DE10118684C1 - Korrosionsinhibitor für Badewässer, die Natriumchlorid und Magnesiumsulfat enthalten und dessen Verwendung - Google Patents
Korrosionsinhibitor für Badewässer, die Natriumchlorid und Magnesiumsulfat enthalten und dessen VerwendungInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von DOLLAR A a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure, DOLLAR A b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids, DOLLAR A c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid, DOLLAR A d) 0,01 bis 5 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure und DOLLAR A e) Wasser ad 100 Gew.-%.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Korrosionsinhibitor für Badewässer, die
Chloride und Sulfate, insbesondere Natriumchlorid und Magnesiumsulfat, enthalten
und der die Korrosionswirkung solcher Badewässer auf metallische Materialien, wie
insbesondere Stähle (Baustahl) und Messing, mindert und dessen Verwen
dung.
In der jüngsten Vergangenheit rückte "Fit for Fun" in unserer gesundheitsbewußten
Gesellschaft voll in den Freizeittrend. Daher trifft die Zauberformel "Wellness" als
moderner Wortbegriff für Rekreation zur Steigerung der Lebensqualität voll den
herrschenden Zeitgeist. Wellness ist nicht, wie man auf den ersten Blick meinen
könnte, eine neumodische Wortschöpfung, sondern definiert sich bereits seit
Jahrhunderten als ein Zustand vitalen Wohlbefindens. In Amerika hat man diese
Entwicklung aus nicht ganz uneigennützigen Motiven längst in die Geschäftspolitik
mit einbezogen. Um die ständig steigenden Krankenversicherungskosten
zurückzufahren, investiert man dort seit Jahren sehr erfolgreich in die Wellness-
Gesundheitsvorsorge.
Moderne medizinische Erkenntnisse haben bestätigt, daß sich zur Steigerung des
Wohlgefühls salzhaltige Schwimmbadwässer, ob Salzwasser ohne Begleitstoffe,
Meersalz aus dem Roten Meer oder eine Thermal-Natursole, ausgezeichnet eignen.
Der Salzgehalt des Wellness-Bades liegt üblicherweise bei 0,4% (Meerwasser:
3,6 %).
In US-6 032 304 wurde die Zugabe von diversen Alkali- und
Erdalkalimetallhalogeniden und auch -sulfaten beschrieben, um verschiedene
Dichten des Badewassers einzustellen und in Abhängigkeit dessen unterschiedliche
Auftriebe zu erreichen.
JP-09249553 A2 (Derwent-Abstract) berichtet von einem positiven Effekt der
Anwendung von Steinsalz oder Meersalz auf die Haut.
Der Zusatz von Chloriden zu Poolwasser wurde in der Vergangenheit soweit wie
möglich vermieden, da es hierdurch zu chloridinduzierten Korrosionserscheinungen
kommt. Um diese Korrosionserscheinungen, wie zum Beispiel die Lochfraßkorrosion
oder auch die abtragende Korrosion halbwegs kontrollieren zu können, wurde in der
Vergangenheit den Werkstoffen ein genügend hoher Mo-Anteil zugesetzt oder auch
Oxidationsmittel dem Medium Schwimmbad zugesetzt. Bei der Lochfraßkorrosion
handelt es sich um einen partiellen Angriff von Halogeniden, insbesondere
Chloriden. Die Chloride zerstören die Passivschicht der Metalle. Bei der
abtragenden Korrosion handelt es sich um einen gleichmäßigen Oberflächenabtrag
aufgrund des korrosiv wirkenden salzhaltigen Poolwassers. Diese Korrosion zeigt
sich insbesondere durch das Rosten von Baustahl und Messing.
EP-A-0 822 270 offenbart eine Zusammensetzung und deren Verwendung zur
Wasserbehandlung, die eine Phosphonsäure, ein Zinksalz und mindestens ein Salz
von Al, B, Si, GA, Ge, In oder Ti enthält. Die Zusammensetzung mindert die
Korrosivität des Wassers.
DE-A-22 25 645 offenbart ein Verfahren zur Verhinderung von Korrosion und
Steinansatz in wasserführenden Systemen, insbesondere in Kühlwasserkreisläufen,
dadurch gekennzeichnet, dass man dem Wasser eine oder mehrere
Phosphonocarbonsäuren bzw. deren wasserlösliche Salze, sowie gegebenenfalls
weitere Korrosionsinhibitoren, zusetzt.
DE-A-23 35 331 offenbart ein Verfahren zur Korrosionshemmung in wässrigen
Systemen, enthaltend gelöste Calciumsalze, dadurch gekennzeichnet, dass man
einen zumindest schwach-alkalischen pH-Wert aufrechterhält und dem System eine
wasserlösliche Organophosphonsäure, enthaltend eine C-P-Bindung, oder deren
wasserlösliches Salz sowie ein wasserlösliches Orthophosphat zusetzt, wobei das
Verhältnis dieser beiden Komponenten zwischen etwa 0,1 : 20 und 40 : 0,1 liegen soll.
DE-A-17 67 454 offenbart ein Verfahren zum kombinierten Korrosions- und
Versteinungsschutz von Warm- und Heißwassersystemen unter Verwendung von
Komplexierungsmitteln und Inhibitoren, dadurch gekennzeichnet, dass man dem
Wasser neben an sich bekannten Inhibitoren eine Hydroxyalkan-1,1-
diphosphonsäure gegebenenfalls in Form der wasserlöslichen Salze sowie eine
wasserlösliche komplexierende Verbindung, die mindestens eine N-Dimethylen
phosphonsäure- bzw. -phosphonatgruppe enthält, im Molverhältnis von 1 : 3 bis 3 : 1
und in Mengen von 1 mg/l, bis zum 1½-fachen der Menge, die zur vollständigen
Komplexierung der im System befindlichen Härtebildner erforderlich ist, zusetzt.
Chloride lassen sich als Bestandteil von Badewässern allerdings nicht durchgängig
vermeiden. Es sei nur auf natürliche, chloridhaltige Badewässer wie beispielsweise
in Salinen hingewiesen.
Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, einen Korrosionsinhibitor zu finden,
der die durch chlorid- und sulfathaltige Badewässer verursachte Korrosion an
Metallen verhindert.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Korrosionsinhibitor auf Basis
von Phosphaten, Zinkchlorid und Trimethylenphosphonsäure die geforderte
Wirkung zeigt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Korrosionsinhibitor für chlorid- und
sulfathaltige Badewässer, herstellbar durch Abmischen von
- a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure,
- b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids,
- c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid,
- d) 0,01 bis 5 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure, und
- e) Wasser ad 100 Gew.-%.
Phosphorsäure wird im allgemeinen in ihrer konzentrierten Form verwendet, d. h.
85%ig. Vorzugsweise beträgt die Menge an Phosphorsäure zwischen 12 und 25 Gew.-%,
insbesondere zwischen 14 und 16 Gew.-%.
Das Alkalimetallhydroxid ist vorzugsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid. Es kann in
fester Form oder in Form wäßriger Lösungen verwendet werden. Vorzugsweise
beträgt die Menge an Alkalimetallhydroxid zwischen 12 und 18 Gew.-%,
insbesondere zwischen 14 und 16 Gew.-%.
Vorzugsweise beträgt die Menge an Zinkchlorid zwischen 1 und 4 Gew.-%,
insbesondere zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-%.
Trimethylenphosphonsäure wird im allgemeinen in Form einer wäßrigen Lösung
verwendet, die einen Gehalt von etwa 50 Gew.-% aufweist. Vorzugsweise beträgt
die Menge an Trimethylenphosphonsäure zwischen 0,1 und 1 Gew.-%,
insbesondere zwischen 0,15 und 0,4 Gew.-%.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen
Korrosionsinhibitors in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
des Badewassers, zur Inhibierung der Korrosion von Stahl und Messing, welche in
Kontakt mit chlorid- und sulfathaltigen Badewässern stehen.
Ein bedeutender technischer Vorteil des erfindungsgemäßen Korrosionsinhibitors ist
seine Wirksamkeit im fast neutralen pH-Bereich zwischen 7 und 8, insbesondere 7,2
bis 7,6.
Der pH-Wert bei Schwimmbadwasser liegt üblicherweise zwischen 7,2 und 7,6. In
der Fachwelt wurde bisher vergeblich nach einem Korrosionsinhibitor gesucht, der
bei pH-Werten zwischen 7,2 und 7,6 ausreichenden Korrosionsschutz bietet.
Üblicherweise arbeiten die herkömmlichen Inhibitoren bei pH-Werten von größer 9.
Aufgrund dieser Tatsache fanden bisher Korrosionsinhibitoren auf chemischer Basis
zur Korrosionskontrolle bei pH-Werten zwischen 7 und 8 nur eingeschränkte
Verwendung. Der Vorteil dieser Inhibierung liegt im Vergleich zum Stand der
Technik darin, daß sehr geringe Mengen an Korrosionsinhibitor bereits zu einer
wirksamen Minimierung der Korrosionserscheinungen an Stahl, Baustahl und
Messing führen. Aufgrund der sehr geringen Einsatzmengen ist Korrosionsschutz
durch sehr geringe finanzielle Mittel erreichbar.
Ein Badewasser wurde mit 0,05 Gew.-% eines Inhibitors, bestehend aus 67,18 Gew.-%
Wasser, 15,20 Gew.-% 85%iger Phosphorsäure, 15,29 Gew.-% 45%iger
Kalilauge, 2,04 Gew.-% Zinkchlorid und 0,23 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure
versetzt.
Die Bestimmung der abtragenden Korrosion einer wässrigen Salzlösung bestehend
aus Natriumchlorid und Magnesiumsulfat und Inhibitoren an Stahl, Baustahl und
Messing wurde bei Raumtemperatur in einem Glasbehälter mit ca. 20 Liter Inhalt
durchgeführt. Hierbei wurden die Prüfkörper jeweils 7, 14, 21 und 28 Tage der
Prüflösung ausgesetzt und jeweils der Gewichtsunterschied bestimmt und auf eine
Abtragsrate in Gewichtsunterschied vor und nach dem Versuch der Prüfkörper pro
Zeiteinheit und Fläche normiert. Als Einheit ergab sich hier der Abtrag in
mg.cm-2.24 h-1. "Desinfektion" bedeutet, dass ein handelsübliches Desinfektionsmittel
zum Testwasser hinzugefügt wurde.
Claims (6)
1. Korrosionsinhibitor für chlorid- und sulfathaltige Badewässer, herstellbar
durch Abmischen von
- a) 10 bis 40 Gew.-% Phosphorsäure,
- b) 5 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids,
- c) 0,01 bis 10 Gew.-% Zinkchlorid,
- d) 0,01 bis 5 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure, und
- e) Wasser ad 100 Gew.-%.
2. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, enthaltend zwischen 12 und 25 Gew.-
% Phosphorsäure.
3. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1 und/oder 2, enthaltend zwischen 1 und
4 Gew.-% Zinkchlorid.
4. Korrosionsinhibitor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
enthaltend zwischen 0,1 und 1 Gew.-% Trimethylenphosphonsäure.
5. Korrosionsinhibitor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
enthaltend zwischen 12 und 18 Gew.-% Alkalimetallhydroxid.
6. Verwendung eines Korrosionsinhibitors gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5 in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf das
Badewasser, zur Inhibierung der Korrosion von Stahl und Messing, die in
Kontakt mit chlorid- und sulfathaltigen Badewässern stehen.
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