SE443581B - Vattenhaltig losning for rengoring av ytor, sett for dess framstellning samt komposition for framstellning av den vattenhaltiga losningen - Google Patents

Description

7800118-7 2 dana lösningar har föreslagits en tillsats av aminotrimetylen- fosfonsyra. Dietylentriaminpentametylen-fosfonsyra är ett annat känt derivat av aminofosfonsyra, som fungerar som utfällningsin- hibitor under vissa betingelser, men som är nästan helt ineffek- tivt i alkaliska lösningar vid understökiometriska mängder.

Det har nu visat sig att tillsatsen av vissa företrädesvis små mängder av aminotrimetylen-fosfonsyra till dietylen-triamino-penta- metylen-fosfonsyra överför vad som är en ineffektiv inhibitor till en mycket kraftig inhibitorunder alkaliska betingelser och att kom- binationerna faktiskt är avsevärt aktivare på lika stor vikt räknat än aminotrimetylen-fosfonsyra enbart.

Uppfinningen ger sålunda anvisning på en vattenhaltig lösning för användning, eventuellt efter utspädning, vid rengöring av ytor ge- nom att bringa ytorna i kontakt med lösningen, vilken lösning är kännetecknad av att den innehåller en alkalimetallhydroxid och en komposition, omfattande (a) dietylen-triamino-pentametylenfosfon- syra eller ett alkalimetallsalt därav och (b) aminotrimetylenfos- fonsyra eller ett alkalimetallsalt därav, vari mängden av (b) utgör - 70% av den totala vikten av (a) och (b).

Uppfinningen omfattar även en vattenhaltig lösning innehållande en alkalimetallhydroxid och en komposition enligt uppfinningen ovan.

I praktiken har det visat sig att vattenhaltiga lösningar inom ra- men för uppfinningen hamnar inom ett av tvâ koncentrationsområden, nämligen relativt utspädda lösningar, innehållande kanske upp till vikt% alkalimetallhydroxid, använda i processer av den ovan be- skrivna typen, och mera koncentrerade lösningar innehållande minst %, exempelvis 25-50 vikt% alkalimetallhydroxid. Det har visat sig att inhibitorkompositionerna enligt uppfinningen i allmänhet är ef- fektivast, om inhibitorkompositionen eller dess komponenter först upplöses i en alkalimetallhydroxidlösning innehållande minst 25 vikt% alkalimetallhydroxid, vilken sedan utblandas med vatten till att ge den önskade utspädda lösningen. Upplösning av inhibitorn i vattenhaltiga natriumhydrokidlösningar, innehållande 5Q_vikt% nat- riumhydroxid eller ännu högre koncentrationer, är svår att genomföra och användning av en lösning innehållande 25-45 vikt% natriumhydro- xid är att föredra. s 7800118-7 Beroende på de relativa halterna av alkalimetallhydroxid och in- hibitor i den koncentrerade lösningen kan det vara tillräckligt att blanda en given kvantitet av den koncentrerade lösningen med vatten till att ge en utspädd lösning med de önskade koncentratio- nerna av alkalimetallhydroxid och inhibitor. Om å andra sidan den lösning, som erhålles vid utspädning innehåller mindre än den öns- kade mängden alkalimetallhydroxid, är det givetvis möjligt att till- sätta alkalimetallhydroxid. Det karakteristiska kännetecknet för den föredragna metoden för framställning av alla sådana lösningar är att inhibitorn införes som en lösning i alkalimetallhydroxid innehållande minst 25 vikt% alkalimetallhydroxid.

Mängden alkalimetallhydroxid i en lösning, som skall användas i pro- cesser av den typ som angives ovan, beror på den speciella proces- sen och användningsbetingelserna. När det t.ex. gäller tvättning av flaskor har den använda tvättlösningen vanligen en koncentration på 1-2 vikt% alkalimetallhydroxid.

Mängden inhibitor, som krävs för effektiv stabilisering av lösningen, beror också på användningsbetingelserna inklusive vattnets hårdhet.

Den optimala effektiva doseringen kan lätt bestämmas av fackmannen och hamnar vanligen inom omrâdet 1-500 mg/liter, dvs 1-500 ppm, och särskilt inom omrâdet 50-500 mg/liter, dvs 50-500 ppm, av lös- ningen.

Proportionerna av de två fosfonsyrorna eller alkalimetallfosfona- terna i kompositionen enligt uppfinningen kan variera inom de ovan angivna gränserna varvid optimum i varje särskilt fall påverkas av exempelvis vattnets hårdhet och alkalikoncentrationen. De föredragna kompositionerna är emellertid normalt sådana, som innehåller 10-40 vikt%, och företrädesvis 15-30 vikt%, av komponenten b), räknat på den totala vikten av komponenterna a) och b).

Inhibitorkompositionerna, som användes i alkalilösningarna enligt föreliggande uppfinning, är effektiva korrosionsinhibitorer för mjukt kolstål och aluminium. Förmågan att inhibera korrosionen och upplös- ningen av aluminium är särskilt viktig vid dagens flasktvättnings- förfaranden, när flaskor som skall tvättas ofta har kapsylrester av aluminium kvar på halsarna eller har aluminiumpläterade etiketter.

Aluminiumet skulle reagera snabbt med en oinhiberad, alkalis lösning och skulle ge upphov till allvarlig aluminiumbeläggning. Genom sin 7800118-7 korrosionsinhiberande verkan minskar dessa inhibitorkombinationer mängden aluminium som går i lösning under kontakt med den alkaliska tvättlösningen, och reducerar därigenom utfällningen av aluminater i alkalibadet och under sköljning.

Beroende på de relativt stora mängderna kalcium, som kan_innehållas i alkalilösningarna av de förevarande inhibitorkompostionerna, kan sådana lösningar ha otillräcklig tvättförmâga vid vissa tillämp- ningar. När en förbättrad tvättförmåga krävs, kan ytaktiva medel tillsättas till lösningen. Föredragna ytaktiva medel är icke-joniska ytaktiva medel, exempelvis baserade på polyalkylen-oxider, och sär- skilt de som ger låga skumnivåer.

Uppfinningen avser vidare ett sätt för framställning av en vatten- haltig lösning enligt ovan, vilket är kännetecknat av att dietylen- triamino-pentametylenfosfonsyra eller ett alkalimetallsalt därav och aminotrimetylenfosfonsyra eller ett alkalimetallsalt därav upp- löses i en alkalimetallhydroxidlösning innehållande 25 - 45 vikt% alkalimetallhydroxid och blandning av den så erhållna lösningen med vatten, och med ytterligare alkalimetallhydroxid om så erfordras, så att man erhåller en lösning med de önskade koncentrationerna av inhibitoroch alkalimetallhydroxid.

Den vattenhaltiga lösningen enligt uppfinningen kommer till använd- ning för rengöring av ytor exempelvis glas-, metall- eller glaserade keramikytor, där ytorna bringas i kontakt med en utspädd lösning av alkalimetallhydroxid innehållande en utfällningsinhibitor och even- tuellt ett ytaktivt medel, och som karaktäriseras därigenom av att in- hibitorn utgöres av en lösning enligt föreliggande uppfinning såsom den definieras ovan.

Förmågan att hålla fast kalcium i vattenhaltiga alkaliska lösningar-, som de vattenhaltiga lösningarna enligt uppfinningen och komponen-7- terna i lösningarna besitter, utvärderades med följande metod: 1) Framställ stamlösningar i destillerat vatten a) 11,75 g/l analysren CaCl2.2H2O lb) 8,40 " " H NaHco3 c) 300 " " NaOH d) lösningar innehållande 9 och 20 g/l inhibitor och 300 g/l analysren Naofi 7ÉšÛ(]11 8"7 e) 106 g/l analysren Na CO 2 f) 3,60 " " HCl 3 2) Tillsätt 160 ml destillerat vatten till 250 ml koniska kolvar med perforerade gummiproppar, ca 2 mm hål göres för att undvika tryck vid uppvärmning. 3) Tillsätt 10 ml CaCL2-lösning, a). 4) Tillsätt 10 ml NaHCO3-lösning, b).

) Virvla om för hand och tillsätt långsamt den önskade volymen av inhibitorlösning i Na0H, d), och komplettera till 10 ml total volym med NaOH-lösningen c). 6) Tillsätt 10 ml Na2CO3~lösning, e).

Detta ger en lösning innehållande från början 160 ppm kalcium, 3 300 ppm karbonater och 1,5%, vikt/volym, natriumhydroxid. 7) Placera kolven för 18 timmars lagring i en roterande värmare vid 73 i 3°C, som roterar med ca 250 varv/minut. 8) Filtrera den heta lösningen under vattenpumpsvakuum genom en fin 8 cm Büchner-tratt med sintrad skiva. Denna procedur av- lägsnar i regel all dimmighet. 9) Lös upp fällning genom spolning med 200 ml utspädd HCl-lösning, f.

) Analysera kalciumkoncentrationen i HCl-lösningen och omvandla genom subtraktion till kvarvarande kalciumkoncentration i det inhiberade filtratet. Analyser genomföres genom provtagning av ml av HCl-lösningen, utspädning till 20 ml och tillsats av l ml av en 10%-ig NH4OH-buffert, pH 10. Titreringen genomföres med 0,01 - n EDTA till slutpuntkspotentialen för en Ca-selektiv elektrod med hjälp av en automatisk radiometertitreringsanordning. 11) Skölj Büchner-tratten med destillerat vatten.

I blindprov utan kalciumkloridlösningen a), uppmättes mindre à13 ggnCa. 7800118-7 Resultaten visas i tabellen nedan där A står för dietylen-triamin- pentametylen-fosfonsyra och B avser aminotrimetylen-fosfonsyra och inhibitorn är A, B eller en blandning av A och B såsom visas i den vänstra kolumnen. Analyserna dubblerades i de flesta fall såsom vi- sas genom mer än ett värde i den högra kolumnen.

Lösning Viktförhållande Inhibitorkoncentration Mängd kalcium i Dr A=B (ppm) filtrat (ppm) 1 0=100 170 27, 37 2 0=100 280 70, 66 3 100=o 170 0, 0, 21 4 100=0 280 60, 80 33:67 170 66, 78 6 33:67 280 ' 101, 114 7 50=50 170 77 8 5o=50 280 112, 133 9 67=33 170 75, 81 67:33 200 97, 0 90 11 67=33 280 130, 136 12 75:25 170 121, 113 13 75:25 280 146, 148 14 80:20 55 V 60, 66 80:20 110 129, 120 16 80=20 170 i 125, 124 17 80=20 280 4 127, 126 18 90:10 170 124, 132 19 90=10 280 129, 130 Jämförelse av lösning nr 3 med lösning nr 18 och av lösning nr 4 med lösning nr 19 visar den överraskande effekt, som erhålles med en tillsats av så lite som 10% aminotrimetylen-fosfonsyra till di-- etylen-triamin-pentametylen-fosfonsyra i form av en markerad ökning av mängden kalcium som kvarhålles i lösning.

Jämförelse av lösning nr 1 med lösning nr 5 och av lösning nr 2 med lösning nr 6 visar att kompositioner innehållande smärre mängder di- etylen-triamin-pentametylen-foàfonsyra är effektivare än aminotri- metylen-fosfonsyra vid samma inhibitorkoncentration.

För att erhålla en optimal balans mellan kostnad och uppträdande föredrages komnositioner med ett viktförhållande dietylen-triamin- 7800118-7 -pentametylen-fosfonsyra till aminotrimetylen-fosfonsyra på 85:15 ~ 70:30, som exempelvis används i lösningarna 12-17 i tabellen.

Inhibitorkompositionerna enligt uppfinningen är även effektiva korro- sionsinhibitorer under icke-alkaliska betingelser, exempelvis i kyltorn och andra processvatten, särskilt när de användes tillsam- mans med andra komponenter med korrosionsinhiberande egenskaper, exempelvis zinksalter, nitriter och triazoler.

Claims (12)

7800118-7 g Patentkrav

1. Vattenhaltig lösning för användning, eventdellt efter utspädning, vid rengöring av ytor genom att bringa ytorna i kontakt med lösningen, k ä n n e t e c k n a d a v att den innehåller en alkalimetallhydroxid och en komposi- tion, omfattande (a) dietylen-triamino-pentametylenfosfon- syra eller ett alkalimetallsalt därav och (b) aminotrime- tylenfosfonsyra eller ett alkalimetallsalt därav, vari mängden av (b) utgör 5 - 70% av den totala vikten av (a) och (b).

2. Vattenhaltig lösning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a V att den innehåller 25-50 vikt% alkalimetall- hydroxid.

3. Vattenhaltig lösning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att den innehåller upp till 10 vikt% alkali- metallhydroxid.

4. Vattenhaltig lösning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att den innehåller 1-2 vikt% alkalimetallhyd- roxid.

5. Vattenhaltig lösning enligt krav 3 eller 4, k ä n - n e t e c k n a d a V att den innehåller 50-500 mg/liter av kompositionen.

6. Vattenhaltig lösning enligt krav 3 eller 4, k ä n - n e t e c k n a d a v att den innehåller 1-500 mg/liter av kompositionen.

7. Vattenhaltig lösning enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e tee c k n'a d a v att alkalimetallhydroxiden är natriumhydroxid. _$. .

8. Vattenhaltig lösning enligt något av kraven 1 --5 eller 7800118-7 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den även innehåller ett ytaktivt medel.

9. Sätt för framställning av en vattenhaltig lösning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att dietylen-triamino- pentametylenfosfonsyra eller ett alkalimetallsalt därav och aminotrimetylenfosfonsyra eller ett alkalimetallsalt därav upp- löses i en alkalimetallhydroxidlösning innehållande 25 - 45 vikt% alkalimetallhydroxid och blandning av den så erhållna lösningen med vatten, och med ytterligare alkalimetallhydroxid om så er- fordras, sâ att man erhåller en lösning med de önskade koncentra- tionerna av inhibitor och alkalimetallhydroxid.

10. Komposition för framställning av en vattenhaltig lösning en- ligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den innehåller (a) dietylen-triamino-pentametylenfosfonsyra eller ett alkalime- tallsalt därav och (b) aminotrimetylenfosfonsyra eller ett alkali- metallsalt därav, där mängden av (b) utgör 5-70% av den totala vik- ten av (a) och (b).

11. Komposition enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att mängden (b) utgör 10-40% av den totala vikten av (a) och (b).

12. Komposition enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d a v att mängden (b) utgör 15-30% av den totala vikten av (a) och (b).