IT8223902A1 - Additivi anti-corrosione per liquidi acquosi per la lavorazione di metalli e procedimento per la loro preparazione - Google Patents

Additivi anti-corrosione per liquidi acquosi per la lavorazione di metalli e procedimento per la loro preparazione

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IT8223902A1
IT8223902A1 ITMI1982A023902A IT2390282A IT8223902A1 IT 8223902 A1 IT8223902 A1 IT 8223902A1 IT MI1982A023902 A ITMI1982A023902 A IT MI1982A023902A IT 2390282 A IT2390282 A IT 2390282A IT 8223902 A1 IT8223902 A1 IT 8223902A1
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Description

"ADDITIVI ANTI?CORROSIONE PER LIQUIDI ACQUOSI PER
LA LAVORAZIONE DI METALLI E PROCEDIMENTO PER LA LORO PREPARAZIONE"
RIASSUNTO
L'invenzione concerne nuovi composti particolarmente adatti quali additivi ad azione anticorrosiva per liquidi acquosi utili per la pulitura di metalli e, in particolare come agenti di protezione contro la corrosione per liquidi acquosi, privi di olii, adatti alila lavorazione di metalli, soprattutto se particolarmente soggetti alla corrosione# I composti dell*invenzione corrispondono alla formula
GREG0RJ
N - (C H,
MO-C
L'invenzione concerne , inoltre, un procedimento per la loro preparazione?
DESCRIZIONE DELL 1INVENZIONE /
La presente invenzione riguarda dei composti particolarmente adatti per l'impiego quali additivi per la protezione contro la corrosione per liquidi acquosi per la lavorazione di metalli?
La presente invenzione riguarda, inoltre, un procedimento per la preparazione di tali composti ad azione anti-corrosiva?
La presente invenzione riguarda, infine, liquidi acquosi, privi di olii, adatti alla lavorazione di metalli, soprattutto di metalli particolarmente soggetti a corrosione?
Nel caso di processi ad asportazione di truciolo nella lavorazione di metalli, come per esempio trapanatura, tornitura, fresatura, brocciatura e simili, e anche nel caso di defoxmazioni di metalli senza asportazione di trucioli, spesso vengono impiegate emulsioni acquose di olii minerali, oppure, recen
3 Ing. C GREG?RJ
temente, in misura maggiore, vengono impiegati lubrificanti acquosi a freddo, privi di olii? Nel caso di questi lubrificanti a freddo privi di olii si tratta essenzialmente di combinazioni di sali di acidi organici, per esempio dell'acido para-terz.--butil-benzoico, oppure dell'acido isononanoico con prodotti di poliaddizione, idrosolubili, ottenuti da etilenossido e da propilenossido e/o butilenossido/ con composti dotati di atomi di idrogeno attivi? Inconvenienti noti che si hanno nell'impiego delle emulsioni acquose di olii minerali come liquidi di raffreddamento nella lavorazione di metalli, sono la tendenza ad un effetto di scrematura, in particolare a causa di influssi termici, a causa della variazione dell'intervallo di pH oppure a causa di un cambiamento del carico di elettroliti? Conseguentemente si verifica una variazione nella composizione e nell'attivit? della emulsione per cui dopo un certo tempo 1,'emulsione circolata non ? pi? in grado di esplicare la necessaria attivit? anticorrosiva n? la necessaria attivit? lubrificante. Uh ulteriore inconveniente delle emulsioni di olio minerale ? costituito dal fatto che la loro lattiginosit? rende difficoltosa l'osservazione del processo di lavorazione
4 Ing. U GREGQRJ
Alcuni di questi inconvenienti insiti nelle emul sioni di olii minerali, non si verificano con i lubrificanti acquosi a freddo, privi di olii, attualmente inq>iegati*
Tuttavia, gli additivi anti-corrosione utilizzati per questi lubrificanti acquosi a freddo, privi di olii, ossia i suddetti sali degli acidi organici, presentano ancora sempre il notevole inconveniente,/ di una insufficiente resistenza all'acqua dura e di una insufficiente protezione contro la corrosione* Si ha una insufficiente azione di protezione contro la corrosione, anche nel caso in cui i suddetti sali degli acidi organici vengono eliminati per precipitazione/ in seguito all'azione degli ioni che conferiscono durezza all'acqua/con conseguente svantaggioso spostamento della miscela costituita da mezzi di protezione contro la corrosione e lubrificante,presenti nella soluzione di lubrificanti a freddo* Di conseguenza pu? verificarsi una notevole corrosione durante il processo di lavorazione, sia dell'utensile, che anche del pezzo in lavorazione* Si sono ora trovati nuovi composti particolacela
mente adatti come additivi per/protezione contro la corrosione da usare in liquidi acquosi, per esempio per la pulitura di metalli, in particolare, come
Ing. C. GREG?RJ
agenti di protezione contro la corrosione per la produzione di liquidi acquosi, privi di olii, adatti alla lavorazione di metalli.
I composti .anti-corrosivi della presente invenzione corrispondono alla seguente formula (i)
R R 0
X C - N - (C H_ N ) - C
' n 2n 'm
,3/ -R~ (I)
C-R MO-C
X
in cui R rappresenta idrogeno oppure idro ssimetile, R rappresenta un gruppo mono(C2-C^)-alchilamminico, ini gruppo di? (C^?C,_)alchilamminico, un gruppo
mono- (C2-C^)idros sialchilamminico oppure un gruppo di- (c?-C^)-idrossial chilamminico, /"in cui 1*atomo di azoto ? legato direttamente con l?atomo di carbonio/,
2
R rappresenta idrogeno oppure idrossimetile,
3
R rappresenta un gruppo di formula:
oppure
CH2-,
n rappresenta 2 oppure 3, m rappresenta un numero compreso fra 1 e 4 ed M rappresenta mono-, di? oppur
6 ?ng. GREG?RJ
re tri?etano1ammonio oppure rappresenta iso?propano-
*
1 ammonio?
Si preferiscono quei composti aventi la formula (I), di cui sopra, in cui R rappresenta un gruppo di-(C2-C5)-idrossialchilamminico, in particolare idrossietilammina, e R rappresenta un gruppo di formula:
unii
oppure CH-I composti di formula I si ottengono, facendo reagire 1 mole di una poilamina di formula
_2
R R
i (II) HK?<cn? n M)mH
con 1 mole di una di-(C.,-C: )-alchilammana, oppure 1 5
di una di-(c2?C,_)?idrossialchilammina e con 2 moli di anidride di formula:
0
ti
(III)
eventualmente sottoponendo a metilolazione il prodotto di reazione con formaldeide e neutralizzando il composto di formula (i) ? che si presenta nella foima dell?acido libero - con una monoetanolammina.
Ing. GR?GOW
con una dietanolamraina oppure con una trietanolammina, oppure con iso-propanolammina?
In particolare, si procede introducendo la polianunina e la monoaramina, nei rapporti quantitativi indicati sopra, in un recipiente di reazione e riscaldando ad una temperatura di circa 20 - 150?Cf preferibilmente di 80 - 100?C? La presenza di un solvente organico inerte, ? possibile, ma non.? assolutamente necessaria? Si pu? effettuare la reazione anche senza solvente, nella massa fusa. Successivamente, alla temperatura di reazione indicata, si aggiunge lentamente nel corso di 2 ore la quantit? di anidride sopra indicata, e la temperatura di rearzione sale cosi a circa 120 - 140?C? Invece dell* anidride, in molti casi, si possono impiegare con successo anche i corrispondenti acidi liberi? L?acqua di reazione formatasi pu?1 rimanere nel recipiente di reazione; si ottiene cos? l'ammide di formula (I), in cui R rappresenta il gruppo di-alchilamminico, oppure rappresenta il gruppo di-idrossi? -alchilamminico ?
Se, nel corso della reazione, si distilla 1* acqua, si ottengono i composti di formula:
Ino. C GREG?RJ
N-(C H,
n 2n
MO-C
Se si desidera ottenere un composto di formula (l) nel quale rappresenta idrossimetile, si,, pu?? fare reagire il prodotto di reazione, prima della neutralizzazione, secondo metodi noti, con formaldeide oppure con composti che cedono formaldeide? Si pu?* effettuare questa metilolazione in modo completo oppure soltanto parzialmente, ed in quest ?ultimo caso si ottiene una miscela dei composti con R,,rappresenta idrogeno oppure idrossimetile Terminata la reazione, prima del raffreddamento, si aggiunge ancora acqua, almeno 3 moli, per ogni mole di p?liammina, e si lascia raffreddare? Si ottiene cosi il composto di formula (i) nella forma dell*acido libero? Prima dell'impiego, si regola il pH al valore di 8-10, preferibilmente 9, mediante aggiunta di monoetanolammina, dietanolammina oppure trietanolammina, o, anche, mediante aggiunta di iso-propanolammina.
Gli esempi che seguono servono a meglio illu
Jnq. C GREGGI*
strare la preparazione dei composti della presente invenzione ed il loro impiego come anticorrosivi? Esempio 1
In un pallone si introducono 103 g di dietilentriammina (1 mole) e 61 g di monoetanolamraina (1 mole), si riscalda ad una temperatura di 120 - 140eC e, a questa temperatura, si aggiungono durante circa 4 ore, in piccole porzioni, 296 g di anidride dell'acido ftalico (2 moli)? A questa temperatura si aggiungono ancora 162 g di acqua, si mantiene la miscela di reazione per 1 ora a 80?C e si aggiungono quindi 0,26 g di fozmaldeide (0,14 moli) sotto forma di soluzione al 30% e si sottopone ad agitazione ancora per 1 ora?
Il prodotto cosi ottenuto si presenta sotto forma di un liquido solubile in acqua? Si diluisce questo prodotto con monoetanolammina, con dietanolammina oppure con trietanolaramina fino ad un contenuto del 50% e si ottiene cosi un anticorrosivo per lubrificanti a freddo molto efficace.
Esempio 2
Si procede come indicato nell'esempio 1, per? si distilla l'acqua di reazione che si forma all1 atto dell'aggiunta dell'anidride dell'acido ftalico? Si ottiene un prodotto che, nella sua struttura,
(? ? Ing. C GREG?RJ
corrisponde all *immido-derivato di formilia 1, adatto anch?esso come anticorrosivo per lubrificanti a freddo, dopo diluizione con un*alcanolammina* Esempio 3
A 51 g di dietilentriammina ed a 31 g di monoetanolammina si aggiungono 98 g di anidride dell'acido maleico e si riscalda a 130?C fino a completa soluzione? A questa temperatura si aggiungono 160 g di acqua e 14 g di formaldeide (al 30/0 e si sottopone la miscela di reazione ad agitazione per 1 ora? Il prodotto cosi ottenuto si presenta sotto forma di un liquido giallo, solubile in acqua? Se si diluisce con una alcanolammina, si ottiene da esso un anticorrosivo per lubrificanti a freddo, molto efficace?
Esempio 4
A 52 g di dietilentriammina (0,5 moli) e 31 g (0,5 moli) di monoetanolammina si aggiungono 74 g (0,5 moli) di anidride dell'acido ftalico e si riscalda a 90?C? Si aggiungono, quindi, 58 g (0,5 moli) di anidride dell'acido maleico e si riscalda ulteriormente a 120?C? A questa temperatura si aggiungono ancora 70 g di acqua e si f?, quindi, reagire la miscela per 30 minuti.
Si ottiene un prodotto solubile in acqua che.
- il - Ing. C. GREGORJ
diluito con un'alcanolammina, costituisce un anticorrosivo per lubrificanti a freddo molto efficace? Esempio 5
A 103 g di dietilentraimmina (1 mole) e 61 g di monoetanolammina (1 mole) si aggiungono 236 g di acido succinico (2 moli) e si riscalda a 140-150?C. Si mantiene la miscela di reazione per 5 ore a questa temperatura eliminando cosi 3-3,5 moli di acqua, per distili azione. Alla medesima temperatura si aggiungono quindi ancora 98 g di acqua (7 moli) e si lascia per 1 ora a 80eC? Si aggiungono ancora 18,3 g di monoetanolammina (0,3 moli)? Si ottiene un anticorrosivo liquido facilmente miscibile con acqua per lubrificanti a freddo?
Esempio 6
A 30 g di etilendiammina e 31 g di monoetanolammina si aggiungono 110 g di anidride dell'acido ftalico e si riscalda a 120?C? Per completare la dissoluzione, si fa aumentare la temperatura a 13O-140?C e si aggiungono quindi 30 g di monoetanolammina e 60 g di acqua? Si ottiene un anticorrosivo liquido, giallo, facilmente miscibile con acqua per lubrificanti a freddo?
ESEMPI APPLICATIVI
I nuovi composti di formula 1 vengono impiegarti preferibilmente come mezzi di protezione contro
,f|9? C GREGGIO
la corrosione in liquidi acquosi e nella produzione di liquidi acquosi, privi di olii per la lavorazione di metalli. Detti liquidi acquosi privi di olii, vengono impiegati principalmente, per processi di lavorazione di metalli senza asportazione di truciolo e per processi di lavorazione ad asportazione di truciolo, in particolare per la lavorazione del ferro oppure per la lavorazione di metalli contenenti ferro. Con l'impiego dei composti della presente invenzione, si evitano gli inconvenienti che si riscontrano con l'impiego delle emulsioni di olii minerali ed anche dei lubrificanti a freddo acquosi, privi di olii, di cui si ? riferito sopra. Un vantaggio essenziale dei lubrificanti a freddo acquosi, privi di olii, prodotti impiegando i nuovi composti di formula (l) della presente invenzione consiste nella superiore azione di protezione contro la corrosione di questi nuovi prodotti rispetto ai lubrificanti della tecnica anteriore. I lubrificanti acquosi a freddo, privi di olii, prodotti con l'impiego dei nuovi prodotti di formula (i) della presente invenzione sono impiegabili in un settore di applicazione molto ampio. I lubrificanti della presente invenzione conservano una elevata stabilit? ed una elevata attivit? nel corso del loro impiego. I com
Ing. C GREG?RJ posti di formula (i) della presente invenzione esplicano una azione anticorrosiva talmente efficace che un contenuto in peso compreso tra circa lo 0,5% ed il 5,0% ? sufficiente a conferire ai lubrificanti acquosi a freddo, privi di olii, la richiesta azione protettrice contro la corrosione, anche nel caso di superfi ci di metalli particolarmente soggetti alla corrosione? La concentrazione di impiego preferita per i composti di formula (i) della presente invenzione nei lubrificanti acquosi a freddo, privi di olii, ? compresa fra 1% e 2.% in peso.
I vantaggi offerti dai composti di formula (i) della presente invenzione rispetto agli anticorrosivi idrosolubili noti, come per esenq>io i sali di alcanolammina dell'acido isononanoico oppure dell'acido para-terz.-butil benzoico sono rilevabili dai risultati di prove di confronto, riportati nella Tabella seguente? In queste prove si sono confrontati tra di loro la solubilit?, il comportamento alla formazione di schiuma e le propriet? di protezione contro la corrosione dei prodotti indicati? Per la determinazione della solubilit?, si ? preso in considerazione l'aspetto di una soluzione acquosa al 3% dopo 24 ore di riposo? La prova del comportamento alla formazione di schiuma ? stata effettuata secon
- iq - ,?9? C GREGQftJ
do la norma DIN 53902. Le prove di corrosione sono state effettuate secondo la norma DIN 51360 fascicolo 1 e fascicolo 2.
Per il confronto, si ? effettuato l*esame tenendo presente i seguenti rapporti molari:
A) 22% in peso di acido isononanoico
63% in peso di trietanolammina
15% in peso di acqua / B) 25% in peso di acido p-terz.-butilbenzoico 60% in peso di trietanolammina
15% in peso di acqua
c) 35% in peso di prodotto secondo l'esempio 1
della presente invenzione
50% in peso di trietanolammina
15% in peso di acqua
D) 35% in peso di prodotto secondo l'esenpio 3
della presente invenzione
50% in peso di trietanolammina
15% in peso di acqua
E) 35% in peso di prodotto secondo l'esempio 2
della presente invenzione
50% in peso di trietanolammina
15% in peso di acqua
Solubilit?
Soluzione acquosa al 3%
In acqua distillata
a) dopo miscelazione limpida limpida limpida limpida limpida
b) dopo 24 ore limpida limpida limpida limpida limpida
in acqua di rubinetto a 20? dH
a) dopo miscelazione limpida limpida limpida limpida limpida
b) dopo 24 ore torbida crist? limpida limpida limpida
sedimento sedimento
Comportamento alla formazione di
schiuma
DIN 53902 schiuma schiuma nessuna nessuna nessuna
che si de che si de schiuma schiuma schiuma
compone compone
lentamente lentamente
Protezione contro la corrosione
DIN 51360/1
Soluzione all'io a 20? dH Tracce di Nessuna Tracce di Nessuna Tracce di
(acqua di rubinetto) ruggine ruggine r?ggine ruggine ruggine
Soluzione al 2% in 20? dH Nessuna Nessuna Nessuna Nessuna Nessuna
(acqua di rubinetto) ruggine ruggine ruggine ruggine ruggine
DIN 51360/2
Soluzione al 2% in 20? dH Notevole Notevole Notevole Nessuna Nessuna
(acqua di sintesi) formazione formazione formazione ruggine ruggine
di ruggine di ruggine di ruggine O tu ? 33 Soluzione al 3% in 20? dH Nessuna Nessuna Nessuna Nessuna Nessuna ?? o < (acqua di sintesi) ruggine ruggine ruggine ruggine ruggine ?im
2 - ?b ing. C GREGDRJ
RIVENDICAZIONI
1? Composti di foim ila :
2
R 0
v ; ?
C - N - (C H. N ) - C/
y ' n 2n 'm
R' X R3 (I) ^ C-R1 MO-C
? ?
in cui
R rappresenta idrogeno oppure idrossimetile, R rappre senta IL gruppo mono-(C^?C^)alchi1? amminico. il gruppo di-(c0-C_)alchilamminico, il gruppo mono-(C2~C^)-idrossialchilamminicof oppure il gruppo di-(C2-C,.)idrossialchilamininico /hi cui N ? legato direttamente con c7?
2
R rappresenta idrogeno oppure idrossimetile,
3
R rappresenta iti gruppo di formula:
CH-n
, CH?
oppure 9H0
CH2-n rappresenta 2 oppure 3,
m rappresenta un numero compreso fra 1 e 4,
M rappresenta mono-, di- oppure trietanolammonio oppure rappresenta iso-propanolammonio? 2, Composti secondo la rivendicazione 1, in cui:
fng. C GREG?IU 1
R rappresenta di-(C^-C^)-idrossialchilammina f
in particolare rappresenta di-idrossietilaraminaf e 3
R rappresenta un gruppo di formula:
oppure CH-tl
CH-3? Procedimento per la preparazione dei compodi formula (i)
sti/secondo la rivendicazione 1v caratterizzato dal fatto che si fa reagire 1 mole di una poliammina di formula:
R R
(il)
HN - (C H_ N ) H
' n 2n ym
con 1 mole di di?(C^?C,.)-alchilammina oppure di una di?(C^?C^.)-idrossialchilammina e con 2 moli di una anidride di formula:
0
ti
C
(III)
n
0
eventualmente sottoponendo a metilolazione il prodotto di reazione con formaldeide e neutralizzando il composto di formula 1,che si presenta nella forma dell?acido libero,con una mono-etanolammina, con una dietanollammina oppure con una trietanolammina op

Claims (1)

  1. pure con isopropanolaramina?
    4 Impiego dei composti secondo la rivendicazione 1 come mezzi di protezione contro la corrosione in liquidi acquosi?
    5 Impiego dei composti secondo la rivendicazione 1, come mezzi di protezione contro la corrosione in lubrificanti a freddo in liquidi acquosi?
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