DE3841134A1 - Waessriger reiniger fuer metalloberflaechen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen wäßrigen Reiniger für
Metalloberflächen mit einem pH-Wert größer als 7 sowie
dessen Anwendung im Spritzverfahren.
In der metallverarbeitenden Industrie müssen an vielen
Stellen im Produktionsablauf Metalloberflächen entfettet
und gereinigt werden, so z. B. nach der spanenden
Bearbeitung vor dem Feinmessen oder der Zwischenlagerung
oder vor der Phosphatierung zur Entfernung von
Korrosionsschutzölen oder Schmierstoffen. Zu diesem Zweck
ist es üblich und vorteilhaft, wäßrige Lösungen
einzusetzen, da die ebenfalls verbreitete Reinigung mit
organischen Lösungsmitteln, z. B. Chlorkohlenwasserstoffen,
wegen der damit verbundenen Gesundheits- und
Grundwassergefährdung problematisch ist. Derartige wäßrige
Systeme sind z. B. die sogenannten Neutralreiniger oder
aber alkalische Reiniger. Erstere werden vorzugsweise im
Spritzen, letztere sowohl im Spritzen als im Tauchen
eingesetzt.
Neutralreiniger besitzen bei der üblichen
Anwendungskonzentration einen pH-Wert zwischen etwa 8 und
9,5. Sie enthalten Tenside, meist nichtionogener Art,
sowie Korrosionsinhibitoren, z. B. Alkanolaminsalze
kurzkettiger Fettsäuren mit weniger als 10 C-Atomen. Die
Korrosionsinhibitoren dienen dem Schutz der behandelten
Teile vor Korrosion bei der Reinigungsbehandlung, beim
Trocknen und bei der anschließenden Lagerung
(DE-C-26 14 234, EP-A-99 598).
Alkalische Reiniger mit einem pH-Wert üblicherweise größer
als 8 enthalten Tenside, insbesondere anionenaktiver
und/oder nichtionogener Art, und sogenannte
Gerüstsubstanzen, wie Alkalicarbonate, Silikate,
Phosphate, Borate, Gluconate oder Natrium- oder
Kalium-Hydroxid.
Der auf den zu reinigenden Teilen haftende Schmutz gelangt
bei der Reinigung in den Reiniger. Da dieser aus
Kosten- und Umweltschutzgründen üblicherweise längere Zeit
im Einsatz ist, reichert sich in ihm der abgelöste
Schmutz, meist ölige Verunreinigung, an. Mit zunehmender
Schmutzaufnahme verlieren die Reiniger ihre
Reinigungskraft. Als Abhilfe kann man die Konzentration an
Reinigerchemikalien erhöhen, eine Maßnahme, die jedoch nur
beschränkt Erfolg verspricht. In der Regel muß ein
abgearbeiteter Reiniger geflutet oder ganz bzw. partiell
neu angesetzt werden. Solche Maßnahmen erhöhen nicht nur
die Chemikalienkosten, sondern belasten auch die
betriebliche Abwasseranlage und die Vorfluter in
erheblichem Maße.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen wäßrigen Reiniger für
Metalloberflächen bereitzustellen, der die Nachteile der
bekannten Reiniger nicht aufweist, insbesondere eine
deutlich erhöhte Toleranz gegenüber öligen
Verunreinigungen besitzt, und mithin deutlich länger
eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst, indem der Reiniger der eingangs
genannten Art entsprechend der Erfindung in der Weise
formuliert wird, daß er einen Gehalt an azyklischem
Di- und/oder Oligoazaalkan mit 2 bis 12 Stickstoffatomen
im Molekül, wobei jedes C-Atom an maximal 1 Stickstoffatom
gebunden ist, sowie an von Seife verschiedenem Tensid mit
einer Kohlenstoffzahl größer als 12 aufweist.
Azaalkane sind Verbindungen, bei denen ein oder mehrere
C-Atom(e) des Alkans durch ein N-Atom ersetzt ist bzw.
sind. Der Aza-Name bestimmt sich nach dem ursprünglichen
Alkan. Die vorgestellte Ziffer gibt an, welches der
C-Atome ersetzt worden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
gelangen Reiniger mit maximal 5 Stickstoffatomen im
Molekül zum Einsatz.
Besonders vorteilhaft sind Reiniger mit einem Gehalt an
- - 1,6-Diaminohexan (1,8-Diazaoktan)
- - 1,4-Diaminobutan (1,6-Diazahexan)
- - 3-(2-Aminoethyl)-aminopropylamin
(1,4,8-Triazaoktan) - - N,N′-Bis-(3-aminopropyl)-ethylendiamin
(1,5,8,12-Tetrazadodekan) - - Diethylentriamin (1,4,7-Triazaheptan)
- - Triethylentetramin (1,4,7,10-Tetrazadekan).
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung beträgt der
Gehalt an Azaalkan im Reiniger 0,05 bis 10 g/l. Eine
Konzentration in niedrigerem Bereich ist insbesondere bei
Spritzanwendung, eine solche im höheren Bereich bei
Tauchanwendung von Vorteil.
Wie andere Reiniger enthalten auch die entsprechend der
Erfindung zweckmäßigerweise die üblichen Gerüstsubstanzen.
Als Tenside sind die von anionischer oder nichtionogener
Art bevorzugt.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Reinigers
zeigt sich bei der Anwendung im Spritzen. Im Gegensatz zu
der sonst üblichen höheren Einstellung der
Tensidkonzentration führt der Zusatz der Di- und/oder
Oligoazaalkane nämlich nicht zum verstärkten unerwünschten
Schäumen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele
näher und beispielsweise erläutert.
Zur Versuchsdurchführung dienten Stahlbleche der Qualität
RSt 1405 mit den Abmessungen 105×85×0,7 mm, die durch
- - Dampfentfettung mit 1.1.1-Trichlorethan
- - Abwischen mit einem Baumwollappen
- - Dampfentfettung mit 1.1.1-Trichlorethan
- - 1 min Beizen in 1,0%iger Zitronensäure bei Raumtemperatur im Tauchen
- - 1 min Wasserspülen
- - 0,5 min Nachspülen in Isopropanol
- - Trockenblasen mit Druckluft
- - Beölen mit einem Korrosionsschutzöl
(Rustilo® 845 der Fa. Castrol)
vorbereitet worden waren.
Zur Ermittlung der Qualität des Reinigers wurde die
sogenannte Mindestreinigungszeit (MRZ) bei steigenden
Ölgehalten bestimmt. Die Mindestreinigungszeit ist die
kürzeste Reinigungszeit, die erforderlich ist, um beim
anschließenden Wasserspülen voll (größer als 95% der
Fläche) benetzte Bleche zu erhalten.
Zur Anwendung gelangt ein Reiniger, der
- - 3,6 g/l Na₂HPO4 und
- - 0,4 g/l nichtionogenes Tensid
(Antarox® BL 330 der Fa. GAF)
enthielt und im Spritzen bei 55°C eingesetzt wurde. Zur
Simulierung der in der Praxis üblicherweise ansteigenden
Verschmutzung wurde Korrosionsschutzöl in
unterschiedlichen Mengen in den Reiniger einemulgiert.
Die ermittelten Mindestreinigungszeiten betrugen
Wurden dem vorgenannten Reiniger 0,4 g/l 1,4,8-Triazaoktan
zugegeben, wurden folgende Mindestreinigungszeiten erhalten
Zur Anwendung gelangt ein Reiniger mit einem Gehalt von
- - 5 g/l Na₂HPO₄
- - 1 g/l Na₅P₃O₁₀
- - 0,4 g/l Alkylpolyethylenglykolpolypropylenglykolether
(Propetal® 99 der Fa. Zschimmer & Schwarz).
Die Mindestreinigungszeit bei Spritzanwendung und bei 60°C
betrug
Wurde dem vorgenannten Reiniger, dessen Tensidgehalt auf
0,2 g/l reduziert worden war, 0,2 g/l 1,8-Diazaoktan
zugegeben, ergaben sich folgende Mindestreinigungszeiten
Zur Anwendung gelangt ein sogenannter Neutralreiniger der
Zusammensetzung
- - 5 g/l Diethanolamin
- - 0,8 g/l 2-Ethylhexansäure
- - 0,8 gl Alkylpolyethylenglykolpolypropylenglykolether
(Propetal® 99 der Fa. Zschimmer & Schwarz).
Die Mindestreinigungszeit, die im Spritzen bei 45°C
bestimmt wurde, betrug
Wurde der vorgenannte Neutralreiniger mit 1 g/l
1,5,8,12-Tetraazododekan versetzt, ergaben sich die
nachfolgenden Mindestreinigungszeiten
Zur Anwendung gelangte ein Reiniger der Zusammensetzung
- - 20 g/l NaSiO₃
- - 18 g/l Na₂CO₃
- - 10 g/l NaOH
- - 1,5 g/l Dodecylbenzolsulfonat
(Lutensit® ALBN der Fa. BASF).
Die Mindestreinigungszeiten wurden im Tauchen bei 90°C
bestimmt und betrugen
Nach einem Zusatz von 3 g/l 1,3,7,10-Tetraazadekan zum
vorgenannten Reiniger wurden folgende
Mindestreinigungszeiten erhalten
Sämtlichen Beispielen mit Spritzreinigung ist gemeinsam,
daß Reiniger ohne Zusatz von Azaalkan zu starkem Schäumen
neigten, während die Reiniger mit einem Gehalt an Azaalkan
selbst bei einer Spritzdauer, die erheblich über der
Mindestreinigungszeit lag, keine störende Schaumbildung
zeigten.
Claims (7)
1. Wäßriger Reiniger für Metalloberflächen mit einem
pH-Wert größer als 7, gekennzeichnet durch einen
Gehalt an azyklischem Di- und/oder Oligoazaalkan mit
2 bis 12 Stickstoffatomen im Molekül, wobei jedes
C-Atom an maximal 1 Stickstoffatom gebunden ist, sowie
an von Seife verschiedenem Tensid mit einer Zahl von
Kohlenstoffatomen größer als 12.
2. Wäßriger Reiniger nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen Gehalt an Di- und/oder Oligoazaalkan mit
maximal 5 Stickstoffatomen im Molekül.
3. Wäßriger Reiniger nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch einen Gehalt an
- - 1,6-Diaminohexan (1,8-Diazaoktan)
- - 1,4-Diaminobutan (1,6-Diazahexan)
- - 3-(2-Aminoethyl)-aminopropylamin
(1,4,8-Triazaoktan) - - N,N′-Bis-(3-aminopropyl)-ethylendiamin
(1,5,8,12-Tetrazadodekan) - - Diethylentriamin (1,4,7-Triazaheptan)
- - Triethylentetramin (1,4,7,10-Tetrazadekan).
4. Wäßriger Reiniger nach Anspruch 1, 2 oder 3,
gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,05 bis 10 g/l
Di- und/oder Oligoazaalkan.
5. Wäßriger Reiniger nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen
zusätzlichen Gehalt an Gerüstsubstanz.
6. Wäßriger Reiniger nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt
an anionenaktivem und/oder nichtionogenem Tensid.
7. Anwendung des wäßrigen Reinigers nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 6 im Spritzverfahren.
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