CH630120A5 - Verwendung einer organischen verbindung als inhibitor der korrosion von aluminium in alkalischen loesungen. - Google Patents

Description

630120

PATENTANSPRÜCHE

1. Verwendung von 2-Phosphonobutan-l,2,4-tricarbonsäure und ihrer wasserlöslichen Salze als Inhibitoren der Korrosion von Aluminium in alkalischen Lösungen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalischen Lösungen einen Zusatz von 0,05-0,4 g/1, vorzugsweise 0,08-0,2 g/1, Inhibitor enthalten.

Es ist bekannt, zur Inhibierung von Aluminium in alkalischen Lösungen Oxidationsmittel wie beispielsweise Perman-ganat und Chromate zu verwenden. Der Wirkungsgrad dieser Oxidationsmittel ist jedoch gering, so dass relativ grosse Mengen verwendet werden müssen. Aus arbeitsphysiologischen und abwässertechnischen Gründen können Chromate heute praktisch nicht mehr verwendet werden. Die Verwendung von Wasserglas als Inhibitor für Aluminium in alkalischen Lösungen ist ebenfalls bekannt. Es werden damit gute Ergebnisse erzielt, wenn Wasserglas in entsprechend grossen Mengen eingesetzt wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass der notwendig hohe Wasserglaszusatz zu alkalischen Lösungen oft zu unangenehmen Begleiterscheinungen führt. So treten beispielsweise auf den mit den Lösungen behandelten Teilen Verkrustungen und Beläge auf, insbesondere dann, wenn diese Teile mit Säure nachbehandelt werden, um überschüssiges Alkali zu entfernen. Diese Verkrustungen und Beläge werden von normalen Ent-steinungslösungen nicht angegriffen. Die Entfernung erfolgt praktisch nur mit Flusssäure und ist daher umständlich und nicht problemlos.

Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, 1-Aminoal-kan-l,l-diphosphonsäuren als Inhibitor für Aluminium in alkalischen Lösungen zu verwenden. Hiermit lassen sich gute Ergebnisse erzielen. Aus abwassertechnischen Gründen ist es jedoch erwünscht Verbindungen zu verwenden, deren Phosphor- und Stickstoffgehalt möglichst gering ist.

Es wurde nun gefunden, dass man die bisherige Arbeitsweise zur Inhibierung der Korrosion von Aluminium in alkalischen Lösungen dadurch verbessern kann, indem man als Inhibitor 2-Phosphonobutan-l,2,4-tricarbonsäure oder deren wasserlösliche Salze verwendet. Als wasserlösliche Salze können dabei insbesondere die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze Anwendung finden.

2-Phosphono-butan-l,2,4-tricarbonsäure ist besonders bei relativ geringer Inhibitorkonzentration wirksam. Demgemäss werden den alkalischen Lösungen Mengen von insbesondere 0,05-0,4 g/1, vorzugsweise 0,08-0,2 g/1, zugesetzt. Verwendet man statt dessen gleich grosse Mengen Alkalisilikat, so ist die Inhibierung völlig unzureichend. 2-Phosphono-butan-1,2,4-tri-carbonsäure bzw. deren wasserlösliche Salze nehmen offensichtlich bezüglich der Inhibierung eine Sonderstellung ein, denn mit ähnlichen Verbindungen wie beispielsweise a-Phos-phonopropionsäure oder l,2-Diphosphonoäthan-l,2-dicarbon-säuredihydrat werden wesentlich schlechtere Ergebnisse erhalten.

Die beschriebenen Inhibitoren sind hervorragend wirksam in Alkalicarbonatlösungen wie insbesondere Sodalösungen und besitzen eine recht gute Wirksamkeit auch in Lösungen, die Natrium- oder Kaliumhydroxid enthalten. Durch die Verwendung der beschriebenen Inhibitoren wird eine Verlangsamung des Angriffs von Alkalilösungen auf Aluminium - und damit Steuerung des Abtrags - in dem für die Praxis besonders geeigneten Umfange erzielt.

Gleichzeitig wird die Bildung von Belägen und Verkrustungen, die bei den bisher verwendeten Alkalisilikatinhibitoren zu

Schwierigkeiten geführt haben, vermieden. Auf die abwassertechnischen Vorteile ist bereits eingangs hingewiesen worden.

Beispiel s Es wurden Lösungen hergestellt, die j eweils 10 g/1 wasserfreies Natriumcarbonat bzw. Natriumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid und die in der Tabelle angegebene Menge an 2-Phospho-nobutan-l,2,4-tricarbonsäure enthielten. Jeweils 1 dm2 grosse entfettete und gewogene Bleche aus 99,7%igem Aluminium mit io einer Stärke von 1 mm wurden bei 50 °C 60 Minuten lang der Einwirkung dieser Lösungen ausgesetzt. Danach wurden die Bleche gespült, getrocknet und gewogen, um den Abtrag an Aluminium zu ermitteln.

Zum Vergleich wurden Aluminiumbleche unter den glei-15 chen Bedingungen mit Lösungen behandelt, die neben 10 g/1 wasserfreiem Natriumcarbonat und Natriumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid a) keinen Inhibitor b) a-Phosphonopropionsäure

20 c) Hydroxypropandiphosphonsäure d) 1,2-Diphosphonoäthan-l ,2-dicarbonsäuredihydrat in den jeweils angegebenen Mengen (Spalte 1) enthielten.

Die erzielten Ergebnisse sind in Tbelle 1-3 wiedergegeben. Der in Spalte 2 angeführte Schutzwert S wurde nach der For-25 mei

Abtrag mit Inhibitor ^ inn S/°-(1 Abtrag ohne Inhibitor ' ' 1UÜ

errechnet.

30 Um bei einer Natriumcarbonatkonzentration von 10 g/1 mit Natriumsilikat einen Schutzwert von 98-100% zu erzielen, muss im übrigen eine Inhibitorkonzentration von 400-500 mg/1 vorhanden sein. Bei Natriumhydroxid sind Mengen von 11-12 g/1 und bei Kaliumhydroxid 9-10 g/1 notwendig.

35

50

Tabelle 1

Korrosion von Aluminium in Natriumcarbonatlösung (10 g/1) bei 50 °C

60

Inhibitor

Menge in

Schutzwert [S]

mg/1

%

a) ohne

0

0

b) a-Phosphonopropionsäure

100

8

150

13

300

35

c) Hydroxypropandi

100

93

phosphonsäure

150

95

300

92

d) l,2-Diphosphonoäthan-l,2-

100

54

dicarbonsäure-dihydrat

150

62

300

62

2-Phosphono-butan-1,2,4-tri-

• 80

100

carbonsäure

100

100

150

100

300

100

3

630120

Tabelle 2

Korrosion von Aluminium in Natriumhydroxidlösung (10 g/1) bei 50 °C

Tabelle 3

Korrosion von Aluminium in KOH-Lösung (10 g/1) bei 50 °C

Inhibitor

Inhibitor

Menge in Schutzwert [S]

Menge in mg/1

Schutzwert [S]

%

mg/1

%

3

a)

ohne

0

0

a)

ohne

0

0

b)

a-Phosphonopropionsäure

100

41

b)

a-Phosphonopropionsäure

100

34

150

48

150

47

10

c)

300

71

300

69

Hydroxypropandi-

100

71

c)

Hydroxypropandi-

100

15

phosphonsäure

150

78

phosphonsäure

150

85

300

87

300

89

d)

1,2-Diphosphonoäthan-l ,2-

100

35

d)

1,2-Diphosphonoäthan-l ,2-

100

14

15

dicarbonsäuredihydrat

150

53

dicarbonsäuredihydrat

150

26

300

42

300

35

2-Phosphono-butan-1,2,4-tri-100

98

2-Phosphonobutan-l,2,4-tri- 100

98

carbonsäure

150

99

carbonsäure

150 300

98

99

20

300

99

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