EP1381713A1 - Korrosionsinhibitor für badewässer, die natriumchlorid und magnesiumsulfat enthalten - Google Patents
Korrosionsinhibitor für badewässer, die natriumchlorid und magnesiumsulfat enthaltenInfo
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
Definitions
- the present invention relates to a corrosion inhibitor for bathing water which contains chlorides and sulfates, in particular sodium chloride and magnesium sulfate, and which reduces the corrosion effect of such bathing water on metallic materials, such as in particular steels (structural steel) and brass.
- chlorides cannot always be avoided as a component of bathing water.
- the invention therefore relates to a corrosion inhibitor for chloride and sulfate-containing bathing water, which can be prepared by mixing
- Phosphoric acid is generally used in its concentrated form, i.e. 85%.
- the amount of phosphoric acid is preferably between 12 and 25% by weight, in particular between 14 and 16% by weight.
- the alkali metal hydroxide is preferably sodium or potassium hydroxide. It can be used in solid form or in the form of aqueous solutions.
- the amount of alkali metal hydroxide is preferably between 12 and 18% by weight, in particular between 14 and 16% by weight.
- the amount of zinc chloride is preferably between 1 and 4% by weight, in particular between 1, 5 and 2.5% by weight. ,. ...;. X
- Aminotrimethylenephosphonic acid is generally used in the form of an aqueous solution which contains about 50% by weight.
- the amount of aminotrimethylenephosphonic acid is preferably between 0.1 and 1 * % by weight, in particular between 0.15 and 0.4% by weight.
- Another object of the invention is the use of the corrosion inhibitor according to the invention in amounts of 0.01 to 0.5 wt .-%, based on the weight of the bath water, for inhibiting the corrosion of steel and brass, which are in contact with chloride and sulfate Bathing water.
- An important technical advantage of the corrosion inhibitor according to the invention is its effectiveness in the almost neutral pH range between 7 and 8, in particular 7.2 to 7.6.
- the pH of swimming pool water is usually between 7.2 and 7.6. So far, experts have searched in vain for a corrosion inhibitor that provides adequate corrosion protection at pH values between 7.2 and 7.6.
- the conventional inhibitors usually work at pH values greater than 9. Because of this fact, corrosion inhibitors on a chemical basis for checking corrosion at pH values between 7 and 8 have hitherto been used only to a limited extent.
- the advantage of this inhibition compared to the prior art is that very small amounts of corrosion inhibitor already lead to an effective minimization of the corrosion phenomena on steel, mild steel and brass. Due to the very small amounts used, corrosion protection can be achieved with very little financial means.
- a bath water was treated with 0.05% by weight of an inhibitor consisting of 67.18% by weight of water, 15.20% by weight of 85% phosphoric acid, 15.29% by weight of 45% potassium hydroxide solution, 2 , 04% by weight zinc chloride and 0.23% by weight.
- an inhibitor consisting of 67.18% by weight of water, 15.20% by weight of 85% phosphoric acid, 15.29% by weight of 45% potassium hydroxide solution, 2 , 04% by weight zinc chloride and 0.23% by weight.
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Description
Beschreibung
Korrosionsinhibitor für Badewässer, die Natriumchlorid und Magnesiumsulfat enthalten
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Korrosionsinhibitor für Badewässer, die Chloride und Sulfate, insbesondere Natriumchlorid und Magnesiumsulfat, enthalten und der die Korrosionswirkung solcher Badewässer auf metallische Materialien, wie insbesondere Stähle (Baustahl) und Messing, mindert.
In der jüngsten Vergangenheit rückte "Fit for Fun" in unserer gesundheitsbewußten Gesellschaft voll in den Freizeittrend. Daher trifft die Zauberformel "Wellness" als moderner Wortbegriff für Rekreation zur Steigerung der Lebensqualität voll den herrschenden Zeitgeist. Wellness ist nicht, wie man auf den ersten Blick meinen könnte, eine neumodische Wortschöpfung, sondern definiert sich bereits seit Jahrhunderten als ein Zustand vitalen Wohlbefindens. In Amerika hat man diese Entwicklung aus nicht ganz uneigennützigen Motiven längst in die Geschäftspolitik mit einbezogen. Um die ständig steigenden Krankenversicherungskosten zurückzufahren, investiert man dort seit Jahren sehr erfolgreich in die Wellness-Gesundheitsvorsorge.
Moderne medizinische Erkenntnisse haben bestätigt, daß sich zur Steigerung des Wohlgefühls salzhaltige Schwimmbadwässer, ob Salzwasser ohne Begleitstoffe, Meersalz aus dem Roten Meer oder eine Thermal-Natursole, ausgezeichnet eignen. Der Salzgehalt des Wellness-Bades liegt üblicherweise bei 0,4 % (Meerwasser: 3,6 %).
In US-6 032 304 wurde die Zugabe von diversen Alkali- und Erdalkalimetallhalogeniden und auch -sulfaten beschrieben, um verschiedene Dichten des Badewassers einzustellen und in Abhängigkeit dessen unterschiedliche Auftriebe zu erreichen.
JP-09 249 553 A2 (Derwent-Abstract) berichtet von einem positiven Effekt der Anwendung von Steinsalz oder Meersalz auf die Haut.
Der Zusatz von Chloriden zu Poolwasser wurde in der Vergangenheit soweit wie möglich vermieden, da es hierdurch zu chloridinduzierten
Korrosionserscheinungen kommt. Um diese Korrosionserscheinungen, wie zum Beispiel die Lochfraßkorrosion oder auch die abtragende Korrosion halbwegs kontrollieren zu können, wurde in der Vergangenheit den Werkstoffen ein genügend hoher Mo-Anteil zugesetzt oder auch Oxidationsmittel dem Medium Schwimmbad zugesetzt. Bei der Lochfraßkorrosion handelt es sich um einen partiellen Angriff von Halogeniden, insbesondere Chloriden. Die Chloride zerstören die Passivschicht der Metalle. Bei der abtragenden Korrosion handelt es sich um einen gleichmäßigen Oberflächenabtrag aufgrund des korrosiv wirkenden salzhaltigen Poolwassers. Diese Korrosion zeigt sich insbesondere durch das Rosten von Baustahl und Messing. . .7; ..
Chloride lassen sich als Bestandteil von Badewässern allerdings nicht durchgängig vermeiden. Es sei nur auf natürliche, chloridhaltige Badewässer wie beispielsweise in Salinen hingewiesen.
Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, einen Korrosionsinhibitor zu finden, der die durch chlorid- und sulfathaltige Badewässer verursachte Korrosion an Metallen verhindert.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Korrosionsinhibitor auf Basis von Phosphaten, Zinkchlorid und Aminotrimethylenphosphonsäure die geforderte Wirkung zeigt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von
a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure, b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids,
c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid, d) 0,01 bis 5 Gew.-% Aminotrimethylenphosphonsäure, und e) Wasser ad 100 Gew.-%.
Phosphorsäure wird im allgemeinen in ihrer konzentrierten Form verwendet, d.h. 85 %ig. Vorzugsweise beträgt die Menge an Phosphorsäure zwischen 12 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 14 und 16 Gew.-%.
Das Alkalimetallhydroxid ist vorzugsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid. Es kann in fester Form oder in Form wäßriger Lösungen verwendet werden. Vorzugsweise beträgt die Menge an Alkalimetallhydroxid zwischen 12 und 18 Gew.-%, insbesondere zwischen 14 und 16 Gew.-%.
Vorzugsweise beträgt die Menge an Zinkchlorid zwischen 1 und 4 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 ,5 und 2,5 Gew.-%. , . ... ;. X
Aminotrimethylenphosphonsäure wird im allgemeinen in Form einer wäßrigen Lösung verwendet, die einen Gehalt von etwa 50 Gew.-% aufweist. Vorzugsweise beträgt die Menge an Aminotrimethylenphosphonsäure zwischen 0,1 und 1 *Gew.*- %, insbesondere zwischen 0,15 und 0,4 Gew.-%.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Korrosionsinhibitors in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Badewassers, zur Inhibierung der Korrosion von Stahl und Messing, welche in Kontakt mit chlorid- und sulfathaltigen Badewässern stehen.
Ein bedeutender technischer Vorteil des erfindungsgemäßen Korrosionsinhibitors ist seine Wirksamkeit im fast neutralen pH-Bereich zwischen 7 und 8, insbesondere 7,2 bis 7,6.
Der pH-Wert bei Schwimmbadwasser liegt üblicherweise zwischen 7,2 und 7,6. In der Fachwelt wurde bisher vergeblich nach einem Korrosionsinhibitor gesucht, der
bei pH-Werten zwischen 7,2 und 7,6 ausreichenden Korrosionsschutz bietet. Üblicherweise arbeiten die herkömmlichen Inhibitoren bei pH-Werten von größer 9. Aufgrund dieser Tatsache fanden bisher Korrosionsinhibitoren auf chemischer Basis zur Korrosionskontrolle bei pH-Werten zwischen 7 und 8 nur eingeschränkte Verwendung. Der Vorteil dieser Inhibierung liegt im Vergleich zum Stand der Technik darin, daß sehr geringe Mengen an Korrosionsinhibitor bereits zu einer wirksamen Minimierung der Korrosionserscheinungen an Stahl, Baustahl und Messing führen. Aufgrund der sehr geringen Einsatzmengen ist Korrosionsschutz durch sehr geringe finanzielle Mittel erreichbar.
Beispiele:
Ein Badewasser wurde mit 0,05 Gew.-% eines Inhibitors, bestehend aus 67,18 Gew.-% Wasser, 15,20 Gew.-% 85 %iger Phosphorsäure, 15,29 Gew.-% 45 %iger Kalilauge, 2,04 Gew.-% Zinkchlorid und 0,23 Gew,-% . ". . , X7 Aminotrimethylenphosphonsäure versetzt.
Die Bestimmung der abtragenden Korrosion einer wässrigen Salzlösung bestehend aus Natriumchlorid und Magnesiumsuifat und Inhibitoren an Stahl, . . ■ ■ ■ Baustahl und Messing wurde bei Raumtemperatur in einem Glasbehälter mit ca. 20 Liter Inhalt durchgeführt. Hierbei wurden die Prüfkörper jeweils 7, 14, 21 und 28 Tage der Prüflösung ausgesetzt und jeweils der Gewichtsunterschied bestimmt und auf eine Abtragsrate in Gewichtsunterschied vor und nach dem Versuch der Prüfkörper pro Zeiteinheit und Fläche normiert. Als Einheit ergab sich hier der Abtrag in mg-cm"2-24h"1. „Desinfektion" bedeutet, dass ein handelsübliches Desinfektionsmittel zum Testwasser hinzugefügt wurde.
Tabelle 1 : Zusammensetzung der Testwässer (V = Vergleichsversuch)
Tabelle 2: Abtragsraten in mg-cm~2-24h"1 an Baustahl RST, abhängig von der Einwirkzeit (in Tagen)
Claims
1. Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von
a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure, b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids, c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid, d) 0,01 bis 5 Gew.-% Aminotrimethylenphosphonsäure, und e) Wasser ad 100 Gew.-%.
2. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1 , enthaltend zwischen 12 und 25 Gew.-% Phosphorsäure.
3. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1 und/oder 2, enthaltend zwischen 1 und 4 Gew.-% Zinkchlorid.
4. Korrosionsinhibitor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend zwischen 0,1 und 1 Gew.-% Aminotrimethylenphosphonsäure.
5. Korrosionsinhibitor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, enthaltend zwischen 12 und 18 Gew.-% Alkalimetallhydroxid.
6. Verwendung eines Korrosionsinhibitors gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf das
Badewasser, zur Inhibierung der Korrosion von Stahl und Messing, die in Kontakt mit chlorid- und sulfathaltigen Badewässern stehen.
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