EP0376367A1 - Wässriger Reiniger für Metalloberflächen - Google Patents

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EP0376367A1
EP0376367A1 EP89203120A EP89203120A EP0376367A1 EP 0376367 A1 EP0376367 A1 EP 0376367A1 EP 89203120 A EP89203120 A EP 89203120A EP 89203120 A EP89203120 A EP 89203120A EP 0376367 A1 EP0376367 A1 EP 0376367A1
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EP
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cleaner
metal surfaces
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corrosion
spraying
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Withdrawn
Application number
EP89203120A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dr. Wittel
Siegfried Möller
Helmut Hoch
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GEA Group AG
Continentale Parker Ste
Continentale Parker SA
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Continentale Parker Ste
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 between 7 and 12.5 and a content of surfactant, as well as conventional framework substances and / or corrosion inhibitors, 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 before 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 7 contain surfactants, in particular anion-active and / or non-ionic types, and so-called builders, 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.
  • cleaners containing methyl, ethyl and / or isopropyl polyethylene glycol ether are used.
  • the content of polyglycol ether 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. Salts of one or more aliphatic carboxylic acids having 6 to 12 carbon atoms with alkanolamine are particularly suitable as corrosion inhibitors. However, other corrosion inhibitors can also be used.
  • 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 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 into 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).

Abstract

Der erfindungsgemäße wäßrige Reiniger für Metalloberflächen mit einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 12,5 und einem Gehalt an Tensid sowie üblichen Gerüstsubstanzen und/oder Korrosionsinhibitoren, weist einen Gehalt an Polyglykolether der Formel CnH2n+1O(C2H4O)xH mit n = 1 bis 5 und x = 2 bis 30, insbesondere an Methyl-, Ethyl- und/oder Isopropylpolyethylenglykolether mit vorzugsweise einer Konzentration von 0,05 bis 10 g/l auf. Als Korrosionsinhibitor sind Salze einer oder mehrerer aliphatischer Carbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen mit Alkanolamin besonders geeignet. Die Anwendung des Reinigers erfolgt mit besonderem Vorteil im Spritzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen wäßrigen Reiniger für Metalloberflächen mit einem pH-Wert zwischen 7 und 12,5 und einem Gehalt an Tensid sowie üblichen Gerüstsubstanzen und/oder Korrosionsinhibitoren 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 vor 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 7 enthalten Tenside, insbesondere anionenaktiver und/oder nichtionogener Art, und sogenannte Gerüstsubstanzen, wie Alkalicarbonate, Silikate, Phosphate, Borate, Gluconate oder Natrium- oder Kaliumhydroxid.
  • 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 abgelöste 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 Polyglykolether der Formel
    CnH2n+1O(C₂H₄O)xH
    mit n = 1 bis 5 und x = 2 bis 30 enthält.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gelangen Reiniger mit einem Gehalt an Methyl-, Ethyl- und/oder Isopropylpolyethylenglykolether zum Einsatz.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung beträgt der Gehalt an Polyglykolether 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. Als Korrosionsinhibitoren sind Salze einer oder mehrerer aliphatischer Carbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen mit Alkanolamin besonders geeignet. Es können jedoch auch andere Korrosionsinhibitoren eingesetzt werden.
  • 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 Polyglykolether 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 gelangte 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 einmulgiert. 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 Isopropyltriethylenglykolether (i-C₃H₇-O-(CH₂-CH₂O)₃-H) (GN 6129 der Fa. Zschimmer & Schwarz) zugegeben, wurden folgende Mindestreinigungszeiten erhalten
    bei 0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    20 s 25 s 50 s 60 s
    • Beispiel 2
  • Zur Anwendung gelangte ein Reiniger, der
    - 3,6 g/l Na₂HPO₄ und
    - 0,4 g/l Nonylphenolpolyethylenglykolether (Arkopal(R) N 100 der Fa. Hoechst AG)
    enthielt und wie im Beispiel 1 eingesetzt wurde. Die Mindestreinigungszeiten betrugen
    bei 0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    20 s 20 s 40 s 50 s
  • Die Löschung schäumte jedoch so stark, daß ein solcher Reiniger nicht in der Praxis einsetzbar ist.
    • Beispiel 3
  • Zur Anwendung gelangte 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 eines Methylpolyethylenglykolethers (CH₃-O-(CH₂-CH₂O)₁₂-H) (GN 8384 der Fa. Zschimmer & Schwarz) zugegeben, ergaben sich folgende Mindestreinigungszeiten
    bei 0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    25 s 25 s 40 s 50 s
    • Beispiel 4
  • 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 Methylpolyethylenglykolether (CH₃-O-(CH₂-CH₂O)₁₂-H) versetzt, ergaben sich die nachfolgenden Mindestreinigungszeiten
    bei 0 1 2 3 g/l Korrosionsschutzöl
    40 s 60 s 100 s 130 s
    • Beispiel 5
  • 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 2 g/l Isopropylethylenglykolether zum vorgenannten Reiniger wurden folgende Mindestreinigungszeiten erhalten
    bei 0 2 5 g/l Korrosionsschutzöl
    2,0 min 3 min 5 min
  • Sämtlichen Beispielen mit Spritzreinigung ist gemeinsam, daß Reiniger mit einem Gehalt an Polyglykolether selbst bei einer Spritzdauer, die erheblich über der Mindestreinigungszeit lag, keine störende Schaumbildung zeigten.

Claims (5)

1. Wäßriger Reiniger für Metalloberflächen mit einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 12,5 und einem Gehalt an Tensid sowie üblichen Gerüstsubstanzen und/oder Korrosionsinhibitoren, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Polyglykolether der Formel
CnH2n+1O(C₂H₄O)xH
mit n = 1 bis 5 und x = 2 bis 30 enthält.
2. Reiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Methyl-, Ethyl- und/oder Isopropylpolyethylenglykolether enthält.
3. Reiniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er den Polyglykolether in einer Menge von 0,05 bis 10 g/l enthält.
4. Reiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als Korrosionsinhibitor ein Salz einer oder mehrerer aliphatischer Carbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen mit Alkanolamin enthält.
5. Anwendung des Reinigers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 im Spritzen.
EP89203120A 1988-12-29 1989-12-08 Wässriger Reiniger für Metalloberflächen Withdrawn EP0376367A1 (de)

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