DE1000121B

DE1000121B - Antischaummittel fuer Bohroele

Info

Publication number: DE1000121B
Application number: DEF15353A
Authority: DE
Inventors: Dr Martin Reuter; Dr Georg W Oertel; Dr Ludwig Orthner
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1954-07-30
Filing date: 1954-07-30
Publication date: 1957-01-03

Description

Antischaummittel für Bohröle Bohröle bestehen aus wechselnden Anteilen von Mineralölen, Emwlgateren, sonstigen z. B. korrosionshemmenden Zusätzen, sowie gegebenenfalls auch, Wasserzusätzen. Sie werden in Form von Emulsionen oder Scheinlösungen verwendet, die durch Mischen mit Wasser hergestellt werden, wobei die Menge des Wassers je nach dem Verwendungszweck verschieden groß ist.
Es ist ferner bekannt, daß die Bohröle bei der Verwendung z. B. für spanabhebende Verformungen von Metallen, wie beim Bohren., Drehen, Schleifen u:sw., oft zu störender Schaumbildung neigen. Insbesondere tritt diese Erscheinung auf, wenn, weiches oder enthärtetes Wasser zur Herstellung der Emulsionen: oder Scheinlösungen verwendet wird,: Scheinlösungen sind keine echten Lösungen, sondern stellen besonders feine Emulsionen dar; die lediglich den Eindruck einer echten Lösung erwecken. Das Entstehen dieser Lösungen beruht darauf, daß besonders wirksame Emulgatoren, wie z. B. Al!kylsulfamidoalkylcarbönsäuren, ölige Kohlenwasserstoffe in erheblicheir Menge hydrotopisch zu lösen vermögen und auf Grund ihrer hohen dispergierenden Wirkung in der Lage sind, diese Mengen an Kohlenwasserstoffölen so weitgehend in. der wäßrigen Phase zu verbedlen, daß bei, genügender Konzentration klare bis opalisierende Lösungen erhalten werden.
Es ist weiterhin bereits bekannt, organische Harnstoffderivate als den Stockpunkt erniedrigendeVerbin-Jungen Heizölen, zuzusetzen.
Es wurde nun gefunden, das sich A'lkylharnstoffe der Formel in welcher bis zu zwei der Reste R1 bis R4 gleiche oder ungleiche Alkylreste mnit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, die übrigen zwei oder drei Reste aus R1 bis R4 Wasserstoff oder gleiche oder ungleiche Arylreste, alicyclische Reste oder Alkylreste mit i bis 7 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls indifferente Substituenten oder -NH-CO-NH-Gruppen enthalten können, als Ant ischaummi,ttel für Bohröle auf Basis von Mineralölen oder wäßrigen Mineralölemulsionen eignen, bei denen eine unerwünschte Schaumbildung auftritt. Die an das bzw. die Stickstoffatom(e) gebundenen Alkyl-reste 'können durch .indifferente Reste oder Atome substituiert sein. Besonders gute Antisc'haumwirkung zeigen diese Alkylharnstoffe beim Zusatz zu Bohrölen, welche Emul-gatoren aus Alkylsulfamidoalkylcarbonsäure oder deren Salzen enthalten (Gegenstand des Patentes 905 3o3). Vorteilhaft-erweise verwendet man im allgemeinen solche Alkylharnstoffe, die mindestens noch i Wasserstoffatom am Stickstoff gebunden enthalten. .i Zur Fragte der indifferenten Substituenten ist auf die grundlegende Arbeit von Siefken, Liebigs Annalen, der Chemie, Bd. 562, S. 75 ff., zu verweisen. In. den Tabellen: auf den S. 113 bis 118 werden als indifferente Substituentien angegebene: Bei aliph.atischen Isocyanaten.: Chlor, Cyän, Ester, Äther. Bei aromatischen Isocyarnaten: Nitro, Chlor, -S 02F, Cyan, Trifluormethyl,-S C N, Chlormethyl, Methoxy, Ester, Äthoxy, N-Carbomethoxy, Phenoxy, N, N-Pher nylmethylsulfamido, Azobenzol.
Als Vertreter der Alkylharnstoffe werden beispielsweise genannt: N-Methyl-N'-octadeeyl-ha=stoff, N-Butyl-N'-do.decyl-4harns,toff, N, N'-Bis-dodecyl-harn Stoff, N, N'-Bis-octadecyl,harnstoff; N-Oetadecyl= N'-cyclohexyl-harnstoff, N, N"'-Bis-octadecyl-N', N"-hexamethylen-bis-harrvstoff, N, N"'-Biis-octadeeyl-N', N"-ä.thylen-b,is-harnstoff, N-O.ctadL-cyl-N'-oxäthylharnstoff, N-Octadecyl-N'-dbdecyl-N'-axäthyl-harn, Stoff N-Octadecyl-N'-octadeoenyl-harnstoff, N-Abientinyl-N'-octadecyl-ha.rn:stoff, N-Octadecyl-N'-phenylharnstoff, N-Octadecyl-N'-benzyl-harn,stoff.
Diese Alkylharnstoffe sind beispielsweise durch Ein, wirkung von- organischen, Isocyanaten auf primäre und sekundäre Amine und Polyamine laicht dar.stellbar. Es können auch vorteilhaft Gemische dieser Alkylharnstoffe verwendest werden.
Die beanspruchten Harnstoffe werden den Bahrölemulsionen bzw. den Scheinlösungen in Mengen von' etwa i/io bis i/iooo Gewichtsprozent zugesetzt. bzw. den Boh rölkonzentraten in Mengen von etwa 1/i0 bis, i Gewichtsprozent zugemischt, wodurch die Schaumbildung völlig oder technisch ausreichend unterdrückt wird. Die- Alkylharnstoffe oder ihre Gemische 'können auch m:it anderen bekannten Entsehäumern wie Silicon en, organischen Fluorverb:indungen, organischen Phosphaten, wie T:rkresylphosphat, oder Alkoholen, wie Methyl-isobutyl-carbino,l oder Dodecyl-alkohol, oder Äthern; wie Glykolmonobutyläther, Estern, wie Phthalsäurediäthylester, - Glycerin-monostearinester, Polyglykolpa@lm3-ti:nesiter, aliphati chen Polyamiden, z. B. mit der Gruppe Alkyl-CO-NH-Alkyl vom Typ des Distearoyl-hexarnethylendiamtins, Aminen, wie Undecyl-octyl-amin, gemischt werden. Auch isst die Zugabe von inerten, Lösungsvermittlern oft von Vorteil. Beispiel i In ein Bohrölkon ze trat, bestehend aus 5o Teilen Mineralöl und° 5o Teilen alkylsulfamidoessi@gsaurem Natrium (hergestellt nach dem deutschen Patent 767 071 aus einem Mineralöldes:tillat vom Siedepunkt Zoo bis 25o° durch Sulfoohlorierung, Amii,dierung und Umsetzung mit, Chloressigsäure) werden 0,05 Gewichtsteile N, N'-Dioctadecyl-fiarnstoff bei 50° ein gerührt. Eine 1o/o:ige wäßTi@ge ScheinlÖsung dieser Bohrölmischurng zeigt beim Schüttelversuch im Meßzylinder nur noch etwa io °/o Schaum nach io Sdku.nden Absitzen, nach ioo Sekunden. Absitzen etwa 5 °/o Schaum. Bei der Verwendung in, der Schleiföder Bohrmaschine tritt nur noch geringe Schaumentwicklung auf.
Ohne Schaumdämpferzusatz erhält man beim Schüttelversuch. im Meßzylinder etwa :25o % Schaum nach io Sekunden Absitzen, nach ioo Sekunden Absitzen etwa 2oo% Schaum; bei der Verwendung in der Bohr- oder Schleifmaschine tritt eine äußerst störende Schaumentwicklung auf.
Verwendet. man an Stelle der angegebenen o,o5 Gewichtsteile N, N'-Dioctadecyl-harnstoff o,o5 Gewichtsteile einer Mischung von gleichen Teilen N, N'-Dioctadecyi -,harnstoff, N, N' - D1d,odecyl. - harnstoff, N-Cycl.ohexyl=N'[email protected] und N, N-(Dodecyl-oxäthyl)-N'-octadecyl-harns:toff, so erreicht man ebenfalls ,eine sehr gute Schaumdämpfung. - Beispiele In ein. Bohrölkonzentrat, bestehend aus 3o Teilen Mineralöl und 7o Teilen alkyl,sulfam@idoessigsaurem Natrium ()hergestellt nach dem deutschen Patent 767 071 aus einem Mineralöldestillat vom Siedepunkt 270 bis 3ä0° durch Sulfochlorierung, Amidierung und Umsetzung mit Chloressigsäure), werden o, i Gewichtsteil Octadecyl-harnstoff bei 5o° eingerührt. Man erhält bei den wäßrigen Verdünnungen eine sehr gute Schaumdämpfung in der Bohrmaschine und beim Schüttelversuch im Meßzylindier.
An Stelle des Octadecyl-harnstoffs können mit gleichem Ergebnis o,o5 Gewichtsteile N-Abietinyl-N'-octadecyl-harnstoff oder 0,05 Gewichtsteile N-Octadecyl-N'-octadecenyl-harnstoff oder o,o8 Gewichtsteile N, N"'-Bi.s-octadecyl-N', N"-äthylen-bi,s-h;arn stoff verwendet werden. Die Schaumdämpfung wird noch verbessert, wenn man dem Bohröl noch o,i Gewichtsteil eines handelsüblichen Siliconentschäumers auf Basis Diäthylpolysiloxan und/oder o,i Gewichtsteil eines handelsüblichen Entschäumers auf Basiseines Triflüor-chlor-äthylen-polymerisates oder 2 Gewichtsteile Olsäure-äthylester oder 3 Gewichtsteile Dodecylalkohol zusetzt.
Beispiel 3 In ein Bohrrölkonzentrat, bestehend aus io Teilen eines hochsiedenden aliphatischen Kohlenwasserstoffgemisches aus einem Min eralöldestillat (KP.-27o bis 33o°), 5 Teilen eines oxäthyli.erten Nonylphenols (i i Mol Äthylenoxyd) und q. Teilen. Ölsäure, rührt man bei ioo bis i io° o,o5 Gewichtsprozent Distearylharnstoff ein. Man erhält ein Bohrmittel, dessen wäßrige Verdünnungen gute Schaumdämpfung zeigen. So beträgt z. B. das Schaumvolumen nach 5minütigem Turbinieren bei 12 ooo U/m.in in einem Haushafsmixgerät nur noch :2 %, während es unter den gleichen Umständen ohne Zusatz von N, N'-Di,stearyl-harnstoff 25 % beträgt.
Beispiel q. In ein Bohrölkonzentrat, hergestellt nach. Beispiel i, werden bei etwa 95° o,1 Gewichtsteil N, N"-Bisoctadecyl-N', N"-decamethylen-bis-harnstoff eingerührt. Man erhält bei den wäßrigen Verdünnungen eine sehr gute Schaumdämpfung in der Bohrmaschine und beim Schüttelversuch im Meßzylinder.
An Stelle des N, N"'-Bis-octadecyl-N', N"-decamethylien-harnstoffs können mit gleichem Ergebnis o,i Gewichtsteil N-Octadecyl-N'-naphthenyl-harnstoff oder o,i Gewichtsteil N-Octadecyl-N'-äthylharnstoff oder o,o5 Gewichtsteile N-Octadecyl-N'-methyl-aharnstoff oder 0,3 Gewichtsteile N-Octadecyl-N'-butyl-iharnstoff verwendet werden. Die Schaumdämpfung wird noch verbessert, wenn man dem Bohrölkonzentrat 6 Gewichtsteile O-lsäure-(2-äthyl)-ester oder 5 GewichtstaHe Stearylalkohol oder 5 Gewichtsteile Stearinbutylester oder i Gewichtsteil Tri-(2-äthyl.buthyl)-phosphat zusetzt.
Beispiel 5 In ein Bohrölkonzentrat, bestehend aus 5o Teilen Petroleum, .1.o Teilen Wasser und io Teilen 2-Heptadecenyl-imidazolin-chlorhydrat, werden bei 9o° o,6 Teiil,e N, N'-Dioctadecyl-harnstoff eingerührt. Man erhält in den wäßrigen Verdünnungen eine sehr gute Schaumdämpfung in der Bohrmaschine und beim Schüttelversuch im Meßzylinder. Dieselbe gute Schaumdämpfung wird beobachtet, wenn man die Verdünnungen mit etwa 6o/oiger Phosphorsäure statt mit Wasser bereitet.
Beispiel 6 In ein Bohrölkonzentrat, bestehend aus 3o Teilen Mineralöl und 7o Teilen alkylsulfami:doe!ssigsaurem Natrium (hergestellt nach dem deutschen Patent 767 07 i aus einem Mineralöldestillat vom Siedepunkt 28o bis 33o° durch Sulfochlorierung, Amidierung und Umsetzung mit Chloressigsäure), werden 0,15 Gewichtsteile N-p-Nitrophenyl-N'-octadecyl-harnstoff bei 8o bis 9o° eingerührt. Die wäßrigen Verdünnungen zeigen gute Schaumdämpfung in der Bohrmaschine wie auch beim Schütteln im Meßzylinder.
An Stelle von N-p-nitrophenyl-N'-octadecyl-haxnstoff können auch o,2 Gewichtsteile N-p-Chlorphenyl-N'-octadecyl-harnstoff oder o,2 Gewichtsteile N-p-Methoxy-phenyl-N'-octadecyl-harnstoff Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verwendung substituierter Harnstoffe der allgemeinen Formel in welcher bis zu zwei der Reste R1 bis R4 gleiche oder ungleiche Alkylreste mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, die übrigen zwei oder drei Reste aus R1 bis R4 Wasserstoff oder gleiche oder ungleiche Arylreste, alicyclische Reste oder Alkylreste mit i bis 7 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls indifferente Substituenten oder -NH-CO-NH-Gruppen enthalten können, als Antischaummittel für Bohröle auf der Basis von Mineralölen oder wäBrigen M.ineralölemulsionen. a. Verwendung von substituierten Harnstoffen nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB mindestens einer der Reste R1 bis R4 Wasserstoff ist. 3. Verwendung von substituierten Harnstoffen nach Anspruch r und a für Bohröle auf der Basis von Mineralölen oder wäßrigen Mineralölemulsionen mit einem Gehalt an Alkylsulfamidocarbonsäuren bzw. deren Salzen. q.. Verwendung von substituierten Harnstoffen nach Anspruch z bis 3 in Verbindung mit bekannten Antischaummitteln. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 894:296.