EP1984537A2 - Verfahren zur reinigung von metallteilen - Google Patents

Verfahren zur reinigung von metallteilen

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Publication number
EP1984537A2
EP1984537A2 EP07711439A EP07711439A EP1984537A2 EP 1984537 A2 EP1984537 A2 EP 1984537A2 EP 07711439 A EP07711439 A EP 07711439A EP 07711439 A EP07711439 A EP 07711439A EP 1984537 A2 EP1984537 A2 EP 1984537A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
metal parts
compound
cleaning
purification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07711439A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank-Peter Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clariant Finance BVI Ltd
Original Assignee
Clariant International Ltd
Clariant Finance BVI Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clariant International Ltd, Clariant Finance BVI Ltd filed Critical Clariant International Ltd
Publication of EP1984537A2 publication Critical patent/EP1984537A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/04—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors
    • C23G1/06—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors
    • 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
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
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    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/26—Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/263—Ethers
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    • C23G5/02—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents
    • C23G5/032—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents containing oxygen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/16—Metals

Definitions

  • the invention relates to a new class of solvents and their mixtures with other components for the purification of metals.
  • iron, steel, zinc and galvanized steel, chromium-plated steel, nickel-plated steel, stainless steel, copper, brass, aluminum, tin, etc., are used.
  • Titanium, magnesium and various metal alloys. Metals are used in mechanical and plant engineering, in motor vehicle construction, for rail vehicles, in the aircraft industry, in shipbuilding, in the construction industry, for household appliances and in many other areas.
  • machine-turned parts machine components, hydraulic valves, lapped parts of high pressure pumps, pneumatic parts, die castings, lock cylinders, tools, gears, fittings, polished parts, cutlery, precision mechanical parts, loom parts, aircraft components, car bodies, cold forming and fine stamping parts, metal support, metal plates , Metal bracing etc.
  • Metalworking aids such as coolants, drawing agents, polishing and lapping, preservatives, corrosion inhibitors, blasting agents, flux, release agents, mordants, cutting oils, drilling oils and other tools are used. After mechanical machining of the workpiece, its surface must be thoroughly cleaned for further processing steps. At the on the
  • Metal surfaces adhering contaminants are on the one hand to residues of the aforementioned metalworking aids and on the other hand to particulate contamination by eg metal chips or dust.
  • the Metalworking aids contain formulating ingredients which are firmly adsorbed on the surface of the metal, which is a prerequisite for their effectiveness. However, these interfere with subsequent processes, such as a thermochemical treatment, or - in the case of an aqueous surface cleaning - with the detergent ingredients to
  • Contamination layer forming components react.
  • the removal of all impurities is an important prerequisite for thermochemical processes (gas nitriding, nitrocarburizing, etc.), electrochemical processes, coating, phosphating, galvanizing, chrome plating, nickel plating, painting, soldering, welding, etc.
  • Chlorofluorocarbons have excellent solubility for greasy and oily soiling and are non-toxic. However, as they are suspected of being primarily responsible for the depletion of the ozone layer in the Earth's atmosphere, they are no longer permitted in many countries.
  • Chlorinated hydrocarbons such as.
  • PER perchlorethylene
  • PER Due to their toxicological properties, however, they must be used in fully enclosed plants. For example, the disadvantages of PER are its potential carcinogenic effects in humans, its easy solubility in fatty foods, and its highly water-endangering properties.
  • PER is classified as a "dangerous substance” in the "black list” of the EU and as a hazardous substance in terms of the Hazardous Substances Ordinance. Also other CKW like
  • Trichloroethene, 1, 1, 1-trichloroethane and dichloromethane are toxicologically questionable.
  • Cold cleaners based on halogen-free hydrocarbons (hydrocarbon solvents, HCL), as well as fluorinated hydrocarbons (CFCs) and chlorinated hydrocarbons (HCFCs) have a very good cleaning action against hydrophobic soiling.
  • CFCs fluorinated hydrocarbons
  • HCFCs chlorinated hydrocarbons
  • Semi-aqueous cleaning methods combine cleaning with an organic solvent-based cleaning agent with an aqueous rinse.
  • Aqueous cleaners contain essentially inorganic builders, also called “builders” (such as alkali metal hydroxides, silicates, phosphates, borax, soda), complexing agents (such as gluconates, phosphonates), surfactants (anionic and / or nonionic) and corrosion inhibitors (fatty acids and Ethanolamines) .They show no cleaning power comparable to that of volatile organic solvents compared with adhering fats and oils, but they have an improved cleaning power compared to organic solvents (swarf, abrasion, graphite) Furthermore, their components can only be removed by intensive rinsing with pure water Residue residues on the cleaned metal surface itself constitute a contamination. A further disadvantage is that systems for these cleaners require a more complex system technology.
  • Process for the degreasing of metals are z. These include cold cleaning, vapor degreasing, dipping, spraying, sprinkling, ultrasonic cleaning and processes that combine different processes. Furthermore, manual procedures with cloths, brushes or brushes can be used.
  • Heated coal hydrocarbons HKW
  • aqueous cleaners surfactant cleaner
  • the object of the present invention is now to provide cleaning agents which better meet the abovementioned requirements for dry cleaning than the cleaners used in the prior art and which have a good toxicological and ecological property profile.
  • the invention thus provides a process for the purification of metal parts, which comprises treating the metal parts with a compound of formula (1),
  • - A is (CH 2 ) a or phenylene and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or independently of one another Ci to C ⁇ -n- and / or iso-alkyl and a is an integer from 0 to
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or independently of one another Ci to C 4 -n- and / or iso-alkyl and a is 0.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or independently of one another Ci and / or C 2 -AlkVl and a is 0.
  • radicals R 1 to R 4 are, for example: methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl
  • the compounds of the general formula (1) are acetals.
  • Acetals are generally prepared by the reaction of aldehydes with 2 moles of a
  • Alcohol per carbonyl group in the presence of catalysts e.g. dry hydrogen chloride, obtained.
  • dialdehydes For the synthesis of compounds of formula (1) dialdehydes must be used. Preferred dialdehydes for the synthesis of compounds of formula (1) are glyoxal, malondialdehyde (1, 3-propanedial, 1, 3-propanedialdehyde),
  • dialdehyde is glyoxal, which is a compound of the formula
  • Compounds of formula (1) can be used in the all previously mentioned methods for the purification of metals, wherein the cleaning of untreated metal parts, that is those which are not painted, is preferred.
  • the method according to the present invention relates only to the cleaning of metal parts in the industrial and commercial sector. Exempted is therefore the cleaning of metals with oven cleaners, grill cleaners, stainless steel cleaners, rim cleaners and engine cleaners. These types of applications are only in the area of application in the household.
  • the cleaning may be carried out alone or in combination with other common detergent ingredients, e.g. Surfactants, Buildem and other organic solvents.
  • Other common detergent ingredients e.g. Surfactants, Buildem and other organic solvents.
  • the compounds of the formula (1) can be used according to the following methods:
  • a compound of the general formula (1) is to be combined with other detergent-active substances, these may be, for example: organic, water-soluble, partially water-soluble or else water-insoluble solvents, such as:
  • Monohydric alcohols such as ethanol, n-propanol, isopropanol, n-, iso- and tert-
  • Two or more polyhydric alcohols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol,
  • glycol ethers which are obtained by the reaction of C 1 -C 6 -alcohols or of phenol with one or more moles of an alkylene oxide, in particular with ethylene oxide or propylene oxide.
  • examples of glycol ethers are mono-, di- and tri-propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol phenyl ether, mono- and di-ethylene glycol n-butyl ether, ethylene glycol phenyl ether.
  • Ketones such as e.g. Methyl isopropyl ketone and butanone-2.
  • Esters e.g. Propyl acetate.
  • Oligo- and polyalkylene glycols such as diethylene glycol, dibutylene glycol or low molecular weight polyethylene glycol, for example with the molecular weights 300 and 400 (PEG 300 and PEG 400).
  • Nitrogen-containing solvents such as N-methylpyrrolidone.
  • Chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, 1, 1, 1-trichloroethane, trichlorethylene, perchlorethylene.
  • Anionic surfactants such as linear alkylbenzenesulfonates, secondary alkanesulfonate, olefin sulfonate, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates and alkyl ester sulfonates.
  • anionic surfactants are salts of acylaminocarboxylic acids, acyl sarcosinates, fatty acid / protein condensation products, salts of alkylsulfamidocarboxylic acids, salts of alkyl- and alkylarylethercarboxylic acids, alkyl and alkenyl glycerol sulfates, alkylphenol ether sulfates, alkyl phosphates, alkyl ether phosphates, isethionates, N-acyl taurides, alkyl succinates, sulfosuccinates, Monoester of sulfosuccinates (especially saturated and unsaturated C1 2-C1 8 - Monoester) and diesters of sulfosuccinates (especially saturated and unsaturated C 2 -C 8 diesters), acyl sarcosinates, sulfates of alkylpolysaccharides such as sulfates of
  • Nonionic surfactants are condensation products of native or synthetic, straight-chain or branched alcohols with about 1 to about 25 moles of ethylene oxide, mixed alkoxylates of these alcohols with ethylene oxide and propylene oxide or alcohol ethoxylates which are end-capped with an alkyl group such as butyl; Condensation products of ethylene oxide having a hydrophobic base formed by condensation of propylene oxide with propylene glycol; Condensation products of ethylene oxide with a reaction product of propylene oxide and ethylenediamine; Polyethylene, polypropylene and polybutylene oxide condensates of alkylphenols.
  • surfactants are alkyl and alkenyl oligoglycosides, fatty acid polyglycol esters, alkyl oligoglycosides, alkenyl oligoglycosides,
  • Nitrogen-containing components such as amines (primary, secondary, tertiary amines), quaternary ammonium salts (preferably those which have no chloride as counterion), fatty acid amides, di-, tri- and polyamines (eg alkyl-propylenediamines, diethylenetriamine), Amino alcohols, polyaminoamides, amine oxides, fatty acid amides such as coconut fatty acid diethanolamide, fatty amine polyglycol ester, fatty acid N alkylglucamides, betaines, for example alkyldimethylammonium betaines, alkylamidbetaines such as, for example, cocoamidopropylbetaine, aminopropionates, aminoglycinates, or amphoteric imidazolinium compounds, aminopropionates, aminoglycinates or amphoteric imidazolinium compounds.
  • amines primary, secondary, tertiary amines
  • alkali metal hydroxides such as carbonates (soda), silicates, phosphates (alkali, ammonium and alkanolammonium salts of polyphosphates such as sodium tripolyphosphate), borax and soda;
  • Builders such as carbonates (soda), silicates, phosphates (alkali, ammonium and alkanolammonium salts of polyphosphates such as sodium tripolyphosphate), borax and soda;
  • Complexing agents e.g. Gluconates, phosphonates such as ethane-1-hydroxy-1, 1-diphosphonate, citric acid and its soluble salts, salts of polyacetic acids such as e.g.
  • TME tetramethoxyethane

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Reinigung von Metallteilen beansprucht, das darin besteht, dass man die Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1) behandelt, wobei A gleich (CH2)a oder Phenylen ist und R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig voneinander C1 bis C6-n- und/oder iso-Alkyl sind und a eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeutet.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Reinigung von Metallteilen
Die Erfindung betrifft eine neue Klasse von Lösemitteln und deren Mischungen mit weiteren Komponenten zur Reinigung von Metallen.
Metalle stellen wertvolle Werkstoffe zur Herstellung von Investitionsgütern wie auch Konsumgütern dar. Eingesetzt werden dabei, je nach den erforderlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften Eisen, Stahl, Zink und verzinkter Stahl, verchromter Stahl, vernickelter Stahl, Edelstahl, Kupfer, Messing, Aluminium, Zinn, Titan, Magnesium, sowie die verschiedensten Metalllegierungen. Verwendet werden Metalle im Maschinen- und Anlagenbau, im Kraftfahrzeugbau, für Schienenfahrzeuge, in der Flugzeugindustrie, im Schiffsbau, in der Bauindustrie, für Haushaltsgeräte und in vielen weiteren Bereichen.
Bei den metallischen Teilen, die zur weiteren Verarbeitung und Anwendung gereinigt werden müssen, handelt es sich z. B. um Automaten-Drehteile, Maschinenbauteile, Hydraulikventile, geläppte Teile von Hochdruckpumpen, Pneumatikteile, Druckgussteile, Schlosszylinder, Werkzeuge, Zahnräder, Armaturen, polierte Teile, Bestecke, feinmechanische Teile, Webstuhlteile, Flugzeugbauteile, Autokarosserien, Kaltverformungs- und Feinstanzteile, Metallträger, Metallplatten, Metallverstrebungen usw.
Zur Bearbeitung der Metallteile kommen verschiedene
Metallbearbeitungshilfsmittel wie z. B. Kühlschmierstoffe, Ziehmittel, Polier- und Läppasten, Konservierungsmittel, Korrosionsschutzmittel, Strahlmittel, Flussmittel, Trennmittel, Beizen, Schneidöle, Bohröle und weitere Hilfsmittel zum Einsatz. Nach der mechanischen Bearbeitung des Werkstücks muss dessen Oberfläche für weitere Bearbeitungsschritte gründlich gereinigt werden. Bei den auf den
Metalloberflächen haftenden Kontaminationen handelt es sich einerseits um Reste der vorgenannten Metallbearbeitungshilfsmittel und andererseits um partikuläre Verschmutzungen durch z.B. Metallspäne oder Staub. Die Metallbearbeitungshilfsmittel enthalten Formulierungsbestandteile, welche auf der Oberfläche des Metalls fest adsorbiert werden, was eine Voraussetzung für ihre Wirksamkeit ist. Diese stören aber nachfolgende Verfahren, wie eine thermochemische Behandlung, oder können - im Falle einer wässrigen Oberflächenreinigung - mit den Waschmittelinhaltsstoffen zu
Kontaminationsschichtbildenden Komponenten reagieren. Für die weitere fehlerfreie Bearbeitung von Metallteilen durch z.B. thermochemische Verfahren (Gasnitrieren, Nitro-carburieren usw.), elektrochemische Verfahren, Beschichten, Phosphatieren, Verzinken, Verchromen, Vernickeln, Lackieren, Löten, Schweißen etc. ist aber die Entfernung aller Verunreinigungen eine wichtige Vorraussetzung.
Zur Entfernung der auf den Metalloberflächen haftenden Verunreinigungen wurden bzw. werden die folgenden Reinigungsmittel und Reinigungsverfahren eingesetzt.
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) besitzen ein ausgezeichnetes Lösevermögen für fettige und ölige Anschmutzungen und sind nicht toxisch. Da sie aber im Verdacht stehen hauptverantwortlich für den Abbau der Ozonschicht in der Erdatmosphäre zu sein sind sie in vielen Ländern nicht mehr zugelassen.
Chlorkohlenwasserstoffe (CKW), wie z. B. Perchlorethylen (PER), zeigen vergleichbar zu den FCKW eine hervorragende Lösekraft für Öle und Fette.
Aufgrund ihrer toxikologischen Eigenschaften müssen sie jedoch in vollständig geschlossenen Anlagen eingesetzt werden. So sind beispielsweise die Nachteile von PER vor allem seine potentielle karzinogene Wirkung beim Menschen, seine leichte Löslichkeit in fetthaltigen Nahrungsmitteln und seine stark wassergefährdenden Eigenschaften.
PER ist als „Gefährlicher Stoff" in der „Schwarzen Liste" der EU und als Gefahrstoff in Sinne der Gefahrstoffverordnung eingestuft. Auch andere CKW wie
Trichlorethen, 1 ,1 ,1-Trichlorethan und Dichlormethan sind toxikologisch bedenklich. Kaltreiniger auf der Basis halogenfreier Kohlenwasserstoffe (Kohlenwasserstofflösemittel, KWL) haben wie auch die Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) und die Chlorkohlenwasserstoffe (CKW) eine sehr gute Reinigungswirkung gegenüber hydrophoben Anschmutzungen. Um jedoch auch gegen Pigmentschmutz, wasserlösliche organische Verbindungen oder anorganische Salze gut zu wirken, müssen diese in wässriger Emulsion, die beispielsweise mit Ultraschall oder durch Injektionsfluten erzeugt wird, angewendet werden. Als Kohlenwasserstoffe werden Fraktionen mit einem Siedebereich von ca. 1800C bis ca. 3300C, bevorzugt von 18O0C bis 24O0C angewendet. Da der Siedebereich sehr viel höher ist als die Siedepunkte der FCKW und der CKW ist der abschließende Trocknungsprozess wesentlich zeit- und energieaufwendiger.
Halbwässrige Reinigungsverfahren kombinieren eine Reinigung mit einem auf organischen Lösemitteln basierenden Reinigungsmittel mit einem wässrigen Spülgang.
Wässrige Reiniger (Tensidreiniger) enthalten im Wesentlichen anorganische Gerüststoffe, auch „Builder" genannt (wie Alkalimetallhydroxide, Silikate, Phosphate, Borax, Soda), Komplexbildner (wie Gluconate, Phosphonate), Tenside (anionische und/oder nichtionische) und Korrosionsinhibitoren (Fettsäuren und Ethanolamine). Sie zeigen gegenüber anhaftenden Fetten und Ölen kein Reinigungsvermögen, das dem der leichtflüchtigen organischen Lösemittel vergleichbar ist. Sie verfügen aber gegenüber den organischen Lösemitteln über ein verbessertes Reinigungsvermögen gegenüber Pigmentschmutz (Späne, Abrieb, Graphit). Nachteilig bei der Anwendung von wässrigen Reinigern ist ferner, dass deren Komponenten nur durch intensives Nachspülen mit reinem Wasser zu entfernen sind. Reinigungsmittelrückstände stellen auf der gereinigten Metalloberfläche selbst eine Kontamination dar. Ein weiterer Nachteil ist, dass Anlagen für diese Reiniger eine aufwendigere Anlagentechnik erfordern.
Damit besteht nach wie vor der Bedarf nach Reinigungsmitteln, die ein sehr gutes Reinigungsvermögen mit einer günstigen toxikologischen bzw. ökologischen Bewertung kombinieren und die aufgrund Ihrer physikalisch chemischen Eigenschaften als besser als der Stand der Technik zu bewerten sind. Diese sollten darüber hinaus weitgehend in den Reinigungsverfahren eingesetzt werden können, die dem Stande der Technik entsprechend für die Reinigung von Metallteilen zum Einsatz kommen.
Verfahren zur Entfettung von Metallen sind z. B. die Kaltreinigung, die Dampfentfettung, das Tauchen, das Abspritzen, Beregnen, die Reinigung mit Ultraschall und Prozesse, in denen verschiedene Verfahren miteinander kombiniert werden. Weiterhin können manuelle Verfahren mit Lappen, Pinseln oder Bürsten zur Anwendung kommen.
Man unterscheidet weiterhin einstufige und mehrstufige Reinigungsanlagen. Hälogenkohleήwasserstoffe (HKW) werden in der Regel in einfachen, einstufigen- Anlagen eingesetzt. Dagegen müssen die wässrigen Reiniger (Tensidreiniger) wegen des unterschiedlichen Reinigungsmechanismus, der komplexen Reinigerzusammensetzung und zur Gewährleistung der Fleckenreinheit in aufwendigen, mehrstufigen Anlagen eingesetzt werden. Diese bestehen in der Regel aus einer Grobreinigungsstufe, einer Feinreinigungsstufe und mehreren Spülstufen zur Entfernung von Reinigungsmittelrückständen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun Reinigungsmittel bereitzustellen, welche die vorgenannten Anforderungen für die chemische Reinigung besser erfüllen als die dem Stande der Technik nach eingesetzten Reiniger und die über ein gutes toxikologisches und ökologisches Eigenschaftsprofil verfügen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass Verbindungen der Formel (1 ) ein besseres Reinigungsvermögen bzw. Lösevermögen für Fette und Öle von metallischen Oberflächen besitzen, als die dem Stand der Technik nach eingesetzten organischen Lösemittel. Sie sind auch toxikologisch und ökologisch wesentlich günstiger zu beurteilen als Chlorkohlenwasserstoffe bzw. halogenfreie Kohlenwasserstoffe. Ferner besitzen sie wie wässrige, tensidhaltige Reinigungsmittel ein gutes Schmutzdispergiervermögen. Sie eignen sich somit ausgezeichnet als Reinigungsmittel für die Metallreinigung.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Reinigung von Metallteilen, welches darin besteht, das man die Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) behandelt,
(1 )
wobei — A gleich (CH2)a oder Phenylen ist und R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig voneinander Ci bis Cβ-n- und/oder iso-Alkyl sind und a eine ganze Zahl von 0 bis
4 bedeutet.
Bevorzugt sind R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig voneinander Ci bis C4-n- und/oder iso-Alkyl und a ist 0. Ganz besonders bevorzugt sind R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig voneinander Ci und/oder C2-AIkVl und a ist 0.
Beispiele für die Reste R1 bis R4 sind z.B.: Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, sek-Butyl-, tert-Butyk
Bei den Verbindungen der allgemeinen Formel (1 ) handelt es sich um Acetale.
Acetale werden allgemein durch die Umsetzung von Aldehyden mit 2 Mol eines
Alkohols pro Carbonylgruppe in der Gegenwart von Katalysatoren, wie z.B. trockenem Chlorwasserstoff, erhalten.
Zur Synthese von Verbindungen der Formel (1 ) müssen Dialdehyde eingesetzt werden. Bevorzugte Dialdehyde zur Synthese von Verbindungen der Formel (1 ) sind Glyoxal, Malondialdehyd (1 ,3-Propandial, 1 ,3-Propandialdehyd),
1 ,4-Butandial und Terephthalaldehyd.
Ein ganz bevorzugter Dialdehyd ist Glyoxal, welches zu Verbindungen der Formel
(1 ) mit a = O führt. Besonders bevorzugte Verbindungen für den beschriebenen Anwendungszweck sind Tetramethoxyethan und Tetraethoxyethan.
Verbindungen der Formel (1 ) können in den allen vorher erwähnten Verfahren zur Reinigung von Metallen eingesetzt werden, wobei die Reinigung von unbehandelten Metallteilen, das heißt solchen, die nicht lackiert sind bevorzugt ist. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich nur auf die Reinigung von Metallteilen im industriellen und gewerblichen Bereich. Ausgenommen ist daher die Reinigung von Metallen mit Backofenreinigern, Grillreinigern, Edelstahlreinigern, Felgenreinigern und Motorenreinigern. Diese Anwendungsarten liegen nur im Bereich der Anwendung im Haushalt.
Die Reinigung kann allein oder in Kombination mit anderen üblichen Reinigungsmittelbestandteilen, wie z.B. Tensiden, Buildem und anderen organischen Lösemitteln erfolgen. Die Verbindungen der Formel (1 ) können dabei nach den folgenden Verfahren angewendet werden:
1 ) Reinigung ausschließlich mit einer Verbindung der Formel (1 ). Dabei können ggf. Stabilisatoren oder Korrosionsinhibitoren zugesetzt werden.
2) Reinigung mit einer Verbindung der Formel (1 ) und dem Zusatz anderer organischer Lösemittel. Auch hier können ggf. Stabilisatoren oder Korrosionsinhibitoren zugesetzt werden.
3) Reinigung mit einer Verbindung der Formel (1) und anderen organischen
Lösemitteln, wobei diese in einem separaten Reinigungsschritt angewendet werden.
4) Reinigung mit einer Verbindung der Formel (1 ), ggf. unter Zusatz von bis zu 30 %, bevorzugt bis zu 20 % und ganz besonders bevorzugt bis zu 10 %
Wasser und einem Zusatz von bis zu 20 %, bevorzugt bis zu 10 % von Tensiden, Buildem, Komplexbildnern und Korrosionsinhibitoren. 5) Reinigungsverfahren, wobei zuerst ein Reinigungsschritt gemäß den vorgenannten Methoden 1 bis 3 und anschließend eine wässrige Nachbehandlung erfolgt.
6) Reinigungsverfahren, wobei zuerst ein rein wässriger Reinigungsschritt und sodann eine Nachbehandlung mit einem Reinigungsschritt gemäß den vorgenannten Methoden 1 bis 3 erfolgt. Eine Nachbehandlung mit der Verbindung der Formel (1 ) oder ihrer Kombination mit anderen Lösemitteln kann beispielsweise zur schnelleren und energiesparenderen Trocknung nach dem wässrigen Reinigungsschritt dienen.
Soll eine Verbindung der allgemeinen Formel (1 ) mit anderen waschaktiven Substanzen kombiniert werden, so können dies beispielsweise sein: Organische, wasserlösliche, teilweise wasserlösliche oder auch wasserunlösliche Lösemittel, wie:
Einwertige Alkohole, wie Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-, iso- und tert-
Butanol.
Zwei oder mehrwertige Alkohole wie Ethylenglykol, 1 ,2-Propylenglykol,
1 ,3-Propylenglykol, Butylenglykol oder Glyzerin. Ether, insbesondere Glykolether, die erhalten werden durch die Umsetzung von Ci-C6-Alkoholen oder von Phenol mit einem oder mehreren Molen eines Alkylenoxids, insbesondere mit Ethylenoxid oder Propylenoxid. Beispiele für Glykolether sind Mono-, Di- und Tri-propylenglykol-monomethylether, Propylenglykolphenylether, Mono- und Di-ethylenglykol-n-butylether, Ethylenglykol-phenylether.
Ketone wie z.B. Methyl-isopropylketon und Butanon-2.
Ester, z.B. Essigsäurepropylester.
Oligo- und Polyalkylenglykole wie z.B. Diethylenglykol, Dibutylenglykol oder niedermolekulares Polyethylenglykol, z.B. mit den Molmassen 300 und 400 (PEG 300 und PEG 400). n- und iso-Alkane (Kohlenwasserstoffe) verschiedener Kettenlänge, mit unterschiedlichem Verzweigungsgrad bzw. mit spezifischen Siedebereichen. Stickstoffhaltige Lösemittel wie z.B. N-Methylpyrrolidon. Chlorkohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, 1 ,1 ,1-Trichlorethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen.
Anionische Tenside wie lineare Alkylbenzolsulfonate, sekundäres Alkansulfonat, Olefinsulfonat, Alkylsulfate, Alkylethersulfate und Alkylestersulfonate.
Weitere anionische Tenside sind Salze von Acylaminocarbonsäuren, Acyl- sarcosinate, Fettsäure-Eiweiß-Kondensationsprodukte, Salze von Alkylsulfamido- carbonsäuren, Salze von Alkyl- und Alkylarylethercarbonsäuren, Alkyl- und Alkenyl-glycerinsulfate, Alkylphenolethersulfate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Isethionate, N-Acyltauride, Alkylsuccinate, Sulfosuccinate, Monoester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C-12-C18- Monoester) und Diester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte Ci2-Ci8-Diester), Acylsarcosinate, Sulfate von Alkylpolysacchariden wie Sulfate von Alkylpolyglycosiden.
Nichtionische Tenside sind Kondensationsprodukte von nativen oder synthetischen, geradkettigen oder verzweigten Alkoholen mit ca. 1 bis ca. 25 mol Ethylenoxid, Mischalkoxylate dieser Alkohole mit Ethylenoxid und Propylenoxid oder auch Alkoholethoxylate, die mit einer Alkylgruppe wie Butyl endverschlossen sind; Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Basis, gebildet durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol; Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit einem Reaktionsprodukt von Propylenoxid und Ethylendiamin; Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutylenoxidkondensate von Alkylphenolen.
Weitere Tenside sind Alkyl- und Alkenyloligoglycoside, Fettsäurepolyglykolester, Alkyloligoglycoside, Alkenyloligo-glycoside,
Stickstoffhaltige Komponenten wie Amine (primäre, sekundäre, tertiäre Amine), quartäre Ammoniumsalze (bevorzugt solche, die kein Chlorid als Gegenion haben), Fettsäureamide, Di-, Tri- und Polyamine (z. B. Alkyl-propylendiamine, Diethylen-triamin), Aminoalkohole, Polyaminoamide, Aminoxide, Fettsäureamide wie Kokosfettsäurediethanolamid, Fettaminpolyglykolester, Fettsäure-N- alkylglucamide, Betaine, z.B. Alkyldimethylammonium-betaine, Alkylamidbetaine wie z.B. Cocoamidopropyl-betain, Aminopropionate, Aminoglycinate, oder amphotere Imidazolinium-Verbindungen, Aminopropionate, Aminoglycinate oder amphotere Imidazolinium-Verbindungen.
Weitere Stoffe die zur Reinigung von Metalloberflächen mit der Verbindung der Formel (1 ) kombiniert werden können sind Alkalimetallhydroxide; Gerüststoffe wie Carbonate (Soda), Silikate, Phosphate (Alkali-, Ammonium- und Alkanolammonium-salze von Polyphosphaten wie etwa Natriumtripolyphosphat ), Borax und Soda; Komplexbildner, z. B. Gluconate, Phosphonate wie Ethan-1- hydroxy-1 ,1-diphosphonat, Zitronensäure und ihre löslichen Salze, Salze von Polyessigsäuren wie z.B. Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) und Nitrilotriessigsäure (NTA), Polycarboxylate auf Basis von Acrylsäure und Maleinsäure, Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Ethylen oder Vinylmethylether; Soil Release Polymere, insbesondere Soil Release Polyester auf der Basis von Dicarbonsäuren und Diolen; Schaumverstärker, Schaumbremsen, Anlauf- und/oder Korrosionsschutzmittel, Emulgatoren, Antioxidantien, Dispergiermittel.
Beispiele:
Für die nachfolgend beschriebenen Untersuchungen wurde als Beispiel für ein Lösemittel der Formel (1) Tetramethoxyethan (TME) gewählt.
Als Referenzen wurden eingesetzt: Tetrachlorethen (= Perchlorethylen, = PER) C10.13-lsoalkane (= Kohlenwasserstofflösemittel, = KWL) Beispiel 1 : Reinigung einer Metalloberfläche mit Tetramethoxyethan von Öl- und Fettschmutz
Es wurde die Entfernung von Paraffinöl von Metallteilen mit Tetramethoxyethan im Vergleich zu anderen Lösemitteln untersucht.
Dazu wurden saubere Metallteile mit einer Abmessung von 2 cm x 10 cm für 5 Min. bei Raumtemperatur in Paraffinöl getaucht, welches mit dem fettlöslichen Farbstoff Sudanrot eingefärbt war. Die so angeschmutzten Teile wurden nach dem Abtropfen überschüssigen Öls in ein Becherglas eingehängt, welches mit Tetramethoxyethan gefüllt war. Dieses wurde 10 Min. bei Raumtemperatur mit einem Magnetrührer gerührt und sodann die Metallteile entnommen. Danach wurden diese mit einem Papiertaschentuch abgewischt. Der auf jedem Metallteil verbliebene Ölrückstand wurde visuell über die Anfärbung des Papiertaschentuchs bestimmt. Zum Vergleich wurde der Versuch mit Tetrachlorethen und einem C10.13-lsoalkan wiederholt.
Tabelle 1 : Entfernung von Paraffinöl von Metallteilen durch Tetramethoxyethan gegenüber PER und KWL

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Reinigung von Metallteilen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1)
(1 )
behandelt, wobei
A gleich (CH2)a oder Phenylen ist und R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig voneinander Ci bis C6-n- und/oder iso-Alkyl sind und a eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) behandelt, worin R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig voneinander Ci bis C4-n- und/oder iso-Alkyl, und A eine Gruppe der Formel (CH2)a und a gleich 0 ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) behandelt, wobei R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander Methyl oder Ethyl, und A eine Gruppe der Formel (CH2)a und a gleich 0 ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Metallteile ausschließlich mit einer Verbindung der Formel (1 ) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) und dem Zusatz anderer organischer Lösemittel erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) und anderen organischen Lösemitteln erfolgt, wobei diese in einem separaten Reinigungsschritt angewendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) unter Zusatz von bis zu 30 %, bevorzugt bis zu 20 % und ganz besonders bevorzugt bis zu 10 % Wasser und einem Zusatz von bis zu 20 %, bevorzugt bis zu 10 % von Tensiden, Buildem, Komplexbildnern und Korrosionsinhibitoren erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) erfolgt, wobei zuerst ein Reinigungsschritt gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 und anschließend eine wässrige Nachbehandlung zur Anwendung kommen.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Metallteile mit einer Verbindung der Formel (1 ) erfolgt, wobei zuerst ein wässriger Reinigungsschritt und sodann eine Nachbehandlung gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 zur Anwendung kommen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindung der Formel (1 ) in Kombination mit anionischen Tensiden; nichtionischen Tensiden; amphoteren Tensiden; kationischen Tensiden; Aminen, Aminderivaten; organischen Lösemitteln; Alkalien; Gerüststoffen;
Komplexbildnern; Polymeren, insbesondere Polycarboxylaten auf Basis von Acrylsäure und Maleinsäure; Copolymeren von Maleinsäureanhydrid mit Ethylen oder Vinylmethylether; Soil Release Polymeren, insbesondere Soil Release Polyestem auf der Basis von Dicarbonsäuren und Diolen; Schaumverstärkern, Schaumbremsen, Anlauf- und/oder Korrosionsschutzmitteln, Emulgatoren, Antioxidantien, und Dispergiermitteln einsetzt.
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