IT8123630A1 - Procedimento e agente per passivare superfici di ferro e di acciaio - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione avente per titolo :

-"Procedimento e -agente-per-passivare supertici-didi

f erro e/acciaio-"

Riassunto

Le superfici metalliche vengono trattate con soluzioni acquose^llo 0,5 fino a 5 % in Jpeso (pH da 7,5 a 10,5), nelle quali ? contenuta una combinazione di sostanze inibitrici di corrosiome, che ? limpidamente solubile in acqua ed esercita un' azione sinergica Questa combinazione si compo-"ne di :

a) ima o pi? mono-n-o -iso-alchilammidi dell'acido maleico con 6 fino a 14, preferibilmente con 8 fino a 10 atomi di 0,

b) una o pi? alcanolammine, preferibilmente mono-, di- e,o trietanolammina, e

c) acidi fpsfonici complessanti, preferibilmente acido 1-idrossialchil-1,1-difosfonico, acido 1-minoalchil-1,1-difosfonico, acido fosfonocarbosisilico e,o un acido fosfonico avente la formula:

CH2 PO5H2

R - CH2 - N-A

^ CH2._-_R

CH^-PO.,!

2- -R = PO^H^ oppure -CCHo)0 /( - CH^ - N

^CH2 - R

Acidi fosforici preferiti sono: acida

1-idrossietan-1 ,1-difosfonico, acido -2-fosfonobutai-1,2,4-tricarbossilico e,o acido nitrilotrimetilenfc

? sfonico.

Il rapporto ponderale a : b nelle se

luzioni ammonta a 1 : 0,3 fino a 1 : 10, mentre que1-lo a : c ammonta a 1 : 0,01 fino a 1 : 0,5 . Le so

luzioni possono anche contenere tensioattivi, prefJ-1ribilmente tensioattivi non ionogeni in piccole quantit?, e inoltre strutturanti, preferibilmente fosfa

? ti e,o borati.

La protezione dalla corrosione?

raggiunta con le soluzioni rivendicate, supera quel

la degli agenti di passivazione finora impiegati.

Descrizione

L?invenzione ha per oggetto un procedipento e agenti per passivare superfici di ferro e

jdi acciaio per via chimica con l'ausilio di soluzio

pi acquose, che hanno una reazione debolmente alca-r

lina e contengono una combinazione di determinate

sostanze inibitrici di corrosione.&

. T

Spesso, per evitare indesiderati

fenomeni di corrosione,-? necessario passivare superfici.di ferro e di acciaio- Ci? avviene ad esempiodurante_o dopo operazioni di pulitura, durante una lavorazione dei metalli o durante una temporanea conservazione precedente^ad una successiva lavorazione dei metalli^ Agenti di passivazione vengono an-r che impiegati come additivi ad esempio in bagni per prove^idrauliche , acque di spegnimento, ad esempio nella tempra a induzione, circuiti di raffreddamento, ad esempio in banchi per la prova di motori, ed anche come liquidi idraulici._

_ Si con?sce una serie di metodi per la passivazione- Questa pu? venire eseguita ad esempio con oli^grassi od anche con corrispondenti __ emulsioni di materie artificiali, nel quale caso si formano per? spessp strati indesiderati. Incolti casi ? perci? opportuno che le superficimetalliche vengano passivate con soluzioni acquose, che contea tengono adeguati additivi chimici. Tali agenti di passivazione, che inibiscono la corrosione di superfici di ferro, sono ad esempio nitriti alcalini, cromati alcalini, saponi, benz?ati e aleanoImmurine?

IPer la passivazione di superfici di ferro e di accia-SO v

io/no gi? state impiegate anche monoisoalchilammidi iell1acido maleico.

Sorprendentemente si ? trovato ora che nei confronti della protezione dalla corrosione si verifica una forte azione sinergica, se si adotta il procedimento descritto nel seguito per la issivazione di superfici di ferro e di acciaio per t ?la chimica con l'ausilio di soluzioni acquose, che hanno una reazione alcalina e contengono una combinazione di determinate sostanze inibitrici di corrp?-sione. -II nuovo procedimento caratterizzato dal fatto che le superfici

gono trattate con s.oluzioni allo 0,5 fino a 5 percento in peso, il cui pH ? compreso fra 7,5 e 10,5 e le quali contengono una combinazione, limpidamente solubile in acqua, che si compone di

a) una o pi? monoalchilammidi dell'acido maleico, b) una o pi? alcanolammine,

c) uno o pi? acidi fosfonici, che hanno propriet? complessanti ,

laddove il rapporto ponderale fra monoalchilaminide dell'acido maleico e alcanolammina ammonta a 1 : 0,3 fino a 1 : 10 e il rapporto ponderale fra monoalchilammide dell'acido maleico e acido fosforico am? monta al : 0,01 fino a 1 : 0,5.

Quali monoalchilammidi dell'acido maleico si possono usare sia ammidi con radicali alchilici lineari,_ sia ammidi con radicali alchi' lici ramificati, con 6 fino a 14 atomi di carbonio preferibilmente con 8 fino a 10 atomi di carbonio.

Quali alcanolammine adatte si posso no usare composti a catena corta, come mono die triisopropanolammina, n-propanolammina, N, N!, N'-tetracis-(2-idrossietil)-etilendiammina pref e di

ribilmente mono-,/e trietanolammina, specialmente in miscuglio.

Quali acidi fosfonici c

adatti sono da citare.:

acidi 1-idrossi-alchil-1,1-difosfonici , acidi 1-am-? B?inoalcbil-1,1-difosfonici, acidi fosfonocarbossilici, come specialmente'acido 2-fosfono-1,2,4-tricarbossilico e,o acidi fosfonici aventi la formula generale:

H

2.

R CH. N

CH2- E

cul-5?=E03? li = PO,H oppure ? >Q^-? ?

CH r=R Si sono dimostrati particolarmen? te -Utili,acido .t-idrossietan-1_,A-difosfonico^._acido. 2-fo.sfonob-Ut.an-.1..,.2.v4j=t.ricarb.o.ssilice e~ac?do_nitrio.t.rimetilenf.o.sfonico.,. Per_i1_resto-r-gli?acidi?fo sfonici?po.ssono-_anchenvienire?usati..nel1a_f.0nna-di s.ali-alcalini?0?sali?alcano!ammirici.._ All.e-ri.sp-e-tt[i=. v_e soluzioni si_possono per??anche-aggiungere -gli_ acidi_fosfonici_lib.eri-._ In _questo_c.aso-,^nedian-t-e_ -un.._ec.cesso_.di...al.c.ano.1ammira ..nella .soluzione.,?.quest ultima .pu??v.enir.e.regolat.a_ad_un_pH._di_7,5?fino.a 10,5-_ __ Uii,-limport.ant.e?caratteristica-delia Combinazi.ojaLe_-Se-Condo 1*intenzione,? dat.a_dal-_rappai& .to?ponderale fra.monoalcM lammide.dell?acido_maleic.o_e_aleano!ammira, il .quale.-de.v_e_.ammontare-a

? .:_J0,-3?fino?a_f3-_:_10_e_q)ref-eribilmente?a_d__:_? fino..a_-d -A.- Rei-procadimento?secondo 1linvenzi ne-, il.rapporto-ponderale-fra monoalcbilammide-dellla ci-do_maleico?e_aci.do_fosforico?ammonia_a-_l? :_D,_0_fl fino?a??_?_0_,_5 e-pr.eferibilment.e_a_1 .:._0_,Jl_fino_a_ _1 :.-0_,_5._ Uni.ulteriore-aument.o_de.illaggi.unt.a_di_aci dO?fosfonic.o_??invero passibile-,?ma_non_pro.du.ee.aggiuntivi..effetti-sinergici._

S.e_il--pH._de.lla soluzione...da 7 ,-5-a_iO_,5--,--adatto per_1.0?svolgimento-del procedimento,?non_viene .gi?...conseguito?p_er._l.'alcalinit? ..del le?sostanze?impiegate,.__all.ora^lo.si .p.u?_rego.1are? con una piccola aggiunta di alcali.

_ _ Il trattamento delle superfici metalliche^ di ferro o di acciaio?pu? venire_e_seguato temper ature elevate fra 30 e 100?C, preferibilmente per? alla temperatura ambiente._ _

_ _ In aggiunta ai componenti gi? citati, gli agenti possono anche contenere ulteriori sostanze^ Si tratta specialmente di tensioattivi, preferibilmente di tensioattivi non ionogeni, che sviluppano poca schiuma. Ci? vale specialmente quan do contemporaneamente con la passivazione si desidera uns pulitura o quando in una stessa fase di lavorazione sjL^vogliono trattare pezzi ingrassati ? parzialmente ingrassati!.

_ _ Quali tensioattivi non ionogeni ccjn poco sviluppo di schiuma sono da citare: i prodotti di addizione di ossido etilenico o propilenico su 'pOlipropilenglicole o poli?tilenglicole, nonch? prodotti!- di addizione di ossido etilenico e,o pro-r pilenico su mono- o polialcoli, mono- o poliammine acidi grassi, ammidi e alchilfenoli con un radical?e alchilico avente preferi "bilmente 8 fino'a 20, spe?1 oralmente 12 fino a 18 atomi di C

Se si impiegano tensioatti, la loro concentrazione nella soluzione acquosa di-passi.vazi.one..(;._compresa-fra 0-,-0^-fi-no ?a-0,3 percento

in peso..

Infine in_pLcuni__..casi,...per r.af.f.o

zare l'effetto di pulitura pu? anche essere convp- ..

?niente che agli agenti secondo 1*inv^nzinne-Vengano

aggiunti cosiddetti strutturanti, che rafforzano .

?dazione dei tensioattivi...Sono,da citare specialmente ortofosfati o fosfati polimerici_e,o.-.borati. Eventualmente. (soluzioni secondo l'invenzione possono anche conteee,n.re conservanti le-/ 1 per impedire una decomposizione_batteriea,

ome'ad 'esempiO__clorofenod?, did^enirlderivat?^-deriv ?ti

_ ..es.aidrotri.azini.ci_e,o, Per.liini.bi.zione-nei-con- --.fronti-di -metalli non ferrosi^ttenzotriazolo^-merc;iP?

to.benzo.triazo1o?e?1igninsol-fonato-, in--quantit? -di

circa 0,05 fino a 0,1 uercento in peso-_

Gli agenti da adoperare contengono

i componenti citati n_ell_e__quantit.?-indi.c.at-e-.?e-lo

si desidera, i rispettivi agenti possono per? .anche.

venire preparati in forma concentrata,-p_er.

poi diluiti, immediatamente prima dell'uso, fino

alla concentrazione citata._

L_a_p.rpte.zipne dalla corrosione,

_ <th? si-ottiene con 1e_so_lu?ioni__secondo_1'invenzipn^,

,__ e notevolmente maggiore della somma delle proprie--_ ;;? delle singole sostanze e supera quella degli agei i_di__passi:vazip.ne finora Impiegati.

Esempi

-Le eccellenti propriet? anticorrosive del procedimento secondo l'invenzione sono state e?aminate nel test di protezione dalla corrosione secondo le norme DIN 51360/2 con trucioli di ghisa GG 30 e con tempi di esposizione di 2 ore.Le soluzioni da provare sono state preparate alla temperature ambiente con acqua avente 20 gradi tedeschi di durezza. Il pH di tutte le soluzioni esaminate era compreso fra 8,5 e 10.,5 ; le soluzioni da provare e quelle di confronto sono state regolate allo ste? so pH. La concentrazione della rispettiva combina-

? zione nelle prove DIN era di 1, 1,5 e'2 %. Nella tabella sono riportate sotto a) le soluzioni di cor? fronto e sotto b) le soluzioni secondo l1invenzioni?-

Combinazioni-1

Mono-n-esilamiai de

! dqll1acido maleicp -dietano1amii'na 3

b) "| ' ! i i if I i

acido-i-idrossjLetan-l,1* 5 0,15 i j difosf?nico I

! , ; ; ! ' i .. I

2. a) M?no-n-ottilammide

d?ll'lacidio mbleico p

W " ! ! i l ? : 0,15

3) ?) Mono-?-etil-esilainmide :<triefeano&ammina

dell'acido maleico

V"l ? i 3 P,25 V" i acido giriminotrimetji1en- 1,2

fosfonico ! o

;4. al)" dietanoilami1iina?j 3

I

O " acido |-id|?ossiletan-1,]1 3 : 0,15

difosfenico

?)" ! acido fosfonobutantri- : 0,15

caibossilico ?

vedi seguito)

ComM ?iazioni (s?gruilto)

a) ?ono-r2-etii-:esilJaimnide monoetanolaTTmina

? dell'acido maleico

;?) ? : ; j ; acido 1-idrossietan-1,1- 3,12

difosf?nicb

6.' |a) Monoin-decilammi'de dietaiio1apmina

dell acido maleiico

Ibi). 3 : 0,15

I

ia) Mono4n-1?tradeci GLannuiide I? 1 I

t^ietanolannnina

dell !acido mkleico !

i

3 : 0,12

.? Sostanze -attive -con ri-ee-t-ta--in--pa-rt-i-po:nderaii 10 monoetanolammina

-40?di-etano1ammina-10 trietanolammina

5 mono-2-etilasilammide dell*acido maleico

2 monodecilaminide dell1acido maleico

7 acido caprilico_

1 acido-'1-?l'drossietan-1,4-cli-fosfonico al 60 % A___acido aimninotrimetilenfosfqnico_al__5_0_J?_

2 tensioattivo non ipnogeno (prodotto di addi-_ zione di ossido etilenico su polieti!englicole) 1 acido fosfonobutantricarbossilico al 50 %

5. Sostanze attive con ricetta in parti ponderali 10 mono-2-etilesilaTmnide dell1acido maleico

50 diteano1ammina

5 acido caprilico

5 acido 1-idrossietan-11-difosfonico al 60 % 2 tensioattivo non ipnogeno (prodotto di addi-j zione di ossido etilenico su polietilenglicole) 10._ Sostanze attive con ricetta in parti ponderali _ 10 acido ?borico_ _ _ _ _ 5 monoetanolammina _

6,6 mono-2-etilesilammide dell'acido maleico 20 dietano1ammina

_5,3_acido_ capriiico

2 acido,d-idrossietan-1>^-diiosfonico

1,-3 tensioattivo non.ionogeno--(-prodotto di addi-

zione di ossido etilenico su polietilengliccooOG

le) -

Prova di corrosione secondo le norme DIN 51360/2

Valutazione dell'arrugginimento in gradi di corrosao-

ne da 0 a 4 :

0 = nessuna corrosione; 4 ? forte corrosione

?ombina- Conoentraziona delle soluzioni esamina ??-' sione

Grado di corrosione dopo 2 ore

1 1,5 _ 2

1.a 4 4 4

; b 5 1 ?

i 2.a 2 1

b 0 0

5.a 2 1 0

_ :w_ _ v?__ " ?l o o

? 1 0 0

4.a 2 1 1 0

o o fi

?1 0

?2 1 0

5.a 1- 2 0

_ ?u_ o 0

I6.a 2-3 2 1

b 1 0 0

nnf Vi J

N b 2 0 0

- - -C8. 1 0 0

ti _ - 0 0 0

10. 2, 0

_ I 0

Rivendicausioni

1-- Procedimento per passivare superfici di ferro e di acciaio con 1*ausilio di soluzioni acquose a reiizione alcalina, che contengono inibitori di corrosione, caratterizzato dal fatto che la superficie metalli? ca viene trattata con soluzioni allo 0,5 fino a 5 per cento in peso, le quali contengono una combina zione. limpidamente solubile iu acqua, che si comnone di

a) una o pi? monoalchilammidi dell?acido maleico, b) una o pi? alcanolammine,

c) uno o pi? acidi fosfonici, che hanno propriet? complessanti,

laddove il rapporto ponderale fra -monoalchilammide dell'acido maleico e alcanolammina ammonta a

1 : 0,3 fino a 1 : 10 e il rapporto ponderale

fra monoalchilemmide dell'acido maleico e acido fosfonico ammonta a 1 : 0,01 fino a 1 : 0,5 e

il pH della soluzione ? compreso fra 7,5 e 10,5?

2.? Procedimento secondilo la rivendicazione 1,

^ .

caratterizzato dal?"?atto che la superficie ,-metal..ica viene trattata cpn una soluzione, che contiene

mono-n- o -isoal?Lli\ammidi dell'acido maleico con

? ????. .

6 fino a 14, preferibilmente con 8 fino a 10 giorni.

/ di carbonio.

5.Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2,

|

caratterizzato dal fatto che la superficie metalli-La viene trattata con una soluzione, che ?ntiene ino:io-, 1di- e,o trietanolammina.

|14.- Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a

5, caratterizzato dal fatto che la superficie metal

-lica viene tra^kta con una soluzione, che come acidp fosfonico contiene acido 1-idrossialchil-1,1-difssft : Lieo, acido 1-animinoalchi1-1,1-difosfonico, acido fosfonocarbossilico e,o un acido fosfonico avente

? ?la formula

.c?P0 A

H - CH? - N

^ CH0 - R

in cui CH^PO^H^

y t ^ cC

E ? P0>?HCo oppure -(CH c0)nW?*?T -- CHC0.-R^

0H?o - B

5?- Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a

4, caratterizzato dal fatto che la superficie meta]

lica viene trattata con una soluzione, che come acidi fosfonico contiene acido 1-idroeeietan-l,1-difo?* sfonico, acido 2-fosfonobutan-1,2,4?tricarbossiliccI

e,o acido nitrilotrimetilenfosfonico.

6.- Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a

5, caratterizzato dal fatto che la superficie meta.

- lica viene trattata con una soluzione, nella qual# il raonorto ponderale fra monoalchilammide dell1acido maleico e alcanolammine ammonta a 1 : 1 fino a 1 : 4.

7?- Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 fL 6, caratterizzato dal fatto che la superficie metlllica viene trattata con una soluzione, nella quali! il rapporto fra monoalchilemmide dell*acido maleic?O e acido fosfonico ammonta a ,~/1 : 0,1 fino a 1 : 0,5.

8.- Procedimento secondo le ^rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che la superficie metallica viene trattata con una soluzione, che ilL aggiunta contiene tensioattivi, preferibilmente tensioattivi non ionogeni, in quantit? di 0,005 fi no a 0,5 % , riferito alla soluzione acquosa.

9?- Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che la superficie m<!? tallica viene trattata con una soluzione, che in aggiunta contiene strutturanti, preferibilmente fosfati e,o borati, in quantit? di 0,2 fino a 2 % riferito alla soluzione acquosa.

10/- Agente per passivare superfi?i di ferro e d: acciaio sulla base di soluzioni a reazione alcalina, che contengono inibitori di corrosione acquos: caratteriizzato dal fatto che queste soluz.ioni contengono una combinazione, limpidemente solubi1e in acqua, che si compone di

a) una o pi? monoalohilaminidi dell1acido maleico. b) una o pi? alcanolanimine,

c) uno o pi? acidi fosfonici, che hanno propriet? complessanti,

in-quantit??totali?di?0,^-fino-a 5 percento -in pe soi-laddove???rapporto-ponderale-fra mono?lchi-l-ammi de-dell-iacido maleico-e-alcano1arnmina?emmonta-a A? 0|>,??ino-a-4? 10-e-i-1?rapport?ponderale?fra monoalchilammide-delllacido^maleico _ e?acido-fosfo nic_0L_ammont.a_a_1? 0^0i|fino-_a_0.,_5_-e-il-pH-delle-so luzioni ?_compreso-fra_7-,^-e?10,5?- ? _1i..-? Agente-secondo_la-rivendicazione?1-0-,?caratte? rizzato_dal--fat-to che esso contiene-mono-n-~o?iso-aljcM lammidi delU acido-maleico?con-6-fino-a-14,?pre|-feribilmente con 8 fino a 1.0?atomi?di-carbonio._ L* ?? Agente?secondo?1e?rivendicazioni 10..e-_11,?ca? ratterizzat.O?dal-fat.to_che_esso?contiene-mono-*-di?? e.,_o_tri/t.anolammina._-.

Agente-Secondo^le-rivendicazioni-da-1.0?a-12-, caratte rizzat_o._dal-fatto che-come acido-fosfonico .esso contiene-acido_J-ldrossialchil-1,/Udifosfonico-,-acido_1-amminoalchi1-1 ,1-dif.osfonico acido_fosfon?=-c.arbossilico,_evo un acido fosforico avente_la_ fprmula ?TIpn t*

y 2 52

pAL -T ??? - XNl

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CH^ - E

ti

11InnIX ?w1H1A?

Pft TT / 2 P?3? R - K> JXHa,, oppure -(GHC^L)Vp ?H?-- 0HcoL-- ??

- R

14,-: Agente secondo le rivendicazioni da 10 a 13, caratterizzato dal fatto che come acidi fosforici esso contiene acido 1-idrossietan-1,1-dii?osfonico, acido 2-fosfonobutan-1,2,4-tricarbossilico e,o

acido nitrilotrimetilenfosfonico^

15?- Agente secondo le rivendicazioni da 10 a 14, caratterizzato dal fatto che il rapporto ponderale fra monoalchilammide dell'acido maleico e alcanolcmmine ammonta a 1 : 1 fino a 1 : 4.

16.- Agente secondo le rivendicazioni da 10 a 15, caratterizzato dal fatto che il rapporto ponderale fra monoalchi1ammide dell'acido maleico e acido fosforico ammonta a 1 : 0,1 fino a 1 : 0,5.

17.- Agente secondo le rivendicazioni da 10 a 16,V

-caratterizzato dal fatto che in aggiunta esso contiene tensioattivi, preferibilmente tensioattivi

non ionogeni, in quantit? di 0,005 fino a 0,3 riferito alla soluzione acquosa*

~ Ve fi?'?CU\C0 I _ ./*>,

18.- Affante secondo le rivendicazioni da 10 a 17, caratterizzato dal fatto che in aggiunta esso contiene strutturanti, preferibilmente fosfati e,o bo? rati, in auantit? di 0,2 fino a 2 %, riferito alla soluzione acquosa.