BRPI0509089B1 - Processo para tratamento de superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes . - Google Patents

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Description

"PROCESSO PARA TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES DE ALUMÍNIO OU METAIS COLORIDOS E LIGAS DESTES" CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere aos sistemas inibi- dor de corrosão, em particular às composições de inibição e limpeza para superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes sob condições alcalinas, especialmente nas in- dústrias farmacêuticas e alimentícias. As composições de inibição da corrosão e limpeza da presente invenção podem ser usadas na forma de concentrados ou na forma de soluções de uso diluídas ou como aditivo. Além disso, a presente in- venção se refere ao uso de tais sistemas ou composições para tratar superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes, preferivelmente superfícies de cobre, latão, bronze, zinco e bismuto, a fim de limpar e simultaneamente protegê- las contra a corrosão, em particular nas indústrias alimen- tícias, de laticínios, de bebida, cervejaria e de refrige- rante bem como na indústria farmacêutica.
ESTADO DA TÉCNICA
Limpeza e sanitização periódicas nas indústrias farmacêuticas, de laticínios, alimentícias e de bebidas, na preparação de alimento e comércio de serviço são uma prática necessária para manter a gualidade do produto e saúde públi- ca. Os resíduos deixados sobre as superfícies do eguipamento ou contaminantes encontrados no processo ou ambiente de ser- viço são indesejados desde gue haja um risco que eles promo- vam o crescimento de microorganismos. Para proteger o consu- midor contra perigos para saúde potenciais associados cotr patógenos ou toxinas e manter a qualidade do produto ou ser- viço nas indústrias alimentícias e farmacêuticas é necessá- rio remover rotineiramente resíduos e contaminantes das su- perfícies do equipamento empregado nas indústrias farmacêu- ticas e alimentícias que normalmente são feitas deste de me- tais coloridos ou alumínio como zinco, cãdmio, cobre, cobal- to, níquel, bismuto, estanho e chumbo ou ligas destes, em particular bronze e bronze.
Um modo eficiente e econômico para remover resí- duos indesejados e contaminantes das superfícies duras de tais metais e ligas destes é o uso de composições removedo- ras que contêm componentes alcalinos além de detergentes de umectação. Entretanto, sob condições alcalinas a camada de oxido protetora normalmente presente em superfícies de me- tais coloridos e alumínio é removida e como resultado deste a superfície de metal simples será corroída pesadamente. Em muitas aplicações o uso da maioria dos materiais resistentes à corrosão pode ser não econômico ou o uso de um material tendo uma resistência à corrosão satisfatória pode não ser conhecido. Outros métodos de evitar a corrosão, tal como u- sando revestimentos inorgânicos, de cerâmica e vidro podem ser proibitivamente caros ou incompatíveis com outras condi- ções de processo. Em todos estes casos uma abordagem alter- nativa é minimizar a corrosão adicionando-se os inibidores de corrosão às composições de limpeza corrosivas. Um outro modo comum para prevenir a corrosão de metais coloridos nas indústrias farmacêuticas e alimentícias é o uso de silicatos que tem a desvantagem que resíduos não removíveis podem per- manecer nas superfícies limpas. A partir da Patente US 5 723 418 é conhecido o uso das composições lubrificantes para sistemas transportadores que podem transportar substâncias alimentícias. As composi- ções lubrificantes descritas nesta podem conter ácidos poli- carboxílicos tais como diácidos carboxílicos, triãcidos ou ésteres de fosfato como monoésteres de fosfato de alquilari- la ou alquila como inibidores de corrosão. De acordo com a Patente US 5 925 601, lubrificantes para transportadores de recipientes plásticos, de metal ou de vidro em movimento pa- ra o mercado de bebida podem conter éster de fosfato como mono ésteres de fosfato de alquilarila ou alquila ou tria- zóis tais como benzotriazol, toliltriazol e mercaptobenzoti- azol como inibidores de corrosão. A partir de Patente US 5 393 464 inibidores de corrosão em meios aquosos são conheci- dos os quais compreendem imidazolina N-etóxi-2-substituído, o substituinte de N-etóxi que tem de 1 a 30 unidades de etó- xi e os 2-substítuintes sendo uma cadeia graxa insaturada tendo de 6 a 30 átomos de carbono.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Entretanto, todos estes inibidores de corrosão co- nhecidos não inibem suficientemente a corrosão sob condições alcalinas que ocorrem na limpeza e sanitização periódica de equipamentos farmacêuticos e alimentícios que são usualmente feitos de metais coloridos e de alumínio e ligas destes e que são normalmente pesadamente corroídos sob tais condi- ções .
Portanto, o objetivo da presente invenção é forne- cer novos inibidores de corrosão que confiantemente inibem ou reduzem a corrosão de superfícies de metais coloridos ou alumínio e ligas destes sob condições de limpeza alcalinas, especialmente de equipamentos empregados nas indústrias ali- mentícias e de bebida bem como na indústria farmacêutica.
Surpreendentemente, foi constatado que ésteres de fosfato de alquilarila e alquila alcoxilados específicos são inibidores de corrosão excelentes para superfícies de alumí- nio ou metais coloridos e ligas destes que são geralmente usados para equipamentos nas indústrias alimentícias e far- macêuticas sob condições de limpeza alcalinas. Éstes di- ou triésteres de fosfato de alquilarila e alquila alcoxilados específicos tendo a fórmula geral (I) seguindo abaixo podem ser usados como um ingrediente ativo igualmente em sistemas inibidores de corrosão para superfí- cies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes na pre- sença de agentes alcalinos e opcionalmente quelante, e em composições de inibição da corrosão e limpeza para superfí- cies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes na forma de concentrados ou soluções de uso diluídas bem como em pro- cessos para tratar superfícies de alumínio ou metais colori- dos e ligas destes, preferivelmente de cobre, latão, bronze, zinco e bismuto, em que as superfícies de metal são contata- das com uma quantidade eficaz destes di- ou tri-ésteres de fosfato de alquilarila e alquila alcoxilados específicos.
Uma matéria objeto da presente invenção está de acordo com um primeiro aspecto um sistema inibidor de corro- são para superfícies de alumínio ou metais coloridos e li- gas destes, o sistema compreendendo a) pelo menos um di- ou triéster de fosfato de al- quilenoóxi-alquila tendo a fórmula geral (D em que Z é -0-M ou -0- (AO) n2-Alquila em que M é um amônio, cátion de metal alcalino terroso ou metal alcalino, Alquila independente uma da outra, é um grupo al- quila insaturado ou saturado, ramificado ou linear tendo de 5 a 22, preferivelmente 8 a 18, mais preferivelmente 12 a 16 átomos de carbono, ou é um grupo alquilarila em que alquila é como definida acima e arila é um grupo aromático monocí- clico ou bicíclico, preferivelmente um fenol, difenol ou qualquer outro radical de arila contendo hidróxi, AO representa um óxido de alquileno tendo de 2 a 4, preferivelmente 2 a 3 átomos de carbono que podem ser substituídos por um ou mais grupos alquila Ci-3, e n1, n2 e n3 independente um do outro são um número inteiro de 2 a 10, preferivelmente 2 a 8, mais preferivel- mente 3 a 6; b) pelo menos um agente alcalino em quantidade su- ficiente para obter um pH > 7,0 no sistema global, c) opcionalmente pelo menos um agente quelante, d) opcionalmente pelo menos uma alcanolamina como um agente de inibição de corrosão adicional e/ou um outro co-inibidor de corrosão, e) opcionalmente pelo menos um tensoativo aniôni- co, catiônico, noniônico e/ou anfotérico e f) água.
Modalidades preferidas da presente invenção se re- ferem aos sistemas inibidores de corrosão, individualmente ou em qualquer(quaisquer) combinação(ões), seguindo caracte- rísticas específicas, de acordo com a fórmula (I) do compo- nente (a) AO representa óxido de etileno (EO), óxido de pro- pileno (PO) e/ou óxido de butileno (BO), em que EO, PO e BO podem estar presentes em qualquer ordem de seqüência; AO es- pecialmente representando óxido de etileno e/ou óxido de propileno; o agente alcalino (componente (b) ) é selecionado do grupo consistindo em hidróxido de sódio ou potássio, tri- polifosfato de sódio ou potássio, amônio, carbonato de sódio ou po.tássio e/ou hidrogenocarbonato e aminas; o agente quelante (componente (c)) é selecionado do grupo consistindo em ácidos aminocarboxílicos e sais destes, áci- dos fosfônicos e. sais destes, ácido glicônico e sais destes e polímeros acrílicos solúveis em água; o agente quelante é mais preferivelmente selecio- nado do grupo consistindo em ácido iminodissucínico (IDS), ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etilenodiamina tetraa- cético (EDTA), ácido N-hidroxietiletilenodiamina triacético (HEDTA), ácido dietilenotriamina pentaacético (DTPA), ácido glutâmico-N,N-diacético (GLDA), ácido aspártico-N,N- diacético (ASDA), ácido metilglicina diacético (MGDA), ácido hidroxietil iminodiacético (HEIDA), ácido trietilenotetrami- na hexaacético (TTHA) e sais destes; a alcanolamina (componente (d)) é dietanolamina ou trietanolamina; o tensideo (componente (e)) é um tensoativo noniô- nico selecionado do grupo consistindo em alquilfenóis etoxi- lados, álcoois alifáticos etoxilados, aminas etoxiladas, e- teraminas etoxiladas, ésteres carboxilicos, amidas carboxi- licas, copolimeros bloco de polioxialquilenoóxido e alquile- toxilatos alquilados e/ou um tensoativo aniônico selecionado do grupo que consiste em carboxilato de hidrocarbila alcoxilado, sulfonato, sulfato e ésteres de fosfato e/ou um tensoativo catiônico selecionado do grupo que consiste em haletos de amônio de hidrocarbila quaternário, e/ou um tensoativo anfotérico selecionado de tensoati- vos de sulfobetaína e betaína; o sistema inibidor de corrosão também compreende pelo menos um hidrótropo e/ou pelo menos um desespumante; onde o hidrótropo preferivelmente é selecionado do grupo que consiste em álcoois monofuncionais e polifuncio- nais e compostos de glicol e glicoléter, preferivelmente ál- coois de alquila, mais preferivelmente etanol e isopropanol, e álcoois orgânicos polifuncionais, preferivelmente glice- rol, hexíleno glicol, polietileno glicol, propileno glicol e sorbitol, especialmente alquil glicóis; e onde o desespumante preferivelmente é selecionado do grupo consistindo em compostos de silicone, preferivel- mente-sílica dispersa em polidimetilsiloxano, amidas graxas, ceras de hidrocarboneto, ácidos graxos, ésteres graxos, ál- coois graxos, sabões de ácido graxo, etoxilatos, óleos mine- rais, ésteres de polietileno glicol e copolímeros bloco de polioxietileno-polioxipropileno.
De acordo com outra modalidade preferida, o siste- ma inibidor de corrosão da presente invenção adicionalmente contém um co-inibidor de corrosão, selecionado do grupo con- sistindo em triazóis e derivados destes, preferivelmente benzotriazol e toliltriazol, imidazolina e derivados destes, preferivelmente imidazolina de 1—aminoetil—2-heptadecenila e tiazol e derivados destes, preferivelmente mercaptobenzotri- azol. 0 sistema inibidor de corrosão da presente inven- ção como definido acima preferivelmente compreende: a) de 0,01 a 15, preferivelmente 0,1 a 10, mais preferivelmente 0,5 a 5 % em peso do di ou triéster de fos- fato de alquilenóxi-alquila de de fórmula geral (I), b) de 0,5 a 50, preferivelmente 1 a 20, mais pre- ferivelmente 3 a 8 % em peso do agente alcalino, a quantida- de sendo suficiente para obter um pH > 7,0 no sistema glo- bal, c) opcionalmente de 0,01 a 50, preferivelmente 0,5 a 20, mais preferivelmente 1 a 6 % em peso do agente que- lante, d) opcionalmente de 0,05 a 10, preferivelmente 0,1 a 5 % em peso de alcanolamina, e) opcionalmente de 0,1 a 98, preferivelmente 1 a 20, mais preferivelmente 3 a 8 % em peso do tensoativo e f) água para o equilíbrio; e de acordo com uma outra modalidade preferida a- dicionalmente compreende de 0,01 a 20, preferivelmente 0,5 a 10 % em peso do hidrótropo e/ou de 0,01 a 10, preferivelmente 0,5 a 8, mais prefe- rivelmente 0,1 a 5 % em peso do agente desespumante.
Uma outra matéria objeto da presente invenção está de acordo com um segundo da composição de inibição de corro- são e limpeza para superfícies de alumínio ou metais colori- dos e ligas destes na forma de um concentrado ou uma solução de uso diluída, a composição compreendendo os componentes como definido acima em quantidades como descrito acima. A matéria objeto da da presente invenção é em par- ticular uma composição de inibição da corrosão e limpeza na forma de um concentrado compreendendo: a) de 0,01 a 15, preferivelmente 0,1 a 10, mais preferivelmente 0,5 a 5 % em peso do di ou triéster de fos- fato de alquilenóxi-alquila de fórmula geral (I), b) de 0,5 a 50, preferivelmente 1 a 20, mais pre- ferivelmente 3 a 8 % em peso do agente alcalino, a quantida- de sendo suficiente para obter um pH > 7,0 no sistema glo- bal, c) opcionalmente de 0,01 a 50, preferivelmente 0,5 a 20, mais preferivelmente 1 a 6 % em peso do agente quelan- te, d) opcionalmente de 0,05 a 10, preferivelmente 0,1 a 5 % em peso de alcanolamina e/ou um outro co-inibidor de corrosão, e) opcionalmente de 0,1 a 98, preferivelmente 1 a 20, mais preferivelmente 3 a 8 % em peso do tensoativo e f) água para o equilíbrio; bem como uma composição de inibição da corrosão e limpeza na forma de uma solução de uso diluída compreendendo a) de 0,0001 a 0,15, preferivelmente 0,001 a 0,10, mais preferivelmente 0,005 a 0,05 % em peso de di ou triés- ter de fosfato de alquilenóxi-alquila de fórmula geral (I), b) de 0,005 a 0,50, preferivelmente 0,01 a 0,20, mais preferivelmente 0,03 a 0,08 % em peso do agente alcali- no, a quantidade sendo suficiente para obter um pH > 7,0 no sistema global, c) opcionalmente de 0,0001 a 0,50, preferivelmente 0,005 a 0,20, mais preferivelmente 0,01 a 0,06 % em peso do agente quelante, d) opcionalmente de 0,0005 a 0,10, preferivelmente 0,001 a 0,05 % em peso de alcanolamina e/ou um outro co- inibidor de corrosão, e) opcionalmente de 0,001 a 0,98, preferivelmente 0,01 a 0,20, mais preferivelmente 0,03 a 0,08 % em peso do tensoativo e f) água para o equilíbrio.
Uma outra matéria objeto da presente invenção está de acordo com um terceiro aspecto um processo para tratar superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes, preferivelmente de cobre, latão, bronze, zinco e bismuto, o processo compreendendo submeter as superfícies de metal ao sistema inibidor de corrosão como definido acima em uma tem- peratura de 0 a 80 °C, preferivelmente 10 a 60 °C, durante 10 s a 60 minutos, preferivelmente 20 s a 20 minutos; bem como um processo para tratar superfícies de alumínio ou me- tais coloridos e ligas destes, preferivelmente de cobre, la- tão, bronze, zinco e bismuto, o processo compreendendo con- tatar as superfícies de metal com uma quantidade efeicaz de um concentrado ou uma solução de uso diluída da composição de inibição de corrosão e limpeza como definido acima em uma temperatura de 0 a 80 °C, preferivelmente 10 a 60 °C, duran- te 10 s a 60 minutos, preferivelmente 20 s a 20 minutos.
Além disso, a presente invenção se refere ao uso da composição de inibição de corrosão e limpeza como defini- do acima na forma de um concentrado ou uma solução de uso diluída ou como um aditivo em uma quantidade eficaz para tratar superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes, preferivelmente de cobre, latão, bronze, zinco, e bismuto.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
As matérias objetos da presente invenção são apli- cáveis especialmente nos seguintes campos técnicos não limi- tativos: processos de limpeza diária nas indústrias farma- cêuticas, alimentícias, de bebida, de laticínios e higiene de cozinha. 0 sistema de inibição de corrosão da presente invenção em particular pode ser usado em um processo para limpar superfícies duras em aplicações manuais como limpeza com gel e espuma nas indústrias de carne, peixe, verdura e fruta, por exemplo, troles, pratos de metal, placas de metal e moldes (limpeza de usina aberta (OPC)), ou para a limpeza de exterior e interior de frasco e máquinas de fechamento de caixa de papelão na indústria de laticínio, de bebida e ali- mentos processados (sala de empacotamento (PH)) ou para a limpeza de equipamentos de processo como oleodutos, mistura- dores e tanques de armazenamento nas indústrias farmacêuti- cas, de laticínio, de bebida e alimentos processados (limpe- za no lugar (CIP)).
Como pode ser visto a partir dos exemplos que se- guem abaixo, a resistência à corrosão de superfícies de alu- mínio ou metais coloridos e ligas destes pode ser melhorada pelo menos pelo fator 3 até fator 1000 empregando-se compo- sições ou sistemas de inibição da corrosão e limpeza de a- cordo com a presente invenção contendo um ou mais di ou tri- ésteres de fosfato de alquilenoõxi-alquila da fórmula geral (I) como um componente de inibição da corrosão ativo sob condições de limpeza alcalinas. Este efeito técnico surpre- endente e significativo é em particular notável com relação às superfícies de alumínio que são mais sensíveis contra tais condições de limpeza.
DEFINIÇÕES A expressão "sistema inibidor de corrosão" empre- gada no pedido presente significa que os componentes (b) a (f) do sistema como definido acima pode jã estar sobre as superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes, por exemplo devido a um tratamento de sanitização e limpeza periódico anterior de tais superfícies de forma que apenas o componente (a) tem que ser adicionado em uma quantidade efi- caz a este sistema, opcionalmente em combinação com um agen- te quelante e/ou alcalino, contanto que o sistema que está finalmente presente no local a ser tratado compreende pelo menos componentes (a) e (f) do sistema inibidor reivindica- do. A expressão "composição de inibição de corrosão e limpeza" quando empregada no presente pedido significa, por outro lado, que uma composição completamente formulada com- preendendo componentes (a) a (f) como definido acima na for- ma de um concentrado ou na forma de uma solução de uso dilu- ída ou como um aditivo é adicionada ao local a ser tratado de acordo com a presente invenção. A expressão "metal(ais) colorido(s)" empregada no presente pedido compreende todos os metais pesados e ligas destes que são coloridos ou fornecem efeitos de coloração com a exceção de metais ferrosos e nobel. 0 grupo de metais coloridos preferivelmente compreendem Zn, Cd, Cu, Co, Ni, Pb, Sn e Bi, e ligas destes como latão e bronze. Particular- mente preferivelmente metais coloridos e ligas destes são zinco, cobre, bismuto, latão e bronze. A expressão "água" usada no pedido presente signi- fica qualquer tipo de água incluindo água doce e água do mar, água de torneira de qualquer origem, água processada, água destilada, água desionizada, água amaciada, água mine- ral, água pluvial e água potável, preferivelmente água qui- micamente pura (H2O) .
Os agentes alcalinos utilizável de acordo com a presente invenção como componente (b) incluem hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e hidróxido de litio, preferi- velmente hidróxido de sódio e hidróxido de potássio. Além disso, tripolifosfato de sódio ou potássio, amônio, carbona- tos de sódio ou potássio e/ou hidrogenocarbonatos, aminas e alcanolaminas podem ser usados como agentes alcalinos. Alca- nolaminas, em particular dietanolamina e trietanolamina, po- dem ser usados da mesma forma como inibidores de corrosão adicionais (componente (d)).
Os tensoativos usados de acordo com a presente in- venção (componente (e) ) são agentes que são usados como um adjuvante para aumentar a detergência e umectação. Os com- postos que podem ser usados como tensoativos na presente in- venção incluem tensoativos aniônicos, catiônicos, não iôni- cos, zwiteriônicos e anfotéricos.
Tensoativos aniônicos que podem ser usados de a- cordo com a presente invenção são geralmente aqueles compos- tos que contêm uma porção de hidrocarboneto hidrofóbica e uma porção hidrofilica negativamente carregada. Tipicamente, produtos comercialmente disponíveis fornecem um grupo de carboxilato, sulfonato, sulfato ou fosfato como a porção hi- drofílica negativamente carregada. Tensoativos aniônicos particularmente adequados para uso na presente invenção são ésteres de fosfato.
Tensoativos não iônicos são compostos geralmente hidrofóbicos que essencialmente não suportam nenhuma carga e exibem uma tendência hidrofilica devido à presença de oxigê- nio na molécula. Tensoativos não iônicos abrangem uma ampla variedade de compostos poliméricos que incluem, porém não exclusivamente, alquilfenóis, álcoois alifáticos etoxilados, aminas etoxiladas, eteraminas etoxiladas, ésteres carboxíli- cos, amidas carboxilicas e copolimeros bloco de óxido de po- lioxialquileno. Tensoativos não iônicos particularmente ade- quados para uso na presente invenção são álcoois alcoxilados {preferivelmente etoxilados).
Tensoativos catiônicos são da mesma forma úteis na presente invenção e podem funcionar da mesma forma como um antimicrobiano. Exemplos típicos incluem tensoativos de clo- reto de amônio quaternário tal como cloreto de alquil dime- til benzil amônio n-Ci2-ie, por exemplo, monoidrato de clore- to de n-tetradecil dimetil benzil amônio.
Tensoativos zwiteriônios e anfotéricos que são ú- teis na presente invenção são tensoativos contendo igualmen- te um grupo acídico e um hidrofílico básicò. Eles podem con- ter o grupo aniônico ou catiônico comum em tensoativos aniô- nicos ou catiônicos e adicionalmente podem conter hidroxila ou outros grupos hidrofílicos que realçam as propriedades do tensoativo. Tais tensoativos anfotéricos incluem tensoativos de betaína, tensoativo de sulfobetaina, derivados de imida- zolínio anfotérico e outros.
Agentes quelantes ou sequestrantes úteis na pre- sente invenção são aminoácidos carboxílicos, ácidos fosfôni- cos e sais destes e polímeros acrílicos solúveis em água.
Agentes quelantes de aminoácido carboxilico preferidos in- cluem ácido iminodissucínico (IDS), ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etilenodiamina tetraacético (EDTA), ácido N- hidroxietil-etilenodiamina triacético (HEDTA), ácido dieti- lenotriamina pentaacético (DTPA), ácido glutâmico-N,N- diacético (GLDA), ácido aspártico-N,N-diacético (ASDA), áci- do metilglicina diacético (MGDA), ácido hidroxietil iminodi- acético (HEIDA), ácido trietilenotetramina hexaacético (TTHA) e sais destes.
Agentes quelantes úteis ou sequestrantes são da mesma forma deste ácidos fosfônicos e sais destes. Ácidos fosfônicos preferidos incluem ácidos mono-, di-, tri- e te- tra-fosfônicos que podem da mesma forma conter grupos capa- zes de formar ânions sob condições alcalinas tais como car- bóxi, hidróxi, tio e similares. Os ácidos fosfônicos podem da mesma forma compreender um ácido fosfonopolicarboxílico de baixo peso molecular tal como aqueles tendo 2 a 4 porções de ácido carboxilico e cerca de 1 a 3 grupos de ácido fosfô- nico. Tais ácidos incluem ácido 1-fosfono-l-metilsucínico, ácido fosfonossucinico e ácido 2-fosfonobutano-l,2,4- tricarboxílico e sais destes.
Os hidrótropos que podem da mesma forma estar pre- sentes nas composições e sistemas de inibição da corrosão da presente invenção dão estabilidade fisica aos sistemas e composições, respectivamente. Uma variedade de hidrótropos utilizáveis está disponível para uso e inclui álcoois mono- funcionais e polifuncionais bem como glicol e compostos de éter glicol. A maioria dos compostos de hidrótropo úteis inclui álcoois de alquila tais como etanol, isopropanol e simila- res, álcoois orgânicos polifuncionais como glicerol, hexile- no glicol, polietileno glicol, propileno glicol, sorbitol e similares. Outros hidrótropos preferidos são álcoois difun- cionais tais como alquil glicóis. Outros hidrótropos de in- teresse incluem tensoativos de HLB tais como sulfonatos de tolueno, sulfonatos de xileno, sulfonatos de cumeno, sulfo- natos de octila e os ésteres de fosfato etoxilados mais sim- ples .
As composições e sistemas de inibição da corrosão podem da mesma forma compreender um agente desespumante. Um desespumante é um composto químico com um equilíbrio hidro- fóbico-hidrofílico adequado para reduzir a estabilidade da espuma de proteína. A hidrofobicidade pode se fornecida por uma porção oleofílica da molécula, por exemplo, um grupo al- quila ou arila, uma unidade de oxipropileno ou cadeia de o- xipropileno. A hidrofilicidade pode ser fornecida por unida- des de oxietileno, cadeias, blocos e/ou grupos de éster.
Exemplos de agentes desespumantes adequados para uso na presente invenção incluem compostos de silicone in- cluem tal como sílica dispersa em polidimetilsiloxano, ami- das graxas, ceras de hidrocarboneto, ácidos graxos, ésteres graxos, álcoois graxos, sabões de ácido graxo, etoxilatos, óleos minerais, ésteres de polietileno glicol, copolímeros bloco de polioxietileno-polioxipropileno, ésteres de fosfato de alquila e similares.
As composições e sistemas de inibição de corrosão da presente invenção podem da mesma forma conter co- inibidores de corrosão além do componente (a), isto é, com- postos selecionados do grupo consistindo em triazóis e deri- vados destes, preferivelmente benzotriazol e toliltriazol, imidazolina e derivados destes, preferivelmente imidazolina de l-aminoetil-2-heptadecenila e tiazol e derivados destes, preferivelmente mercaptobenzotiazol e misturas destes.
Para um entendimento mais completo da presente in- venção, referência é feita aos seguintes exemplos que, en- tretanto, devem ser interpretados apenas como ilustrativos e não limitativos da presente invenção.
EXEMPLOS A fim de demonstrar que de acordo com a presente invenção de fato um efeito técnico surpreendente e signifi- cativo com respeito à inibição ou pelo menos redução drásti- ca da corrosão de superfícies de alumínio ou metais colori- dos ou ligas destes sobre a arte anterior pertinente pode ser alcançado, os inventores da presente invenção têm reali- zado testes comparativos em que substratos de alumínio, co- bre, bronze, zinco e bismuto na forma de foram submetidos à soluções de uso de 1 % em peso aquosas de composições de i- nibição da corrosão e limpeza da presente invenção sob con- dições experimentais definidas a fim de determinar os efei- tos anti-corrosão de várias composições de inibição da cor- rosão e limpeza.
Em uma primeira etapa, concentrados de inibição da corrosão e limpeza (amostras A a H) tendo as composições qualitativas e quantitativas (em % em peso) dadas na seguin- te tabela 1 foram preparados misturando-se as substâncias químicas listadas na ordem seqüencial, misturando cuidadosa- mente agitando-se e permitindo cada ingrediente dispersar completamente ou dissolva na mistura líquida antes de adi- cionar o próximo ingrediente. Os concentrados da composição resultantes ficaram claros e homogeneamente uniformes na mistura de todos os ingredientes listados.
Em uma segunda etapa, soluções de uso de 1 % em peso dos concentrados dados na tabela 1 foram preparadas di- luindo-as com uma quantidade suficiente de água desionizada.
Em uma terceira etapa, os materiais (substratos) a ser testados na forma de cupons cada qual tendo dimensões de 100 mm x 50 mm x 2 mm ficaram limpados com 400 ml de uma so- lução aquosa de 10 % em peso de hidróxido de sódio durante 30 s, enxaguados com 100 ml de água desionizada durante 10 s, limpos durante 3 0 s em 400 ml de uma solução de 10 % em peso aquosa de ácido nítrico, enxaguados durante 20 s com 10 0 ml de água desionizada, enxaguados durante 10 s com 50 ml de etanol, secados durante a noite em temperatura ambien- te (RT) e pesados, antes que eles fossem embebidos em 1000 ml de cada das soluções de uso de 1 % em peso aquosas agita- das tendo uma temperatura de 60 °C durante um período pre- determinado de tempo (60 min/24 h) e em seguida removidos, enxaguados com agua desionizada, secados durante a noite em temperatura ambiente como declarado acima e re-pesados. As taxas de corrosão dos cupons de substrato como um valor mé- dio de cada três medidas em mm por ano foram calculadas a partir da seguinte equação: taxa de corrosão em que: W significa a perda de peso de cada cupom de substrato em g D significa a densidade de cada cupom de substrato em g/cm3 A significa a área de superfície de cada cupom de substrato em cm2 T significa o tempo de exposição em h.
Os resultados obtidos em cada dentre os testes de corrosão são dados na tabela 2 seguinte abaixo.
Os testes de corrosão foram realizados com cada 3 cupons de substrato feitos a partir de quaisquer dos seguin- tes metais e ligas, respectivamente: Alumínio Cupons de alumínio (99,5% em peso de pureza) com dimensões de 100 mm x 50 mm x 2 mm foram limpos durante 3 0 s em 400 ml de uma solução de 10 % em peso aquosa de hidróxido de sódio, enxaguados durante 20 s com 100 ml de água de desi- onizada, limpados durante 30 s em 400 ml de uma solução de 10 % em peso aquosa de ácido nítrico, enxaguados durante 20 s com 100 ml de água desionizada, enxaguados durante 10 s com 50 ml de etanol, secados durante a noite em temperatura ambi- ente e pesados.
Os cupons de alumínio foram em seguida colocados em béquer de 1500 ml enchidos com 1000 ml de uma solução de uso de 1 % em peso aquosa de cada dentre os concentrados A a H definidos na tabela 1 e termostaticamente regulados em uma temperatura de 60 °C. Depois de 60 minutos os cupons de alu- mínio foram removidos do béquer agitado e em seguida enxagua- dos durante 20 s com 100 ml de água desionizada, secados du- rante a noite em temperatura ambiente e re-pesados.
Cobre Cupons de cobre com dimensões de 100 mm x 50 mm x 2 mm foram limpos durante 5 min em 400 ml de ácido acético con- centrado de 100 % em peso para remover gordura e óxido de su- as superfícies, enxaguados durante 2 0 s com 100 ml de água desionizada, enxaguados durante 10 s com 50 ml de etanol, se- cados durante a noite em temperatura ambiente e pesados.
Os cupons de cobre foram em seguida colocados em uma béquer de 1500 ml enchidos com 1000 ml solução de uso de 1 % em peso de cada dentre os concentrados A a H definidos na tabela 1 tendo uma temperatura de 60 °C. Depois de 60 minutos os cupons de cobre foram removidos do béquer agitado termos- taticamente regulado em uma temperatura de 60 °C e em seguida enxaguados durante 20 s com 100 ml de água desionizada, seca- dos durante a noite em temperatura ambiente e repesados.
Bronze Cupons de bronze com dimensões de 100 mm x 5 0 mm x 2 mm foram limpos durante 5 minutos em 400 ml de ácido acéti- co concentrado de 100 % em peso para remover gordura e óxido das suas superfícies, enxaguados durante 10 s com 100 ml de água desionizada, enxaguados durante 2 0 s com 100 ml de água desionizada, enxaguados durante 10 s com 50 ml de etanol, se- cados durante a noite em temperatura ambiente e pesados.
Os cupons de bronze foram em seguida colocados em um béquer de 1500 ml enchido com 1000 ml de uma solução de uso de 1 % em peso de cada dentre os concentrados A a H defi- nidos na tabela 1 tendo uma temperatura de 60 °C. Depois de 60 minutos os cupons de bronze foram removidos do béquer agi- tado termostaticamente regulado em uma temperatura de 60 °C, em seguida enxaguados durante 20 s com 100 ml de agua desio- nizada, secados durante a noite em temperatura ambiente e re- pesados.
Zinco Cupons de zinco com dimensões de 100 mm x 50 mm x 2 mm foram limpados durante 5 minutos em 400 ml de uma solução de 10 % em peso aquosa de ácido acético para remover óxido e gordura de suas superfícies, enxaguados durante 20 s com 100 ml de água desionizada, enxaguados durante 10 s com 50 ml de etanol, secados durante a noite em temperatura ambiente e pe- sados .
Os cupons de zinco foram em seguida colocados em um béquer de 1500 ml enchido com 1000 ml de uma solução de uso de 1% em peso de cada dentre os concentrados A a H definidos na tabela 1 tendo uma temperatura de 60 °C. Depois de 60 mi- nutos os cupons de zinco foram removidos do béquer agitado termostaticamente regulado em uma temperatura de 60 °C e em seguida enxaguados durante 20 s com 100 ml de água desioniza- da, secados durante a noite em temperatura ambiente e re- pesados.
Bismuto Para remoção cupons de bismuto de camada de óxido e gordura (99,5 % em peso de pureza) com dimensões de 70 mm x 20 mm x 8 mm foram limpados durante 3 0 s com lixa, enxagua- dos, durante 2 0 s com 100 ml de água des ionizada, enxaguados durante 10 s com 50 ml de etanol, secados durante a noite em temperatura ambiente e pesados.
Os cupons de bismuto foram em seguida colocados em um béquer de 150 0 ml enchido com 1000 ml de uma solução de uso de 1% em peso de cada dentre os concentrados A a H defi- nidos na tabela 1 tendo uma temperatura de 60 °C. Depois de 24 h os cupons de bismuto foram removidos do béquer agitado termostaticamente regulado em uma temperatura de 60 °C e em seguida enxaguados durante 20 s com 100 ml de água desioniza- da, secados durante a noite em temperatura ambiente e re- pesados.
Como pode ser visto claramente a partir dos resul- tados resumidos na tabela 2 sob condições de limpeza alcali- nas, apenas as amostras G e H de acordo com a presente inven- ção foram capazes de reduzir a corrosão de cada dentre os ma- teriais de substrato em uma extensão substancial, comparadas à amostra A não contendo agente de inibição de corrosão, com- paradas às amostras B a E cada qual contendo um monoéster de fosfato de alcóxi alquila (comercialmente disponível) como um aditivo inibidor de corrosão e comparadas à amostra F conten- do uma outra mistura comercialmente disponível de ésteres de fosfato de alquila etoxilados principalmente consistindo em monoéster de fosfato como um aditivo inibidor de corrosão.

Claims (20)

1. Processo para tratamento de superfícies de alu- mínio ou metais coloridos e ligas destes, preferivelmente de cobre, latão, bronze, zinco, e bismuto, CARACTERIZADO por submeter as superfícies a um sistema inibidor de corrosão compreendendo: a) pelo menos um di ou triéster de alquilenóxi- alquil fosfato tendo a fórmula geral (i) em que Z é -0-M ou -0- (AO) n2-Alquila em que M é amônio, um cátion de metal alcalino terroso ou de metal alcalino, Alquila independente uma da outra, é um grupo al- quila insaturado ou saturado, ramificado ou linear tendo de 5 a 22, preferivelmente 8 a 18, mais preferivelmente de 12 a 16 átomos de carbono, ou é um grupo alquilarila em que al- quila é como definida acima e arila é um grupo aromático mo- nocíclico ou bicíclico, AO representa um óxido de alquileno tendo de 2 a 4, preferivelmente de 2 a 3 átomos de carbono que podem ser substituídos por um ou mais grupos alquila C1-3, e n1, n2 e n3 independentes um do outro são um número inteiro de 2 a 10, preferivelmente de 2 a 8, mais preferi- velmente de 3 a 6; b) pelo menos um agente alcalino em uma quantidade suficiente para obter um pH > 7,0 no sistema global, c) opcionalmente pelo menos um agente quelante, d) opcionalmente pelo menos uma alcanolamina como um agente de inibição de corrosão adicional e/ou um outro co-inibidor de corrosão, e) opcionalmente pelo menos um tensoativo aniôni- co, catiônico, não iônico, zwiteriônico e/ou anfotérico e f) água a uma temperatura a partir de 0 a 80°C, preferi- velmente de 10 a 60 °C, durante 10 segundos a 60 minutos, preferivelmente 20 segundos a 20 minutos.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que na fórmula (I) do componente (a), AO representa óxido de etileno (EO), óxido de propileno (PO) e/ou óxido de butileno (BO) , em que EO, PO e BO podem estar presentes em qualquer ordem de sequência.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de AO representar óxido de etileno e/ou óxido de propileno.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do agente alcalino (componente (b) ) ser selecionado a partir do grupo consistindo em hidróxidos de potássio e sódio, tripolifosfatos de potássio e sódio, amônio, carbonatos de potássio e sódio e/ou hidrogenocarbo- natos e aminas.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do agente quelante (componente (c)) ser selecionado a partir do grupo consistindo em ácidos ami- nocarboxílicos e sais destes, ácidos fosfônicos e sais des- tes, ácido glicônico e sais deste e polímeros acrílicos so- lúveis em água.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato do agente quelante ser selecionado a partir do grupo consistindo em ácido iminodissucínico (IDS), ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etileno diamino tetra- cético (EDTA), ácido N-hidroxietil-etilenodiamino triacético (HEDTA), ácido dietileno triamino penta acético (DTPA), áci- do glutâmico-N,N-diacético (GLDA), ácido aspártico-N,N- diacético (ASDA), ácido metilglicina diacético (MGDA), ácido hidroxietil imino diacético (HEIDA), ácido trietileno tetra- mino hexa acético (TTHA) e sais destes.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da alcanolamina (componente (d)) ser dietanolamina ou trietanolamina.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do tensoativo (componente (e) ) ser um tensoativo não iônico selecionado a partir do grupo que consiste em alquilfenóis etoxilados, álcoois alifáticos eto- xilados, aminas etoxiladas, eteraminas etoxiladas, ésteres carboxílicos, amidas carboxílicas, copolímeros em bloco de polioxialquilenóxido e alquiletoxilatos alquilados e/ou um tensoativo aniônico selecionado a partir do grupo que consiste em carboxilato de hidrocarbil alcoxilado, sulfonato, sulfato e ésteres fosfato e/ou um tensoativo ca- tiônico selecionado a partir do grupo que consiste em hale- tos de amônio de hidrocarbil quaternário, e/ou um tensoativo anfotérico ou zwiteriônico selecionado a partir de tensoati- vos de sulfobetaina e betaina.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão com- preender adicionalmente pelo menos um hidrótropo e/ou pelo menos um anti-espumante.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato do hidrótropo ser selecionado a par- tir do grupo que consiste em álcoois monofuncionais e poli- funcionais e compostos de glicol e glicoléter, preferivel- mente alquil alcoóis, mais preferivelmente etanol e isopro- panol, e álcoois orgânicos polifuncionais, preferivelmente glicerol, hexileno glicol, polietileno glicol, propileno glicol e sorbitol, especialmente alquil glicóis.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato do anti-espumante ser selecionado a partir do grupo que consiste em compostos de silicone, pre- ferivelmente silica dispersa em polidimetilsiloxano, amidas graxas, ceras de hidrocarboneto, ácidos graxos, ésteres gra- xos, álcoois graxos, sabões de ácido graxo, etoxilatos, óleos minerais, polietileno glicol ésteres e copolimeros em bloco de polioxietileno-polioxipropileno.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão adi- cionalmente conter um co-inibidor de corrosão, selecionado a partir do grupo que consiste em triazóis e derivados destes, preferivelmente benzotriazol e toliltriazol, imidazolina e derivados destes, preferivelmente l-aminoetil-2-heptadecenil imidazolina, e tiazol e derivados destes, preferivelmente mercaptobenzotiazol e misturas destes.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão com- preender : a) de 0,01 a 15, preferivelmente de 0,1 a 10, mais preferivelmente de 0,5 a 5% em peso do di ou triéster de al- quilenóxi-alquila fosfato da fórmula geral (I), b) de 0,5 a 50, preferivelmente de 1 a 20, mais preferivelmente de 3 a 8% em peso do agente alcalino, a quantidade sendo suficiente para alcançar um pH > 7,0 no sistema global, c) opcionalmente de 0,01 a 50, preferivelmente de 0,5 a 20, mais preferivelmente de 1 a 6% em peso do agente quelante, d) opcionalmente de 0,05 a 10, preferivelmente de 0,1 a 5% em peso de alcanolamina e/ou outro co-inibidor de corrosão, e) opcionalmente de 0,1 a 98, preferivelmente de 1 a 20, mais preferivelmente de 3 a 8% em peso do tensoativo e f) água para o equilíbrio.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão com- preender : de 0,01 a 20, preferivelmente de 0,5 a 10% em peso do hidrótropo e/ou de 0,01 a 10, preferivelmente de 0,5 a 8, mais preferivelmente de 0,1 a 5% em peso do agente anti- espumante .
15. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão ser utilizado na forma de um concentrado ou uma solução de uso diluída compreendendo os componentes, conforme definido na reivindicação 1, em quantidades conforme definidas na rei- vindicação 1.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão ser utilizado na forma de um concentrado compreendendo: a) de 0,01 a 15, preferivelmente de 0,1 a 10, mais preferivelmente de 0,5 a 5% em peso do di ou triéster de al- quilenóxi-alquila fosfato da fórmula geral (I), b) de 0,5 a 50, preferivelmente de 1 a 20, mais preferivelmente de 3 a 8% em peso do agente alcalino, a quantidade sendo suficiente para alcançar um pH > 7,0 no sistema global, c) opcionalmente de 0,01 a 50, preferivelmente de 0,5 a 20, mais preferivelmente de 1 a 6% em peso do agente quelante, d) opcionalmente de 0,05 a 10, preferivelmente de 0,1 a 5% em peso de alcanolamina e/ou outro co-inibidor de corrosão, e) opcionalmente de 0,1 a 98, preferivelmente de 1 a 20, mais preferivelmente de 3 a 8% em peso do tensoativo e f) água para o equilíbrio.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato do sistema inibidor de corrosão ser utilizado na forma de uma solução de uso diluída compreen- dendo a) de 0,0001 a 0,15, preferivelmente de 0,001 a 0,10, mais preferivelmente de 0,005 a 0,05% em peso de di ou triéster de alquilenóxi-alquila fosfato da fórmula geral (I) , b) de 0,005 a 0,50, preferivelmente de 0,01 a 0,20, mais preferivelmente de 0,03 a 0,08% em peso do agente alcalino, a quantidade sendo suficiente para alcançar um pH > 7,0 no sistema global, c) opcionalmente de 0,0001 a 0,50, preferivelmente de 0,005 a 0,20, mais preferivelmente de 0,01 a 0,06% em pe- so do agente quelante, d) opcionalmente de 0,0005 a 0,10, preferivelmente de 0,001 a 0,05% em peso de alcanolamina e/ou outro co- inibidor de corrosão, e) opcionalmente de 0,001 a 0,98, preferivelmente de 0,01 a 0,20, mais preferivelmente de 0,03 a 0,08% em peso do tensoativo e f) água para o equilíbrio.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato das superfícies de metal estarem em contato com uma quantidade eficaz de solução concentrada a uma temperatura de 0 a 80°C, preferivelmente de 10 a 60°C, durante 10 segundos a 60 minutos, preferivelmente 20 segun- dos a 20 minutos.
19.
Processo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato das superfícies de metal estarem em contato com uma quantidade eficaz de solução diluída a uma temperatura de 0 a 80°C, preferivelmente de 10 a 60°C, du- rante 10 segundos a 60 minutos, preferivelmente 20 segundos a 20 minutos.
BRPI0509089-0A 2004-03-23 2005-02-15 Processo para tratamento de superfícies de alumínio ou metais coloridos e ligas destes . BRPI0509089B1 (pt)

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