DE3823396C2 - - Google Patents
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- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Frostschutzmittel,
das dazu bestimmt ist, Motoren und Kühler aus
Aluminium vor Korrosion zu schützen.
Wasser ist das allgemein akzeptierte Wärmeaustausch-Me
dium für Kühlsysteme von Verbrennungsmaschinen. Ethylen
glykol wird verbreitet dazu verwendet, den Gefrierpunkt
des Wassers abzusenken und seinen Siedepunkt zu erhöhen.
Damit wird ermöglicht, das Kühlmittel über einen größeren
Temperaturbereich hinweg einzusetzen. Allerdings neigen
Ethylenglykol und andere derartige Frostschutzmittel bei
erhöhter Temperatur und verstärkter Belüftung dazu, die
Metalle zu korrodieren, aus denen die Verbrennungsmaschi
nen hergestellt werden. Daher war es erforderlich, den
Frostschutzmittel-Lösungen Korrosionsinhibitoren zuzuset
zen, um den korrodierenden Einfluß derartiger Lösungen zu
vermindern (P. Weissler, Automotive Cooling Journal 26,
34 (1983)).
Bisher wurden zahlreiche Korrosionsinhibitoren vorge
schlagen. Derartige Inhibitoren umfassen sowohl organi
sche als auch anorganische Stoffe. Beispiele für organi
sche Stoffe, die in Frostschutzmitteln zum Einsatz kom
men, sind Guanidin, Citrate, Kohleteer-Derivate, Erdöl
basen, Thiocyanate, Peptone, Phenole, Thioharnstoffe,
Tannin, Morpholin, Triethanolamin, Tartrate, organische
Nitrite, Mercaptane und Nitro-Verbindungen. Beispielhaft
für anorganische Stoffe, die in Frostschutzmitteln ver
wendet wurden, sind Sulfate, Sulfide, Alkalimetallchro
mate, Nitrite, Phosphate, Molybdate, Vanadate, Wolframa
te, Borate und Silikate.
Die Frostschutzmitteln zugesetzten Korrosionsinhibitoren
sollten in angemessener Weise die Korrosion von Metallen
verlangsamen, die in Kühlsystemen und Motoren verwendet
werden, beispielsweise Gußaluminium, Gußeisen, Stahl,
Kupfer, Weichlot und Messing. Einige Inhibitoren inhibie
ren die Korrosion bestimmter Metalle, sind jedoch nicht
besonders gut verwendbar in der Inhibierung der Korrosion
anderer Metalle. Eine Anforderung an Frostschutzmittel
ist auch, daß sie Gummischläuche, die Teil der Kühlsyste
me sind, weder chemisch angreifen noch zum Quellen brin
gen. Neben der elektrochemischen Oxidation verursacht der
Einfluß von Luftblasen die Korrosion der Metalle. Einige
aus organischen und anorganischen Stoffen bestehende
Inhibitoren sollten gleichzeitig in den Frostschutzmit
teln formuliert sein, um dem Erfordernis des Schutzes der
Metalle gegen Korrosion genügen zu können. Da sich bei
Frostschutzmitteln, die zwei oder mehr Phasen enthalten,
Probleme bei der Ausgabe und Handhabung ergeben, wäre es
höchst wünschenswert, wenn solche Inhibitoren enthaltende
Frostschutzmittel als Ein-Phasen-Systeme vorlägen.
In den vergangenen Jahren sind die Autohersteller mehr
und mehr dazu übergegangen, Aluminium als Material von
niedrigem Gewicht beim Bau von Verbrennungsmotoren zu
verwenden. Alkalimetallborate, die als gute Korrosions
inhibitoren für Motoren aus Gußeisen bekannt sind, schüt
zen Aluminium nicht gut vor Korrosion (Japanisches Patent
49-5509). Es ist bekannt, daß Alkalimetallsilikate effi
ziente Korrosionsinhibitoren für Aluminium-Legierungen
sind. Daher war es erwünscht, Alkalimetallsilikate in
Frostschutz-Formulierungen einzusetzen. Allerdings neigen
Alkalimetallsilikate dazu, in Alkylenglykolen, die übli
cherweise als Frostschutzmittel verwendet werden, Gele zu
bilden. M. C. Abel berichtete, daß das Problem der Gel
bildung dadurch gelöst werden kann, daß man die Silikat-
Menge unter 0,08% absenkt und den pH-Wert des Mittels im
Bereich zwischen 9 und 11 hält (US-PS 44 26 309). Da Alu
minium amphoteren Charakter hat, korrodiert es sowohl in
stark saurem als auch in stark basischem Medium. Daher
wurde vorher schon vorgeschlagen, zur Vorbeugung gegen
ein Gelieren der Alkalimetallsilikate in Frostschutzmit
teln einen Stabilisator zu verwenden.
Einige Arten von Silizium-Verbindungen wurden schon als
geeignete Stabilisatoren beschrieben. So beschreiben
beispielsweise die US-PS 32 34 144 und 42 41 012 die
Verwendung von Aminosiloxanen als Stabilisatoren. Die
US-PSen 33 12 622 und 42 41 011 offenbaren Carboxysiloxa
ne als geeignete Stabilisatoren. In den US-PSen 33 37 496
und 42 10 548 wird die Verwendung von Hydroxyalkylderiva
ten von Siloxanen empfohlen. Außerdem wurde vor kurzem
darüber berichtet, daß Organosilane mit Hydroxylgruppen
und Carboxylgruppen oder Cyanogruppen als Substituenten
als Stabilisatoren geeignet sind (DE-OS 38 06 007.8, ein
gereicht am 25.02.1988).
Im Rahmen der Untersuchungen zur vorliegenden Erfindung
wurde gefunden, daß Frostschutzmitteln eine Silikatmenge
bis zur Höhe von 0,5%, zusammen mit Organosilan-Stabili
satoren zugesetzt werden kann.
Die Erfindung betrifft Frostschutzmittel mit Korrosions
inhibitor auf Polyhydroxyalkohol-Basis, die folgende
Zusätze umfassen:
- (a) Nitrat in einer Menge von 0,07 bis 0,35%,
- (b) Silikat in einer Menge von 0,05 bis 0,50%,
- (c) Phosphat in einer Menge von 0,20 bis 2,0%,
- (d) Molybdat in einer Menge von 0,10 bis 1,0%,
- (e) Vanadat in einer Menge von 0,02 bis 0,30%,
- (f) eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe Tolyltri azol, Benzotriazol und deren Mischungen in Mengen von 0,05 bis 0,30%,
- (g) eine Mischung von Benzoesäure und Benzoat in Mengen von 0,50 bis 4,0%, und
- (h) eine Menge von 0,01 bis 0,50% eines Orga
nosilan-Stabilisators für das Silikat mit einer
Struktur gemäß der nachfolgenden allgemeinen Formel
(1)
worin
R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen steht,
R¹ entweder und
R² und R³ gleich oder verschieden sein können und ausgewählt sind unter den Gruppen der nachfolgenden Bedeutungen: worin R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen steht,
und die Kationen der Salze der oben genannten Gruppen (a)
bis (g) ausgewählt sind unter den Ionen von Natrium, Ka
lium und deren Mischungen, wobei der pH-Wert der Mittel
im Bereich von 7 bis 9 liegt.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des Frostschutz
mittels für Motoren und Kühler aus Aluminium.
Den erfindungsgemäßen Frostschutzmitteln können neben Si
likat andere Korrosionsinhibitoren, beispielsweise Tri
azole, Nitrate, Benzoate, Vanadate, Molybdate und Phos
phate, zugesetzt werden. Allerdings sind Organoamine, die
in Gegenwart von Nitriten und Nitraten zu carcinogenen
Nitroso-Verbindungen reagieren können, ausgeschlossen.
Der pH-Wert der Mittel wird auf den relativ schwach basi
schen Bereich von etwa 7 bis etwa 9 eingestellt.
Beispielhaft für die Silikate, die gemäß der vorliegenden
Erfindung als Korrosionsinhibitoren verwendet werden,
sind Alkalimetallorthosilikate und Alkalimetallmetasili
kate. Spezifische Beispiele aus der Gruppe der Silikate
sind Natriumorthosilikat, Kaliumorthosilikat, Natriumme
tasilikat und Kaliummetasilikat.
Als Stabilisatoren für die Silikate werden Organosilane
der allgemeinen Formel (1) verwendet.
In dieser Formel steht R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4
C-Atomen. R¹ bedeutet entweder
R² und R³ können gleich oder verschieden sein. Sie stehen
dabei für Substituenten, die ausgewählt sind unter den
Gruppen der nachfolgenden Bedeutungen:
In den zuletzt genannten Gruppen steht R für eine Alkyl
gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert. Dabei
werden die aufgeführten Beispiele nur zur Erläuterung der
Erfindung, nicht jedoch zu deren Beschränkung angeführt.
Es wurden Frostschutzmittel-Lösungen mit den in Tabelle 1
angegebenen Komponenten hergestellt. Darin waren die Or
ganosilane die Stabilisatoren für die anorganischen Sili
kat-Korrosionsinhibitoren. Diese hatten die durch die
allgemeine Formel (1) wiedergegebene Struktur.
Die gemäß Beispiel 1 hergestellten Frostschutzmittel mit
der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurden ent
sprechend dem ASTM-Verfahren D-3306 getestet.
Tabelle 2 zeigt, wie die Frostschutzmittel der vorliegen
den Erfindung die sechs Metalle gegen Korrosion schützen.
Sie vergleicht außerdem die Wirksamkeit der gemäß Bei
spiel 1 hergestellten Mittel mit dem Standardmittel.
Die angegebenen Zahlenwerte sind die Korrosionsraten aus
einem Mittelwert der Messung an 10 Testplatten (Coupons).
Der durch Korrosion bedingte Metallverlust wird für alle
Testproben als akzeptabel angesehen.
Claims (3)
1. Frostschutzmittel mit Korrosionsinhibitor auf
Polyhydroxyalkohol-Basis, die folgende Zusätze
umfassen:
- (a) Nitrat in einer Menge von 0,07 bis 0,35%,
- (b) Silikat in einer Menge von 0,05 bis 0,50%,
- (c) Phosphat in einer Menge von 0,20 bis 2,00%,
- (d) Molybdat in einer Menge von 0,10 bis 1,00%,
- (e) Vanadat in einer Menge von 0,02 bis 0,30%,
- (f) eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe Tolyltri azol, Benzotriazol und deren Mischungen in Mengen von 0,05 bis 0,30%,
- (g) eine Mischung von Benzoesäure und Benzoat in Mengen von 0,50 bis 4,0%, und
- (h) eine Menge von 0,01 bis 0,50% eines Orga
nosilan-Stabilisators für das Silikat mit einer
Struktur gemäß der nachfolgenden allgemeinen Formel
(1)
worin
R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen steht,
R¹ entweder und
R² und R³ gleich oder verschieden sein können und ausgewählt sind unter den Gruppen der nachfolgenden Bedeutungen: worin R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen steht,
und die Kationen der Salze der oben genannten Gruppen (a)
bis (g) ausgewählt sind unter den Ionen von Natrium, Ka
lium und deren Mischungen, wobei der pH-Wert der Mittel
im Bereich von 7 bis 9 liegt.
2. Verwendung des Frostschutzmittels nach Anspruch 1 für
Motoren und Kühler aus Aluminium.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019880000647A KR910003915B1 (ko) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 자동차 방열기용 부동액 조성물 |
Publications (2)
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DE3823396C2 true DE3823396C2 (de) | 1991-12-19 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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