,8,12-Tetraazadodekan versetzt, ergaben sich die nachfolgenden Mindestreinigungszeiten
    bei
    0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    40 s 70 s 120 s 140 s
    • Beispiel 4
  • Zur Anwendung gelangte ein Reiniger der Zusammensetzung
    - 20 g/l Na₂SiO₃
    - 18 g/l Na₂CO₃
    - 10 g/l NaOH
    - 1,5 g/l Dodecylbenzolsulfonat (Lutensit(R) ALBN der Fa. BASF).
  • Die Mindestreinigungszeiten wurden im Tauchen bei 90°C bestimmt und betrugen
    bei
    0 2 5 g/l Korrosionsschutzöl
    2,5 min 5 min 20 min
  • Nach einem Zusatz von 3 g/l 1,3,7,10-Tetraazadekan zum vorgenannten Reiniger wurden folgende Mindestreinigungszeiten erhalten
    bei
    0 2 5 g/l Korrosionsschutzöl
    2,0 min 4 min 6 min
  • Sämtlichen Beispielen mit Spritzreinigung ist gemeinsam, daß Reiniger ohne Zusatz von Azaalkan zu starkem Schäumen neigten, während die Reiniger mit einem Gehalt an Azaalkan selbst bei einer Spritzdauer, die erheblich über der Mindestreinigungszeit lag, keine störende Schaumbildung zeigten.

Claims (7)

1. Wäßriger Reiniger für Metalloberflächen mit einem pH-Wert größer als 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt an azyklischem Di- und/oder Oligoazaalkan mit 2 bis 12 Stickstoffatomen im Molekül, wobei jedes C-Atom an maximal 1 Stickstoffatom gebunden ist, sowie an von Seife verschiedenem Tensid mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen größer als 12.
2. Wäßriger Reiniger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Di- und/oder Oligoazaalkan mit maximal 5 Stickstoffatomen im Molekül.
3. Wäßriger Reiniger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
- 1.6-Diaminohexan (1.8-Diazaoktan)
- 1.4-Diaminobutan (1.6-Diazahexan)
- 3-(2-Aminoethyl)-aminopropylamin (1,4,8-Triazaoktan)
- N,N′-Bis-(3-aminopropyl)-ethylendiamin (1,5,8,12-Tetrazadodekan)
- Diethylentriamin (1,4,7-Triazaheptan)
- Triethylentetramin (1,4,7,10-Tetrazadekan).
4. Wäßriger Reiniger nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,05 bis 10 g/l Di- und/oder Oligoazaalkan.
5. Wäßriger Reiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Gerüstsubstanz.
6. Wäßriger Reiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt an anionenaktivem und/oder nichtionogenem Tensid.
7. Anwendung des wäßrigen Reinigers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 im Spritzverfahren.
EP89202952A 1988-12-07 1989-11-21 Wässriger Reiniger für Metalloberflächen Withdrawn EP0372610A1 (de)

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