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Beizinhibitor-Zusammensetzungen
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Beizinhibitoren für das Beizen von Metallen mit sauren Lösungen.
Zahlreiche Substanzen wurden schon als Inhibitoren beim Beizen und gegen Korrosion vorgeschlagen.
Man bestimmt das Inhibiervermögen'dieser Substanzen, indem man den Angriff auf das Metall in Gegenwart und in Abwesenheit des Inhibiermittels vergleicht, wobei die übrigen Verfahrensbedingungen gleich sind. Wenn P der Gewichtsverlust des Metalles bei Einwirkung einer Säure ist und P'der Gewichtsverlust desselben Metalles unter den gleichen Bedingungen (Konzentration und Temperatur der Säure, Einwir- kungsdauer usw.) aber unter Zusatz eines Inhibiermittels ist, dann wird das Inhibiervermögen I durch die Formel
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ermögenZur Erleichterung der Handhabung und Lagerung können die inhibierenden Zusammensetzungen nach der Erfindung wie erwähnt unter anderem ein geeignetes organisches Lösungsmittel enthalten.
Als organische Lösungsmittel verwendet man Alkohole, Ketone oder Phenole und vorzugsweise aliphatische oder alicyclische Amine.
Zwecks Herstellung der inhibierenden Zusammensetzungen nach der Erfindung verwendet man für einen Teil alkyl-oder arylsubstituierten Thioharnstoff 0, 25-10 Teile, vorzugsweise 1 - 5 Teile, des Kondensationsproduktes. Man fügt ein organisches Lösungsmittel in einer Menge zu, dass die Homogenität der Mischung unter normalen Lagerungsbedingungen erhalten bleibt.
Die inhibierenden Zusammensetzungen können einfach durch Mischen der Bestandteile in geeigneten Anteilen hergestellt werden.
Erfindungsgemäss werden Kondensationsprodukte eines Naphthols oder eines Xylenols oder einer Mischung von Xylenolen mit 5-30 Molen Äthylenoxyd verwendet. Vorzugsweise verwendet man die Kon-
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- 25Den erfindungsgemässen inhibierenden Zusammensetzungen können gegebenenfalls oberflächenaktive
Mittel zugesetzt werden, die gewöhnlich zusammen mit handelsüblichen Beizinhibitoren verwendet werden.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen dienen zur Herstellung von inhibierenden sauren Lösun- gen. Die Wahl der sauren Lösung hängt von der Art des zu reinigenden Metalles ab. Üblicherweise verwendet man wässerige Lösungen von Schwefel-, Salz- oder Phosphorsäure.
Die Mischung von Dibutylthioharnstoff und dem genannten Kondensationsprodukt wird in die saure
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gen auf die Konzentration der Säure eingebracht.
Diese inhibierenden sauren Lösungen sind direkt oder nach geeigneter Verdünnung zur Beizung oder Reinigung von Metallen verwendbar.
Es ist klar, dass die Verwendung der erfindungsgemässen inhibierenden Zusammensetzungen nicht auf
Beizverfahren beschränkt ist, sondern dass sie auch zum Schutz von Metallen gegen Korrosion dienen kön- nen oder allgemeiner, um jeden korrodierenden Einfluss einer Säure auf eine metallische Oberfläche zu verhindern.
Die folgenden Beispiele sollen die Wirkung der inhibierenden Zusammensetzung nach der Erfindung zeigen. Zwecks Erhalt vergleichbarer Resultate war es natürlich unmöglich, echte Beizungen mit Metal- len, die von einer Oxydschicht bedeckt waren, durchzuführen. Die folgende Methode in den Versuchen nähert sich aber gut der industriellen Praxis.
Man beizt während einer vorbestimmten Zeit eine gewisse Anzahl oxydbedeckter Platten. In regel- mässigen Abständen führt man eine glatte, tarierte Platte ein. Diese Massnahmen werden bis zur Erschöp- fung des Bades fortgesetzt.
Die Bestimmung des Inhibiervermögens ergibt sich aus dem Gewichtsverlust der glatten Platten bei verschiedener Erschöpfung des Bades und in der Folge aus der Erhöhung der Konzentration an gelösten Me- tallsalzen. Der Vergleich ergibt sich immer mit einem nicht inhibieren Bad vom gleichen Erschöpfungs- grad.
Beispiel l : Man verwendet ein saures Beizbad, welches Schwefelsäure (200 g HSO.l) enthält, bei einer Temperatur von 950C. Als Inhibitor verwendet man Dibutylthioharnstoff in einer Konzentration von 0, 2 g pro 1000 g H SO 100 .
Man bestimmt das Inhibiervermögen in einem frischen Bad (Beginn der Beizung). Das erhaltene mitt- lere Inhibiervermögen ist 68, 2 o.
Dieses Beispiel zeigt, dass der zum Beizbad ohne Emulgiermittel zugefügt Dibutylthioharnstoff sich schlecht löst und infolgedessen nur verringerte Wirksamkeit besitzt.
Beispiel 2 : Man verwendet ein saures Beizbad, das Schwefelsäure (200 g H SO/1) enthält, bei einer Temperatur von 85 C. Als inhibierende Zusammensetzung verwendet man eine Mischung von 20
Teilen Dibutylthioharnstoff, 20 Teilen Nonylphenol, kondensiert mit 30 Molen Äthylenoxyd, und 60 Tei- len Trichloräthylen. Die Mischung wird in ein saures Bad in einer Konzentration von 1 g pro 1000 g
H SO 100% einverleibt.
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Man <SEP> bestimmt <SEP> das <SEP> Inhibiervermögen <SEP> und <SEP> findet <SEP> : <SEP>
<tb> a) <SEP> in <SEP> einem <SEP> frischen <SEP> Bad <SEP> 1 <SEP> = <SEP> 99, <SEP> 4% <SEP>
<tb> b) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 34 <SEP> g <SEP> Fell <SEP> enthält <SEP> I <SEP> = <SEP> 98, <SEP> 3% <SEP>
<tb> c) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 80 <SEP> g <SEP> Fe/l <SEP> enthält <SEP> I <SEP> = <SEP> 89%
<tb> d) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 120 <SEP> g <SEP> Fe/l <SEP> enthält
<tb> (das <SEP> Bad <SEP> wurde <SEP> nach <SEP> Erschöpfung <SEP> wieder <SEP> mit <SEP> Schwefelsäure <SEP> versetzt) <SEP> I <SEP> = <SEP> 78%.
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Dieses Beispiel zeigt die inhibierende Wirkung von Dibutylthioharnstoff in Gegenwart eines bekannten nichtionischen Emulgiermittels. Die Inhibierung ist zu Beginn des Beizens nahezu vollständig, jedoch stellt man eine fortschreitende Verringerung im Verlaufe der Beizung fest.
Beispiel 3 : Man verwendet ein saures Beizbad, welches Schwefelsäure(200gH SO/1) enthalt, bei einer Temperatur von 850C. Als inhibierende Zusammensetzung verwendet man eine Mischung von 15Teilen Dibutylthioharnstoff, 70 Teile ss-Naphthol, kondensiert mit 11 Molen Äthylenoxyd und 15 Teile Cyclohexylamin. Man setzt 1, 33 g dieser Mischung pro 1000 g H SO 100% zu.
Man bestimmt das Inhibiervermögen :
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<tb> a) <SEP> in <SEP> einem <SEP> frischen <SEP> Bad <SEP> 1- <SEP> 99, <SEP> 5% <SEP>
<tb> b) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 80 <SEP> g <SEP> Fe/1 <SEP> enthält <SEP> I <SEP> ". <SEP> 98, <SEP> 9% <SEP>
<tb> c) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 120 <SEP> g <SEP> Fe/l <SEP> enthält
<tb> (das <SEP> Bad <SEP> wurde <SEP> nach <SEP> Erschöpfung <SEP> wieder <SEP> mit <SEP> H <SEP> SO <SEP> versetzt) <SEP> 1 <SEP> = <SEP> 98, <SEP> 7o. <SEP>
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<tb> a) <SEP> in <SEP> einem <SEP> frischen <SEP> Bad <SEP> I <SEP> = <SEP> ze
<tb> b) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 80 <SEP> g <SEP> Fe/l <SEP> enthält <SEP> I <SEP> = <SEP> 98, <SEP> 6%. <SEP>
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Beispiel 5: Man verwendet ein saures Beizbad, das Salzsäure (70 g HCl/1) enthält, bei einer Temperatur von 250C. Als inhibierende Zusammensetzung fügt man 0, 5 g der Mischung gemäss Beispiel 3 pro Liter der sauren Lösung zu.
Man bestimmt das Inhibiervermögen :
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<tb>
<tb> a) <SEP> in <SEP> einem <SEP> frischen <SEP> Bad <SEP> 1 <SEP> = <SEP> 98, <SEP> 4% <SEP>
<tb> b) <SEP> in <SEP> einem <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 31 <SEP> g <SEP> Fe/1 <SEP> enthält <SEP> 1 <SEP> = <SEP> ze
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PATENTANSPRÜCHE :
1. Beizinhibitor-Zusammensetzungen aus Mischungen aus Thioharnstoffderivaten und Kondensationsprodukten von Phenolen mit Äthylenoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kondensationsprodukte eines Naphthols, eines Xylenols oder einer Mischung von Xylenolen mit wenigstens 5 Molen Äthylenoxyd sowie gegebenenfalls ein organisches Lösungsmittel enthalten.