Bernsteinsäure-mono-dialkylamide als wasserlösliche Korrosionsschutzmittel

Abstract

 Als Korrosionsinhibitoren in wäßrigen Systemen finden Alkanolaminsalze von Alkenylbernsteinsäurehalbamiden der allgemeinen Formeln I und II



wobei R einen Alkylrest mit 6 mis 18 Kohlenstoffatomen und R' und R" 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylgruppen darstellen, Verwendung.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkanolaminsalze von Alkenylbernsteinsäurehalbamiden als Korrosionsinhibitoren in wäßrigen Systemen.

[0002] Es sind bereits zahlreiche Derivate der Bernsteinsäure als Korrosionsschutzmittel vorgeschlagen worden. So sind aus der US-Patentschrift 2 490 744 Umsetzungsprodukte von Alkenylbernsteinsäureanhydriden mit primären Aminen im Molverhältnis von 1,25 bis 2 : 1 als Rostschutzmittel in Schmierölen bekannt, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im Reaktionsprodukt zwischen 28 und 50 liegen soll.

[0003] Desgleichen sind für den Einsatz in der Ölphase Umsetzungsprodukte von Alkenylbernsteinsäureanhydriden mit langkettigen Dialkylaminen bekannt. Die US-Patenschrift 3 546 151 beschreibt u. a. die Umsetzungsprodukte mit überschüssigem Di-talg-amin. Die erhaltenen wachsartigen Bernsteinsäure halbamid-aminsalze sind als Korrosionsinhibitoren im wasserabstoßenden Medien verwendbar.

[0004] Für rein wäßrige Systeme ist die rostschützende Verwendung von Alkanolaminsalzen von C₈-bis Cg-Alkenylbernsteinsäure aus dem deutschen Patent 29 43 963 vorbekannt. Auch in der europäischen Patentschrift 2780 wird die Verwendung von Maleinamidsäurealkanolaminsalzen, die am Amidrest eine C₈- bis C₁₂-Isoalkylgruppe tragen, als Korrosionsschutzmittel in wäßrigen Systemen vorbeschrieben.

[0005] Die vorgeschlagenen Alkanolaminsalze der Cp- bis Cg-Alkenylbernsteinsäure beziehungsweise -Maleinamidsäure zeichnen sich dadurch aus, daß sie nur gering schäumen. Allerdings sind die antikorrosiven Eigenschaften nicht zufriedenstellend.

[0006] Es wurde nun gefunden, daß überraschenderweise die Alkanolaminsalze der Alkenylbernsteinsäurehalbamide der allgemeinen Formeln (I) und (II)



wobei R einen Alkenylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen und R^I und R^II 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylgruppen darstellen als Korrosionsinhibitoren in wäßrigen Systemen verwendet werden können und eine vergleichsweise hervorragende Wirksamkeit vorweisen. Darüber hinaus zeigen die genannten Verbindungen nur eine geringe Schaumneigung, eine ausreichende Wasserlöslichkeit und sind daher zum Einsatz als Rostschutzmittel in wäßrigen Medien besonders geeignet.

[0007] Die Herstellung der verwendeten Verbindungen kann durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid mit C₆- bis C₁₈-Alkenen erfolgen- Dabei werden Alkenylbernsteinsäureanhydride erhalten, die mit Dialkylaminen mit jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatomen im Alkylrest im Molverhältnis 1 : 1 bei circa 70 bis 90°C zu den entsprechenden Halbamiden umgesetzt werden.

[0008] Die zur Anwendung gelangenden Salze der Halbamide werden durch Zugabe von äquimolaren beziehungsweise überschüssigen Mengen Alkanolaminen hergestellt. Zweckmäßigerweise kommen C₂-bis C₄-Alkanolamine, vorzugsweise Mono-, Di- oder Triethanolamine, in Betracht.

[0009] Insbesondere werden auch die Verbindungen verwendet, die gemäß Formel I und II einen Alkenylrest R mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und in der Amidgruppe Alkylrest R'bzw. R" mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen enthalten.

[0010] Zur Herstellung der Vorstufen Alkenylbernsteinsäureanhydrid können alle marktgängigen Olefine eingesetzt werden.α-Olefine, Olefine mit innenständiger Doppelbindung sowie Olefingemischen, die auch Vinylidenolefine enthalten, d. h.oL -Olefine mit zwei Substituenten am ß-C-Atom. Die Umsetzung mit den Aminen erfolgt in äquimolaren Verhältnissen oder auch mit geringem Überschuß an Anhydrid- Die Dialkylamine können geradkettig oder verzweigt sein.

[0011] Die so herstellbaren Verbindungen eignen sich allein oder in Kombinationen mit anderen Stoffen als wasserlösliche antikorrosive Bestandteile in Rostschutzmitteln, technischen Reingigungsmitteln der Metallbearbeitung sowie in Kühlschmierstoffen.

[0012] Die erfindungsgemäßen Mittel kommen in Konzentrationen von 0,01 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent, jeweils berechnet als Alkenylbernsteinsäurehalbamid, zur Anwendung.

[0013] Der Anmeldungsgegenstand wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, ohne daß er hierauf beschränkt ist.

Beispiel 1

Herstellung

[0014] 852 g (8,7 Mol) Maleinsäureanhydrid und 1830g (10,9 Mol) 1-Dodecen werden in Gegenwart von 9,1 g 2,6 Di-tert-butyl-4-methylphenol zunächst auf Rückfluß und anschließend so lange weiter erhitzt, bis eine Temperatur von circa 230 °C erreicht wird. Es wird circa 2 Stunden bei 230 °C nachgerührt, abgekühlt, das überschüssige Olefin im Vakuum abdestilliert und das als Rückstand verbleibende Dodecenylbernsteinsäureanhydrid durch Filtration von polymeren Partikeln befreit. Ausbeute: 1829 g (70 % der Theorie), Verseifungszahl 430.

[0015] 236 g (0,9 Mol nach Verseifungszahl) Lodecenylbernsteinsäureanhydrid werden unter N₂-Atmosphäre auf 50 °C aufgewärmt und mit 116 g (0,9 Mol) Dibutylamin versetzt, wobei die Temperatur bis auf ca. 90 °C antsteigen kann. Nach beendeter Zugabe wird noch circa 1 Stunde bei 100 °C nachgerührt. Nach Abkühlung erhält man Dodecenylbernsteinsäure-mono-dibutylamid als eine klare, hochviskose Substanz. Ausbeute: 352 g (quantitativ), Säurezahl = 148 (Theorie: 143).

[0016] Durch leichtes Erwärmen mit überschüssigem Mono-, Di- beziehungsweise Triethanolamin in Gegenwart von etwas wasser wird das Halbamid in die Alkanolamin-Salze überführt.

Beispiel 2

[0017] Auf analoge Weise wie die im Beispiel 1 beschriebene Herstellung von Dodecenylbernsteinsäure-mono-dibutylamid (laufende Nummer 2) werden die nachstehend genannten Bernsteinsäurehalbamide beziehungsweise deren Alkanolaminsalze dargestellt:

1. Decenylbernsteinsäure-mono-diisopropylamid

2. Dodecenylbernsteinsäure-mono-dibutylanid

3. C_14/16 -Alkenylbernsteinsäure-mono-dibutylamid

4. C_14/16 -Alkenylbernsteinsäure mono dipropylamid

5- C_14/16 -Alkenylbernsteinsäure-mono-di(2-ethylhexyl)amid

6. Hexadecenylbernsteinsäure-mono-dibutilamid

7. Isomer-C_15/18 -alkenylbernsteinsäure-mono-dibutylamid

Ausgangsbasis α-C_14/16-Olefine mit ca. 19% Vinylidenolefine

Olefin(gemisch) mit innenständiger Doppelbindung

Beispiel 3

Anwendungstechnische Prüfung

[0018] Die Prüfergebnisse sind den nachstehenden Tabellen zu entnehemn.

[0019] Die in den Beispielen 1 und 2 genannten Verbindungen wurden in Form der Mono-, Di- und Triethanolamin-Salze im Grauguß Filtertest nach DIN 51360 geprüft. Als Testmedium wurde Wasser mit einer Härte von 20°d entsprechend obiger DIN-ANweisung verwendet. Innerhalb der zu vergleichenden Testreihen wurde jeweils bei konstanten pH-Werten (8,0 bis 9,5) geprüft.

[0020] Die Bewertung erfolgte gemäß DIN 51360 unter Verwendung folgender Korrosionsgrade:

[0021] Die Prüfungsergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben.

Ansprüche

1. Verwendung von Alkanolaminsalzen von Alkenylbernsteinsäurehalbamiden der allgemeinen Formeln I und II



wobei R einen Alkenylrest mit 6 bis 18 Kohlensteffatomen und R' und R" 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylgruppen darstellen als Korrosionsinhibitoren in wäßrigen Systemen.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1 in Konzentrationen von 0,01 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent.

3. Verwendung gemäß Anspruch 1 und 2, wobei die Alkanolaminsalze Mono-, Di- und Triethanolaminsalze sind.

4- Verwendung gemäß Anspruch 1 bis 3, wobei gemäß Formeln I und II der Alkenylrest R 10 bis 18 Kohlenstoffatome und die Alkylreste R'und R" jeweils 3 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten.