DE1594595A1 - Mit Wasser vertraegliches,loesliches OEl fuer die Metallbearbeitung - Google Patents

Mit Wasser vertraegliches,loesliches OEl fuer die Metallbearbeitung

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DE1594595A1
DE1594595A1 DE19651594595 DE1594595A DE1594595A1 DE 1594595 A1 DE1594595 A1 DE 1594595A1 DE 19651594595 DE19651594595 DE 19651594595 DE 1594595 A DE1594595 A DE 1594595A DE 1594595 A1 DE1594595 A1 DE 1594595A1
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soluble
fatty acid
oil
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Judd Clark Washington
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Description

Priorität: 2C Itovembsr 1964 / USA Aniüeldo-Hr. 414 869
Die-Erfindung betrifft lößliche Öle auf der Grundlage \-m Mineralsciiißierölsii, die mit Wtsser leickfc stabile bilden und in dieser Form für die Metallbearbeitung, für das Warmwalzen von Nichteisenmetallen, wie Aluminium, eingesetzt werden können.
Die erfindunüsgemäjvjen .Löslichen öle weisen als Grundlage ein Mineralschmieröl mit sirnm Viskositäfcsindex (üean-Davis) von mindentens 80 auf und sirj: aaduroh gekennzeichnet, dass sie ein fieaktionepriXlukt einea -AJ.itf^nolamins mit Fettsäure, freie Jettsaure ßc-ftie ein Alkjflonpolyol enthalten, wobei das Verhältnis der GisarAttvlkalltät zur Gesamt säure zahl des löslichen Öls 0,15 ·*·
0,4 beträgt. 109819/U01
. BAD ORIGINAL
Me genannte Gesamtalkalitat bezieht sich auf die elektiometrisch gemessene Laugenzahl (abgekürzt TBN-E) die Gesamtsäurezshl bezieh sich gleichfalls auf die elektrometrische Messung (abgekürzt
ΤΑλγ-Ε); beide werden nach der ASiM-Vorschrift 664 bestimmt.
Das genannte Reaktionsprodukt und die freie Fettsäure kann durch Umsetzung einer überschüssigen Menge von Fettsäure mit einem
Alkanolamin gewonnen werden, wobei ein Re aktionsprodukt mit
einem Gehalt an freier Fettsäure entsteht. Das Alkanolaain wird
z. B. mit 15 - 40 Gew.-$ der eingesetzten Fettsäuremenge umgesetzt. Bei dieser Art der Herstellung kann die verwendete Fettsäuremenge 10 - 30, vorzugsweise 15 -- 25 Gew.— 56 des löslichen Öls betragen. Das Alkanolamin wird in einer solchen l/ienge verwendet,
dass eich ein Verhältnis von TBM-E zu TAST-E des löslichen Öls von 0,15 - 0,41 vorzugsweise 0>15 - 0,3, ergibt.
Die Pettsäurekomponente des löslichen Öls kann eine Ct*-30* vorzugsweise einecC-i/^Q-Fettsäure sein und z. B. aus tierischen
oder pflanzlichen Stoffen gewonnen werden, z. B. aus Baumwollsamen-, Sojabohnen-, Kokosnuss-, Mais- oder Palmresten, sowie von Schweineschmalz oder Talg. Vorzugsweise wird ein Fettsäuregemiech verwendet. Die Säure kann gesättigt; wie Stearinsäure, öler ungesättigt, wie Ölsäure oder Linolsäure, sein, wobei vorzugsweise öl säure verwendet wird. Bei Verwendung eines Säuregemisehes enthält dieses vorzugsweise einen grossen Anteil Ölsäure. Ein solches Gsmisch wird z. B. von der Firma Emery Industries unter dea Handels namen "Emery 33OV in den Handel gebrachtj die Hauptbestandteile
109-819/U01
dieses Gemisches sind: ölsäure (50 Gew.#), .Stearinsäure "(13 Gew.^ , Linolsäure (18 Gew.^) und Palmitinsäure (14 Gew.^). Ein anderes geeignetes fettsäuregemisch ist das unter dem Handelsname*! "Snery 3252" bekannte Gemlsoh, das Ölsäure (83 Gew.#) uni Linol« säure (2 Gew.^)- enthält.
Die Alkanolamin-Komponente des löslichen Öls kann ein niaderes Allcanolaiain, vorzugsv/eise Äthanolamin, sein, das sieh leicht mit der Fettsäure umsetzen lässt.
Die Menge des Alkylenpolyols kann 2-8 Gew.$ des löslicnen Öls betragen. Vorzugsweise wird ein G.^Q-Alkylenpolyol und insbesondere ein Alkyl endi öl verwendet, z.B. Hexylenglykol, Ü3xan-1,2-diol, "Pentan-l,.5-äiol oder Hexen-1,5-diol.
Has als Grundlage für di© erfindungsgeiuäasen löslichen öle dienen te Mneralechmieröl kann beispielsweiise einen Viskositätsindex (Dean-Dävis) von~'90 - 100 aufweisen. Die Viskosität des Schmieröls kann 75 - 250, vorzugsweise 100 - 150 Saybolt-Üriiversal-Sekunden (abgekürzt SUS) bei 37980C betragen. Das Schmieröl kann sieh von einem paraffinbasischen» naphthenbaeisehen oder genii seht basischen Erdöl ableiten. Beispielsweise weist ein Schmieröl folgende Eigenschaften aufs .
Dichte API 60° 32,2
- -■' --■■■■■ . Farbe, -ASSK- 1
Stookpunicb 0C -15
(Flammpunkt 0C 187,8
'·■■■ Brennpunkt 0C 223,9
109819/1401 - - *
BAD QWOlNAU
Viskosität SÜS bei 37,80O 103
YiskOBitätsindex (Dean-Davis) 93 · Neutralisationszähl 0,Ol
Vie oben angegeben» sind die aus den löslichen ölen erhaltbaren erfindungegemässen Schmiermittel^Emulsionen insbesondere zum Warmwalzen von Nichteisenmetallen,· wie vor allem Aluminium, geeignet; hierbei zeigen die Emulsionen gute Kühl- und Schmiereigensehaften und bewirken auch einen guten Oberflächenglanz der Metalle und einer bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegen Fleck m*- bildung und Metallaufnähme«, -
Die Emulsionen können 2 - 10 VoI, $, Vorzugsweise 3 - 6 Vol. 3^» des lößlichen Öls enthalten. Beim Versetzen dieses Öls mit Wasse■: bildet sich sogleich eine stabile Öl-in-Wasser-iäauleion oder ein? stabile Waseer~in-Öl~Emuleion. Die leichte Bildung der Emulsionen ist von besonderem Vorteil, weil das JUeeben von Wasser und Öl vor Gebrauch» direkt an Ort und Stellt der Verwendung, a. B. durch Bewegen oder fropellsAiaohea,, ',«rfolgen kanu.« für die Bildung der Emulsionen mua den e^f iiidungsgemäasen löslichen ölen wird weaiger öl vearwendst» eis ©s bei Verwendung eines herkömra-
liehen eaulgierbaren öle* der' Itell let«
Zur Verbesserung ihrer Leietiaagsfähigkeit können die aus den erfindungsgemässen löslichen Ölen erhältlichen Schmiermittelemul-« sionen weitere Susatsetoffa enthalten, So können sie ein keimtötendes Kittel im einer Menge feis zu 5 Gsw,$, "VO-rsragsweiee
109819/1 AOI bad orjginal
0,1 - 1 Gew.fof des löslichen Öles enthalten. Beispiele für diesu Mittel sind wässrige Lösungen von etwa 40 Gew.# Formaldehyd oder ein Phenol, ein Chlorphenol, wie l'etrachlorphenol, oder ein Phenylphenol, wie o-Pheny!phenol. Vorzugsweise wird ein phenolisches keimtötendes Mittel verwendet.
Als einen weiteren Zusatzstoff kann die limulsion ein Antioxydationsmittel in geringeren Mengen, z. B von 0,1 — 1 Gew.?6 des löslichen Öles, enthalten. Ein bevorzugtes Antioxydationsmittel ist 2,6-Di-tert.butyl-4°*methyl phenol. Ausserdem kann ein Antischaummittel in der 4nu,lsion anwesend sein·
Die folgenden Beispiele 1 - 5 geben Zusammensetzungen dec er« findungsgemäesen löslichen Öle an, wobei diese in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt wurden. .
Die Fettsäure und ein Teil des Glykole oder Diele wurden vermischt und auf etwa 77°G erhitzt} dann wurde Xthanolemin zugegebe.i.· Die temperatur des erhaltenen Gemisches wurde auf etw». 820C gesteigert und etwa 1 1/2 Stunden beibehalten« um die Unaetzung der Fettsäure mit dem Äthanolarain zu enaöglichen^ Daß «Srhrnltene Gemisch wurde bei etwa 38 -· 490C mit dem Kineralschmieröl vermischt, anschliessend wurden die Zusatzstoffe, soweit angegeben, zugefügt. Dann gab man das restliche Alkylenglykol dazu und bewegte das erhaltene Gemisch mechanisch 1/2 Stunde,
109819/U01
■ - 6 - Beispiel 4 Gew. ?6 1594595 •
Beispiel 1 Fettsäuregeffiisoh "Emery 3305" 15,0
Fettsäuregemisch "Emery 3305" Diäthanolamin 2,0
Diäthanolamin Pentan-1,5-diol 3,8
Hexylenglykol Mineralschmieröle nach Beispiel 1 7Q 2
Mineralschmieröl (Dean-Davi^·
Viskositätsindex_94; Viskosität
105 SÜS bei 37,8°C		 100,00
Gew. ^
Beispiel 2 12,0
Ölsäure 1,6
Diäthanolamin 3,6
Hexylenglykol 82>S
Mineralschmieröl nach Beispiel 1 IQO,0
Gevf <*>
Beispiel 3 17,0
ölsäure . 2,2
Triethanolamin 3,9
Hexylenglykol 76,4
Mineralschmieröl nach Beispiel 1 0.5
Keimtötendes Mittel
(je 0,25 Gew.56 o-Phenylphenol und
2,3,4f6-Tetrachlorphenoli		 100,0
- Gew.ii- t
18,0
2S3
3,9
75,8
100,0
109819/1A01
Beispiel 5
Fettsäuregemisch "Emery 3252V
Hexylenglykol
Mineral ε ehiaieröl nach Beispiel 1
unter Zusatz von:
1594595
25,0
1,5
7,5
66,0 .
100,0
0,5 Gew.$ 2s6-Bitert.inityl-4-iaethyl·
phenol und
0,005 Gew. ^ Mmethylpolyeiloxaatittl
Ιμ der folgenden Saljelle I werden die. Eigenschaften der gemäße den Beispielen 1 und 5 «usammengesetaten löslichen öle nit denen eines "niölit ■ erf indungsgeinäaeen Vergleichsöles verglichen. "Das Vergleichs!! wies folgend© Zusaiamensetzujag auf:
Saw.
Pettsäuregeiaisch eSsae2?y 3305" 20,0
Mäthanolamin 4,1
Hekylenglykol , 2,5
Mineraleehmierdl nacto*3«ispiel 1 .;. ■ 62i9
Mnkoxyd . ' . 0,5
lösliches Öl...........: . \. . 1O.#
100,0
Da® dabei Terwendste lösliche Öl hatte die folgende Zusammensetzung t
BAD ORIGINAL
109ei97U01
- 8 - _ - Gew.1 f 1594595
(40 Gew.# in Öl) 1 ,6
Ölsäure 2 ,3
Triethanolamin 3 ,9
Hexylenglykol 6 ,8
Wasser 85 ,4
Natriumsulfonate
100,0
Die hier verwendeten 2iatriuzttsul£onate hatten ein Molekularge wicht von etwa 470. Sie wurden durch Sulfönieren einer aus einer Schmierölfraktioii erhaltenen monoaromatischen Beschickung hergestellt. So wurde z.B.' ein Raffinat mit einem Molekulargewicht von etwa 375 mit Oleum sulfoniert und mit Ätznatron neutralisiert; die erhaltenen rohen liatriumsulfonate (etwa 18 Gew.jSig im öl) werden dann durch Extrahieren mit tert.Butylalkohol und V/asser konzentriert.
Tabelle I
Eigenschaften Zusammensetzung naoh
Beispiel 1 Beispiel 5		 29,4 Verglei.cheöl
Dichte 0API0 29,5 -23,3 RO, O
Stockpunkt C 1,7 - 140,6 -26,1
Flammpunkt COC 129,4 113 148,9
Viskosität SUS bei
37,80C		 134 7,7 7*50
Anfange-pH-Wert 7,9 · 7,4
TBH-E 9,2 44,3 25,0
TAN-E 25,5 0,17 · 22,0
1,14
VerhaMtnis TBN-E/TAN-S ' 0,36
Verseifungszahl 46,0
mg lCOH/g 29,2 0,002 1,33
Asche 0,01 0,6
Wasser Sewoji Sparen
1 0 S 8 1 9 / H 01
bad
Tabelle II zeigt die ßmulsionsstabilität eines erfindungegeaiässen. löslichen. Öles, nämlich. des nach Beispiel 1 bereiteten, im Vergleich zum besehriebönec. Vergleichsöl.
Tabelle II
Schmierölemulsion
Suspendiertes Aluminium in jAluminium- $ der Emulsion ' jBodensatz
nach 10 Min
nach 1 a
nach 4 h
Emuleionsstabilität-
trennung Ih 4· h
Zusammensetzung nach Beispiel 1
Vergleicheöl
0,007
0,153 (a)
0,004
0,111 (a)
Spuren
viel
0,5 - 1,0 sahnig
1 % sahnig
(a) Einschliesslich etwa 0,060 Gew.^ Zinkeeifen.
Zur Bestimmung der in Tabelle II angegebenen Emuleionsstabilitätsn wurden 6 Vol.^ige Emulsionen der Öle in destilliertem Wasser hergestellt; nach 4 Stunden wurde an Proben von 100 ecm die Trennung in Öl und Wasser gemessen. Die Affinität des Öls zu Metallen wurde mittels eines Testes bestimmt, bei dem Aluminiumpulver, dee zu 95$ duroh eine 200 Maschen- und zu 80- 9C # durch ein© 325 Masohen-Tyler-Standard-Siebfolge hindurchging, bei .Raumtemperatur mit einer 6#igen Schmierraittelemuleion ne.ch Beispiel 1 bezw. der Vergleioliaemulsion und destilliertem Wasser zu einer 0,1.Gew.jSigen Emulsion vermischt wurde. Die Abtremgesehwindigkeit dea Pulvers v/urde in der Weise bestimmt, öass man ein® Probe der Emulsion filfcrie-rte und die Menge dea aus der Probo wiedergev<omi.erifen. Alu/niniums wü,^. Aub !'stelle II geht hervor,
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BAD ORIGINAL
das« das losliche Öl gemäss Beispiel 1 stabiler und in Bezug auf die Metallaufnahmefähigkeit in bemerkenswerter Weise besser ist als daß Vergleichsöl.
Die folgenden Beispiele 6 und 7 beziehen sich auf- die Anwendung der aus den erfindungsgemäesen löslichen ölen erhältlichen Schmiermittel-Emulsionen für das Warmwalzen von Aluminium«
Beispiel 6
Es wurden wässrige Emulsionen aus dem gemäss Beispiel 1 zusammengesetzten löslichen Öl hergestellt; sie enthielten 5 Ws 10 VoI ♦# lösliches Öl. Die Emulsionen wurden zum Warmwalzen verschiedener Standard-Aluminiumlegierungen auf einer 20,32 cm 3 Ständer-Doppelwalzstrasse verwendet. Bei den Walzvorgängen traten keine Schwierigkeiten in Bezug auf den Walzenangi'iff und die Metallaufnahme auf; es wurden hochglänzende Metalle erhalten. Das in die Emulsionen beim Walzvorgang eingehende Aluminiumpulver wurde leicht entfernt, so dass die Emulsionen eine lange Nutzungsdauer aufwiesen.
Beispiel 7
Es wurden wässrige Emulsionen aus dem gemäss Beispiel 5 zusammengesetzten löslichen öl hergestellt; sie" enthielten 2,5 - 5 Vol.56 lösliches Öl* Als keimtötendes Mittel wurde Tris-hydrox;nnethylnitroaethan zu d©n Emulsionen in einer Menge von 0,01 Gew.#, be-' zo&en auf das Gewicht des löslichen Öles, zugegeben, Di« Emulsionen wurden wie geiaäss Beispiel 6 sum Warmwalzen- von Alumini im» legierungen verwendet» BUe ge wallten. Legierungen zeigten e1/»6
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gute Qualität, auch die Legierungen-'mit .-einem, hohen Magnesium-
gehalt» ■■.'■■ ■ . . ■
Nach 3 Iv'oehön der Verwendung wurden jede Woche etwa 10 ~ 20 VpI. $ peeler Emulsion durch eine frische Emulsion ersetzt, um die .Nutzungsdauer zu verlängern. Nach den 3 Wochen betrug der Aschegehalt infolge der Anhäufung von Aluminiumpulver in der Emulsion Qi03 - 0,04 ßew.#. Im Gegensatz dazu beträgt der Aschegchalt einer handelsüblichen Schmierölemulsion nach 5 - 4 Wochen ■£■. .κ/-. 0,12Gew.$, so dass das Öl nicht mehr regenerierbar ist und weggeworfen.-werden muss» Dae 2UES Vergleich benutzte frische handele*· übliöhe lösliche Öl wies tin Verijaltnie TBH-E/TAH-B τοη 0,57, eine Verseifungszahl von 26>9 und eine APl-Dichte von 25,6 auf.
Der pH-Wert ^eder erfindungsgeraässen Emulsion blieb relativ konstant bei etwa 7; das beweist die gute Wlderstandsfäilgkeit der Emulsionen gegen LuftOxydation. Die Emulsionen blieben relativ frisch mit einer niedrigen Bakterienzahl von 2 MillJonen. In deutlichem Gegensatz dazu wies das handelsübliche lösliche öl nach 3 Wochen eine Bakterienzahl von 100 - 200 Millionen auf.
Patentansprüche
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Claims (12)

Pat sntanspritche 159Λ595
1. Mit Wasser verträgliches, lösliches Öl für die Metallbearbeitung auf der Grundlage von Mineralschmieröl mit einem Viskositätsindex (Dean-Davis) von mindestens 80, d a d u ι c h ge kenn ζ e i ohne t, dass es ein Heaktioneprodukt eines Alkanolamine mit Fettsäure, freie Fettsäure sowie ein Alkylenpolyol enthält, wobei das Verhältnis der Gesamtbasen- zur Gesamteäurezahl des löslichen Öle 0,15 - 0,4. betragt.
2f Lösliches öl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Reaktionsprodukt aus einem Alkanplamin und Fettsäure mit einem überschuss von 60 - 85 ί> an freier Fettsäure enthält. .
3. lösliches Öl nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c fc g e kennzeichnet, dass es die Fettsäurekomponente (gebiindene und freie Form) in einer Menge von 10 - 30 Gew.?'», vorzugsweise von 15 - 25 Gew.$ enthält. ·
4. Lösliches Öl nach Anspruch ^-3, dadurch gekennzeichnet* dass es als Fett säur ekomponent t; C,«.. »r-» vorzugsweise C,. ,«"Fettsäuren, und insbesondere Gemische von Fettsäuren enthält. ·
5. Lösliches Öl nach Anspruch 1 - 4, d a d u r ο h g e kennzeichnet , dass es als Fettsäurekomponente säure enthält.
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6. Lösliches Öl nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass es als Alkanolaminkomponente Diethanolamin enthält. .
7. Lösliches Öl nach Anspruch 1 - 6, d a d u r c h g β kennzeichnet, dass es 2 - 8 Gew,?£ des Alkylenpolyols, insbes dere eines Alkylendiols, wie Pentan-l,5-diol oder Hexylenglykol, enthält.
8. Lösliches öl nach Anspruch 1-7» da· durch" g-ekennzeichnet, dass das MineralachnierÖl einen Viskositätsindex (Dean-Davis} von 90 - 100 aufweist«
9. Lösliches Öl nach Aneprueh 1-8, d»durch\ge-
kennzeichnet, dass das Mineraleohmieröl eine Viskosität von 75 - 250, vorzugsweise von 100 - 150 SUS oei 37,30C «ufweist.
10. Lösliches Öl nach Anspruch 1 -- 9» dadurch g β ke nnz ei c hn e t, dass es ein keimtötendes Mittel, vorzugsweise Trishydroxymethylnitromethan, enthält.
11. Lösliclies Öl nach Anspruch 1-10, dadurch g e k e η η ζ e lehnet, dass es ein Antioxidationsniittel, vorzugsweise 2 ,-6-Di-tert. butyl-4-methylphenol, enthält.
■ . BAD ORIGfNAt-
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12. Schmiermittel zum Warmwalzen von Nichteisenmetaller', dadurch gekennzeichnet, dass es 2 - 10, vorzugsweise 3-6 Vol.ji des löalichen Öls gemäas Anspruch 1-11 und Wasser enthält.
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DE19651594595 1964-11-30 1965-11-29 Mit Wasser vertraegliches,loesliches OEl fuer die Metallbearbeitung Pending DE1594595A1 (de)

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