DE3421477A1

DE3421477A1 - Metallbearbeitungsoel-zusammensetzung

Info

Publication number: DE3421477A1
Application number: DE19843421477
Authority: DE
Inventors: Shuichi Fukuyama Hiroshima Iwado; Hiroshi Fukuyama Hiroshima Kuwamoto; Takashi Wakayama Mukai; Hiroyuki Nagamori
Original assignee: Kao Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Kao Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1984-12-20
Also published as: ES533278A0; FR2547309A1; IT8448352A0; GB2142651A; IT1177786B; FR2547309B1; KR910004943B1; GB8413905D0; GB2142651B; GR82318B; KR850000517A; ES8700309A1

Description

342U77

1A-4612
FP-KS-112

KAO CORPORATION, Tokyo, Japan

NIPPON KOKAN KABUSHIKI KAISHA, Tokyo, Japan

Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung

Die Erfindung betrifft eine neue Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung, und zwar insbesondere eine Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung, welche eine Schmierölkomponente und ein spezielles Polyetherpolyol-Derivat enthält,

Die allgemein verwendeten, herkömmlichen Metallbearbeitungsöle werden jeweils erhalten, indem man Schmieröl-Additive, wie ein öligmachendes Mittel, Extremdruck-Additive, Rostschutzmittel und/oder Antioxidantien,zu einer Schmierölkomponente, wie einem öl, Fett, Mineralöl oder Fettsäureester, addiert und nachfolgend das resultierende Gemisch mittels eines Emulgators in eine Emulsion vom O/W-Typ überführt. Diese Mittel werden den Me-

tallbearbeitungsteilen im allgemeinen mit Konzentrationen von 1 bis 20% zugeführt. Beim Walzen eines Metalls hat man beispielsweise, aufbauend auf der rasch fortschreitenden Entwicklung der Walzeinrichtungen und der zugehörigen Technologie, versucht, die Walzgeschwindigkeit zu erhöhen, um eine Massenproduktion zu erreichen. Dementsprechend haben sich auch die Anforderungen, die an ein Walzöl, beispielsweise hinsichtlich Schmierwirkung, Zirkulationsstabilität, Leistungsfähigkeit sowie Leichtigkeit der Abwasserbehandlung, gestellt werden, fortschreitend weiter erhöht. Es besteht somit ein dauerndes Bedürfnis hinsichtlich der Entwicklung eines Walzöle, welches derartige Anforderungen in befriedigender Weise erfüllen kann. Herkömmliche Walzöle, bei denen Emulgatoren verwendet werden, sind jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet und daher nicht in der Lage, diese Anforderungen zu erfüllen. Im Falle eines herkömmlichen Walzöls, das auf einen Emulgator angewiesen ist, wird die Walzschmierwirkung gesteuert, indem man den Typ und die Menge des Emulgators derart ändert, daß die Menge des an den Walzen und dem jeweiligen Werkstück anhaftenden Öls, mit anderen Worten die Ausplattungsmenge, entweder gesteigert oder vermindert wird. Bei einem derartigen emulgatorhaltigen Walzöl, wie es oben erwähnt wurde, besteht ein Problem dahingehend, daß die Ausplattungsmenge und die Zirkulationsstabilität der Emulsion eine gegenläufige Tendenz zeigt, und zwar nimmt die Ausplattungsmenge bei dem jeweiligen Werkstück ab und die Schmierwirkung wird somit unzureichend, falls die Stabilität der Emulsion gesteigert wird. Falls man andererseits versucht, die Ausplattungsmenge zu steigern, wird die Emulsion instabil, und es treten verschiedene Probleme auf, wenn sie für die Wiederverwendung im Kreislauf geführt wird. Demgemäß sind die herkömmlichen Walzöle, bei denen Emulgatoren

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verwendet werden, mit den oben erwähnten Nachteilen behaftet. Darüber hinaus sind hinsichtlich der Schmierwirkung und Leistungsfähigkeit anderer Metallbearbeitungsöle, wie bei der Preßbearbeitung eingesetzte Öle und bei Schneidölen, weitere Verbesserungen erwünscht.

Von den Erfindern wurden Forschungen durchgeführt mit dem Ziel, die oben erwähnten Nachteile, mit denen herkömmliche Metallbearbeitungsöle vom Emulsionstyp behaftet sind, zu vermeiden. Dabei gelang es, eine Verbesserung der oben erwähnten Nachteile zu erreichen durch Verwendung einer Schmierölkomponente, die ein Öl, Fett oder Wachs mit einem Schmelzpunkt von 20 bis 100⁰C enthält, in Kombination mit einem speziellen, hydrophilen Dispersionsmittel (einer wasserlöslichen, anionischen Polymerverbindung) , und zwar derart, daß die Schmierölkomponente bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes in einer festen Form in Wasser in stabiler Weise suspendiert und dispergiert vorliegt, jedoch instabil wird, wenn sie dem jeweiligen Werkzeugteil zugeführt wird, d.h. bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes. Diese Entdeckung ist bereits Gegenstand einer Patentanmeldung (siehe JA-OS 147593/1980).

Die Erfinder haben weitere Forschungen durchgeführt. Dabei wurde eine Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung gefunden, welche mit Erfolg eingesetzt werden kann zur Bearbeitung von Metallen unter Bedingungen hoher Scherkräfte, wie sie bei der tatsächlichen Anwendung der Ölzusammensetzung unter Hochgeschwindigkeits- und Hochdruck bedingungen zu erwarten sind, wodurch hohe Arbeitsgeschwindigkeiten und große Walzreduktionen ermöglicht werden, eine Metallbearbeitung unter drastischen Schneidbedingungen ermöglicht wird und die Verfahrenssteuerung er-

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-M-Λ·

leichtert wird, beispielsweise aufgrund einer ausgezeichneten Flüssigkeitszirkulationsstabilität.

Genauer gesagt, wurde von den Erfindern festgestellt, daß

(1) die Verwendung einer Schmierölkomponente und eines speziellen Polyetherpolyol-Derivats, gegebenenfalls in Kombination mit einer sauren Phosphorsäure oder Borsäure, es ermöglicht, und zwar aufgrund der Schutzkolloidalfunktion des Polyetherpolyol-Derivats, die Schmierö!komponente in Form großer Tröpfchen in stabiler Weise in Wasser zu dispergieren und bei der resultierenden Dispersion dennoch eine gute ZirkulationsStabilität zu erreichen;

(2) wurde festgestellt, daß dann, wenn die Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung einem Werkzeugteil zugeführt wird und mit einem metallischen Werkstück in Kontakt gebracht wird, die öltröpfchen mit großem Durchmesser einen dicken und starken Schmierfilm über dem metallischen Werkstück ausbilden; (3) wurde festgestellt, daß während der Kreislaufführung und Wiederverwendung während eines längeren Zeitraums die großen Durchmesser der öltröpfchen in stabiler Weise aufrechterhalten werden können gegen Scherkräfte, welche durch einen Rührer in einem Tank oder durch eine Einspeisungs- und Zirkulationspumpe erzeugt werden; und (4) wurde festgestellt, daß die kombinierte Verwendung von Borsäure oder einer organischen oder anorganischen, sauren Phosphorsäureverbindung, welche herkömmlicherweise als eine Verbindung mit Extremdruck-Effekten bekannt ist, einen Schmierfilm auf dem Metallwerkstück ausbildet und sich somit eine noch höhere Schmierwirkung erreichen läßt. Die vorliegende Erfindung beruht auf den obigen Befunden.

Erfindungsgemäß wird somit eine Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung geschaffen, welche als wesentliche Korn-

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- ft-

ponenten die folgenden Komponenten A und B enthält:

(A) eine oder mehrere Schmierölkomponenten, ausgewählt aus der Gruppe der öle und Fette, Mineralöle und Fettsäureester; und

(B) eine oder mehrere Dispersionsmittel-Komponenten vom Polyetherpolyol-Typ (im folgenden kurz als "Polyetherpolyol-Verbindung" bezeichnet), ausgewählt aus den folgenden Gruppen (a) bis (d):

(a) Polyetherpolyole und Polyetherpolyol-Derivate mit Molekulargewichten von 300 bis 600 000 und jeweils erhalten durch Addition von Alkylenoxiden an Polyalkylenimine und Derivate derselben, enthaltend 6 bis 200 Stickstoffatome;

(b) Polyolpolyether-Derivate, jeweils erhalten durch Addition von Alkylenoxiden an Polyalkylenpolyamine und Derivate derselben;

(c) Polyolpolyether-Derivate, jeweils erhalten durch Addition von Alkylenoxiden an Alkyl- und Alkylarylamine und Derivate derselben und mit Molekulargewichten von 200 bis 100 000; und

(d) Polyetherpolyol-Derivate, jeweils erhalten durch Addition von Alkylenoxiden an Carbonsäureamide und Derivate derselben und mit Molekulargewichten von 200 bis 100 000.

Mit der vorliegenden Erfindung wird außerdem eine Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung geschaffen, welche die obigen Komponenten (A) und (B) in Kombination mit einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus (C) sauren Phosphorsäuren und Borsäure, enthält.

Als die Schmierölkomponente, welche die Komponente (A) der erfindungsgemäßen Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung darstellt, seien beispielsweise erwähnt: ein Mineralöl,

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' Λ0~

wie Spindelöl, Maschinenöl, Turbinenöl oder Zylinderöl, ein tierisches oder pflanzliches Fett oder Öl, wie WaI-öl, Rindertalg, Schweinefett, Rapsöl, Rizinusöl, Reiskleieöl, Palmkernöl oder Kokosnußöl, oder ein Ester zwischen einer Fettsäure, erhalten aus Rindertalg, KokosnuS-öl, Palmöl, Rizinusöl oder dergl., und einem aliphatischen, primären Alkohol mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Ethylenglykol, Neopenty!alkohol, Pentaerythrit oder dergl. Diese Komponenten können jeweils einzeln verwendet werden. Alternativ können zwei dieser Komponenten auch in Kombination eingesetzt werden.

Unter den Komponenten (B) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann das Polyetherpolyol oder dessen Derivat, welches die Komponente (a) darstellt, hergestellt werden unter Verwendung eines Polyalkylenimine mit 6 bis 200 Stickstoffatomen oder vorzugsweise 9 bis 100 Stickstoffatomen oder dessen Derivat als Ausgangsmaterial und Addition eines Alkylenoxide an dasselbe.

In diesem Zusammenhang seien Polyethylenimin oder PoIypropylenimin mit 6 bis 200 Stickstoffatomen oder dergl. als das Polyalkylenimin erwähnt. Darüber hinaus seien ebenfalls erwähnt ein Polyalkylenimin, welches erhalten wurde durch Additions-Polymerisation von Ethylenimin oder Propylenimin mit einer Substanz, die ein aktives Wasserstoffatom enthält, wie ein Alkohol, Phenol, Amin, Carbonsäure oder dergl., und zwar in der Weise, daß 6 bis 200 Stickstoffatome enthalten sind, oder ein Polyalkylenimin, welches erhalten wurde durch die Ammonolyse oder Aminolyse des korrespondierenden Dihalogenalkans und welches 6 bis 200 Stickstoffatome aufweist.

So kann beispielsweise Polyethylenimin leicht erhalten werden durch Addition von Ethylenimin an ein Polyethylenpolyamin, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin oder Pentaethylenhexamin, oder indem man Ethylenimin polymerisiert, gewöhnlich in Gegenwart eines sauren Katalysators.

Vorzugsweise enthält das Polyalkylenimin mindestens 5 Einheiten, die jeweils durch die folgende Formel (I) dargestellt sind, fortlaufend in seinem Molekül, wobei mindestens eine dieser 5 Einheiten eine Einheit gemäß der folgenden Formel (II) ist und wobei das Polyalkylenimin OH- und/oder NH₂-Gruppen an mindestens einem seiner Enden aufweist.

(D

-CH₂-CH₂-N' (II)

^ CH₂-CH₂-N '

Da das oben beschriebene Polyalkylenimin eine ausgezeichnete chemische Reaktivität aufweist, welche ähnlich der eines gewöhnlichen Amins ist, kann eine Vielzahl von Derivaten auf synthetischem Wege daraus erhalten werden. Einige repräsentative Beispiele der Polyalkylenimin-Derivate werden nachfolgend angegeben.

(a) Reaktionsprodukte mit Aldehyden oder Ketonen;

(b) Reaktionsprodukte mit Alkylhalogeniden;

(c) Reaktionsprodukte mit Isocyanaten oder Thioisocyanaten;

(d) Reaktionsprodukte mit Verbindungen, die jeweils eine aktive Doppelbindung enthalten;

(e) Reaktionsprodukte mit Epoxyverbindungen oder Epihalogenhydrinen;

(f) Reaktionsprodukte mit Cyanamiden, Guanidinen oder Harnstoffen; und

(g) Reaktionsprodukte mit Carbonsäuren, Säureanhydriden oder Acylhalogeniden.

Bei den Polyalkyleniminen einschließlich der obigen Derivate handelt es sich um solche, welche 6 bis 200 oder vorzugsweise 9 bis 100 Stickstoffatome aufweisen und unter Verwendung von Polyalkyleniminen oder deren Derivaten erhalten wurden.

Bei den Alkylenoxiden, welche an die obigen Polyalkylenimine addiert werden, handelt es sich um Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid und dergl. Vorzugsweise werden Propylenoxid und Ethylenoxid copolymerisiert. Im Falle einer Copolymerisation kann eine Block-Copolymerisation oder eine Zufalls-Copolymerisation (random copolymerization) durchgeführt werden. Entweder Propylenoxid oder Ethylenoxid kann an das jeweilige Polyalkylenimin in einem vorausgehenden Schritt addiert werden; es wird jedoch mehr bevorzugt, eine Block-Copolymerisation durchzuführen. Die Addition eines Alkylenoxide wird bei zu einem derartigen Ausmaß durchgeführt, daß das resultierende Polyetherpolyol ein Molekulargewicht im Bereich von 6000 bis 600 000 oder vorzugsweise 10 000 bis 300 000 aufweist. Vorzugswelse enthält das Polyetherpolyol als Alkylenoxid Ethylenoxid, und zwar in einer Konzentration von 3 bis 80 Gew.% oder mehr und vorzugsweise 10 bis 50 Gew.%, bezogen auf das Polyetherpolyol. Mit einem solchen Polyetherpolyol können noch weiter verbesserte Eigenschaften geschaffen werden.

Darüber hinaus seien die folgenden Verbindungen als PoIyetherpolyol-Derivate erwähnt:

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* 4h·

(a) Reaktionsprodukte, die jeweils erhalten wurden durch eine Umsetzung zwischen einer terminalen Hydroxylgruppe und einer äquimolaren Menge eines Epihalogenhydrins. Epichlorhydrin wird im allgemeinen als Epihalogenhydrin eingesetzt. Diese Umsetzung gestattet die Einführung einer Epoxygruppe an einem Ende, und zwar unter Ausnutzung der Reaktivitätsunterschiede zwischen einer Epoxygruppe und einem Halogen.

(b) Verbindungen, die jeweils erhalten wurden, indem man die in den Einheiten enthaltenen Stickstoffatome teilweise oder in ihrer Gesamtheit kationisiert oder die Stickstoffatome teilweise oder in ihrer Gesamtheit neutralisiert, und zwar mit einer organischen oder anorganischen Säure. Als Kationisierungsmittel kann ein Alkylhalogenid des Diethylsulfats verwendet werden. Es ist auch möglich, eine Alkylarylsulfonsäure, Essigsäure, Chlorwasserstoffsäure oder dergl. als Säure zu verwenden. Eine organische Säure wird jedoch bevorzugt.

(c) Verbindungen, die jeweils erhalten wurden, indem man entweder die Hydroxylgruppen der endständigen Gruppen teilweise oder in ihrer Gesamtheit carboxyliert oder sulfatiert; sowie Salze der Verbindungen.

(d) Verbindungen, die jeweils erhalten wurden, indem man Hydroxylgruppen der endständigen Gruppen teilweise oder in ihrer Gesamtheit verestert, und zwar entweder mit Borsäure oder mit Phosphorsäure; und Salze der Verbindungen.

Die Veresterungsreaktion, welche vermutlich mit Borsäure stattfindet, kann leicht durchgeführt werden durch eine Dehydratisierungsreaktion mit Borsäure oder durch eine Reaktion mit Borsäureanhydrid. Andererseits kann die Veresterungsreaktion, welche vermutlich mit Phosphorsäure stattfindet, leicht durchgeführt werden durch eine Umsetzung mit Phosphorpentoxid.

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- yö -

Unter den Komponenten (B) stellen die Polyetherpolyol-Verbindungen (b) bis (d) bekannte Verbindungen dar. Sie können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielhafte Polyalkylenpolyamine und deren Derivate, welche als brauchbare Rohmaterialien für die Herstellung der Polyetherpolyol-Verbindungen (b) dienen, umfassen beispielsweise Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin und Pentaethylenhexamin und deren N-Alky!verbindungen mit Alkylgruppen, welche 4 bis 22 Kohlenstoffatome aufweisen; und Aminoethylethanolamin, und N-AlkyIpropylendiamine und N-Alky1-butylendiamine, welche Alkylgruppen mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten. Darüber hinaus können die Alkyl- und Alkylary!amine und deren Derivate (c) beispielsweise umfassen: Mono- oder Dialky!amine mit 4 bis 36 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylamine mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkylary!amine, enthaltend Alkylgruppen mit jeweils 4 bis 36 Kohlenstoffatomen und mindestens eine Phenylgruppe. Als Beispiele der Carbonsäureamide (d) seien erwähnt: Monocarbonsäureamide mit jeweils 4 bis 22 Kohlenstoffatomen und polymerisierte Säureamide, wie die entsprechenden Dimersäuren und Trimersäuren.

Es ist auch möglich, die Schmierwirkung zu verbessern, indem man ferner eine Phosphorsäureverbindung oder Borsäure als Komponente (C) erfindungsgemäß zusetzt. Unter derartigen Komponenten (C) können die folgenden Verbindungen als Phosphorsäureverbindungen eingesetzt werden:

(i) Phosphorsäure und Phosphorigesäure sowie Thioverbindungen und Esterverbindungen derselben;

(ii) Mono- und Diphosphorsäureester, enthaltend jeweils Alkyl-, Alkylary1- und/oder Arylgruppen und welche jede für sich mindestens eine Hydroxylgruppe enthalten, sowie Thioverbindungen derselben?

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(iii) Mono- oder Diphosphonsäuren, welche jeweils Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben; '

(iv) Mono- oder Diphosphinsäuren, welche jeweils Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben; und

(v) Mono-, Di- und Triphosphonsäuren, welche ein oder mehrere Stickstoffatome enthalten.

Die folgenden Verbindungen seien als spezielle Beispiele der Phosphorsäureverbindungen erwähnt. Als Phosphorsäureverbindungen (i) seien erwähnt beispielsweise Phosphorsäure, Phosphorigesäure, Mono- oder Diphosphorsäureester zwischen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, alicyclischen Alkoholen oder aromatischen Alkoholen und Phosphorsäure sowie Thioverbindungen der Mono- oder Diphosphorsäureester sowie Ester zwischen den obigen Alkoholen und Phosphorigersäure sowie Thioverbindungen der Ester. Als beispielhafte Phosphorsäureverbindung (ii) sei 2-Hydroxydipropylphosphat erwähnt. Beispielhafte Phosphorsäureverbindungen (iii) umfassen Phosphonsäuren gemäß der allgemeinen Formel

0 . OH R^O

R₀-P oder ^ P-OH

°H Rt₀

wobei R und R¹ unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Alkylarylgruppe oder eine Arylgruppe bedeuten, z.B. Methylphosphonsäure, enthaltend 1 Kohlenstoffatom, Dimethylphosphonsäure bis n-Octylphosphonsäure, enthaltend 8 Kohlenstoffatome, Di-n-octylphosphonsäure, Benzylphosphonsäure, 2-Ethylhexylphosphonsäure, Di-2-ethylhexylphosphonsäure, Dibenzylphosphon-

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säure, Phenylphosphonsäure, Diphenylphosphonsäure und Hydroxyethandiphosphonsäure, sowie die entsprechenden Thiophosphonsäuren.Bei Hydroxyethandiphosphonsäure handelt es sich um eine Verbindung gemäß der folgenden Formel

0 CH, 0

it ι ·> η

HO-P-C-P-OH t t t

OH OH OH

Beispielhafte Phosphinsäureverbindungen (iv) sind Phosphinsäuren gemäß der allgemeinen Formel

OH R

ο \

R₀-P oder P-OH

wobei R und R¹ die oben angegebene Bedeutung haben, z.B. Methyiphosphinsäure, enthaltend 1 Kohlenstoffatom, Dimethylphosphinsäure bis n-Octylphosphinsäure, enthaltend 8 Kohlenstoffatome, Di-n-octylphosphinsäure, 2-Ethylhexylphosphinsäure, Di-2-ethylhexylphosphinsäure, Benzylphosphinsäure, Dibenzylphosphinsäure, Phenylphosphinsäure und Diphenylphosphinsäure, sowie die entsprechenden Thiophosphinsäuren. Als Phosphorsäureverbindungen (v) seien beispielsweise erwähnt Hexamethylphosphorsäure-mono- oder -diamid und Nitrilotrismethylenphosphonsäure. Bei Nitrilotrismethylenphosphonsäure handelt es sich um eine Verbindung der folgenden Formel

HO 0 0

P-CH₀-N-CH₀-P-OH s' ^t ^c ι

HO CH₂ OH

HO - P= 0
OH

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Die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem man die obigen Komponenten vermischt. Es wird jedoch bevorzugt, die Mengen der Komponenten innerhalb der folgenden Bereiche zu limitieren, und zwar jeweils bezogen auf die Gesamtzusammensetzung:

Schmierölkomponente (A) = 99,9 bis 50 Gew.% (im folgenden einfach als "%" bezeichnet), speziell 99,9 bis 70%;

Polyetherpolyol-Verbindung (B) = 0,1 bis 30%, speziell 0,1 bis 10%; und

saure Phosphorsäure oder Borsäure (C) = 0,1 bis 70%, speziell 0,1 bis 50%.

Der erfindungsgemäßen Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung kann man mit Vorteil außer den oben erwähnten Komponenten eine Vielzahl bekannter Additive je nach den Erfordernissen des Falls zusetzen, z.B. ein Surfaktans, Rostschutzmittel, öligmachendes Mittel, Extremdruck-Additiv, Antioxidans und dergl.

Die oben beschriebenen, verschiedenen Additive können, sofern erforderlich, jeweils in Mengen von 0 bis 5%, 0 bis 2%, 0 bis 20%, 0 bis 3% bzw. 0 bis 5% zugesetzt werden.

Als Surfaktantien seien die folgenden Surfaktantien (1) bis (14) als Beispiele erwähnt:

(1) Polyoxyethylenalkyl und Alkylarylether jeweils mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie die endcarboxymethylierten Salze derselben;

(2) Polyoxyethylenpolyoxypropylenalkyl und Alkylarylether jeweils mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen;

(3) Oxyethylen-Oxypropylen-Blockpolymerisate;

(4) die Sorbitan- und Polyoxyethylensorbitanester von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen!

(5) Polyethylenglykolester mit 10 bis 18 Kohlens toffatomen;

(6) Monofettsäure-glycerinester mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomenj

(7) Polyoxyethylenalkylamine mit 6 bis 22 Kohlens toffatomen;

(8) Salze von Alkyl- und Alkylarylsulfonsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen;

(9) Salze von Alkyl- und Alkylarylschwefelsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen;

(10) Salze der Sulfate von Polyoxyethylenalkyl- und Polyoxyethylenalkylarylethem mit 6 bis 22 Koh 1ens toffatomen;

(11) Salze von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen;

(12) Alkylamincarbonate mit 6 bis 22 Kohlenstoff atomen;

(13) Alkyl- und Alkylarylammoniumsalze mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie deren Derivate; und

(14) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Additionsprodukte der Ethylendiamintetraessigsäure.

Unter diesen Surfaktantien sind die nichtionischen Surfaktantien speziell bevorzugt.

Als Beispiele für Rostschutzmittel seien erwähnt: Fettsäuren, wie Alkenylbernsteinsäuren und deren Derivate und Ölsäure, Ester, wie Sorbitanmonooleat, und Amine, usw. Beispielhafte, öligmachende Mittel umfassen höhere Fettsäuren, wie Ölsäure und Stearinsäure, Fettsäureester, welche Derivate derartiger Fettsäuren darstellen, diba-

sische Säuren, wie Dimersäure und dergl. Andererseits seien Phosphorverbindungen, wie Tricresy!phosphate, und organometallische Verbindungen, wie Zinkdialkyldithiophosphate, als Beispiele für Extremdruck-Additive erwähnt. Beispielhafte Antioxidantien sind phenolische Verbindungen, wie 2,4-Di-t-butyl-p-cresol, aromatische Amine, wie Phenyl-α-naphthylamin, usw.

Die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung kann eingesetzt werden, indem man die oben beschriebenen, verschiedenen Komponenten unmittelbar bei der Verwendung der Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung einfach vermischt. Man kann auch zuvor eine dicke Lösung mit einem Vassergehalt von bis zu etwa &0% herstellen und diese anschließend bei der tatsächlichen Verwendung der Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung mit Wasser verdünnen.

Die auf diese Weise erhaltene, erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung vermag ein Metallbearbeitungsöl zu schaffen, welches in der Lage ist, relativ große Tröpchen mit einer stabilen Größenverteilung zu liefern, und zwar unter derartigen Rührbedingungen, bei denen eine hohe Scherkraft auftritt. Es kann ferner eine ausgezeichnete Schmiereigenschaft erzielt werden, und die Zusammensetzung zeigt nur geringe Qualitätsänderungen im Verlauf der Zeit und eine ausgezeichnete Zirkulationsstabilität. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung die im folgenden erwähnten Vorteile auf. Die für die Zwecke der Erfindung brauchbare Polyetherpolyol-Verbindung weist für sich allein die Fähigkeit auf, rasch an flüssigen oder festen Teilchen adsorbiert zu werden und dadurch die flüssigen oder festen Teilchen hydrophil zu machen. Die Polyetherpolyol-Verbindung hat jedoch selbst nur eine geringe Kapa-

.«Γ- 342H77

zität hinsichtlich einer Absenkung der interfacialen Spannung zwischen Wasser und Öl, was zu einer Emulgierung ihrer Mischung führen würde. Daher wird die Schmierölkomponente nicht emulgiert. Verglichen mit herkömmlichen Metallbearbeitungsölen, bei denen Emulgatoren verwendet werden, ist die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung somit vorteilhaft dahingehend, daß sie das sog. holding-in-Phänomen entwickelt, was bedeutet, daß sie verdorbenes Öl, welches bei dem tatsächlichen Valzbetrieb eingemischt wird, sowie Fremdmaterialien, wie Metallpulver und dergl., lediglich bis zu einem kleineren Ausmaß absorbiert und immer ihre hohen Schmiereigenschaften, wie ein sauberes Metallbearbeitungsöle beibehält. Dank der Funktion der oben beschriebenen Polyolpolyether-Verbindung, hat die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung dazu geführt, den Arbeitsplatz sauberer zu machen und die Behandlung des Abwassers zu erleichtern. Die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung ist somit mit dem weiteren, hervorragenden Merkmal verbunden, daß mit ihr ein sauberer Arbeitsplatz verwirklicht werden kann, was bisher mit keinem der herkömmlichen Walzöle, die Emulgatoren verwenden, verwirklicht werden konnte.

Der genaue Mechanismus der dank der Verwendung der PoIyetherpolyol-Verbindung und der sauren Phosphorsäure oder Borsäure bei der vorliegenden Erfindung auftretenden Wirkung konnte zwar bisher noch nicht voll aufgeklärt werden, jedoch scheint folgender Wirkungsmechanismus wahrscheinlich. Die Polyetherpolyol-Verbindung, welche in einer Wasserschicht einheitlich aufgelöst wurde, adsorbiert die durch mechanische Scherkräfte gebildeten Tröpfchen der Schmierölkomponente, und zwar bevor eine Agglomeration der Tröpfchen beginnt. Anschließend überführt die

- 17 -

♦ M-

Polyetherpolyol-Verbindung die Öltröpfchen in größere Tröpfchen, und zwar als Folge einer Art von Koagulationswirkung. Die resultierenden, größeren Tröpfchen werden durch die sterische und elektrische Schutz-Kolloidalwirkung der Polyetherpolyol-Verbindung in stabiler Weise in Wasser dispergiert. Dieses Merkmal unterscheidet sich von dem, welches durch die wasserlösliche, anionische Polymerverbindung gemäß JA-OS 147593/1980 bewirkt wird, und zwar deshalb, weil die wasserlösliche, anionische Polymerverbindung eine schwache Koagulierwirkung für Öltröpfchen aufweist und die Schmierölkomponente noch in Form feiner Tröpfchen aufgrund der Schutz-Kolloidalwirkung stabilisiert wird. Somit können sich die einmal zerteilten, feinen Tröpfchen nicht wieder zu größeren Tröpfchen vereinigen.

Es wird angenommen, daß im Zusammenhang mit der Sauberhaltung des jeweiligen Metallbearbeitungsöls die durch die hochmolekulare Verbindung hervorgerufenen Effekte durch die Phosphorsäureverbindung oder Borsäure verstärkt werden. Die durch die hochmolekulare Verbindung bewirkten Effekte bestehen, genauer gesagt, darin, einen Einschluß von Schmutzmaterialien (das "holding-in"-Phänomen) zu vermeiden, und zwar dank der Aufrechterhaltung der Schutzwirkung, welche die hochmolekulare Verbindung auf Öltröpfchen ausübt, sowie dank der durch die hochmolekulare Verbindung bewirkten Verhinderung einer Oberflächenspannung des Schmutzmaterials sowie dank der Reinigungswirkung der hochmolekularen Verbindung auf derartiges Schmutzmaterial.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

- ie .

B e i s ρ i e 1

Es werden jeweils Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzungen mit den in Tabelle 1-A bis Tabelle 1-C angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Ihre Freßlast wird jeweils bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Alle Prozentangaben in den Tabellen beziehen sich auf das Gewicht.

Tabelle 1-A & MBÖZ

PEP-SaIz

Antioxidans (Bemerk.3)

Schmieröl-Komponente PEP

Rinder- aus Kinder- (Bemer- bildende

talg talg starn- kung 1) Verbinduni

mende Fett- (Bemerk.2J

säuren

Erfindungsgem.Produkt

1 96

2 96,5

3 96,8

2 2 2

5
6
7

86

96,3

■2

(D	1	(D	1	1
(2)	0,5	(2)	0,2	1
*[I)*	0,1 0,1	(3)	2	1
H]	5 1	(3)	1	1
(D	10		1
(2)	0,5		1
II]	2 2		1
8)	5 5		1

MBÖZ = Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung PEP =i Polyetherpolyol

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	*-VS-*	73,5	OSt	01- (Bern säure	1-B	und PEP = siehe Tabelle 1-A	74	Tabelle 1	(Bem.	C	I	25 25	PEP-SaIz	5	(D o,	.2)	2)	Antioxi	.3)
	Tabelle '	69				= Octylstearat	78,8	»mponente PEP					bild.Ver bind. (Bem		(3) 2			dans (Bem
MBÖZ	Schmieröl-Komponente PEP	68	20	5 (D	.1)		69	PETO	(D 5	D					(3) 0,
	Mineralöl (Spindelöl)	64	20	5 (4)		Schmieröl-Kc	74		(3) 0,				1 (2) 0,			1
Erf.:	Prod.	71,6	20	⁵ (I)	o,	Mineralöl (Zylinderöl)	77,9	20	(2) 1C						1
9	67	20	⁵ [I)	5	Prod.	73,95	20	(2) 4 M 1	2				1
10	65,5	20	5 (1)	3 3	75,9	20	(D 1		4		1
11	72,7	20	5 (4)	5 5	78,45	20	(2) 5			05	1
12	20	⁵ [I)	2		20	(2) 3		5	,1	1
13	20	⁵ [I)	5		20	*W) o\*		2	05	1
14		4 4	20				1
15	0, 1	20
16
MBÖZ	PEP-SaIz bild			. Antioxi
OSt	Verb.(Bern.	dans (Bem. 3)

MBÖZ

Erf.
17
18	(D o,
19	(3) 0,
20	(3) 0,
21	(2) 0,
22
23	1
24	1
	1
	1
	1
	1
1
1

MBÖZ und PEP = siehe Tabelle 1-A
PETO = Pentaerythrit-tetraoleat

Vergleichsprodukt Nr. 1
S chmi erö1-Komponenten

Rindertalg 95%

aus Rindertalg stammende Fettsäuren 2

Emulgator (Bemerkung 4) 2

Antioxidans (Bern.3) 1

Vergleichsprodukt Nr. 2
Schmieröl-Komponente

Rindertalg 94%

aus Rindertalg stamm.Fettsäuren 2

Extremdruck-Additiv (Bern.5) 1

Emulgator (Bern.4) 2

Antioxidans 1

Vergleichsprodukt Nr. 3
Schmierölkomponente

Mineralöl (Zylinderöl) 77%

Pentaerythrit-tetraoleat 20 Emulgator (Bern.4) 2

Antioxidans (Bern. 3) 1

Vergleichsprodukt Nr. 4
Schmierölkomponente

Mineralöl (Zylinderöl) 76%

Pentaerythrit-tetraoleat 20

Extremdruck-Additiv (Bern.5) 1

Emulgator (Bern.4) 2

Antioxidans (Bern.5) 1

Vergleichsprodukt Nr. 5

Schmierölkomponente

Mineralöl (Spindelöl) 72%

	Octylstearat	3421477	20%
- at -	Ölsäure		5
	Emulgator (Bern.4)		2
Antioxidans (Bern.3)	1
Vergleichsprodukt Nr. 6
S chmierölkomponente
Mineralöl (Spindelöl)	71%
Octylstearat	2C
Ölsäure	VJl
Emulgator (Bern.4)	2
Antioxidans (Bern. 3)	1
Extrem-Druck-Additiv (Bern. 5)	1
Bemerkung 1

Polyetherpolyole

(1) Ein Polyetherpolyol, erhalten, indem man an Polyethylenimin Ethylenoxid in einer Menge von 20%, "bezogen auf das Polyethylenimin, addiert und das resultierende Additionsprodukt in ein Glykolsäuresalz umwandelt; Molekulargewicht 50 000;

(2) ein Polyetherpolyol, welches erhalten wurde, indem man an Polyethylenimin ein 1:1 (nach Gewicht) Gemisch von Ethylenoxid und Propylenoxid in einer Menge von 50%, bezogen auf das Polyethylenimin, addiert; Molekulargewicht 150 000;

(3) ein Polyetherpolyol, welches erhalten wurde, indem man an Polyethylenimin ein 1:1 (nach Gew.) Gemisch von Ethylenoxid und Butylenoxid in einer Menge von 60%, bezogen auf das Polyethylenimin, addiert; und

(4) ein Polyetherpolyol, welches erhalten wurde, indem man an Polyalkylen (Ethylen/Propylen = 4/i)imin ein 3:1 (Gewichtsverhältnis) Gemisch von Ethylenoxid und Propylenoxid in einer Menge von 30%, bezogen auf das

Polyalkylenimin, addiert; Molekulargewicht 200 000.

Bemerkung 2 Polyetherpolyolsalz bildende Verbindungen

(1) Pho sphorsäure;

(2) Triphenylphosphinsäure; und

(3) Zinkdiethyldithiophosphat.

Bemerkung 3 Emulgator Polyoxyethylennonylphenylether (HLB = 7,6).

Bemerkung 4 Antioxidans 2,4-Di-t-butyl-p-cresol.

Bemerkung 5 Extremdruck-Additiv Triphenylphosphit.

Testverfahren

Die Bestimmung der Freßlast wurde durchgeführt nach einem Druckbelastungstest (Falex-Test) gemäß ASTM Standard D-3233. Zur Herstellung der jeweiligen Testprobe wird die jeweilige Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung mit Wasser auf eine Konzentration von 3% verdünnt und anschließend wird das resultierende Gemisch in einem Homogenizer bei 10 000 U/min vermischt. Die Probelösung wird einem Drehstift appliziert, der zentral in einem fixierten Block angeordnet ist. Die Zuführung der Probelösung erfolgt mit tels einer Zahnradpumpe unter folgenden Bedingungen: Sprührate 50 ml/min (Druck 0,5 kg/cm ) bei einer Dispersionstemperatur von 50⁰C. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

- 23 Tabelle 2

Metallbearbeitungsöl-	Freßlast (pounds)
Zusammensetzune:
erf indungs gem. Produkt Nr. 1	1,750
2	2,000
3	2,000
4	1,750
5	2,000
6	2,250
7	2,000
8	2,250
9	1,750
10	1,750
11	1,750
12	2,000
13	1,750
14	1,750
15	2,000
16	1,750
17	1,750
18	1,750
19	1,750
20	1,750
21	1,750
22	2,000
23	1,750
24	1,750
Vergleichsprodukt Nr. 1	1,250
2	1,500
3	1,250
4	1,250
5	1,250
6	1,500

Beispiel 2

Bei den gemäß Beispiel 1 hergestellten Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzungen wird die Freßlast bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Testverfahren

Die Bestimmung der Freßlast wird durchgeführt gemäß Japanese Self-Defence Force Provisional Standard NDS XXK 2740, Oil Film Strength Testing Method (Soda's Vier-Kugel-Testverfahren) . Zur Herstellung der jeweiligen Testprobe wird die Jeweilige Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung mit Wasser auf eine Konzentration von 3% verdünnt und anschließend wird das resultierende Gemisch in einem Homogenizer bei 10 000 U/min vermischt. Die Beschichtung mit der jeweiligen Testprobe wird durchgeführt, indem man die obige vermischte Lösung aufwärts durch einen Spalt, der zentral zwischen drei Kontaktpunkten von drei Teststahlkugeln gebildet ist, die durch eine Kugelhaltevorrichtung fixiert sind, auf eine rotierende Stahlkugel appliziert, welche eine Position oberhalb der drei Kugeln einnimmt. Die Zuführung der Testlösung erfolgt mittels einer Zahnradpumpe unter folgenden Bedingungen: Sprührate 0,5 l/min (Druck von 0,5 kg/cm ) bei einer Temperatur der Probenlösung von 50⁰C.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

- 25 -

Tabelle 3

amraensetzung	r Freßlast(k/
1	10.5
2	10.5
3	11.5
4	11.0
5	11.5
6	12.0
7	12.5
8	11.5
9	9.0
10	8.5
11	8.5
12	9.5
13	9.5
14	9.5
15	9.0
16	9.5
17	9.0
18	8.5
19	8.0
20	8.5
21	8.5
22	9.5
23	9.5
24	8.5
1	7.0
2	8.0
3	5.5
4	6.0
5	5.5
6	6.0

.Erfind. Produkt Nr.

Vergleichsprodukt Nr.

Beispiel 5 Abwasserbehandlungstest

3 g Aluminiumsulfat werden zu der jeweiligen Testlösung (1 l) gegeben, die auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 hergestellt wurde. Das resultierende Gemisch wird 2 min gerührt und nachfolgend durch Zugabe von Ca(OH)₂ auf pH 7,0 eingestellt. Dieses Gemisch wird weitere 10 min gerührt. Nach 3Ominütigem Stehenlassen des resultierenden Gemisches wird die überstehende Flüssigkeit gesammelt und ihr COD-Wert gemäß dem KMnO^-Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.

Erfind.Produkt Nr.

Vergleichsprodukt Nr,

- 3fr- - .26 -	342U77
Tabelle 4
sammensetzun&	COD (TpM)
1	222
2	216
3	195
4	128
5	292
6	311
7	365
8	195
9	229
10	320
11	395
12	420
13	211
14	265
15	190 :
16	180
17	244 !
18	316
19	410
20	298
21	255
22	301
23	425
24	266
1	1,980
2	2,210 ι
3	2,560 !
4	1,870
5	2,200 ;
6	2,110

Beispiel 4

Es werden Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzungen mit den in Tabelle 5-A bis Tabelle 5-C angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Freßlast wird jeweils auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengestellt.

- 27 -

	Schmierölkomt	Tabelle 5-A	Schmierölkonrr	PEP	.1	PEP-SaIz	(D	.Ver- •(Bern.	PEP	D	PEP-SaIz	(D	Verb. 2)	Antioxi
Erfind.	)onente	Mineralöl I (Zylinderöl)	.(Bern	1	) bild bind	U)		(Bein.	ο,	bild. (Bern.	(2)		dans 2) (Bern.3)
Produkt Nr.	Rinder- aus Rindert talg stamm.Fett säuren	78,5	(D	3		(3)		(D	1 1	5)	(3)		1
25	96 2	77	(2)	5		(4)		H)	5 Λ		(4)		1
26	94 2	73	(3)	o, o,			[I]	I 2		(3)	0,5	1
27	92 2	76,5	8)	2	2 2	0,5	(5)	5	1	1
28	96,4 2	73	(6)	5	1	(7)	1 2	1	1
29	94,5 2	75	(7)	1 1	1	%	2 4	2	1
30	91 2	71	Öl	5 5	1	Pel	5	1	1
31	94 2	73	"CDVJT		; auch für die	(4)			1
32	86 2	gilt		Tabelle 5-E			folgenden
			Donente
	PETO	Antioxidans
	20	(Bern.3)
	20	1
	20	1
	20	1
	20	1
	20	1
PEP = Polyetherpolyol (dies Tabellen).	20	1
	20	1
Erfind.	1
Produkt Nr.
33
34
35
36
37
38
39
40

PETO = Pentaerythrittetraoleat

	-	- Sl. 28 -	Octyl- stearat	Öl säu re	PEP	PEP-SaIz	3421477
	Tabelle 5-C	20	5	(Bem.1)	bild.Verb. (Bern.2)
Erf.	Schmierölkonroonente	20	5	(D 2		Antioxi
Prod. Nr.	Mineral öl (Spin- delöl)	20	5	(2} 0,5 (4) 0,5		dans (Bern.3)
41	72	20	5	(3) 1	(1) 0,5	1
42	73	20	5	(5) 3	(2) 1	1
43	72,5	20	5	(6) 2	(3) 0,5	1
44	70	20	5	(7) 1	(4) 0,5	1
45	71,5	20	5	(8) 4		1
46	72,5	(4) 1		1
47	70		1
48	73		1

Die folgenden Zusammensetzungen werden als Vergleichsprodukte verwendet.

Vergleichsprodukt Nr. 7
Schmierölkomponente

Rindertalg 95%

aus Rindertalg stammende Fettsäuren 2

Emulgator (Bemerkung 4) 2

Antioxidans (Bern. 3) 1

Vergleichsprodukt Nr. 8
Schmierölkomponente

Mineralöl (Zylinderöl) 77%

Pentaerythrit-tetraoleat 20

Emulgator (Bern.4) .2 Antioxidans (Bern.3) 1

Vergleichsprodukt Nr. 9
Schmierölkomponente

Mineralöl (Spindelöl) 72%

Octylstearat 20

Ölsäure 5

- 29 -- 3J-

Emulgator (Bern. A) 2

Antioxidans (Bern. 3) 1

Bemerkung 1

Po Iy e therpo lyo 1-Ve rMndungen

(1) Eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 5 Mol Propylenoxid an Ethylendiamin, gefolgt von einer Addition von 10 Mol Ethylenoxid;

(2) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 10 Mol Ethylenoxid an N-Lauryltriethylentetramin;

(3) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 2 Mol Butylenoxid an N-Octylpropylendiamin und anschließende Addition von 8 Mol Ethylenoxid;

(4) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 5 Mol Ethylenoxid an Laurylamin;

(5) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 3 Mol Propylenoxid an Oleylbutylamin und anschließende Addition von 12 Mol Ethylenoxid;

(6) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 6 Mol Ethylenoxid an Cyclohexylamin;

(7) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 18 Mol Ethylenoxid an das Amid einer Polymersäure (Dimersäure/Polymersäuren der Trimersäure und höher = 8/2) von Ölsäure; und

(8) eine Polyetherpolyol-Verbindung, erhalten durch Addition von 3 Mol Propylenoxid zu dem Amid einer Polymersäure (Dimersäure/Polymersäuren von Trimersäure und höher = 7/3) von aus Tallöl stammenden Fettsäuren und anschließende weitere Addition von 20 Mol Ethylenoxid.

Bemerkung 2

Phosphorsäureverbindungen oder Borsäure (1) Pho spho rsäure;

-.30 -

(2) Butylphosphonsäure;

(3) Borsäure; und

(4) Hydroxyethandisulfonsäure.

Bemerkung 3 Antioxidans 2,4-Di-t-butyl-p-cresol.

Bemerkung 4 Emulgator Polyoxyethylennonylphenylether (HLB: 7,8).

Ergebnisse Tabelle 6

Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung	25	Freßlast(pounds)
Erf.Produkt Nr.	26	1500
	27	1750
	28	1500
	29	1750
	30	1750
	31	2000
	32	1750
	33	2000
	34	1750
	35	1750
	36	1500
	37	1750
	38	1750
	39	2000
	40	1750 ;
	41	1750 !
	42	1500
	43	1500
	44	1750
	45	1750
	46	1750
	47	2000
	48	1500
	7	1750
Vergleichsprodukt Nr.	8	1250
	9	1000
	1000 i

Beispiel 5 "

Bei den gemäß Beispiel 4 hergestellten Metallbearbeitungs· öl-Zusammensetzungen wird die Freßlast auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt.

Tabelle 7 Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung Freßlast (kg/cm )

Erf.Produkt Nr.

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Vergleichsprodukt Nr. 7

9.0 8.5 8.0 8.5 9.5 10.5 11.5 11.0 8.0 7.5 7.5 8.5 9.0 9.0 9.0 8.5 8.0 8.0 9.0 9.0 9.0 9.0 7.5 7.5

8.0 5.5 5.0

Beispiel 6

Bestimmung der anhaftenden Menge

Die jeweilige Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung wird mit Wasser auf eine Konzentration von 3% verdünnt und nachfolgend auf eine Temperatur von 60⁰C erhitzt. Dann wird 60 min in einem Homogenizer bei 10000 U/min gerührt und auf diese Weise eine Testprobe hergestellt. Die Beschichtung mit der Testprobe wird durchgeführt, indem man eine an der Oberfläche gereinigte Stahlplatte (50 χ 150 χ 0,2 mm) auf eine Temperatur von 150⁰C erhitzt und danach die Testproben see mit einer Sprühmenge von 500 ml/min (Druck = 1 kg/cm ) mittels einer Zahnradpumpe aufsprüht. Die Bestimmung der anhaftenden Menge wird ausgeführt, indem man die mit der Testprobe beschichtete Stahlplatte mit einem Lösungsmittel extrahiert. Es wurden verschiedene Typen der in den Beispielen 4 und 5 verwendeten, erfindungsgemäßen Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzungen für den vorliegenden Test hinsichtlich der Anhaftungsmenge ausgewählt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 aufgeführt.

Tabelle 8

Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung	Anhaftende Menge (ff/m2)
erfindungsgem.Produkt Nr. 25	1,5
28	1,3
32	1,2
33	1,3
36	1,2
39	1,1
42	1,2
44	1\|4
48	1,3
Vergleichsprodukt Nr. 7	0,9
8	0,8
9	0,6

Claims

Patentansprüche

Metallbearbei tungsöl-Zusajnmensetzung, dadurch ■gekennzeichnet, daß sie als wesentliche Komponenten die folgenden Komponenten (A) und (B) enthält:

(A) eine oder mehrere Schmierölkomponenten, ausgewählt aus der Gruppe der Öle und Fette, Mineralöle und Fettsäureester; und

(B) eine oder mehrere Dispersionsmittel-Komponenten vom Polyetherpolyol-Typ, ausgewählt aus den folgenden Gruppen (a) bis (d)

(a) Polyetherpolyole und Polyetherpolyol-Derivate mit Molekulargewichten von 300 bis 600 000, die jeweils erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Polyalkylenimine und Derivate derselben, enthaltend 6 bis 200 Stickstoffatome;

(b) Polyolpolyether-Derivate, welche erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an PoIyalkylenpolyamine und Derivate derselben;

(c) Polyolpolyether-Derivate, welche erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Alkyl- und Alkylary!amine und Derivate derselben und Molekulargewichte von 200 bis 100 000 aufweisen; und

(d) Polyetherpolyol-Derivate, welche erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Carbonsäureamide und Derivate derselben und Molekulargewichte von 200 bis 100 000 aufweisen.
2. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente (B) jedes der Polyalkylenimine ein Polyethylenimin ist, welches in seinem Molekül fortlaufend mindestens 5 Einheiten enthält, die einzeln durch die nachfolgende Formel (I) dargestellt sind:

- JL-

₂₂-N ^ (I) ,

wobei mindestens eine dieser 5 Einheiten eine Einheit gemäß der folgenden Formel (II) ist

-CH₂-CH₂-N (II) ,

an mindestens einem seiner Enden OH- und/oder NH₂-Gruppen aufweist und 6 bis 100 Stickstoffatome enthält.
3. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente (B) jedes der Polyalkylenpolyamine und Derivate derselben an mindestens einem seiner Enden OH- und/oder NH₂-Gruppen enthält und 2 bis 100 Stickstoffatome aufweist.
4. MetallbearbeitungsBl-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente (B) jedes der Alkyl- und Alkylarylamine 4 bis 22 Kohlenstoffe tome enthält.
5. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente (B) jedes der Carbonsäureamide ein Carbonsäureamid mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen ist oder ein polymerisiertes Säureamid, wie die Dimer- oder Trimersäure derselben, ist.
6. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente (B) jedes der Alkylenoxide Ethylenoxid oder ein Gemisch von Ethylenoxid und einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe Propylenoxid, Butylenoxid und Styroloxid, ist.

342H77

- 55 -
7. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylenoxid 3 bis 80 Gew.% der Komponente (B) ausmacht.
8. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten, welche nicht die eine oder mehrere Schmierölkomponenten sind, 0,1 bis 20 Gew.96der Gesamtzusammensetzung ausmachen.
9. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wesentliche Komponenten folgende Komponenten (A), (B) und (C) enthält:

(A) eine oder mehrere Schmierölkomponenten, ausgewählt aus der Gruppe der Öle und Fette, Mineralöle und Fettsäureester;

(B) eine oder mehrere Dispersionsmittel-Komponenten vom Polyetherpolyol-Typ, ausgewählt aus den folgenden Gruppen (a) bis (d)

(a) Polyetherpolyole und Polyetherpolyol-Derivate mit Molekulargewichten von 300 bis 600 000, die jeweils erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Polyalkylenimine und Derivate derselben, enthaltend 6 bis 200 Stickstoffatome;

(b) Polyolpolyether-Derivate, welche erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Polyalkylenpolyamine und Derivate derselben;

(c) Polyolpolyether-Derivate, welche erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Alkyl- und Alky!arylamine und Derivate derselben und Molekulargewichte von 200 bis 100 000 aufweisen; und

(d) Polyetherpolyol-Derivate, welche erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an Carbonsäureamide und Derivate derselben und Molekulargewichte von 200 bis 100 000 aufweisen; und

(C) eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus Phosphorsäure-Verbindungen und Borsäure.
10. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente (C) jede der Phosphorsäure-Verbindungen eine der folgenden Verbindungen (i) bis (v) ist!

(i) Phosphorsäure und Phosphorigesäure sowie Thioverbindungen und Esterverbindungen derselben;

(ii) Mono- und Diphosphorsäureester, enthaltend Alkyl-, Alkylaryl- und/oder Arylgruppen, die jeweils min destens eine Hydroxylgruppe enthalten, sowie Thioverbindungen derselben;

(iii) Mono- oder Diphosphonsäuren, welche Alkyl gruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen der selben sowie Derivate derselben;

(iv) Mono- oder Diphosphinsäuren, welche Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben; und

(v) Mono-, Di- und Triphosphonsäuren, enthaltend ein oder mehrere Stickstoffatome.
11. Metallbearbeitungsöl-Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (C) in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Komponente (B), enthalten ist.