Korrosionsschutzmittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen

Abstract

 Korrosionsschutzmittel für Aluminium und dessen Legierungen, bestehend aus:

A) 15-50 Gew.%eines Umsetzungsproduktes erhalten durch Umsetzung von Sulfochlorierungsprodukten aliphatischer, alkylaromatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffe mit Ammoniak oder einem Alkyl- oder Hydroxyalkylamin, anschließende Umsetzung mit einer Halogencarbonsäure und Überführung in das Erdalkalimetall- oder Zinksalz,

B) 40 - 90 Gew.% eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs

C) 1 - 4 Gew.% des Salzes aus einem Alkylamin und einer Carbonsäure,

D) 1 - 4 Gew.% eines Alkylphenol-oxethylats und

E) 1 - 2 Gew.% eines C₄-C₈-Alkanols.

Beschreibung

[0001] Durch die hohe Reaktivität frisch hergestellter Aluminium-Oberflächen tritt bei der Profilherstellung, d.h. dem Strangpressen von Al-Bauteilen (Fensterrahmen, Fassadenverkleidungen u.ä.) das Problem der sogenannten "Vorkorrosion" auf. Hierunter versteht man aspektschädigende Oberflächenschäden, die durch Handschweiß, Wasser bzw. Feuchtigkeit, Verpackungsmaterial und aggressive Industrieatmosphäre noch vor dem Eloxieren auftreten und häufig eine kostenaufwendige manuelle Nachbehandlung der Fertigteile erforderlich machen. An Korrosionsschutzmittel für die Verhinderung dieser Schäden wird gleichzeitig die Forderung nach einer Stabilität bis 180°C (Anlass-Glühe) und unproblematisches Verhalten in abschließendem Eloxal-Prozeß gestellt. Die bisher im Gebrauch befindlichen Produkte erfüllen die Forderungen nur unvollkommen.

[0002] Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Korrosionsschutzmittel für Aluminium und dessen Legierungen, bestehend aus:

_A) 15 - 50, vorzugsweise 40 - 50 Gew.-% eines Umsetzungsproduktes erhalten durch Umsetzung von Sulfochlorierungsprodukten aliphatischer, alkylaromatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffe mit 12 -24 C-Atomen mit Ammoniak oder einem C,-C3-Alkyl- oder Hydroxyalkylamin, anschließende Umsetzung mit einer C₂-C₁₁-Halogencarbonsäure und Überführung in das _Erd- alkalimetall- oder Zinksalz,

B) 40 - 90, vorzugsweise 40 - 50 Gew.-% eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs mit einer Viskosität von 3 bis 5° E/20°C, dessen Gehalt an C₁₃-C₁₆-Paraffin 50 - 60 %, an Naphthenen 50 - 40 % und an Aromaten 0 - 1 % beträgt,

_C) 1 - 4, vorzugsweise 1 - 2 Gew.-% des Salzes aus einem C_a-C₁₀-Alkylamin und einer C₈-C₁₀-Carbonsäure,

D) 1 - 4, vorzugsweise 1 - 2 Gew.-% eines Oxethylats aus 1 Mol C₈-C₁₂-Alkylphenol und 2 - 10 Mol Ethylenoxid und

E) 1- - 2 % eines C₄-C₈ aliphatischen Alkohols.

[0003] Die Komponente A des erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittels besteht im wesentlichen aus Verbindungen der Formel

in der R einen gesättigten aliphatischen oder cyclischen Kohlenwasserstoffrest oder eine Alkylarylgruppe mit insgesamt 12-24, vorzugsweise 13-16 Kohlenstoffatomen, R₁ Wasserstoff oder CH3, R₂ Wasserstoff, C₁-C₃-Alkyl oder -Hydroxialkyl, X eine ganze Zahl von 0 bis 9, Y ein Äquivalent eines Erdalkalimetall oder Zinkkations bedeutet.

[0004] Die Herstellung dieser Umsetzungsprodukte, ausgehend von den Sulfochlorierungsprodukten gesättigter nichtaromatischer Kohlenwasserstoffe, kann z.B. nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 767 071 erfolgen.

[0005] Als Komponente B kommt ein paraffinischer Kohlenwasserstoff mit etwa folgender Zusammensetzung in Betracht:

50 - 60 % C₁₃-C₁₆ Aliphaten Dichte : ca. 0,8/15°C max. 1 % Aromaten Brechungsindex : ca. 1,4/20°C 50 - 40 % Naphthenen Flammpunkt : ca. 100°C (Abel-Pensky)

[0006] Die Komponente C enthält das Aminsalz einer organischen Säure, bestehend beispielsweise aus Caprylamin, Octylamin, Dibutylamin oder Isodecylamin und Capronsäure, Caprylsäure und 2-Ethylhexancarbonsäure oder Isononansäure.

[0007] Das Äquivalenzverhältnis von Amin zu Säure kann zwischen 70 : 30 bis 30 : 70 liegen.

[0008] Die Komponente D ist beispielsweise das Umsetzungsprodukt von Nonyl- oder Tributylphenol mit 2 - 4 Molen Ethylenoxid.

[0009] Unter der Komponente E ist ein Lösungsmittel zu verstehen, das aus einem linearen oder verzweigten C₄-C_S-aliphatischen Alkohol besteht.

[0010] Die Applikation dieser Korrosionsschutzmittel erfolgt durch einfaches Aufsprühen auf die zu behandelnden Metallteile. Die jeweiligen Mengen für die Komponenten A bis E werden innerhalb der jeweils angegebenen Grenzen so gewählt, daß die Gesamtmenge für das erfindungsgemäße Korrosionsschutzmittel 100 % ergibt.

[0011] Das vorteilhafte Korrosionsschutzvermögen der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel zeigt sich bei den nachfolgend beschriebenen Testversuchen. Die Versuche bestehen im wesentlichen darin, daß trockene, frisch gebeizte Aluminiumbleche mit den jeweiligen Korrosionsschutzmitteln eingesprüht und unter den Bedingungen des Kesternich-Testes (_DIN 50017) während einer Prüfdauer von bis zu 4 Wochen auf Korrosion beobachtet wurden. Die Korrosionsneigung wurde daneben auch an solchen Aluminiumblechen getestet, die nach dem Einsprühen mit dem Korrosionsschutzmittel noch während 4 Std. einer Anlaß-Glühe von 180°C unterzogen wurden.

[0012] Bei der visuellen Beurteilung der Prüfbleche erfolgt die Benotung mit den Werten 0 - 4 nach dem folgenden Schema:

0 = kein Rost

1 = Spur von Rost

2 = etwas rostig

3 = deutlich rostig

4 = stark rostig

[0013] Die bei den Prüfungen ermittelten Ergebnisse für die _Korrosionsschutzmittel 1 bis 5 sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

[0014] Korrosionsschutzmittel:

1. 15 % einer Komponente A erhalten durch Umsetzung eines C13/C16-Alkylsulfochlorids mit Ammoniak, anschließende Umsetzung mit Essigsäure und Überführung in das Bariumsalz, 80 % eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs mit etwa folgender Zusammensetzung:

50 - ⁶0 % C13-C16-Aliphaten Dichte : ca. 0,8/15°_C

max. 1 % Aromaten Brechungsindex : ca. 1,4/2G°C

50 - 40 % Naphthenen Flammpunkt : ca. 100°_C (Abel-Pensky)

2 % Caprylaminoctoat,

2 % Nonylphenol mit 2 Mol EO und

1 % Isobutanol

2. 15 % der Komponente A wie unter 1. beschrieben jedoch in der Form des Calciumsalzes,
80% des gleichen paraffinischen Kohlenwasserstoffs wie unter 1. beschrieben,
2 % Caprylaminoctoat,
2 % Nonylphenol mit 2 Mol EO und
1 % Isobutanol

3. 4 % Fettsäureester aus C₁₆/C₁₈-Fettsäure Jodzahl 27 und Fettalkohol und niederen sowie höheren mehrwertigen Alkoholen
4 % Fettsäureglycerid
2 % Alkanolaminsalz einer Sulfocarbonsäure
90 % Paraffinöl

4. Paraffinischer Kohlenwasserstoff wie in den Korrosionsschutzmitteln 1. und 2. als Komponente B verwendet,

5. Mineralöl
Spindelöl 3 °E/20 °C

[0015] Die Korrosionsschutzmittel 1 und 2 sind erfindungsgemäß und die Mittel 3 - 4 sind bisher zu diesem Zweck benutzt worden.

[0016] _Korrosionsschutzversuche nach Kesternich (DIN 50017)

Die Untersuchungen wurden auf Aluminiumblechen mit einem Gehalt von 0,5; 1,5 bzw. 3 % Magnesium durchgeführt. Bei allen drei Legierungsarten ergaben sich die gleichen Werte mit den jeweils untersuchten Korrosionsschutzmitteln 1 - 5. Die jeweils unter b) angegebenen Werte beziehen sich auf Proben, die nach dem Einsprühen mit dem Korrosionsschutzmittel 4 Stunden bei 180°C geglüht wurden. Bei den Proben a) fehlt diese Hitzebehandlung.

Ansprüche

1. Korrosionsschutzmittel für Aluminium und dessen Legierungen, bestehend aus:

A) 15-50 Gew.-% eines Umsetzungsproduktes erhalten durch Umsetzung von Sulfochlorierungsprodukten aliphatischen, alkylaromatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 12-24 C-Atomen mit Ammoniak oder einem C₁-C₃-Alkyl- oder Hydroxyalkylamin, anschließende Umsetzung mit einer C₂-C₁₁-Halogencarbonsäure und überführung in das Erdalkalimetall-oder Zinksalz,

B) 40-90 Gew.-% eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs mit einer Viskosität von 3 bis 5°C/20°C dessen Gehalt an C13-c16-Paraffin 50-60 %, an Naphthenen 50-40 % und an Aromaten 0-1 % beträgt,

C) 1-4 Gew.-% des Salzes aus einem C₈-C₁₀-Alkylamin und einer C₈-C₁₀-Carbonsäure,

_D) 1-4 Gew.-% eines Oxethylats aus 1 Mol C₈-C₁₂-Alkylphenol und 2-10 Mol Ethylenoxid und

E) 1-2 % eines C₄-C_a-aliphatischen Alkohols.

2. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1 bestehend aus 40 - 50 Gew.-% der Komponente B, 1 - 2 Gew.-% der Komponente C, 1 - 2 Gew.-% der Komponente D und 1 - 2 Gew.-% der Komponente E.