NO339856B1 - Anvendelse av kvaternære ammoniumkarbonater og - bikarbonater som korrosjonsbeskyttende midler, metode for å hindre korrosjon og antikorrosive belegningsmidler som omfatter de korrosjonsbeskyttende midlene - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av kvaternære ammoniumkarbonater og -bikarbonater som antikorrosive midler.

I prosesser hvor metalloverflater kommer i kontakt med vann, enten som flytende vann eller fuktig luft, er det alltid fare for korrosjon. Dette er særlig problematisk når selve metallet er tilbøyelig til korrosjon og ikke er belagt.

Eksempler på metaller som er tilbøyelige til korrosjon forefinnes i stansede metallbildeler fremstilt av ferrolegeringer, avslipte overflater som f.eks. maskin-bearbeidede ståldeler, og maskinkomponenter fremstilt av støpejern. Selv om korrosjonsinhibitorer (eller antikorrosive midler) har vært kjent i mange år er de fleste fremdeles utilstrekkelige. En nøkkelutilstrekkelighet er utilstrekkelig vann-oppløselighet. De fleste korrosjonsinhibitorer er fremstilt fra langkjedede fettsyrer og derivater og har ofte dårlig vannoppløselighet. Dette er spesielt problematisk når metalloverflaten kontakter både vann og olje, som f.eks. innen olje- og gass-produksjon, petroleumsbearbeiding, og metallbearbeidingsanvendelser. Petro-kjemisk bearbeiding frembyr i seg selv en lang rekke utfordringer for korrosjonsinhibitorer inklusive kjølesystemer, raffinerienheter, rørledninger, damp-generatorer og olje- eller gassproduserende enheter.

For å redusere korrosjonstakten av metaller (som metallbeholdere, utstyrs-metalldeler, utstyrsoverflater, rørledninger og utstyr anvendt for å lagre fluidene), særlig jernholdige metaller, blir korrosjonsinhibitorer typisk tilsatt til det fluid som kommer i kontakt med metallet. Fluidet kan være en gass, en oppslemming, eller en væske.

Tradisjonelle løsningsmidler for rensing av metall og metalldeler, som f.eks. lettbensin og parafin, er i de senere år blitt erstattet av vandige sammensetninger som skyldes bekymringer vedrørende flyktige organiske karbonforbindelser (VOC). Denne bevegelse mot vannbaserte sammensetninger for rensing av metalldeler er ikke uten problemer. Vann løser ikke lett fett- eller oljerester og vann i seg selv kan markert øke korrosjonen av selve metalldelene. I tillegg blir sammensetninger typisk anvendt som mikroemulsjoner, som krever bruk av ytterligere overflateaktive midler for stabilisering under renseprosessen. Morfolin anvendes hyppig i disse rensesammensetningerfor å tilveiebringe korrosjons-beskyttelse. Morfolin gjør imidlertid lite for å bidra til rensingen og stabiliserer ikke mikroemulsjonen ettersom det ikke er et godt overflateaktivt middel. Videre er morfolin et lovregulert produkt ettersom det kan anvendes for å fremstille ulovlige rusmidler.

Kvaternære ammoniumforbindelser har funnet begrenset anvendelse som korrosjonsinhibitor. US patent 6 521 028 beskriver bruken av spesielle pyridinium-og kinoliniumsalter, i enten propylenglykol- eller propylenglykoleterløsningsmidler, som korrosjonsinhibitorer. US patent 6 080 789 og 6 297 285 beskriver bruken av kvaternære ammoniumkarbonater som desinfeksjonsmidler.

US patent 4 792 417 lærer en blanding for å inhibere spenningskorrosjon av rustfritt stål i kontakt med vandige og/eller polare organiske løsninger som inneholder kloridioner og eventuelt kobber(l)ioner. Blandingen omfatter en vandig eller polar organisk oppløsning av et spesielt kvaternært ammoniumalkylkarbonat eller kvaternært ammonium benzylkarbonat. US patent 3 121 091 beskriver kvaternære imidazolium- og imidazolinium-bisulfitter og kvaternære ammonium-salter av ustabile syrer, f.eks. kvaternære ammoniumnitritter, bisulfitter og bikarbonater. I motsetning til kvarternære ammoniumhalider (vanligvis klorider) er løsningene av disse saltene ikke-korrosive. Det foreligger fremdeles et behov for korrosjonsinhibitorer som har god affinitet for metalloverflater og er både vann- og oljeoppløselige. I tillegg er det et ønske om nye korrosjonsinhibitorer som tilføyer rense- og/eller overflateaktiv middel egenskap. Korrosjonsinhibitorer som også gir antimikrobiell beskyttelse til den ferdige sammensetning hvortil de er tilsatt ville være spesielt fordelaktig.

Det er nå oppdaget at kvaternære ammoniumkarbonater og -bikarbonater inhiberer korrosjonen av metaller.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å inhibere korrosjon av et metallsubstrat, omfattende trinnet med å bringe substratet i kontakt med en blanding omfattende:

(a) minst et kvaternært ammoniumkarbonat med formelen

hvori R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe,

og et kvaternært ammoniumbikarbonat med formelen

hvori R<1>og R<2>er definert som over; og

(b) et løsningsmiddel. Denne metode er særlig nyttig for brønnanvendelser i oljefelt og metallbearbeiding. En ytterligere utførelsesform er et antikorrosivt belegningsmiddel for metallsubstratet. Belegningsmidlet inkluderer (a) minst et kvaternært ammoniumkarbonat med formelen

hvori R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe,

og et kvaternært ammoniumbikarbonat med formelen

R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe; og (b) et belegningsmateriale valgt fra gruppen bestående av epoksyharpikser, uretanharpikser, vinylharpikser, butyralharpikser, ftalsyreharpikser, isocyanatharpikser, butadienharpikser, fernisser, løsningsmiddelholdige belegningsmaterialer med lavt VOC-innhold basert på polyuretaner, og vannbaserte belegningsmaterialer som harpiksfettsyre-vinylemulsjoner. Typisk er det kvaternære ammoniumkarbonat og bikarbonat dispergert i belegningsmaterialet. Ifølge en foretrukket utførelsesform viser belegningsmidlet også antimikrobiell effekt. Belegningsmidlet kan inkludere en antimikrobiell effektiv mengde av det antikorrosive kvaternære ammoniumkarbonat og bikarbonat, eller av et ytterligere antimikrobielt middel.

Enda en ytterligere utførelsesform er et metallsubstrat som har det antikorrosive belegningsmateriale ifølge den foreliggende oppfinnelse på en overflate derav.

Enda en ytterligere utførelsesform er anvendelsen av en vandig eller ikke-vandig oppløsning omfattende minst ett kvaternært ammoniumkarbonat med formelen

hvori R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe,

og et kvaternært ammoniumbikarbonat med formelen

R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe; som et antikorrosivt metallbearbeidingsfluid eller som en korrosjonsinhibitor innenfor pulvermetallurgien.

Korrosjonsinhibitorblandinger

Den foreliggende oppfinnelse er rettet på inhibering av korrosjon av metallsubstrater. Betegnelsen "inhibering av korrosjon" som anvendt heri inkluderer men er ikke begrenset til forebygging eller reduksjon i oksidasjons-takten av en metalloverflate, generelt når metallet er eksponert for vann eller luft, eller en kombinasjon av de to. Oksidasjonen av metall er en elektrokjemisk reaksjon som generelt resulterer enten i et tap av metall fra overflaten eller en akkumulering av oksidasjonsprodukter på overflaten av metallet. Betegnelsen "metall" som anvendt heri inkluderer men er ikke begrenset til stål, støpejern, aluminium, metallegeringer, og kombinasjoner derav. I en utførelsesform er metallsubstratet en aerosolboks.

Kvaternære ammoniumkarbonater nyttige ved den foreliggende oppfinnelse har formelen:

hvori R<1>og R<2>hver uavhengig er en C1-20 alkylgruppe eller en arylsubstituert C1-20alkylgruppe (f.eks. en benzylgruppe). R<1>og R<2>kan være like eller forskjellige. Betegnelsen "arylsubstituert alkylgruppe" refererer til en alkylgruppe substituert med en flere aromatiske karbonringer, spesielt fenylringer, som f.eks. fenyletyl (alkylgruppen er bundet til nitrogenatomet) eller benzyl. Tilsvarende refererer betegnelsen "arylsubstituert C1-20alkylgruppe til en C1-20alkylgruppe substituert med en eller flere aromatiske karbonringer. Betegnelsen " Cn- m alkylgruppe" (f.eks. "C1-20alkylgruppe") refererer til en hvilken som helst lineær eller forgrenet alkylgruppe med fra n til m (f.eks. fra 1 til 20) karbonatomer.

Ifølge en utførelsesform er R<1>og R<2>C4-20alkyl- eller arylsubstituert C4-20alkylgrupper.

Ifølge en foretrukket utførelsesform er R<1>en C8-12alkyl- eller arylsubstituert C8-12alkylgruppe. Et mer foretrukket kvaternært ammoniumkarbonat er didecyldimetylammoniumkarbonat, som f.eks. di-n-decyldimetylammoniumkarbonat.

Didecyldimetylammoniumkarbonat kan fås som en 50 vekt% oppløsning i vann inneholdende 4 vekt% eller mindre av en alkohol, som f.eks. metanol eller etanol. Oppløsningen er en gul/orange væske som har en svak fruktaktig lukt.

Egnede kvaternære ammoniumbikarbonater har formelen:

hvori R<1>og R<2>har de betydninger og foretrukne betydninger som angitt i det foregående for de kvaternære ammoniumkarbonater (I).

Et foretrukket kvaternært ammoniumbikarbonat er didecyldimetyl-ammoniumbikarbonat, som f.eks. di-n-decyldimetylammoniumbikarbonat.

De ovennevnte kvaternære ammoniumkarbonater og -bikarbonater kan fremstilles ved metoder kjent fra teknikkens stand, som f.eks. de som er beskrevet i US patent 5 438 034 og International Publication WO 03/006419.

De kvaternære ammoniumkarbonater og -bikarbonater er i likevekt. Konsentrasjonene av bikarbonater og karbonater varierer avhengig av pH i den oppløsning hvori de inneholdes.

I en foretrukket utførelsesform angir R<1>og R<2>i de kvaternære ammoniumkarbonater (I) og/eller bikarbonater (II) den samme C1-20alkylgruppe.

I en mer foretrukket utførelsesform angir R<1>og R<2>i de kvaternære ammoniumkarbonater (I) og/eller bikarbonater (II) doalkylgrupper, mest foretrukket n-C-ioalkylgrupper.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform angir R<1>i de kvaternære ammoniumkarbonater (I) og/eller bikarbonater (II) en metylgruppe. Mer foretrukket angir både R<1>og R<2>en metylgruppe.

Ved enda en ytterligere foretrukket utførelsesform angir R<1>i de kvaternære ammoniumkarbonater (I) og/eller bikarbonater (II) en benzyl- eller fenyletylgruppe.

De ovenfor beskrevne kvaternære ammoniumkarbonater og -bikarbonater kan anvendes alene som korrosjonsinhibitorer eller sammensettes til korrosjons-inhibitorsammensetninger.

Til forskjell fra tradisjonelle kvaternære ammoniumklorider har de karbonat-og bikarbonat-baserte kvaternære ammoniumforbindelser beskrevet heri ikke bare lave korrosjonsegenskaper, men de virker som korrosjonsinhibitorer.

Karbonatene og bikarbonatene er blandbare i vann i alle konsentrasjoner, har høy oljeoppløselighet, og har en høy affinitet for metalloverflater. I tillegg øker karbonatene og bikarbonatene oppløseligheten av oljer, som f.eks. duftoljer og lipofile substanser, i vandige oppløsninger.

Egnede oppløsningsmidler for de kvaternære ammoniumkarbonater og - bikarbonater inkluderer polare løsningsmidler (som f.eks. vann og vannblandbare polare løsningsmidler), glykoler, glykoletere (som f.eks. propylenglykol) og blandinger derav.

Eventuelt kan et eller flere ytterligere overflateaktive midler inkluderes i blandingen. Egnede overflateaktive midler inkluderer ikke-ioniske overflateaktive midler, kationiske overflateaktive midler (andre enn de kvaternære ammoniumkarbonater og -bikarbonater beskrevet heri), anioniske overflateaktive midler, amfotære overflateaktive midler, og blandinger derav. Ikke-begrensende eksempler på slike overflateaktive midler er aminoksider, lineære alkoholetoksylater, sekundære alkoholetoksylater, etoksylatetere, betainer, fettsyrer inneholdende fra 6 til 22 karbonatomer, salter av de nevnte fettsyrer, og blandinger derav. Det overflateaktive middel kan f.eks. være nonylfenoletoksylat.

De kvaternære ammoniumkarbonat og -bikarbonat korrosjonsinhibitorer inhiberer korrosjon av metaller i vandige og oljemiljøer, inklusive vann og oljeblandinger (f.eks. ved brønnanvendelser i oljefelt og innen metallbearbeiding). Et ikke-begrensende eksempel på en olje som finnes i et oljemiljø er et petroleumsdestillat. Eksempler på petroleumsdestillater inkluderer, men er ikke begrenset til, parafin, lettbensin og hydrokarbonfraksjoner. I metallbearbeiding anvendes vandige oppløsninger eller vann-oljeblandinger eller emulsjoner ofte for smøring (som f.eks. for smøring av metallbearbeidingsmaskiner).

Andre konvensjonelle tilsetningsstoffer, som byggere, fargestoffer, parfymer, duftstoffer, rensemidler og blandinger derav kan inkluderes i den antikorrosive blanding.

Mengden av kvaternære ammoniumkarbonater og/eller -bikarbonater påført et metallsubstrat er en korrosjonsinhiberende effektiv mengde, dvs. en mengde til å hindre eller redusere korrosjonstakten av metallsubstratet. Den korrosjonsinhiberende effektive mengde kan variere avhengig av den tilsiktede bruk og kan bestemmes av den vanlig fagkyndige.

Uten å ønske å bli bundet av noen spesiell teori antas det at i vandige oppløsninger har de kvaternære ammonium-karbonat/bikarbonatforbindelser beskrevet heri en naturlig affinitet for metallet, ettersom de også virker som kationiske overflateaktive midler og derfor vandrer til overflaten av metallet. Når de først befinner seg ved overflaten blokkerer det kvaternære ammoniumkarbonat/bikarbonat oksygen og/eller luft fra å bevirke videre oksidasjon av metalloverflaten. Typisk kan den korrosjonsinhiberende blanding leveres i enten en fortynnbar konsentrert form, eller i en form klar til bruk. Generelt inneholder formen klar til bruk fra omtrent 0,005 til omtrent 1,00 vekt% kvaternært ammoniumkarbonat, -bikarbonat, eller blanding derav basert på 100 vekt% av den totale blanding. Foretrukket inneholder den bruksklare form fra omtrent 100 ppm til omtrent 1000 ppm kvaternært ammoniumkarbonat og bikarbonat,basert på 100 vekt% av den totale blanding. Foretrukket inneholder den endelige bruksfortynning fra omtrent 100 ppm til omtrent 500 ppm kvaternært ammoniumkarbonat ogbikarbonat, basert på 100 vekt% av den totale bruksfortynning.

Blandingen kan påføres metallsubstratet ved hjelp av hvilke som helst kjente midler, inklusive men ikke begrenset til belegning, avsetning, dypping, bløtlegging, påpensling, spraying, mopping, vasking eller lignende.

I foretrukne utførelsesformer er metallsubstratet valgt fra gruppen bestående av stål, støpejern, aluminium, metallegeringer og kombinasjoner derav.

Belegningsmiddel

De ovennevnte antikorrosive kvaternære ammoniumkarbonater, - bikarbonater, og blandinger derav kan innlemmes i antikorrosive belegningsmidler for metallsubstrater. Belegningsmidlene ifølge den foreliggende oppfinnelse inkluderer et belegningsmateriale. Foretrukket er det kvaternære ammoniumkarbonat, -bikarbonat, eller blanding derav oppløst eller dispergert i belegningsmaterialet.

Egnede belegningsmaterialer velges fra organiske harpikser som epoksyharpikser, uretanharpikser, vinylharpikser, butyralharpikser, ftalsyreharpikser, herdbare harpikser, som isocyanat- og butadienharpikser, så vel som tradisjonelle belegningsmaterialer, som fernisser, løsningsmiddelholdige belegningsmaterialer med lavt VOC-innhold basert på polyuretaner, og vannbaserte belegningsmaterialer som f.eks. harpiksfettsyre-vinylemulsjoner. Belegningsmidlet kan dannes ved hjelp av hvilke som helst kjente metoder. Belegningsmidlene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan f.eks. være malinger, grunninger og industrielle belegningsmidler.

Ytterligere bestanddeler som kan være til stede i belegningsmidlet inkluderer, men er ikke begrenset til, UV stabilisatorer, vulkaniseringsmidler, herdemidler, flammehemmende midler, og blandinger derav.

Vandige og ikke-vandige oppløsninger (inklusive renseoppløsninger og metallbearbeidingsfluider)

De ovennevnte korrosjonsinhibitorblandinger er særlig nyttige som komponenter av vandige renseoppløsninger for å bremse og minimere korrosjonen av metalldeler, spesielt stål, som renses med disse oppløsninger. De er også nyttige som komponenter av vandige eller ikke-vandige metallbearbeidingsfluider og som komponenter av vandige eller ikke-vandige oppløsninger anvendt som korrosjonsinhibitorer innenfor pulvermetallurgien. Korrosjonsinhibitorblandingene gir også antimikrobiell beskyttelse til det substrat, som f.eks. det metall, hvorpå de er påført. For den foreliggende oppfinnelses formål refererer betegnelsen "renseoppløsning" til en vandig sur eller alkalisk oppløsning som anvendes i rensingen av metalloverflater, f.eks. de indre metalloverflater av prosessutstyr. Disse renseoppløsninger har typisk en pH i området fra omtrent 1 til omtrent 10. Eksempelvise renseoppløsninger og deres anvendelser er beskrevet i flere patenter, f.eks. US patenter 3 413 160; 4 637 899; Re. 30 796; og Re. 30 714.

Renseoppløsningsblandinger kan inkludere minst en organisk syre valgt fra gruppen bestående av alkylenpolyaminkarboksylsyre, hydroksyeddiksyre, maursyre, sitronsyre og blandinger av salter derav sammen med en korrosjonsinhibitor i samsvar med de foregående blandinger til stede i en mengde effektiv til å inhibere korrosjonen av metaller i kontakt med oppløsningen. Eksempelvise organiske syrer inkluderer N, N, N',/V-etylendiamintetraeddiksyre (EDTA), tetraammonium EDTA, diammonium EDTA, N-(2-hydroksyetyl)-A/,A/' N'-etylendiamintrieddiksyre (HEDTA) og salter derav. Disse vandige rense-oppløsninger har typisk en pH fra omtrent 1 til omtrent 10. Eksempelvise mengder av korrosjonsinhibitor (dvs. kvaternært ammoniumkarbonat, -bikarbonat, eller en blanding derav) er fra omtrent 0,05 til omtrent 1 vekt%. Eksempelvise organiske syreholdige renseoppløsninger inkluderer dem som er beskrevet i US patent 6 521 028.

Korrosjonsinhibitorblandingene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes i vandige renseoppløsninger for å inhibere korrosjonen av metall ved hypokloritt så vel som ved uorganiske syrer, f.eks. svovelsyre eller fosforsyre. Disse renseoppløsninger inkluderer en mengde av korrosjonsinhibitor i samsvar med den foreliggende oppfinnelse og som er tilstrekkelig til å inhibere korrosjonen av metaller ved disse uorganiske syrer. Eksempelvise mengder av korrosjonsinhibitor er fra omtrent 0,05 til omtrent 1 vekt%.

Korrosjonsinhibitorer i samsvar med den foreliggende oppfinnelse hindrer eller i det minste inhiberer for sterk korrosjon av et rent uedelt metall under kjemiske renseoperasjoner. Korrosjonsinhibitorblandingene kan anvendes fordelaktig over et bredt pH område innenfor et bredt antall av renseoppløsninger som anvender en organisk syre som rensemiddelet.

Renseoppløsninger anvendes ofte ved fjernelse av skall og rust fra ferro-metaller. Oppløsningene kommer imidlertid ofte i kontakt med andre metaller som er til stede som en integrert del av det system som renses. Eksempler på disse metaller inkluderer kopper, kopperlegeringer, sink, sinklegeringer og lignende.

Korrosjonsinhibitorblandingene ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendes fordelaktig i en mengde tilstrekkelig til å inhibere syreindusert korrosjon av metaller som er i kontakt med eller som bringes i kontakt med vandige rense-oppløsninger. Ifølge en utførelsesform anvendes korrosjonsinhibitorblandingen ifølge den foreliggende oppfinnelse i en mengde tilstrekkelig til å gi en korrosjons-takt på mindre enn eller lik omtrent 73,2 g nrr<2>d-<1>. Korrosjonsinhibitorblandingen kan oppløses eller dispergeres i renseoppløsningen før renseoppløsningen og det metall som skal renses bringes i kontakt med hverandre.

Beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er en avbildning av kaldvalsede stålplater, hver etter et opphold i didecyldimetylammoniumklorid (DDAC) oppløsning eller didecyldimetyl-ammonium-karbonat<y->bikarbonat (DDACB) oppløsning etter 90 minutter ved romtemperatur. Fig. 2 er en avbildning av kaldvalsede stålplater, hver etter et opphold i didecyldimetylammoniumklorid (DDAC) oppløsning eller en didecyldimetyl-ammonium-karbonat<y->bikarbonat (DDACB) oppløsning etter 30 dager ved romtemperatur. Fig. 3 er en avbildning av kaldvalsede stålplater, hver etter et opphold i en didecyldimetylammoniumklorid (DDAC) oppløsning eller en didecyldimetyl-ammonium-karbonat<y->bikarbonat (DDACB) oppløsning etter 9 måneder ved romtemperatur. En prøve av kaldvalset stål i deionisert vann etter 5 timer er også vist. Fig. 4 er en avbilding av kaldvalsede stålplater etter i 9 måneder ved romtemperatur og har ligget i en didecyldimetylammoniumkloridoppløsning eller en didecyldimetylammonium-karbonat<y->bikarbonat oppløsning, og etter å ha ligget i deionisert vann i 5 timer ved romtemperatur.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen men er ikke begrensende for denne. Alle deler og prosentangivelser er på vektbasis med mindre annet er angitt.

Eksempel 1

Formålet med dette forsøk var å teste fjernelsen av fettet smuss med motorrensersammensetningen. En blanding av 7,5 g vegetabilsk olje ("Crisco", olje, The J. M. Smucker Co., Orville, OH) og 0,1 g sot ble oppvarmet til den ble gjort flytende. 0,5 g av den oppvarmede blanding ble spredt ut på en metall-kupong (stålkupong med dimensjon 0,813x25,4x76,2 mm<3>som kan fås av Q-Panel Lab Products, Cleveland, OH) og fikk tørke. Metallkupongen ble så delvis neddykket i 50 ml av en sammensetning inneholdende morfolin eller didecyl-dimetylammonium-karbonat<y->bikarbonat (DDACB), som detaljert i den senere anførte tabell 1.

Etter 1 time ble metallkupongen fjernet fra sammensetningen og spylt med vann. En visuell bedømmelse ble gjennomført med hensyn til hvor mye av den fettede smuss som var blitt fjernet fra den neddykkede del av metallkupongen. Resultatene er angitt i tabell 1. Som vist i tabell 1 resulterer erstatning av morfolinet med didecyldimetylammoniumkarbonat i mikroemulsjonen i signifikant forbedring i både sammensetningens stabilitet og renseevne. Sammensetninger A og B, som begge inneholder didecyldimetylammoniumkarbonat, resulterte i 100 % fjernelse av det fettede smuss fra metallkupongen og opprettholdelse av en fase, mens derimot sammensetninger C og D, som begge inneholdt morfolin og ikke noe didecyldimetylammoniumkarbonat, resulterte i bare 20 % fettet smuss-fjernelse og faseseparasjon i to opake faser.

"Aromatic" 200 er en blanding av aromatiske hydrokarboner som kan fås fra ExonMobil Chemical, Houston, TX.

"Exxate" 700 er oksoheptylacetat som kan fås fra ExxonMobil Chemical, Houston, TX.

"Dowanol" DpnB er dipropylenglykol n-butyleter som kan fås av Dow Chemical, Midland, Ml.

"Neodol" 91-6 er en blanding av etoksylerte C9-11alkoholer med en gjennomsnittlig etoksyleringsgrad på seks (6 mol etylenoksid per mol alkohol) som kan fås fra Shell Chemicals, Houston, TX.

Eksempel 2

Kaldvalsede stålkuponger (kuponger av bløtt stål med dimensjoner 0,813x25,4x76,2 mm<3>(Q-Panel Lab Products, Cleveland, OH) ble fullstendig neddykket i enten deionisert vann eller vannledningsvann og i enten deionisert vann inneholdende 100 eller 1000 ppm didecyldimetylammoniumkarbonat/bikarbonat (DDACB) blanding eller vannledningsvann inneholdende 100 eller 1000 ppm didecyldimetylammoniumkarbonat/bikarbonatblanding i 120 ml (glasskrukker med skrulokk). Hver oppløsning ble testet med to kuponger (kuponger 1 til 10 henholdsvis A til J). Etter en uke ble kupongene fjernet, renset med enten deionisert eller vannledningsvann og forsiktig børstet med en myk nylonbørste. Kupongene ble så tørket under en strøm av nitrogen og veid. Resultatene er angitt i den følgende tabell 2. Forskjeller i vekt er uttrykt som (-) for vekttap, eller (+) for vektøkning. Alle vektforskjeller er angitt i prosent, basert på den opprinnelige vekt av den respektive kupong.

Som vist i tabell 2 var oppløsninger inneholdende 1000 ppm didecyldimetylammoniumkarbonat/bikarbonat ikke nedbrutt etter 1 uke, som påvist ved hovedsakelig ikke noe vekttap av metallkupongen. Ingen sedimentdannelse ble iakttatt for disse prøver. De andre testoppløsninger ble brune og viste avsetning på bunnen av glasskrukken. Korrosjon ble iakttatt på den kaldvalsede stålkupong eksponert for deionisert vann etter 1 time, mens ingen korrosjon ble iakttatt på kupongen eksponert for deionisert vann inneholdende 1000 ppm av didecyldimetylammoniumkarbonat/bikarbonat etter 1 uke.

Eksempel 3

Deionisert vann (58,2 % vekt/vekt), overflateaktivt middel (oktyldimetyl-aminoksid (40 % aktivt), "FMB-A08", Lonza, Inc., Fair Lawn, NJ) (8,0 % vekt/vekt) og en 50 % vandig oppløsning av en kvaternær forbindelse didecyldimetyl ammoniumklorid (DDAC), eller didecyldimetylammoniumkarbonat/bikarbonat-blanding (DDACB)) (33,8 % vekt/vekt) ble blandet sammen.

En 1:265 fortynning av blandingen (660 ppm aktiv kvaternær ammoniumforbindelse) i vann ble anvendt for å bedømme de korrosjonsinhiberende egen-skaper av DDAC og DDACB. Kaldvalsede stålplater (stålkuponger med dimen-sjonen 0,813x25,4x76,2 mm<3>(Q-Panel Lab Products, Cleveland, OH)) ble neddykket i hver av de vandige oppløsninger og overvåket, ved romtemperatur, i en periode på 9 måneder.

Figurene 1 og 2 er avbildninger av platene etter å ha stått ved romtemperatur i de vandige oppløsninger i henholdsvis 90 minutter og 30 dager. Som det kan ses hadde platen i DDAC oppløsningen begynt å korrodere etter bare 90 minutter og er sterkt korrodert etter 30 dager. I motsetning viser platen i DDACB overhodet ingen korrosjon, selv etter 30 dager. Figurene 3 og 4 er avbildninger av platene etter henstand ved romtemperatur i de vandige oppløsninger i totalt 9 måneder. Som det kan ses viser platen i DDACB oppløsningen ingen korrosjon, mens platen i DDAC oppløsningen er fullstendig korrodert. Forsammenlignings-formål er et stykke av identisk kaldvalset stål, bløtlagt i deionisert (Dl) vann som ikke inneholder noen kvaternær ammoniumforbindelse også vist. Selv etter bare 5 timer i Dl vann viser platen noe tegn på korrosjon.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for å inhibere korrosjon av et metallsubstrat, omfattende trinnet med å bringe substratet i kontakt med en blanding omfattende: (a) minst et kvaternært ammoniumkarbonat med formelen

hvori R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R2 er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og et kvaternært ammoniumbikarbonat med formelen

hvori R<1>og R<2>er definert som over; og (b) et løsningsmiddel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori R<1>og R<2>er de samme C1-20alkylgrupper.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvori R<1>og R<2>er C10alkylgrupper.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvori R<1>og R<2>er/7-C10alkylgrupper.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori R<1>er metyl.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvori R<1>ogR2 er metyl.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori R<1>er benzyl eller fenyletyl.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 7, hvori blandingen ytterligere omfatter et overflateaktivt middel valgt fra gruppen bestående av aminoksider, lineære alkoholetoksylater, sekundære alkoholetoksylater, etoksylatetere, betainer, fettsyrer inneholdende fra 6 til 22 karbonatomer, salter av fettsyrer inneholdende fra 6 til 22 karbonatomer, og blandinger derav.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori det overflateaktive middel er nonylfenoletoksylat.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 9, hvori metallsubstratet er i et oljemiljø.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvori oljemiljøet omfatter petroleumsdestillat.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvori petroleumsdestillatet er valgt fra gruppen bestående av parafin, lettbensin, hydrokarbonfraksjoner, og blandinger derav.

13. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 12, hvori blandingen ytterligere omfatter minst en bestanddel valgt fra gruppen bestående av byggere, fargestoffer, parfymer og duftstoffer.

14. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 13, hvori metallsubstratet er valgt fra gruppen bestående av stål, støpejern, aluminium, metallegeringer og kombinasjoner derav.

15. Antikorrosivt belegningsmiddel for et metallsubstrat, omfattende (a) minst et kvaternært ammoniumkarbonat med formelen

hvori R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R2 er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og et kvaternært ammoniumbikarbonat med formelen

R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe;; og (b) et belegningsmateriale valgt fra gruppen bestående av epoksyharpikser, uretanharpikser, vinylharpikser, butyralharpikser, ftalsyreharpikser, isocyanatharpikser, butadienharpikser, fernisser, løsningsmiddelholdige belegningsmaterialer med lavt VOC-innhold basert på polyuretaner, og vannbaserte belegningsmaterialer som harpiksfettsyre-vinylemulsjoner.

16. Antikorrosivt belegningsmiddel ifølge krav 15, hvori det kvaternære ammoniumkarbonat og bi karbo natet er dispergert i belegningsmaterialet.

17. Metallsubstrat med det antikorrosive belegningsmidlet ifølge krav 15 eller 16, på minst en overflate derav.

18. Anvendelse av en vandig eller ikke-vandig oppløsning omfattende minst ett kvaternært ammoniumkarbonat med formelen

hvori R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R2 er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og et kvaternært ammoniumbikarbonat med formelen

R<1>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe, og R<2>er en eventuelt arylsubstituert C1-20alkylgruppe; som et antikorrosivt metallbearbeidingsfluid eller en korrosjonsinhibitor innenfor pulvermetallurgien.