NO763209L - Emulsjon. - Google Patents

Description

EMULSJON

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en behandling av gjenstander av et metall eller en metallégering, f.eks. av jern eller stål med en emulsjon av olje i vann for å gi metallgjenstandens overflate en god temporær korrosjonsbeskyttelse.

Under bearbeiding, transport eller lagring av gjenstander av

et metall eller en metallégering, f.eks. av jern eller stål, forsoker man ofte å beskytte gjenstandens overflate mot korrosjon ved behandling med såkalte temporære korrosjonsinhibitorer. Et stort antall slike inhibitorer er kjente, hvorav spesielt kan fremheves vannloselige inhibitorer som natriumbenzoat og natriumnitrit, samt oljeloselige inhibitorer, som fettsyre-salter av alkylpolyaminer og alkylfosfater. En behandling av en gjenstand av et metall eller en metallégering, med en vann-loselig inhibitor gir dog bare en kortvarig korrosjonsbeskyttelse av størrelsesorden noen timer, mens behandling med en olje som inneholder en egnet inhibitor kan gi en fullgod beskyttelse i flere måneder. Ulempen med korrosjonsbeskyttende oljer er imid-lertid at gjenstanden blir klebrig å må avfettes for videre behandling enten ved brenning eller ved avfetting med organiske løsningsmidler. Videre blir forbruket av olje meget stort og omkostningene derfor betraktelige.

Man har derfor foreslått å anvende som korrosjonsbeskyttende middel en emulsjon av olje i vann. Ved at emulsjonen har nesten samme lave viskositet som vannet skulle det derved bli mulig å legge på et vesentlig tynnere sjikt av korrosjonsbeskyttelses-oljen enn om olje applisertes direkte. Denne metoden har imid-lertid ikke fått noen alminnelig utbredning p.g.a. at man ikke kunne frembringe en emulsjon av en olje som både er stabil og som har god evne til å trenge under vann fra metallgjenstandens overflate. For en god emiilsjonsstabilitet kreves det nemlig en lav grenseflatespenning mellom olje og vann, mens derimot oljens addisjon til metallet eller metallegeringens overflate begunsti-ges av en hoy overflatespenning.

Det har nå ifblge foreliggende oppfinnelse vist seg mulig å fremstille en emulsjon av olje i vann med slike egenskaper at en gjenstand av et metall eller en metallégering som behandles ved neddypping eller sprøyting og derpå folgende lufttorking, kommer til å overtrekkes med en tynn oljefilm av en tykkelse på mindre enn 10 um, fortrinnsvis mindre enn 3 um. Denne filmen gir overflaten en meget god beskyttelse mot korrosjon, selv i en fuktig atmosfære som inneholder svoveldioksyd. Korrosjons-beskyttelsen har til og med vist seg tydelig bedre enn det som oppnås med nå vanlige korrosjonsbeskyttende oljer. Filmen er dessuten ikke klebrig og behøver som regel ikke fjernes for en etterfølgende behandling. En annenfordel er at tilgangen på olje samt tilsetningsmidler reduseres til ca. 1/3 av den mengden som kreves med nåværende korrosjonsbeskyttende oljer.

Emulsjonen ifolge oppfinnelsen karakteriseres ved at den består av a) en oljefase som utgjor 0,3 - 30%, fortrinnsvis 3 - 10% av hele emulsjonens vekt og som inneholder 5 - 100% av et vannu-lbselig, overflateaktivt salt mellom et kation tilhørende gruppe 2 i det periodiske systemet og en organisk forbindelse som inneholder minst en anionisk gruppe og 0 - 95% av oljefasens vekt av en ved romtemperatur flytende olje eller av en filmdannende og vannavstøtende polymer^og b) en emulgator som utgjor 5 - 30% regnet på oljefasens vekt av et salt mellom en karbonsyre og et organisk amin med et

kokepunkt på hoyden 90°C eller ammoniakk.

Det vannuloselige overflateaktive saltet ifolge oppfinnelsen kan bestå av forbindelser med helt forskjellige strukturformler. Vanligvis er saltet oppbygd av én hydrofob del med 8-24 karbonatomer og en hydrofil gruppe- som kan bestå av en kårboksy-lat-, en sulfonat-, en fosfat- eller en sulfatgruppe.

Eksempler på slike salter er de som er avledet fra organiske syrer med den generelle formel

hvor R er en alifatisk, cyklisk eller aromatisk gruppe med 8-24 karbonatomer, A betegner en fra alkylenoksyd med 2-4 karbonatomer avledet gruppe, n betegner 0, eller et tall fra 1 - 6 og R' er hydrogen eller gruppen R-(A)n~hvor R, A og n har den ovenfor angitte betydning. Foretrukket er umettede fettsyrer som oljesyre, eladinsyre, linolsyre, linolensyre, erukasyre og ricinolsyre, men også harpikssyrer som abietinsyre, samt naftensyrer, som best kan karakteriseres som karbonsyrer som inneholder en cyklopentengruppe, har vist seg å ha meget gode egenskaper.

Saltets kationaktive motion består fortrinnsvis av et jordal-kalimetall som Mg, Ca, Sr og Ba, samt Zn og Cd. Spesielt foretrukket ifolge oppfinnelsen er sinksalter.

Emulgatoren ifolge oppfinnelsen består, av et salt mellom eh karbonsyre og ammoniakk eller en organisk aminforbindeIse med et kokepunkt på hoyden 90°C.

Karbonsyren kan vanligvis anskueliggjbres ved den generelle formel

hvor r er en alifatisk, cyklisk eller aromatisk gruppe med 8-24

karbonatomer. Eksempel på slike syrer er laurinsyre, myristin-syre, palmitinsyre, stearinsyre, oljesyre, ricinolsyre, linolsyre, linolensyre og erukasyre, men også harpikssyrer og naftensyrer kan anvendes. Foretrukne er umettede karbonsyrer som oljesyre, linolsyre og linolensyre.

Aminforbindelsen skal være lettflyktige og ha et kokepunkt

på hoyden 90°C. Eksempel på slike forbindelser er metylamin, etylamin, propylamin og butylamin.

Foruten det vannuloselige saltet kan emulsjonens oljefase også inneholde en ved romtemperatur flytende olje eller en filmdannende og vannavstøtende polymer. Eksempel på dette er termo-plastiske materialer, som mineraloljer, polyakrylater, polyvirtyl-acetat, polyeten og. polystyren eller oksydativt tørkende eller på annen måte herdbare produkter som tørkende bl jer, alkyder

og herdbare polyakrylater. Blant disse komponentene foretrek-kes torkende oljer hvor vekten av fettsyrer som inneholder kon-jugerte dobbeltbindinger utgjor minst 20% av den totale vekten fettsyrer. Typiske slike tbrkede oljer er treolje, oiticica-olje og dehydratisert ricinoljq. Mengden av disse fakultative tilsetninger er 0 - 95%, fortrinnsvis 10 - 70% regnet på oljefasens vekt.

I komposisjoner ifolge oppfinnelsen kan foruten de hittil nevnte komponentene også en rad andre i og for seg konvensjonelle tilsetningsmidler av typen skumdempere, korrosjonsinhibitorer,

som natriumbenzoat og natriumnitrit, konserveringsmidlér, som formalin, samt organiske løsningsmidler og overflateaktive forbindelser for forbedring av spesielt hbymolekylære materialers emulgeringsevne i vann og filmdannende evne inngå.

De metall- og metallégeringsgjenstander som er særlig egnet for behandling med emulsjon ifolge oppfinnelsen er tilvirket av jern eller stål. Prinsipielt er det dog mulig å tillempe oppfinnelsen på en lang rekke andre metaller eller metallegerin-ger, hvor en temporær korrosjonsbeskyttelse er bnskelig.

Følgende eksempler har til hensikt å ytterligere anskueliggjøre oppfinnelsen.

Eksempel 1

I 500 g mineralolje av typen spindelolje ble opplost 100 g sinknaftenat, fremstilt av naftensyrer og sinkoksyd, hvorved sinkmengden utgjorde ca. 6%. Dessuten ble 100g talloljefettsyre tilsatt, dvs. en blanding av oljesyre, linolsyre og linolensyre, hvoretter den erholdte oljelosningen ble rbrt ut i 9,3 1 vann og blandet med 55 ml konsentrert ammoniakk. Den dannede emulsjonen ble deretter finfordelt ved hjelp av en kolloidkvern.

Ved utprbvingen av emulsjonens korrosjonsbeskyttende egenskaper nyttes så vel belagt som ubelagt hurtigståltråd med diameteren 5,6 mm, hvorved belegget utfores i 15% H2S0^i 10 min. ved 60°C. Foruten jern inngikk fblgende komponenter i ståltråden: C 0,.71 %

Si 0,24 %

Mn 0,4 9 %

P 0,011%

S 0,008%

Cr 0,02 %

Ni 0,01 %

Cu 0,02 %

Trådprbvene ble dyppet i emulsjonen, tbrket i luft, hvoretter de ble opphengt på fire forskjellige prbvesteder hvor de fikk henge i 49 dbgn. For sammenligning ble også trådprbver dyppet i en konvensjonell korrosjonsbeskyttelsesolje og behandlet på samme måte som trådprbvene som var behandlet med emulsjonen ifolge oppfinnelsen. Resultatene fremgår av fblgende tabell. Av resultatene fremgår det at emulsjonen ifolge oppfinnelsen gir klart bedre korrosjonsbeskyttelse enn det konvensjonelle midlet. Ved provingen i tropeskap begynte tråd behandlet med det konvensjonelle midlet å ruste allerede etter 1 dbgn,mens tråd behandlet med emulsjonen ifolge oppfinnelsen var helt fri for rust under hele provetiden. Det kan-her nevnes at ubehandlet tråd allerede etter noen timer i tropeskap viser betydelig rust-angrep.

Dessuten hadde den konvensjonelt korrosjonsbéskyttelsesolje-behandlede tråden en klebrig overflate, mens tråd behandlet med emulsjonen ifolge oppfinnelsen var på det nærmeste helt torr.

Eksempel 2- 4

I 450 g mineralolje av typen spindelolje ble 75 g av en av nedenstående tre sinksalter opplost. Dessuten ble 225 g talloljefettsyre tilsatt, dvs. en blanding av oljesyre, linolsyre og linolensyre, hvoretter den erholdte oljelbsningen ble rbrt ut i 9,3 1 vann og nbytralisert med 120 ml konsentrert ammoniakk. Den dannede emulsjonen ble deretter finfordelt ved hjelp av

en kolloidkvern.

Runde sandblåste svartblikk ble avfettet i metylenklorid og dyppet i respektive emulsjoner. Etter 2 timers tbrking ved romtemperatur ble platene hengt inn i et tropeskap som inneholdt luft som kontinuerlig ble blåst gjennom vann ved 40°C på fire forskjellige prpvesteder hvor de fikk henge i 20 dogn. Til sammenligning ble også svartblikk som ikke var behandlet med noe korrosjonsbeskyttelsesmiddel provd.

Rustangrepene på platene ble bedomt etter sifrene i skalaen 1-10, der 1 betyr at hele overflaten er dekket med rust og 10 betyr helt fri fra rust. Fblgende resultat ble oppnådd.

Fra resultatene fremgår at emulsjonen ifolge oppfinnelsen har

en utmerket rustbeskyttende evne. Uten anvendelse av korrosjonsbeskyttelsesmiddel var svartblikket helt dekket av rust.

Claims (9)

1. Emulsjon av olje i vann som gir gjenstander av metall eller metallégering temporær korrosjonsbeskyttelse og som ved påforing gir en filmtykkelse på hoyden 10 um, fortrinnsvis hbyden 3 um, karakterisert ved at emulsjonen består av

a) en oljefase som utgjor 0,3 - 30%, fortrinnsvis 3 - 10% av hele emulsjonens vekt, og som inneholder 5 - 100% av et vann-ulbselig, overflateaktivt salt mellom et kation tilhorende gruppe 2 i det periodiske systemet, og en organisk forbindelse som inneholder minst en anionisk gruppe og 0 - 95% av oljefasens vekt av en ved romtemperatur flytende olje eller av en filmdannende og vannavstøtende polymer $ og b) en emulgator som utgjor 5 - 30% regnet på oljefasens vekt av et salt mellom en karbonsyre og et organisk amin med et kokepunkt på hoyden 90°C eller ammoniakk.

2. Emulsjon ifolge krav 1, karakterisert ved at det vannuloselige overflateaktive . saltet er oppbygd av en hydrofob del med 8-24 karbonatomer og en hydrofil gruppe som kan bestå av en karboksylat-, en sulfonat-, en fosfat- eller en sulfatgruppe.

3. Emulsjon ifolge krav 2, karakterisert ved at det vannuloselige saltet er utledet fra organiske syrer med den generelle formel

hvor R er en alifatisk, cyklisk eller aromatisk gruppe med 8 - 24 karbonatomer, A betegner en fra alkylenoksyd med 2-4 karbonatomer utledet gruppe, n betegner 0, eller et helt tall fra 1 - 6 og R <1> er hydrogen eller gruppen R-(A) -, hvor R, A og n har den ovénfor angitte betydning.

4. Emulsjon ifolge kravene 1-3, karakterisert ved at kationet er toverdig Zn.

5. Emulsjon ifolge kravene 1-4, karakterisert ved at karbonsyren hvorav emulgatoren er oppbygd har den generelle formel

hvor R er en alifatisk, cyklisk eller aromatisk gruppe med 8 - 24 karbonatomer.

6. Emulsjon ifolge krav 5, karakterisert ved at karbonsyren er en umettet alifatisk karbonsyre.

7. Emulsjon ifolge kravene 1-6, karakterisert ved at oljen eller polymeren er et termoplastisk', oksydativt torkende eller på annen måte herdbart produkt.

8. Emulsjon ifolge krav 7, karakterisert ved at oljen er en torkende olje.

9. Emulsjon ifolge krav 1 eller 8, karakterisert ved at mengden olje eller polymer er 10 - 70%, regnet på oljefasens vekt.