DE936107C - OElemulsion fuer die Metallbearbeitung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung von
Ölemulsionen für die Metallbearbeitung, insbesondere von solchen Emulsionen, die dazu bestimmt sind, die
Kaltbearbeitung von Metallen, insbesondere Eisenmetallen, zu erleichtern.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung unerwarteter Vorzüge bei Verwendung einer komplexen
Emulsion aus einer Öl-in-Wasser- und einer Wasserin-Öl-Emulsion.
Für die Metallbearbeitung werden
ίο wie bekannt Schmiermittel verwendet, die eine
größere »Schmierfähigkeit« als einfache Mineralöle besitzen. Wegen der Kühlwirkung von Wasser als
Bestandteil werden, nahezu ausschließlich wäßrige Emulsionen zur Metallbearbeitung verwendet. Die
bisherigen emulsionsartigen Schmiermittel sind einfache Emulsionen von verschiedenem Beständigkeitsgrad des Öl-in-Wasser-Typus. Diese haben die Metall
bearbeitung zwar verbessert, besitzen aber nicht die erwünschte Wirksamkeit.
Es besteht ein großes Bedürfnis an einem Metallbearbeitungsschmiermittel,
welches das Walzen, Ziehen oder andere Metallverformung mit weniger Kraftanwendung
erleichtert und auch eine stärkere Reduzierung oder Verformung des Metalls bei jedem
Durchgang durch die Walzen, Ziehringe od. dgl. ermöglicht.
Es wurde nun gefunden, daß man sehr brauchbare Ölemulsionen für die Metallbearbeitung auf der
Grundlage von Mineralölen und fetten Ölen mit einem Gehalt an Emulgatoren vom Typ Öl-in-Wasser und
Wasser-in-Öl dadurch erhält, daß man in diesen Emulsionen die nichtwäßrige Phase aus 25 bis 90
Gewichtsprozent eines Mineralschmieröls, 2 bis 50 Gewichtsprozent aliphatischer Fettsäuren mit 10
bis 24 Kohlenstoffatomen und/oder · Harzsäuren und/oder der entsprechenden Fettalkohole oder GIyceride,
2 bis 25 Gewichtsprozent Öl-in-Wässer-Emulgatoren aus einer Mischung von wenigstens
zwei nichtionischen oberflächenaktiven komplexen Estern oder ester-ätherartigen Verbindungen, und
0,3 bis 3 Gewichtsprozent Wasser-in-Öl-Emulgatoren
aus einem von einem fetten Öl oder einer Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen hergeleiteten Erdalkaliseife
oder einem Metallsalz eines mehrwertigen Metalls mit einer Petroleumsulfosäure eines Molgewichtes
unter 650, oder einem nichtionischen Wasser-in-Öl-Emulgator zusammensetzt.
Es sind zwar schon Schmiermittelgemische. vorgeschlagen
worden, die aus Mineralölen,'fetten Ölen, Emulgatoren des Öl-in-Wasser-Typs und wasserunlöslichen
Seifen mehrwertiger Metalle mit* ungesättigten höheren Fett- oder Naphthensäuren bestehen;
hierbei waren aber die Öl-in-Wasser-Emulao gatoren solche ionogener Art, während nach vorliegender
Erfindung Gemische von mindestens 2 nichtionischen Öl-in-Wasser-Emulgatoren verwendet
werden, und demgemäß ergaben die so bereiteten Schmiermittelgemische beim Zusammenbringen mit
Wasser je nach dessen Menge entweder nur Öl-inWasser- oder nur Wasser-in-Öl-Emulsionen, wobei
ein bestimmter Übergangspunkt bei einem bestimmten Mischungsverhältnis von Äusgangsgemisch zu
Wasser vorlag. Gegenüber diesen entweder dem einen oder anderen Typ angehörenden Fertig-Emulsionen
zeichnen sich jedoch die nach vorliegender Erfindung herstellbaren komplexen Emulsionen, die sowohl
Emulsionen vom Wasser-in-Öl- wie auch vom Öl-inWasser-Typ enthalten, durch noch bessere Kühl-,
Schmier- und Hafteigenschaften aus.
Bei der Überführung der Erfindung in die Technik sind auch andere Faktoren außer der Neuheit der
Erfindung betrachtet worden. Wenn Kosten, Verfügbarkeit, Geruch, Stabilität oder Rostbildung in
Betracht gezogen werden, ist festzustellen, daß zur Zeit Lardöl sich als der bevorzugte Fettbestandteil
bewährt hat. Aber die anderen erwähnten Stoffe sind meistens fast ebenso befriedigend.
Als Öl-in-Wasser-Emulgator werden Kombinationen
von mindestens zwei verschiedenen oberflächenaktiven Stoffen von der nichtionischen komplexen
Ester- oder Ätherart verwendet, z. B. Sorbitan^ ester gewöhnlicher Fettsäuren, aromatische PoIy-
: glycoläther und Polyoxyäthylensorbitolfettsäureester. U. a. sind die im Handel unter der Bezeichnung
■»Spans« erhältlichen Sorbitan-Monooleate und die
unter der Bezeichnung »Tweens« erhältlichen PoIyoxyäthylen-Sorbitan-Monooleate
mit etwa 2 bis 8 Oxyäthylengruppen geeignet. Sie werden vorzugsweise
in Verbindung mit einem öllöslichen Metallsulfonat angewendet. Mitunter kann das Sulfonat
fortbleiben. Wenn Sulfonate benutzt werden, bevorzugt man solche, die durch energische Behandlung
von Mineralölen mit starker Schwefelsäure erhalten werden; aber .auch andere Arten können benutzt
werden. Bevorzugt werden Sulfonate, die durch Neutralisieren von Erdölsulfosäuren mit'einem MoIe^-
kulargewicht von mindestens 350 erhalten werden- — Man kann zwar verschiedene Metallsulf onate benutzen,
doch sind die Alkalimetallsulfonate, insbesondere Natriumerdölsulfonate, mit Molekulargewichten von
350 bis .650 am geeignetsten.
Als Wasser-in-Öl-Emulgator wird die Seife eines mehrwertigen Metalls mit einem fetten Öl oder einer
Fettsäure mit etwa 10 bis 24 C-Atomen im Molekül bevorzugt. Die Erdalkalimetalle werden besonders
bevorzugt, d. h. Calcium-, Barium- und Strontiumseifen, obwohl auch andere wie die des Aluminiums
angewandt werden können. Sulfonate mehrwertiger Metalle1, wie Calciumerdölsulfonate genügend hohen
Molekulargewichts, um öllöslich zu sein, können auch benutzt werdeji. Man nimmt vorzugsweise Sulfonate,
die sich von Sulfosäuren mit Molekulargewichten von mindestens 350, vorzugsweise mehr, bis zu 650, herleiten.
Da Calciumseifen wohlfeil, leicht zugänglich und leicht herstellbar sind, ist Calcium das bevorzugte
Metall. Wegen ihrer größeren Löslichkeit im Mineralöl werden die Oleat- und Sulfonatseifen bevorzugt.
Nichtionische Wasser-in-Öl-Emulsionen ergebende Emulgatoren, z. B. Pentaerythritolmonooleat, wurden
gleichfalls als wirksam befunden.
Besonders wirkungsvolle Mischungen entstehen aus einem verhältnismäßig leichten mineralischen Schmieröl
von etwa 50 bis 100 S. S. U. (Sekunden Saybolt Universal) bei 37,78° C mit einem Gehalt von etwa go
10 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet auf die ganze Vermischung, aus-Lardöl, etwa 3 bis 10 Gewichtsprozent
eines Teilfettsäureesters eines mehrwertigen Alkohols, z. B. eines Gemisches von »Span 80« und
»Tween 81 cc, 0,4 Gewichtsprozent Natriumerdölsulfonat
mit einem Molekulargewicht zwischen 375 bis 550 und Oj5 bis 2 Gewichtsprozent, einer öllöslichen
Calciumseife, z. B. Calciumoleat,
Die Anteile der verschiedenen obenerwähnten Bestandteile können innerhalb weiter Grenzen schwanken.
Das Mineralöl selbst kann von sehr leichter bis zu sehr viskoser Konsistenz sein, z. B. von etwa
45 S. S. U, bei 37,78° bis 200 S. S. U. bei 98,89° C.
Wegen der besseren reinigenden Wirkung nach dem Wälzen von .Metallblechen liegt beispielsweise die
bevorzugte Viskosität etwa bei"'60 S. S.TI. oder
zwischen 50 bis 100 S. S. U. bei 37,78° C. Die Gesamtmenge
an Emulgatoren wird gewöhnlich 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, nicht
überschreiten und liegt in der Regel zwischen etwa 5 bis 12 Gewichtsprozent. Der Seifenanteil ist gering
und. überschreitet gewöhnlich nicht etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, weil es nicht
erwünscht ist, soviel Seife zu verwenden, daß das Öl zu einer schmierfettartigen Konsistenz verdickt wird.
Die zur Erzeugung der Wasser-in-Öl-Phase angewendeten
Seifenmengen Hegen deshalb vorzugsweise zwischen 0,5 bis 3 Gewichtsprozent der Gesamtvermischung.
.Die Mengen an Fettsäuren, Harzsäuren oder fetten Ölen liegen vorzugsweise zwischen 10
bis 20 Gewichtsprozent des Gemisches.
Ein besonders geeignetes geprüftes und - als besonderes .Beispiel dienendes Produkt besteht aus einem
Mineralöl von etwa 60 S. S. U. Viskosität bei 37,780C
mit i'5 Gewichtsprozent, berechnet auf die Gesamt-Vermischung
an Lardöl, 4 Gewichtsprozent Polyoxy-
äthylensorbitanmonooleat mit 2 bis 8 Oxyäthylengruppen (Tween 81), 1 Gewichtsprozent Sorbitanmonooleat
(Span 80), 2 Gewichtsprozent öllöslichem Natrium salz von Erdölsulf onsäur en mit einem MoIekulargewicht
zwischen 400 und 500 und 1 Gewichtsprozent Calciumoleat. Dieses Produkt zeigt eine
auffallende Adhäsion an Metall in Gegenwart von Wasser und kann nur schwer durch das.Kühlwasser
der Blechwalzwerke abgewaschen werden. Fabrikationsversuche haben eine verbesserte Reduzierung
beim Durchgang für das Auswalzen von Stahlblech zu Konservenblech erwiesen, zusammen mit einer
annehmbareren Verlängerung und Gefügestruktur des Metalls. Es ist besonders für das Kaltwalzen von
Stahl und auch für das Ziehen von Draht und Rohren aus Kupfer, Messing und Aluminium brauchbar.
Die eben beschriebene Vermischung wurde mit ausgezeichneten Ergebnissen auf einem Umkehr-Blechwalzwerk
4-hoch 91,44 cm und auch auf einem kontinuierlichen 5-Standwalzwerk üblicher Art geprüft.
Bemerkenswerte Verbesserungen in der Reduzierung beim Durchgang werden beobachtet, wenn die komplexe
Emulsion als Oberflächenschicht auf das zu verformende Metall aufgebracht wird.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Ölemulsion für die Metallbearbeitung auf der Grundlage von Mineralölen und fetten Ölen miteinem Gehalt an Emulgatoren vom Typ Öl-inWasser und Wasser-in-Öl, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer wäßrigen Emulsion besteht, deren nichtwäßrige Phase 25 bis 90 Gewichtsprozent eines Mineralschmieröls, 2 bis 50 Gewichtsprozent aliphatischer Fettsäuren mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen und/oder Harzsäuren und/oder der entsprechenden Fettalkohole oder Glyceride, 2 bis 25 Gewichtsprozent Öl-in-Wasser-Emulgatoren aus einer Mischung von wenigstens zwei nichtionischen oberflächenaktiven komplexen Estern oder esteräther-artigen Verbindungen, und 0,3 bis 3 Gewichtsprozent Wasser-in-Öl-Emulgatoren aus einer von einem fetten Öl oder einer Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen hergeleiteten Erdalkaliseife, oder einem Metallsalz eines mehrwertigen Metalls mit einer Petroleumsulfonsäure eines Molgewichts unter 650, oder einem nichtionischen Wasser-in-Öl-Emulgator enthält.
- 2. Ölemulsion für die Metallbearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öl-in-Wasser-Emulgator aus einer Mischung von Fettsäureestern mit Sorbitan und/oder aromatischen Polyglycoläthern und/oder Polyoxyäthylenthioäthern und/oder Polyoxyäthylen-Sorbitolfettsäureestern besteht.
- 3. Ölemulsion für die Metallbearbeitung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öl-in-Wasser-Emulgator Alkalimetallsalze der Erdölsulfonsäuren eines Molgewichts über 350 und vorzugsweise unter 650 enthält.
- 4. Ölemulsion für die Metallbearbeitung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öl-in-Wasser-Emulgator aus einer Mischung von Teilestern der Ölsäure mit Sorbitan und/oder Polyoxyäthylenderivaten solcher Teilester, z. B. mit 2 bis 8 Oxyäthylengruppen, und öllöslichen Metallsulfonaten besteht.Angezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 214 634.1 509590 12.55
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US170246A US2632734A (en) | 1950-06-24 | 1950-06-24 | Emulsifiable metal-working lubricant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE936107C true DE936107C (de) | 1955-12-07 |
Family
ID=22619141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEST3507A Expired DE936107C (de) | 1950-06-24 | 1951-06-16 | OElemulsion fuer die Metallbearbeitung |
Country Status (3)
Country | Link |
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