EP0306831B1 - Verwendung von Polyaralkylaminen als Korrosionsinhibitoren - Google Patents

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EP0306831B1
EP0306831B1 EP88114264A EP88114264A EP0306831B1 EP 0306831 B1 EP0306831 B1 EP 0306831B1 EP 88114264 A EP88114264 A EP 88114264A EP 88114264 A EP88114264 A EP 88114264A EP 0306831 B1 EP0306831 B1 EP 0306831B1
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EP
European Patent Office
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aralkyl
mol
bis
radicals
polyaralkylamines
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EP88114264A
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EP0306831A1 (de
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Artur Dr. Botta
Christian Dr. Wegner
Heinz-Joachim Dr. Rother
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/173—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14—Nitrogen-containing compounds

Definitions

  • the invention relates to the use of polyaralkylamines as corrosion inhibitors for metallic materials.
  • amines with a short chain length or unsubstituted polyalkylene amines usually show no or insufficient corrosion-inhibiting effect on metallic materials.
  • Suitable alkyl radicals of the formula (I) are those having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, particularly preferably 1 to 6 carbon atoms. Mention may be made of: methyl, ethyl, propyl, n-butyl, isobutyl, hexyl, ethylhexyl, decyl and stearyl, preferably methyl, ethyl, n-butyl and ethylhexyl, particularly preferably methyl, ethyl and n-butyl.
  • Suitable cycloalkyl radicals are those having 5 to 12 carbon atoms, preferably 5 to 7 carbon atoms. Called his: Cyclohexyl and Methylcyclohexyl.
  • Suitable aralkyl radicals are those having 7 to 18 carbon atoms, preferably having 7 to 12 carbon atoms, particularly preferably those having 7 to 9 carbon atoms.
  • the following may be mentioned: benzyl, ⁇ -methylbenzyl, ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl, 4-methylbenzyl, tert-butylbenzyl, methoxybenzyl and 3-chlorobenzyl, preferably benzyl.
  • Suitable polyaralkyl radicals are those with 7 to 18 carbon atoms per aralkylene unit, preferably those with 7 to 12 carbon atoms, particularly preferably those with 7 to 9 carbon atoms.
  • the polyaralkyl radicals generally have 2 to 50 aralkylene units, preferably 2 to 30 aralkylene units, particularly preferably 2 to 12 aralkylene units.
  • Suitable aryl radicals are those with 6 to 15 carbon atoms, preferably those with 6 to 12 carbon atoms, particularly preferably those with 6 to 8 carbon atoms.
  • the following may be mentioned: phenyl, tolyl and chlorophenyl, preferably phenyl.
  • radicals R1 to R4 which may be linked to one another by a nitrogen atom connecting them, are the piperidinyl radical
  • radicals R1 to R4 which can be linked to one another with the NC-containing residual chain are the piperazinylene radical
  • polyaralkylamines of the formula (I) in which m is an integer from 2 to 6, particularly preferably 2 and 3 and n is 1 to 20, particularly preferably 2 to 10.
  • Corrosion-inhibiting polyaralkylamines include the following, for example: in which
  • R for hydrogen Is methyl, ethyl, n-butyl, isobutyl, stearyl, cyclohexyl, phenethyl, phenyl, chlorophenyl or tolyl,
  • X represents hydrogen, methyl, chlorine or methoxy
  • n 1 to 8
  • polyaralkylamines are mentioned by name: di-, tri-, tetra- and pentabenzyl-di-ethylene-triamine, -triethylene-tetramine, -tetraethylene-pentamine, -pentaethylene-hexamine, -heptaethylene-octamine, -N, N'-bis-aminoethyl-propylene diamine and -N, N '-Bisaminopropylethylenediamine, perbenzyl-triethylene tetramine, -tetraethylenepentamine, -pentaethylenehexamine, -hexaethyleneheptamine, -aminoethylpiperazine and -aminopropylpiperidine, tetrabenzyl-stearyl-diethylenetriamine and -pentaethylenehexamine, tribenzyl-cyclohexyl-trietethylenediamine (triethylethylened
  • the corrosion-inhibiting polyaralkylamines can be used both individually and in any mixtures with one another and in a mixture with other inhibitors to protect against corrosion in metallic materials.
  • Additional, known corrosion inhibitors are: fatty amines, quaternary ammonium salts, N-heterocycles, such as imidazolines, imidazoles, thiazoles, triazoles and alkynols, such as propargyl alcohol, and phosphonic acids.
  • the polyaralkylamines of the formula (I) and the corrosion inhibitors mentioned can be used in any mixing ratio with one another. Preferred mixing ratios can easily be determined by appropriate preliminary tests.
  • the polyaralkylamines of the formula (I) to be used according to the invention can be added to all media which have a corrosive effect on these materials in order to protect them against corrosion in metallic materials.
  • corrosive media are: heat transfer media (cooling and heating fluids), hydraulic fluids, petroleum (fractions), fuels and fuels, metalworking fluids or emulsions, acids for cleaning, pickling and for acidifying boreholes in oil extraction "acidizing", metal coating agents as well as plastics, for example as insulation or when processing at higher temperatures, for example during extrusion.
  • ferrous metals cast or steel
  • copper brass, zinc, lead and aluminum
  • ferrous metals and copper very particularly preferably ferrous metals.
  • the amount of polyaralkylamines of the formula (I) to be used can be varied within a wide range and depends in particular on the type of the corrosive medium. As a rule, the polyaralkylamines are used in an amount of about 0.001 to 3% by weight, preferably 0.05 to 1% by weight, based on the corrosive medium.
  • the polyaralkylamines of the formula (I) are preferably used in combination with customary formulation agents, such as solvents and dispersants.
  • solvents and dispersants are: aliphatic or araliphatic alcohols, such as isooctanol and benzyl alcohol, amides, such as dimethylformamide, ethoxylated derivatives of alcohols or amines, such as 2-ethylhexanol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, dodecylamine, tallow fatty amine and nonylphenol.
  • the most favorable amount of solvent and / or dispersant can easily be determined by preliminary tests.
  • aralkyl halides with 2 to 50 aralkylene units of the formula IV are those which are derived from benzyl chloride, benzyl bromide, the o-, m- and p-isomers of methyl, ethyl and butyl - Derive, chlorine, methoxy-benzyl chloride and ⁇ -methyl and ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl chloride, preferably benzyl chloride.
  • the amines of the formula (III) are generally reacted in a stoichiometric ratio with the aralkyl halides of the formula (IV). However, it may also be advantageous to use an excess of amines of the formula (III) (2 to 10 mol of amine per mol of aralkyl halide) and to remove excess amine again after the reaction has ended. This is preferably done by distillation in vacuo.
  • reaction of the amines with the aralkyl halides can be carried out without the use of special hydrogen halide acceptors.
  • the hydrohalides of the process products according to formula (II) are obtained.
  • condensation is carried out in the presence of customary hydrogen halide acceptors, for example in the presence of tertiary amines, preferably in the presence of alkali metal hydroxides and / or carbonates.
  • the amines can be reacted in bulk without the presence of special solvents.
  • solvents or mixtures thereof can also be used.
  • hydrocarbons such as petroleum ether, cyclohexane, ligroin, benzene, toluene, xylene, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, tri- and tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, esters such as ethyl or butyl acetate.
  • Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and methyl glycol.
  • the reaction temperatures can be varied within wide limits. They are generally from -20 to 200 ° C., preferably from 20 to 120 ° C.
  • the isolation of the polyaralkylamines of the formula (II) depends on whether the hydrohalides or the free bases of the amines of the formula (II) are desired. If the hydrohalides are desired, any excess amine is separated off by vacuum distillation. The remaining residues are generally resinous; in many cases they can be made into aqueous and / or alcoholic, i.e. Process colloidal solutions.
  • the free amine bases are desired, they are generally obtained in solution in an organic solvent when using alkali metal hydroxides as hydrogen halide acceptors. They can be processed as such or isolated by distilling off the solvent.
  • R15 to R17 and X have the meaning given above and
  • condensing agents that can be used are: iron, zinc, iron III chloride, iron II and III oxide, zinc chloride, zinc acetate, zinc stearate, aluminum chloride, aluminum oxide, silicon dioxide, clays, such as montmoril ionite and / or zeolite. Zinc chloride and / or zinc stearate are preferably used.
  • the condensing agents are usually used in catalytic amounts, for example in amounts of 0.01 to 1, preferably 0.1 to 0.5 wt .-%, based on the C7-C18 monoaralkyl halide (V) used.
  • the aralkyl halides are preferably condensed up to a conversion of 10 to 50 mol%, particularly preferably up to a conversion of 15 to 40 mol%, of the amount of hydrogen halide to be split off.
  • the conversion of the condensation reaction is controlled, for example, by determining the amount of hydrogen halide split off. This can be done, for example, using a rotameter or titration.
  • inhibitors or deactivators are usually added to the condensation reaction. Examples include the following as inhibitors or deactivators: quaternary ammonium salts, amines and / or amides, such as caprolactam and / or phosphines, such as triphenylphosphine.
  • the condensation reaction is usually carried out in bulk; can also be carried out with the participation of suitable solvents, for example chlorinated hydrocarbons, such as methylene chloride and / or chloroform. It can be carried out continuously or batchwise.
  • suitable solvents for example chlorinated hydrocarbons, such as methylene chloride and / or chloroform. It can be carried out continuously or batchwise.
  • the reaction temperature can be varied within wide limits depending on the type and / or the amount of the condensing agent and in view of the desired degree of condensation. It is generally about -50 to 200 ° C, preferably 0 to 180 ° C, particularly preferably 50 to 150 ° C.
  • the unreacted monoaralkyl halide of the formula (V) can be separated off from the condensation mixture, for example by vacuum distillation.
  • the hydrochloride is taken up in about 300 ml of toluene and shaken out with dilute sodium hydroxide solution ( ⁇ 0.2 mol). After drying and concentrating the toluene phase in vacuo, 37 g of a slightly cloudy brownish viscous oil are obtained.
  • Example 35 using 82.6 g (0.8 mol) of diethylenetriamine gives 249 g (94.8% of theory) of a light brown, viscous oil.
  • the corrosion inhibitor is dissolved or dispersed in hydrochloric acid, if appropriate in combination with an acetylene alcohol. It is advisable to prepare a formulation beforehand from a solvent that is miscible with water or hydrochloric acid and a surfactant. Preferred solvents are lower alcohols, ketones or glycols, and also dimethylformamide, formamide, acetonitrile, N-methylpyrrolidone.
  • a degreased steel coupon is placed in the hydrochloric acid. After 6 hours, the weight loss of the coupon is determined and converted into a surface removal rate.
  • a 2 l two-necked flask is equipped with a 400 ml Soxhlet extractor and a reflux condenser. Another glass tube is placed between the extractor and the reflux condenser, into which dropping taps for the inhibitor solution are introduced.
  • Two metal coupons made of ST 37 steel are hung in such a way that two are in the Soxhlet extractor, i.e. in the liquid phase, and two in the gas space below the dropping points for the inhibitor solution. The latter pair of coupons is placed so that the inhibitor solution drips directly onto the coupons.

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Description

    Verwendung von Polyaralkylaminen als Korrosionsinhibitoren.
  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyaralkylaminen als Korrosionsinhibitoren für metallische Werkstoffe.
  • Es ist bekannt, langkettige Polyamine, besonders solche, die sich von längeren Fettsäuren ableiten, als schutzfilmbildende Korrosionsinhibitoren einzusetzen (vgl. z.B. T. Szauer, A. Brandt, Corrosion Science, Vol. 23, No, 5, 473-480 (1983); M. Duprat et al., Corrosion, Vol. 36, 262-266 (1981); US-PS 3 718 604, 3 717 433 und 3 687 859). In der Wirkung zeichnen sich besonders solche aus, die sich von cyclischen oder polycyclischen höheren Carbonsäuren, beispielsweise Naphthensäuren oder Harzäuren, herleiten. Die Naphthensäuren oder Harzsäuren sind als Naturprodukte jedoch nicht unbeschränkt zugänglich. Außerdem variiert deren Qualität stark mit der jeweiligen Herkunft.
  • Andererseits zeigen Amine mit einer niedrigen Kettenlänge oder unsubstituierte Polyalkylenamine in der Regel keine oder keine ausreichende korrosionsinhibierende Wirkung bei metallischen Werkstoffen.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polyaralkylaminen der Formel
    Figure imgb0001
    worin
    • R¹ bis R⁴
    gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₅-Cl2-Cycloalkyl, C₇-C₁₈-Aralkyl, Poly-C₇-C₁₈-aralkyl mit 2 bis 50 Aralkyleneinheiten oder C₆-C₁₅-Aryl bedeuten oder
    R¹ bis R⁴
    untereinander so verknüpft sind, daß jeweils zwei der Reste zusammen mit dem sie verbindenden Stickstoffatom oder mit der N-C-haltigen Restkette einen 5- bis 6-gliedrigen Ring bilden,
    wobei mindestens einer der Reste R¹ bis R4 C₇-C₁₈-Aralkyl oder Poly-C₇-C₁₈-Aralkyl bedeutet, und
    R⁵ und R⁶
    unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₇-C₁₂-Aralkyl oder C₆-C₁₀-Aryl bedeuten,
    m
    für eine ganze Zahl von 2 bis 10 steht und
    n
    0 bis 30 bedeutet, wobei, wenn n =  0 mindestens einer der Reste R¹, R² und R⁴ Polyaralkyl bedeutet, die mit m definierte C-Kette unterschiedliche Reste R⁵ und R⁶ und die durch n definierte C-N-Kette verschiedene Werte für m besitzen kann,



    als Korrosionsinhibitoren für metallische Werkstoffe.
  • Als Alkylreste der Formel (I) kommen solche mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in Frage. Genannt seien: Methyl, Ethyl, Propyl, n-Butyl, Isobutyl, Hexyl, Ethylhexyl, Decyl und Stearyl, bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Butyl und Ethylhexyl, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl und n-Butyl.
  • Als Cycloalkylreste kommen solche mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 5 bis 7 Kohlenstoffatomen in Frage. Genannte seinen: Cyclohexyl und Methylcyclohexyl.
  • Als Aralkylreste kommen in Frage solche mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt solche mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen. Genannt seien: Benzyl, α-Methylbenzyl, α,α-Dimethylbenzyl, 4-Methylbenzyl, tert.-Butylbenzyl, Methoxybenzyl und 3-Chlorbenzyl, bevorzugt Benzyl.
  • Als Polyaralkylreste kommen solche mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen je Aralkylen-Einheit in Frage, bevorzugt solche mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt solche mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen. Die Polyaralkylreste besitzen im allgemeinen 2 bis 50 Aralkyleneinheiten, bevorzugt 2 bis 30 Aralkyleneinheiten, besonders bevorzugt 2 bis 12 Aralkyleneinheiten.
  • Als Arylreste kommen solche mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugt solche mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt solche mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen in Frage. Genannt seien: Phenyl, Tolyl und Chlorphenyl, bevorzugt Phenyl.
  • Als Reste R¹ bis R⁴, die untereinander mit einem sie verbindenden Stickstoffatom verknüpft sein können, seien der Piperidinylrest genannt
    Figure imgb0002
  • Als Reste R¹ bis R⁴ die untereinander mit der N-C-haltigen Restkette verknüpft sein können, seien der Piperazinylenrest genannt
    Figure imgb0003
  • Bevorzugt ist die Verwendung von Polyaralkylaminen der Formel (I), in der m für eine ganze Zahl von 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 und 3 steht und n 1 bis 20, besonders bevorzugt 2 bis 10 bedeutet.
  • Als korrosionsinhibierende Polyaralkylamine werden z.B. folgende formelmäßig genannt:
    Figure imgb0004
     wobei
  • R für Wasserstoff,
    Figure imgb0005
     Methyl, Ethyl, n-Butyl, iso-Butyl, Stearyl, Cyclohexyl, Phenethyl, Phenyl, Chlorphenyl oder Tolyl steht,
  • X Wasserstoff, Methyl, Chlor oder Methoxy bedeutet,
  • p für 2 bis 50 und
  • n für 1 bis 8 steht
  • wobei mindestens einer der Reste R
    Figure imgb0006
  • Beispielsweise werden folgende Polyaralkylamine namentlich genannt: Di-, Tri-, Tetra- und Pentabenzyl-di-ethylentriamin, -triethylentetramin, -tetraethylenpentamin, -pentaethylenhexamin, -heptaethylenoctamin, -N,N′-bis-aminoethyl-propylendiamin und -N,N′-bisaminopropylethylendiamin, Perbenzyl-triethylentetramin, -tetraethylenpentamin, -pentaethylenhexamin, -hexaethylenheptamin, -aminoethylpiperazin und -aminopropylpiperidin, Tetrabenzyl-stearyl-diethylentriamin und -pentaethylenhexamin, Tribenzyl-cyclohexyl-triethylentetramin und -tetraethylenpentamin, Tetra-(p-methylbenzyl)-pentaethylenhexamin, Mono-, Bis- und Tris-(polybenzyl)-diethylentriamin, -triethylentetramin, -tetraethylenpentamin, -pentaethylenhexamin, -heptaethylenoctamin, -1,2- und 1,3-dipropylentriamin, -tripropylentetramin, -stearyl-hexamethylendiamin, -N,N′-bis-aminoethyl-propylendiamin, N,N′-bis-aminopropyl-ethylendiamin, -aminoethylpiperazin, und -aminopropylpiperidin, (Polybenzyl)-tetrabenzyl-diethylentriamin, -triethylentetramin, -tetraethylenpentamin und -N,N′-bis-aminoethyl-propylendiamin, (Polybenzyl)-hexabenzyl-tetraethylenpentamin, -pentaethylenhexamin und -hexaethylenheptamin, (Polybenzyl)-tetrabenzyl-1,2- und 1,3-dipropylentriamin, Bis-(polybenzyl)-tribenzyl-diethylentriamin, -dipropylentriamin, -tetraethylenpentamin und -N,N′-bis-aminopropyl-ethylendiamin, Bis-(polybenzyl)-pentabenzyl-tetraethylenpentamin und -heptaethylenoctamin, Tris-(polybenzyl)-tribenzyl-triethylentetramin, -tetraethylenpentamin und -pentaethylenhexamin, Bis-(polybenzyl)-dibenzyl-phenyl-dipropylentriamin und (Poly-methylbenzyl)-di-methylbenzyl-diethylentriamin,
  • Die korrosionsinhibierenden Polyaralkylamine können sowohl einzeln als auch in beliebigen Gemischen untereinander sowie im Gemisch mit anderen Inhibitoren zum Schutz vor Korrosion bei metallischen Werkstoffen eingesetzt werden. Als zusätzliche, bekannte Korrosionsinhibitoren seien genannt: Fettamine, quartäre Ammoniumsalze, N-Heterocyclen, wie Imidazoline, Imidazole, Thiazole, Triazole und Alkinole, wie Propargylalkohol, und Phosphonsäuren.
  • Die Polyaralkylamine der Formel (I) und die genannten Korrosionsinhibitoren können im beliebigen Mischungsverhältnis untereinander eingesetzt werden. Bevorzugte Mischungsverhältnisse können leicht durch entsprechende Vorversuche ermittelt werden.
  • Die erfindugsgemäß zu verwendenden Polyaralkylamine der Formel (I) können zum Schutz gegen Korrosion bei metallischen Werkstoffen allen korrosiv auf diese Werkstoffe wirkenden Medien zugesetzt werden. Als korrosiv wirkende Medien seien beispielsweise genannt: Wärmeübertragungsmedien (Kühl- und Heizflüssigkeiten), Hydraulikflüssigkeiten, Erdöl(fraktionen), Treib- und Brennstoffe, Metallbearbeitungsflüssigkeiten oder -emulsionen, Säuren für Reinigung, Beizen und für die Bohrlochsäuerung bei der Erdölförderung "Acidizing", Metallbeschichtungsmittel sowie Kunststoffe, z.B. als Isolationsmittel oder bei der Verarbeitung bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei der Extrusion.
  • Als metallische Werkstoffe, die vor Korrosion geschützt werden können, werden z.B. genannt: Eisenmetalle (Guß oder Stahl), Kupfer, Messing, Zink, Blei sowie Aluminium, bevorzugt Eisenmetalle und Kupfer, ganz besonders bevorzugt Eisenmetalle.
  • Die Einsatzmenge der zu verwendenden Polyaralkylamine der Formel (I) kann in weiten Bereichen variiert werden und hängt insbesondere ab von der Art des korrosiv wirkenden Mediums. In der Regel setzt man die Polyaralkylamine in einer Menge von etwa 0,001 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das korrosiv wirkende Medium, ein.
  • Vorzugsweise werden die Polyaralkylamine der Formel (I) eingesetzt in Kombination mit üblichen Formulierungsmitteln, wie Lösungs- und Dispergiermittel. Als Lösungs- und Dispergiermittel seien genannt: aliphatische oder araliphatische Alkohole, wie Isooctanol und Benzylalkohol, Amide, wie Dimethylformamid, oxethylierte Derivate von Alkoholen oder Aminen, wie 2-Ethylhexanol, Laurylalkohol, Cetylalkohol, Dodecylamin, Talgfettamin und Nonylphenol.
  • Die jeweils günstige Menge an Lösungs- und/oder Dispergiermittel kann leicht durch Vorversuche ermittelt werden.
  • Polyaralkylamine der Formel (II)
    Figure imgb0007
     worin
    • R⁷ bis R¹⁰
    gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₅-C₁₂-Cycloalkyl, C₇-C₁₈-Aralkyl, Poly-C₇-C₁₈-aralkyl mit 2 bis 50 Aralkyleneinheiten oder C₆-C₁₅-Aryl bedeuten oder
    R⁷ bis R¹⁰
    untereinander so verknüpft sind, daß jeweils zwei der Reste zusammen mit dem sie verbindenden Stickstoffatom oder mit der N-C-haltigen Restkette einen 5- bis 7-gliedrigen Ring bilden,
    wobei mindestens einer der Reste R⁷ bis R¹⁰ Poly-C₇-C₁₈-aralkyl mit 2 bis 50 Aralkyleneinheiten bedeutet,
    R⁵ und R⁶
    unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₇-C₁₂-Aralkyl oder C₆-C₁₀-Aryl bedeuten,
    m
    für eine ganze Zahl von 2 bis 10 steht und
    n
    0 bis 30 bedeutet, wobei die mit m definierte C-Kette unterschiedliche Reste R⁵ und R⁶ und die durch n definierte C-N-Kette verschiedene Werte für m besitzen kann,

  • Können dadurch hesgestellt werden, daß man Amine der Formel (III)
    Figure imgb0008
     worin
    • R¹¹ bis R¹⁴
    gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₅-C₁₂-Cycloalkyl, C₇-C₁₈-Aralkyl oder C₆-C₁₅-Aryl bedeuten oder
    R¹¹ bis R¹⁴
    untereinander so verknüpft sind, daß jeweils zwei der Reste zusammen mit dem sie verbindenden Stickstoffatom oder mit der
     
    N-C-haltigen Restkette einen 5- bis 7-gliedrigen Ring bilden,
    wobei mindestens einer der Reste R¹¹ bis R¹⁴ Wasserstoff bedeutet, und


    R⁵, R⁶, m und n die oben genannte Bedeutung besitzen,
    mit Poly-C₇-C₁₈-Aralkylhalogeniden der Formel (IV)
    Figure imgb0009
    worin
    R¹⁵
    für Wasserstoff, Halogen, C₁-C₄-Alkoxy oder C₁-C₆-Alkyl steht,
    R¹⁶ und R¹⁷
    gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl bedeuten,
    p
    für eine ganze Zahl von 2 bis 50 steht und
    X
    für Halogen steht,


    gegebenenfalls gemeinsam mit Mono-C₇-C₁₈-aralkylhalogeniden der Formel (V)
    Figure imgb0010
     worin
    R¹⁵ bis R¹⁷ und X die obengenannte Bedeutung besitzen und
    p 1 bedeutet,
    umsetzt.
    Neben Ammoniak kommen als primäre und sekundäre Amine der Formel (III) beispielsweise in Frage:
  • Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Isooctyl-, Dodecyl-, Stearyl-, Allyl-, Cyclohexyl- und Benzylamin, Dimethyl-, Dibutyl-, Methyl-cyclohexyl-, Methyl-benzyl- und Ethyl-dodecylamin, Anilin, N-Methyl-, N-Ethyl- und N-Butyl-anilin, Ethylendiamin, Methyl-, Dimethyl-, Isooctyl-, Stearyl-, Cyclohexyl-, Allyl-, Benzyl-, Phenyl-ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Propylendiamin, Methyl-, Propyl-, Dodecyl-, Palmityl-, Cyclohexyl-, Phenyl-1,2- und 1,3-propylendiamin, Butylendiamin, N-Stearylbutylendiamin, 2,5-Diamino-2,5-dimethylhexan, Hexamethylendiamin, N-Cyclohexyl-hexamethylendiamin, Trimethyl-1,6-hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Diethylentriamin, Dipropylentriamin, N-Aminoethyl-propylendiamin, Dihexylentriamin, Triethylen- tetramin, Tripropylentetramin, N,N′-Bis-(aminopropyl)-ethylendiamin, N,N′-Bis-(aminoethyl)-propylendiamin, N,N′-Bis-(aminopropyl)-butylendiamin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Hexaethylenheptamin, Heptaethylenoctamin, Gemische höherer Polyethylenpolyamine (Destillationsrückstand der Ethylenpolyaminherstellung), N-Methyl-, N-Stearyl-, N-Cyclohexyl-, N-Phenyl-, N,N′-Dilauryl-dipropylentriamin, N,N′-Dipalmitin-pentaethylenhexamin, Diaminocyclohexan, Isophorondiamin, Piperidin, N-Aminoethyl-, N-Aminopropyl-, N-Aminoethylaminoethyl-piperidin, Piperazin, N-Methyl-, N-Phenyl-, N-Benzyl-, N-Aminoethyl-, N-Aminopropyl-, N,N′-Bis-aminoethyl- und N,N′-Bis-aminopropylpiperazin, bevorzugt Ammoniak, Methylamin, Allylamin, Anilin, Ethylendiamin, Propylendiamin, N-Methylpropylendiamin, N-Phenylpropylendiamin, Butylendiamin, Hexamethylendiamin, Diethylentriamin, Dipropylentriamin, N-Aminoethylpropylendiamin, Triethylentetramin, Tripropylentetramin, N,N′-Bis-(aminopropyl)-ethylendiamin, N,N′-Bis-(aminoethyl)-propylendiamin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Hexaethylenheptamin, Isophorondiamin, Piperidin, Piperazin und N-Aminoethyl-piperazin.
  • Als Poly-C₇-C₁₈-Aralkylhalogenide mit 2 bis 50 Aralkyleneinheiten der Formel IV (p > 1) seien solche genannt, die sich von Benzylchlorid, Benzylbromid, den o-, m- und p-Isomeren von Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Chlor-, Methoxy-benzylchlorid herleiten sowie von α-Methyl- und von α,α-Dimethylbenzylchlorid, bevorzugt von Benzylchlorid.
  • Die Amine der Formel (III) werden im allgemeinen im stöchiometrischen Verhältnis mit den Aralkylhalogeniden der Formel (IV) umgesetzt. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, einen Überschuß an Aminen der Formel (III) zu verwenden (2 bis 10 Mol Amin pro Mol Aralkylhalogenid) und überschüssiges Amin nach beendeter Reaktion wieder zu entfernen. Bevorzugt geschieht dies durch Destillation im Vakuum.
  • Die Umsetzung der Amine mit den Aralkylhalogeniden kann ohne Mitverwendung von besonderen Halogenwasserstoffakzeptoren durchgeführt werden. In diesem Fall erhält man die Hydrohalogenide der Verfahrensprodukte gemäß Formel (II). Im allgemeinen kondensiert man jedoch in Gegenwart üblicher Halogenwasserstoffakzeptoren, beispielsweise in Gegenwart von tertiären Aminen, vorzugsweise in Gegenwart von Alkalihydroxiden und/oder -carbonaten.
  • Die Umsetzung der Amine kann in Substanz ohne Gegenwart spezieller Lösungsmittel erfolgen. Selbstverständlich können aber auch Lösungsmittel oder deren Gemische mitverwendet werden. Als solche eignen sich z.B. Wasser, Kohlenwasserstoffe, wie Petrolether, Cyclohexan, Ligroin, Benzol, Toluol, Xylol, Chlorkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Tri- und Tetrachlorethan, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Ester, wie Ethyl- oder Butylacetat. Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol und Methylglykol.
  • Die Reaktionstemperaturen können in weiten Grenzen variierten werden. Sie liegen im allgemeinen bei  -20 bis 200°C, vorzugsweise bei 20 bis 120°C.
  • Die Isolierung der Polyaralkylamine der Formel (II) richtet sich danach, ob die Hydrohalogenide oder die freien Basen der Amine der Formel (II) gewünscht werden, Werden die Hydrohalogenide gewünscht, so trennt man gegebenenfalls überschüssiges Amin durch Vakuumdestillation ab. Die verbleibenden Rückstände sind im allgemeinen harzartig; in vielen Fällen lassen sie sich zu wäßrigen und/oder alkoholischen, d.h. kolloidalen Lösungen verarbeiten.
  • Werden die freien Aminbasen angestrebt, so fallen diese bei Verwendung von Alkalihydroxiden als Halogenwasserstoff-Akzeptoren in der Regel gelöst in einem organischen Lösungsmittel an. Sie können als solche weiterverarbeitet oder durch Abdestillieren des Lösungsmittels isoliert werden.
  • Die Herstellung von Poly-C₇-C₁₈-aralkyl- halogeniden der Formel (IV)
    Figure imgb0011
    worin
    • R¹⁵
    für Wasserstoff, Halogen, C₁-C₄-Alkoxy oder C₁-C₆-Alkyl steht,
    R¹⁶ und R¹⁷
    gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder C₁- bis C₆-Alkyl bedeuten,
    p
    für eine ganze Zahl von 2 bis 50 steht und
    X
    für Halogen steht,


    kann so erfolgen, daß man Mono-C₇- bis C₁₈-Aralkylhalogenide der Formel (V)
    Figure imgb0012
    worin
  • R¹⁵ bis R¹⁷ und X die obengenannte Bedeutung besitzen und
  • p =  1 ist,
    in Gegeawart von Kondensationsmitteln bis zu einem Umsatz von 5 bis 70 Mol-% der abzuspaltenden Menge an Halogenwasserstoff kondensiert und gegebenenfalls die nicht umgesetzte Menge an Ausgangsprodukt abtrennt.
  • Als Kondensationsmittel können z.B, eingesetzt werden: Eisen, Zink, Eisen-III-chlorid, Eisen-II- und -III-oxid, Zinkchlorid, Zinkacetat, Zinkstearat, Aluminiumchlorid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Tonerden, wie Montmoril-lonit und/oder Zeolither Bevorzugt werden eingesetzt Zinkchlorid und/oder Zinkstearat.
  • Die Kondensationsmittel werden üblicherweise in katalytischen Mengen eingesetzt, beispielsweise in Mengen von 0,01 bis 1, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte C₇-C₁₈-Monoaralkylhalogenid (V).
  • Bevorzugt kondensiert man die Aralkylhalogenide bis zu einem Umsatz von 10 bis 50 Mol-%, besonders bevorzugt bis zu einem Umsatz von 15 bis 40 Mol-% der abzuspaltenden Menge an Halogenwasserstoff.
  • Der Umsatz der Kondensationsreaktion wird beispielsweise durch Bestimmung der Menge des abgespaltenen Halogenwasserstoffs gesteuert. Dies kann z.B, mittels Rotameter oder durch Titration vorgenommen werden. Zur Steuerung der Kondensation durch Abbruch der Halogenwasserstoffabspaltung setzt man üblicherweise Inhibitoren oder Desaktivatoren der Kondensationsreaktion zu. Beispielsweise seien als Inhibitoren oder Desaktivatoren genannt: quartäre Ammoniumsalze, Amine und/oder Amide, wie Caprolactam und/oder Phosphine, wie Triphenylphosphin.
  • Die Kondensationsreaktion wird in der Regel in Substanz ausgeführt; kann aber auch unter Mitwirkung geeigneter Lösungsmittel, beispielsweise chlorierter Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und/oder Chloroform erfolgen. Sie kann sowohl kontinuierlich wie diskontinuierlich durchgeführt werden.
  • Die Reaktionstemperatur kann je nach Art und/oder der Menge des Kondensationsmittels sowie im Hinblick auf den gewünschten Kondensationsgrad in weiten Grenzen variiert werden. Sie liegt im allgemeinen bei etwa  -50 bis 200°C, vorzugsweise bei 0 bis 180°C, besonders bevorzugt bei 50 bis 150°C.
  • Die Abtrennung des nicht umgesetzten Monoaralkylhalogenids der Formel (V) aus dem Kondensationsgemisch kann z.B. durch Vakuumdestillation erfolgen.
    • Herstellungsbeispiele Beispiel 1
  • 126,6 g (1 Mol) Benzylchlorid und 0,2 g Zn-Stearat werden auf 80-110°C erwärmt, wobei eine kräftige HCl-Entwicklung einsetzt. Nach Abspaltung von 0,25 Mol HCl (Titration gegen Natronlauge) wird die Reaktion durch Zugabe von 0,2 g Triphenylphosphin abgestoppt. Man destilliert überschüssiges Benzylchlorid i.Vak. ab (80 g/0,63 Mol), nimmt das Harz in 100 ml Toluol auf und tropft die Lösung bei 25-35°C zu 103 g (1 Mol) Diethylentriamin. Das Lösungsmittel wird nun bei Normaldruck bis zu einer Sumpftemperatur von 200°C, dann überschüssiges Diethylentriamin im Vakuum abdestilliert. Man erhält auf diese Weise 44 g (∼ 100% d. Th) eines gelborange wasserlöslichen Harzes. C₃₉H₄₄ClN₃ (590.3)
    Figure imgb0013
  • Zur Gewinnung der freien Base nimmt man das Hydrochlorid in ca. 300 ml Toluol auf und schüttelt mit verdünnter Natronlauge (∼ 0,2 Mol) aus. Nach Trocknen und Einengen der Toluolphase im Vakuum erhält man 37 g eines leicht trüben bräunlichen viskosen Öls.
    • Beispiel 2
  • Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 erhält man bei Verwendung von 232 g (1 Mol) Pentaethylenhexamin anstelle von Diethylentriamin 53.5 g (∼ 100%) eines gelborange wasserlöslichen Harzes (als Hydrochlorid). C₄₅H₅₉ClN₆ (719.5)
    Figure imgb0014
    • Beispiel 3
  • 4431 g (35 Mol) Benzylchlorid werden nach Zugabe von 5,25 g Zn-Stearat unter Rühren auf 80 -  100°C aufgeheizt, wobei kräftige HCl-Abspaltung einsetzt. Nach Abspaltung von 7 Mol (20%) HCl (Titration mit vorgelegter Natronlauge) stoppt man die Reaktion durch Zugabe von 7 g Caprolactam ab und destilliert überschüssiges Benzylchlorid im Vakuum bis zu einer Sumpftemperatur von ca. 100°C ab. Man erhält 3080 g (24,3 Mol) an Benzylchlorid und 1076,5 g eines bräunlichen, geblich fluoreszierenden Öls mit einem Gehalt an reaktivem Cl von 9,05%.
    • Beispiel 4
  • Analog Beispiel 3 erhält man bei Abspaltung von 10,5 Mol (30%) HCl 2668 g (21 Mol) an Benzylchlorid neben 1370 g eines bräunlichen Öls mit einem Gehalt an reaktivem Cl von 7,25%.
    • Beispiel 5
  • Analog Beispiel 3 erhält man bei Abspaltung von 14 Mol (40%) HCl 2288 g (18 Mol) an Benzylchlorid und 1630 g eines grün-gelblich fluoreszierenden viskosen Öls mit einem Gehalt an reaktivem Cl von 5,6%.
    • Beispiel 6
  • 50 g (0,1 Mol) des Polybenzylchlorids gemäß Beispiel 4 werden in 30 Min. bei 50-80°C unter Rühren zu 23,2 g (0,1 Mol) Pentaethylenhexamin getropft. Nach ∼ 2 h Nachreagieren bei 80°C erhält man ein wasserlösliches hellgelb-bräunliches Harz (Ausbeute 100%).
    C₄₅H₅₉ClN₆ (719.5)
    Figure imgb0015
    • Beispiel 7
  • In gleicher Weise wie in Beispiel 6 werden 50 g des Polybenzylchlorids gemäß Beispiel 4 mit 18,9 g (0,1 Mol) Tetraethylenpentamin umgesetzt: 68,9 g (∼ 100%) hellgelbbräunliches Harz, das in Wasser mit leicht trüber opaker Konsistenz löslich ist. C₄₃H₅₄ClN₅ (676.4)
    Figure imgb0016
    • Beispiel 8
  • 126,6 g (1 Mol) Benzylchlorid und 0,2 g Zn-Stearat werden auf 80-110°C erwärmt. Die kräftige Entwicklung von HCl wird nach Erreichen von 50% (0,5 Mol) Abspaltung durch Zugabe von 0,2 g Caprolactam abgestoppt. Man destilliert überschüssiges Benzylchlorid im Vakuum ab (ca. 46 g), nimmt das hinterbleibende Harz in 150 ml Toluol auf und läßt die Lösung unter Rühren in 116 g (0,5 Mol) Pentaethylenhexamin bei ∼  25-30°C einlaufen. Unter Aufheizen zum Sieden wird Lösungsmittel im Normaldruck und überschüssiges Amin im Ölpumpenvakuum bis zu einer Sumpftemperatur von 250°C entfernt. Man erhält 80,9 g (99% d. Th.) eines bräunlichen, viskosen, wasserlöslichen Harzes. C₆₆H₇₇ClN₆ (989.85)
    Figure imgb0017
  • Die Überführung in die freie Base analog Beispiel 1 liefert 72,2 g eines gelbgrün fluoreszierenden Öls.
  • Bei gleicher Verfahrensweise wie in Beispiel 8 werden in den folgenden Beispielen die Benzylchloridkondensationsgrade variiert:
    Figure imgb0018
    • Beispiel 11
  • 253,2 g (2 Mol) Benzylchlorid werden zusammen mit 0,4 g Zn-Stearat so lange bei 105-115°C gehalten, bis 0,5 Mol (25%) HCl abgespalten sind. Man stoppt die Reaktion durch Zugabe von 0,4 g Triphenylphosphin ab, destilliert überschüssiges Benzylchlorid im Vakuum bis zu einer Sumpftemperatur von ca. 110°C ab, nimmt den harzartigen Rückstand in 150 ml Toluol auf und läßt die Lösung bei 20-30°C unter Rühren in 146,2 g (1 Mol) Triethylentetramin einlaufen. Nach Aufheizen zum Rückfluß destilliert man das Lösungsmittel im Normaldruck bis zu einer Sumpftemperatur von ca. 200°C, dann das überschüssige Triethylentetramin im Hochvakuum bis zur gleichen Temperatur ab. Man erhält 98,8 g (96.4% d. Th.) eines klebrigen wasserlöslichen Harzes, das nach Ausschütteln mit 500 ml Toluol und 150 ml in Natronlauge 77,8 g der entsprechenden freien Aminbase als orangebräunliches Harz liefert.
    Figure imgb0019
  • In den folgenden Beispielen wird analog Beispiel 11 verfahren und die Benzylchloridkondensation variiert:
    Figure imgb0020
    • Beispiel 15
  • Bei Verwendung von 378,6 g (2 Mol) Tetraethylenpentamin anstelle von Triethylentetramin gemäß Beispiel 11 erhält man 110,8 g (99.5% d. Th.) eines klebrigen, bräunlichen, wasserlöslichen Harzes (Hydrochlorid) bzw. 95,5 g an entsprechender Aminbase.
    Figure imgb0021
  • In den nachfolgenden Beispielen werden bei analoger Verfahrensweise wie in Beispiel 15 bei Benzylchlorid-Kondensationsraten variiert.
    Figure imgb0022
    • Beispiel 18
  • Bei gleicher Verfahrensweise wie in Beispiel 11 erhält man bei Verwendung von 102 g (1 Mol) N,N-Dimethyl-1,3-propylendiamin anstelle von Triethylentetramin 80,5 g (91.9% d. Th.) eines grünlichen, klebrigen Harzes (freie Base).
    Figure imgb0023
  • Man verfährt in den folgenden Beispielen analog Beispiel 18 unter Variation des Benzylharz-Kondensationsgrades:
    Figure imgb0024
    • Beispiel 21
  • Analog Beispiel 11 werden 2 Mol Benzylchlorid zu 25% HCl-Abspaltung kondensiert und überschüssiges Benzylchlorid im Vakuum abgezogen. In den harzig viskosen Rückstand rührt man dann in einem Guß bei Raumtemperatur 206 g (2 Mol) Diethylentriamin ein. Die allmählich einsetzende exotherme Reaktion wird durch Erwärmen auf 110°C vervollständigt. Nach 2 h bei dieser Temperatur destilliert man überschüssiges Amin im Vakuum bis zu einer Sumpftemperatur um 100°C ab und erhält 105 g (99.2% d. Th.) eines honigfarbenen, viskosen Harzes (Hydrochlorid), das in Wasser mit seifiger Konsistenz löslich ist.
    Figure imgb0025
    • Beispiel 22
  • Verwendet man analog Beispiel 21 292,4 g (2 Mol) Triethylentetramin anstelle von Diethylentriamin, so erhält man 113 g (98,3% d. Th.) eines honigfarbenen, viskosen Harzes (Hydrochlorid), das sich zu einer 50%igen wäßrigen Lösung compoundieren läßt.
    Figure imgb0026
  • Nach der Verfahrensweise gemäß Beispiel 22 wird in den folgenden Beispielen der Benzylharz-Kondensationsgrad variiert:
    Figure imgb0027
    • Beispiel 27
  • In 47,5 g (0,075 Mol) des Polybenzylchloridharzes gemäß Beispiel 5 rührt man bei Raumtemperatur 189,3 g (1 Mol) Tetraethylenpentamin ein, bringt auf 110°C und hält 2 h bei dieser Temperatur. Nach Entfernung des Aminüberschusses im Vakuum erhält man 65 g (∼ 100% d.Th.) eines bräunlichen, klebrigen Harzes (HCl-Form), das sich zu einer wäßrigen Lösung verarbeiten läßt.
    Figure imgb0028
    • Beispiel 28
  • Nach der Verfahrensweise des Beispiels 27 erhält man bei Einsatz von 232,4 g (1 Mol) Pentaethylenhexamin 67 g (99.3% d. Th.) eines gelbbraunen, viskosen Harzes.
    Figure imgb0029
    • Beispiel 29
  • Analog Beispiel 11 werden 126,6 g (1 Mol) Benzylchlorid, 26,3 g (0,15 Mol) o-Xylylenchlorid und 0,15 g Zn-Stearat unter 25%iger Abspaltung von HCl cokondensiert und nach Abziehen von überschüssigen Monomeren im Vakuum der harzige Rückstand (59,0 g; 15% verseifbares Cl) mit 73,1 g (0,5 Mol) Triethylentetramin umgesetzt. Man erhält 93,5 g (∼ 100% d. Th.) eines klebrigen, viskosen Harzes, das sich zu einer 50%igen wäßrigen Lösung compoundieren läßt (idealisierte Formel):
    Figure imgb0030
    Figure imgb0031
    • Beispiel 30
  • 126,6 g (1 Mol) Benzylchlorid und 0,1 g Zn-Stearat werden analog Beispiel 8 mit 50%iger Abspaltung von HCl kondensiert, die Reaktion durch Zugabe von 2-3 Tropfen Triethylentetramin abgebrochen, dann _ ohne Entfernung des überschüssigen Benzylchlorids _ 14,6 g (0,1 Mol) Triethylentetramin innerhalb von 30 Min. bei 100°C eingetropft. Man rührt 30 Min. bei dieser Temperatur nach, gibt 100 ml Toluol und eine Lösung von 20 g (0,5 Mol) NaOH in 50 ml Wasser hinzu und hält noch 3 h bei Rückfluß. Nach Erkalten trennt man die organische Phase ab, wäscht mit Wasser und engt im Vakuum bis zu einer Sumpftemperatur von ca. 150°C ein: 99,8 g (95,3% d. Th.) bräunliches, viskoses, nicht wasserlösliches Harz.
    Figure imgb0032
  • In den folgenden Beispielsweise man entsprechend unter Variation des Polybenzyl-Kondensationsgrades:
    Figure imgb0033
    • Beispiel 33
  • Analog Beispiel 30 werden 126,6 g (1 Mol) Benzylchlorid, 0,15 g Zn-Stearat (30% HCl-Abspaltung), 18,9 g (0,1 Mol) Tetraethylenpentamin und 28 g (0,7 Mol) Ätznatron miteinander umgesetzt. Man erhält 107,8 g (98,8% d.Th.) eines bräunlichen viskosen Harzes.
    Figure imgb0034
    • Beispiel 34
  • Bei gleicher Verfahrensweise wie in Beispiel 33 werden bei Einsatz von 12 g (0,2 Mol) Ethylendiamin anstelle von Tetraethylenpentamin 98,5 g (96,4% d.Th.) eines bräunlichen, viskosen Öls gewonnen.
    Figure imgb0035
    Figure imgb0036
    • Beispiel 35
  • 253,2 g (2 Mol) Benzylchlorid und 0,3 g Zn-Stearat werden analog Beispiel 11 unter 30% Abspaltung HCl kondensiert, die Reaktion mit 2-3 Tropfen Diethylentriamin abgestoppt, dann das Benzylchloridgemisch unter Rühren in eine Mischung von 62 g (0,6 Mol) Diethylentriamin, 64 g (1,6 Mol) Ätznatron, 150 ml H₂O und 100 ml Toluol binnen 1 h bei 60-95°C eingetropft. Man hält noch 3 h bei Rückflußtemperatur, trennt die organische Phase ab und engt im Vakuum bis zu einer Sumpftemperatur von 150°C ein: 235 g (97% d.Th.) orange-bräunliches, viskoses Öl.
    Figure imgb0037
    • Beispiel 36
  • Entsprechend Beispiel 35 erhält man bei Einsatz von 82,6 g (0,8 Mol) Diethylentriamin 249 g (94,8% d. Th.) eines hellbräunlichen, viskosen Öls.
    Figure imgb0038
  • Weiterhin erhält man nach der Verfahrensweise der Beispiele 35 und 36 bei Verwendung von unkondensiertem Benzylchlorid die folgenden _ teilbenzylierten _ Polyamine als gelbliche, viskose Öle:
    Figure imgb0039
    • Anwendungsbeispiele Beispiel 40 Prüfung der korrosionsinhibierenden Wirkung in Salzsäure (acidizing)
  • Die Versuche wurden unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Der Korrosionsinhibitor wird, gegebenenfalls in Kombination mit einem Acetylenalkohol, in Salzsäure gelöst bzw. dispergiert. Dabei ist es empfehlenswert, zuvor eine Formulierung aus einem mit Wasser bzw. Salzsäure mischbaren Lösungsmittel und einem Tensid herzustellen. Bevorzugte Lösungsmittel sind niedere Alkohole, Ketone oder Glykole sowie Dimethylformamid, Formamid, Acetonitril, N-Methylpyrrolidon. In die Salzsäure wird ein entfetteter Stahlcoupon gegeben. Nach 6 Stunden wird der Gewichtsverlust des Coupons bestimmt und in eine Oberflächenabtragsgeschwindigkeit umgerechnet.
    • Tabelle 1:
  • Temperatur: 70°C
  • Druck 1 bar
  • Stahlsorte K 50
    Figure imgb0040
    • Beispiel 41 (Raffinerie inhibitoren)
  • Ein 2 l-Zweihalskolben wird mit einem 400 ml Soxhlet-Extraktor und einem Rückflußkühler versehen. Zwischen Extraktor und Rückflußkühler wird ein weiteres Glasrohr angebracht, in welches Zutropfhähne für die Inhibitorlösung hineingeführt werden. Je 2 Metallcoupons aus ST 37-Stahl werden so aufgehängt, daß sich zwei im Soxhlet-Extraktor, also in der Flüssigphase, und zwei im Gasraum unterhalb der Zutropfstellen für die Inhibitorlösung befinden. Das letztere Couponpaar wird so plaziert, daß die Inhibitorlösung direkt auf die Coupons tropft.
  • In dem Kolben wird nun ca. 1 l eines Gemisches aus aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. Diesel, Kerosin, Benzin oder auch künstlich hergestellte Gemische, 100 ml H₂S-gesättigtes Wasser und 20 ml 30%ige Salzsäure vorgelegt. Es wird erhitzt und bei Siedebeginn wird nun die Inhibitorlösung mit einer Tropfgeschwindigkeit von ca. 0,4 ml pro Minute zugetropft. Bei der Inhibitorlösung handelt es sich um einen Kohlenwasserstoff, in welchem der Wirkstoff mit einer Konzentration von 50-1000 ppm gelöst ist. Nach etwa 4 Stunden ist der Testlauf beendet, die Coupons werden gravimetrisch ausgewertet und mit dem Blindwert verglichen.
    Figure imgb0041
    • Beispiel 42 Prüfung als Korrosionsinhibitor für Kupfer
  • Blanke und entfettete Kupferproben wurden für den Korrosionstest verwendet. Als Testlösung diente künstliches Meerwasser nach ASTM D665-IP135, welchem die zu untersuchende Substanz zugegeben wurde. Während der Versuchsdauer von 7,5 Stunden befanden sich die Metallproben vollkommen eingetaucht in der 55°C warmen Testlösung, in die ca. 100 ml Luft/min eingeleitet wurde.
  • Nach dem Test wurden die Proben 15 Sekunden lang in halbkonzentrierter Salzsäure gereinigt und mit Wasser und Aceton gewaschen. Vor und nach dem Test wurden die trockenen Metallproben gewogen. Aus dem Massenverlust wurde die protentiale Schutzwirkung S, bezogen auf eine Blindprobe, berechnet: S= m - m₁ m
    Figure imgb0042
      + 100, wobei
    m = Massenverlust der Metallprobe ohne Inhibitor (Blindprobe),
    m₁ = Massenverlust der Metallprobe mit Inhibitor bedeuten.
    Die Ergebnisse der prozentialen Schutzwirkung sind in der Tabelle 3 angegeben.
    Figure imgb0043
    • Beispiel 43 Prüfung als Korrosionsinhibitor für Eisen
  • Blanke und entfettete Metallproben aus unlegiertem Stahl RST 14-03 nach DIN 1623 wurden 24 Stunden lang in korrosivem Wasser nach ASTM D1384-70 belassen. Durch die Testlösung, die die zu untersuchende Substanz enthielt, wurde ca. 100 ml Luft/min geleitet. Die Versuchstemperatur betrug 20°C. Der pH-Wert der Testlösung war 7-8 und wurde, wenn nötig, mit verdünnter Natronlauge bzw. verdünnter Schwefelsäure eingestellt.
  • Nach dem Test wurden die Metallproben 15 Sekunden in halbkonzentrierter Salzsäure gereinigt und mit Wasser und Aceton gewaschen. Vor und nach dem Test wurden die trockenen Metallproben gewogen. Aus dem Massenverlust wurde die prozentiale Schutzwirkung S, bezogen auf eine Blindprobe, berechnet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 angegeben.
    Figure imgb0044
    • Beispiel 44 Prüfung als Korrosionsinhibitor in Säuren
  • Es wurden die Massenverluste von Proben aus unlegiertem Stahl RST 14-03 in 10% iger Salzsäure und in 10%iger Schwefelsäure bestimmt. Die Temperatur der Säure betrug 50°C, die Versuchszeit 3 Stunden.
  • Durch Vergleich mit den Massenverlusten in Säuren mit und ohne Inhibitor wurde die Prozentiale Schutzwirkung S nach der in Beispiel 42 angegebenen Gleichung berechnet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 angegeben.
    Figure imgb0045
    Figure imgb0046
    Figure imgb0047

Claims (2)

1. Verwendung von Polyaralkylaminen der Formel
Figure imgb0048
 worin
R¹ bis R⁴   gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, C₁-C₁₈-Alkyl, C₅-C₁₂-Cycloalkyl, C₇-C₁₈-Aralkyl, Poly-C₇-C₁₈-aralkyl mit 2 bis 50 Aralkyleneinheiten oder C₆-C₁₅-Aryl bedeuten oder
R¹ bis R⁴   untereinander so verknüpft sind, daß jeweils zwei der Reste zusammen mit dem sie verbindenden Stickstoffatom oder mit der N-C-haltigen Restkette einen 5- bis 6-gliedrigen Ring bilden.
wobei mindestens einer der Reste R¹ bis R⁴ C₇-C₁₈-Aralkyl oder Poly-C₇-C₁₈-Aralkyl bedeutet, und
R⁵ und R⁶   unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₇-C₁₂-Aralkyl oder C₆-C₁₀-Aryl bedeuten,
m   für eine ganze Zahl von 2 bis 10 steht und
n   0 bis 30 bedeutet, wobei, wenn n =  D mindestens einer der Reste R¹, R² und R⁴ Polyaralkyl bedeutet, die mit m definierte C-Kette unterschiedliche Reste R⁵ und R⁶ und die durch n definierte C-N-Kette verschiedene Werte für m besitzen kann,


als Korrosionsinhibitoren für metallische Werkstoffe.
2. Verwendung von Polyaralkylaminen als korrosionsinhibitoren für metalliche Werkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polyaralkylamine in einer Menge von 0,001 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das korrosiv wirkende Medium, einsetzt.
EP88114264A 1987-09-11 1988-09-01 Verwendung von Polyaralkylaminen als Korrosionsinhibitoren Expired - Lifetime EP0306831B1 (de)

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