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Emulgierbare Mineralölzubereitung
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sionen emulgiert werden kann. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf derartige Wasser-in-Öl-Flüssig" keiten und -Schmiermittel, die in Bergwerken und Zechenbetrieben verwendet werden, und die feuer- und verschleissfest und stabil sind und nicht korrodierend wirken.
Obwohl bestimmte Emulsionen üblicherweise als Kühlmittel und Schmiermittel bei Met : a1lverarbei- tungen verwendet werden, war die Anwendung der Emulsionen in hydraulischen Systemen beschränkt, da sie nicht verschleissfest, stabil und auch nicht sehr feuerfest waren.
Bei Anlagen, wie sie in Bergwerken verwendet werden, z. B. bei verschiedenen hydraulischen Maschinen, wie Bremsanlagen für Winden, Waggonkipper mit hydraulischen Hebern, Grubenstützen und Maschinen zum Begradigen von Deckenverstrebungen, mechanische Ladevorrichtungen und verschiedene andere flüssigkeitsgetriebene Mechanismen, die Belastungen, Stössen und Vibrationen ausgesetzt sind, ist es wesentlich, dass die verwendete hydraulische Flüssigkeit sich nicht leicht entzündet und auch keine toxische Wirkung zeigt.
Im Handel ist eine Vielzahl der sogenannten feuerfesten Flüssigkeiten, wie Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis, erhältlich, jedoch wurde gefunden, dass sie bei niederer Temperatur ungünstige Viskostätseigenschaften aufweisen, und dass sie toxisch sind. Wasser/Glykol-Lösungen oder verschiedene Wasser- Öl-Emulsionen haben die Tendenz, unter hohem Druck Stoffe abzuscheiden, und sind noch dazu kostspie- lig.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Zubereitung herzustellen, die leicht zu einer feuerfesten Flüssigkeit mit guten Schmiereigenschaften emulgiert werden kann. Ein anderes Ziel ist es, eine Flüssigkeit herzustellen, die nach dem EmulgIeren ein entsprechendes Schmiermittel füf hydraulische Anlagen bei Bergwerks- und Zechenmaschinen ist, welches stabil, nicht toxisch, feuerfest und gegenüber Zersetzungen widerstandsfähig ist, nicht korrodierend wirkt und eine entsprechende Verschleissfestigkeit aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Wasser/Mineralöl-Emulsion, die als Schmiermittel und als feuerfeste hydraulische Flüssigkeit für verschiedene Anlagen geeignet ist und in hydraulischen Anlagen in Bergwerks- und Hüttenanlagen angewendet werden kann.
Diese und weitere Ziele werden erfindungsgemäss in der Weise erreicht, dass ein Mineralöl mit zwei verschiedenen nichtionogenen oberflächenaktiven Mitteln in ganz bestimmten Mengen verwendet wird, so dass die Ölzubereitung mit grossen Wassermengen leicht zu einer stabilen feuerfesten Wasser-in Emulsion emulgiert werden kann, die sich für die erwähnten Zwecke eignet.
Die Erfindung bezieht sich somit auf eine enudgierbare Mineralölzubereitung. die ein Schmieröl mit einem Viskositätsindex von mindestens 80 enthält, und die als Additive (1) 1 - -4 Gew. -0/0 eines Monoesters einer Fettsäure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen mit einem Alkitan und (2) 0, 5-3 Gew. eines Alkylphenoxy-polyoxyalkylenglykols mit der Formel R-phenyl- (OR') -OR"-OH aufweist, wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 6, R ein Alkylradikal mit 4 - 20 Kohlenstoffatomen und R'und R"Alkylengruppen sind.
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Das Mineralöl soll einen Viskositätsindex von mindestens 80, vorzugsweise zwischen 90 und 100, aufweisen. Mineralölfraktionen dieses Typs werden aus Rohprodukten auf Paraffin, Naphthen oder einer gemischten Basis hergestellt. Sie sollen auch im Bereich des Schmieröls sein und bei 37, 80 C eine Viskosität von 14,5 bis 54 cSt, vorzugsweise zwischen 21 und 32 eSt, aufweisen.
Ein typisches Mineralöl dieser Art ist ein raffinlertes Mineralschmieröl mit hohem Viskositätsindex und mit folgenden Eigenschaften :
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<tb>
<tb> Gr, <SEP> API <SEP> 600 <SEP> C <SEP> 32. <SEP> 2 <SEP>
<tb> Farbe, <SEP> ASTM <SEP> 1
<tb> Stockpunkt, <SEP> C-15
<tb> Flammpunkt, <SEP> <SEP> C <SEP> 188 <SEP>
<tb> Brennpunkt, <SEP> 0 <SEP> C <SEP> 224 <SEP>
<tb> Viskosität, <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C <SEP> in <SEP> cSt <SEP> 21, <SEP> 5
<tb> Viskositätsindex <SEP> 93
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0,01.
<tb>
Jedes der beiden Additive muss In bestimmten Mengen vorliegen, von denen der Monoester (l) in
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-0/0 ZUdroxylgruppen in dem Molekül gebildet wird. Beispiele hiefür sind Sorbit, Mannit,-Xylit, Dulcit usw.
Fettsäuren, die zur Bildung der Monoester der Alkitane angewendet werden, sind gesättigte und ungesättigte Fettsäuren, die mindestens 8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 - 18 Kohlenstoffatome, enthalten, wie Laurin-, Stearin-, Olein-, Linolein-, Rizinolsäure u. dgl. Monoester dieses Typs sind Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonorizinolat, Mannitanmonolaurat, Mannitanmonooleat und Mischungen davon.
Das zweite wesentliche Additiv ist ein öllösliche Alkyphenoxy-polalkylenglykol mit der Formel
R-phenyl- (OR') n-OR"-OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6, vorzugsweise 3 - 4. bedeutet, R ein Alkylradikal von 4 bis 20 Koh-
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Kohlenstoffatomen,thylphenol, ebenso Biphenole, wie 4,4'-Methylen-bis-(2,6-ditert.-butylphenol). Beispiele für Amine sind Arylamine, wie Phenyl-α-naphthylamin oder Phenyl-ss-naphtylamina.
Beispiele der erfindungsgemässen Mineralölzubereitungen, die mit etwa 20 bis etwa 45%, vorzugsweise mit etwa 30 bis etwa 40% Wasser, zu einer stabilen feuerfesten hydraulischen Flüssigkeit emulgiert werden, sind folgende :
Zubereitung A :
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<tb>
<tb> Sorbitaumonooleat <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP>
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (V. <SEP> I <SEP> = <SEP> 93, <SEP> Viskosität
<tb> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C, <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> cSt) <SEP> als <SEP> Rest
<tb>
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<tb>
<tb> Zubereitung <SEP> B <SEP> :
<SEP>
<tb> Sorbitänmonooleat <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-Butyl-4-methylphenol <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (wie <SEP> bei <SEP> A) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP>
<tb> Eigenschaften <SEP> : <SEP>
<tb> Gr <SEP> API <SEP> 60 C <SEP> 31,3
<tb> Farbe <SEP> nach <SEP> ASTM <SEP> 1
<tb> Stockpunkt, <SEP> <SEP> C-12 <SEP>
<tb> Flammpunkt, <SEP> C <SEP> 192
<tb> Viskosität, <SEP> in <SEP> cSt, <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C <SEP> 23, <SEP> 5
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0,25
<tb> Zubereitung <SEP> C <SEP> :
<SEP>
<tb> Sorbitanmonooleat <SEP> l, <SEP> 5 <SEP> Gew.-%
<tb> Nonylphenoxy <SEP> (äthoxy)2-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 4, <SEP> 4'-Methlen-(2,6-ditert.-butylphenyl) <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-α-naphahylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (V. <SEP> I. <SEP> = <SEP> 80, <SEP> Viskosität <SEP>
<tb> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C, <SEP> 32 <SEP> eSt) <SEP> als <SEP> Rest
<tb> Zubereitung <SEP> D <SEP> : <SEP>
<tb> Mannitanmonostearat <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-Butyl-4-methylphenol <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP>
<tb> Phenyl-ct-naphthylamin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (wie <SEP> bei <SEP> A) <SEP> als <SEP> Rest
<tb> Zubereitung <SEP> E <SEP> :
<SEP>
<tb> Mannitanmonostearat <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (propyoxy)2-propanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-Butyl-4-methylphenol <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-α-naphthylamino <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (wie <SEP> bei <SEP> A) <SEP> als <SEP> Rest
<tb>
Die endgültige Emulsionsflüssigkeit wird durch langsames Hinzufügen von 20% bis 45%, bezögen auf die Gesamtzubereitung, eines wässerigen Mittels, wie Wasser, das gegebenenfalls 0, 1-1% eines Korro-
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Ausgangsstoffe durch eine Kolloidmühle geführt werden, bis eine homogene, stabile Wasser-in-Öl-EmtL..- sion gebildet wird.
Aus praktischen Gründen wird Wasser zum Öl in den erwünschten Mengen erst dann
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hinzugefügt, wenn die Emulsion benützt werden soll. Es lässt sich aber auch eine stabile Wasser-in-ÖlEmulsion herstellen und dann eine Zeit lang aufbewahren.
Eine endgijltige Wasser-in-Öl-Emulsion der Zubereitung 1 wurde hergestellt, indem 60% der Zubereitung B mit 40% Wasser gemischt wurden. Die Mischung wurde dann durch eine Kolloidmühle geleitet, bis eine stabile homogene Wasser-in-Öl-Emulsion gebildet worden war.
Die Eigenschaften der Zubereitung 1 waren folgende :
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<tb>
<tb> Spez. <SEP> Gewicht <SEP> 0, <SEP> 9165
<tb> Farbe <SEP> weiss
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0. <SEP> 12
<tb> Viskosität <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C, <SEP> in <SEP> cSt <SEP> 79
<tb> Viskositätsindex <SEP> 144
<tb> Weitere <SEP> Endzubereitungen <SEP> sind <SEP> : <SEP>
<tb> Zubereitung <SEP> 2 <SEP> : <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 30%
<tb> Zubereitung <SEP> A <SEP> 7 <SEP> <SEP> o <SEP>
<tb> Zubereitung <SEP> 3 <SEP> : <SEP>
<tb> Wasser <SEP> mit <SEP> 0,1% <SEP> Calciumacetat <SEP> 40%
<tb> Zubereitung <SEP> B <SEP> 6010
<tb> Zubereitung <SEP> 4 <SEP> : <SEP>
<tb> Wasser <SEP> mit <SEP> 0,1% <SEP> NaNo2 <SEP> 35%
<tb> Zubereitung <SEP> C <SEP> 65%
<tb> Zubereitung <SEP> 5 <SEP> :
<SEP>
<tb> Wasser
<tb> ZubereitUng <SEP> D <SEP> 600/0 <SEP>
<tb>
Die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemässen Zubereitungen werden im Vergleich mit andern Emulsionen in der folgenden Tabelle gezeigt. Die Stabilität der Versuchszubereitung wurde bestimmt, indem die Abtrennung des Wassers und des Öls aus einer 37, 8 C-Probe einer End-Wasser-in-ÖlEmulsionszubereitung bei 600 C bestimmt wurde. Die Verschleissfestigkeit wurde nach dem Vickers "hydraulischen Pumpenversuch"bestimmt, der in "Lubrication Engineering", Februar 1949 auf den Seiten 16 und 17 beschrieben wurde. Die Feuerfestigkeit wurde nach einem Rohr-Reiniger-Versuch, wie er in "Lubrication Engineering", März-April 1955, S. 86-87 beschrieben wurde, bestimmt.
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Tabelle
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<tb>
<tb> i <SEP> II <SEP> Xa) <SEP> yb) <SEP> zc) <SEP> ; <SEP>
<tb> Zusammensetzung <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser, <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser, <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser, <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser,
<tb> Stabilitätsversuch <SEP> Vol.
<SEP> -% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-%
<tb> 1 <SEP> Tag <SEP> 1 <SEP> wenig <SEP> 1 <SEP> wenig <SEP> instabil <SEP> wenig <SEP> 2
<tb> 6 <SEP> Tage <SEP> 6 <SEP>
<tb> 10 <SEP> Tage <SEP> 9 <SEP> wenig <SEP> 9 <SEP> wenig <SEP> instabil <SEP> 50 <SEP> 20
<tb> 17 <SEP> Tage <SEP> 21 <SEP> wenig <SEP> 20 <SEP> wenig <SEP> instabil <SEP> 20
<tb> 27 <SEP> Tage <SEP> 42 <SEP> wenig <SEP> 40 <SEP> wenig <SEP> instabil
<tb> Vickers' <SEP> Hydrau- <SEP> 0, <SEP> 32 <SEP> 1,44 <SEP> 6, <SEP> 6
<tb> lischer <SEP> Pumpen- <SEP> (1000 <SEP> Std.) <SEP> (200 <SEP> Std.) <SEP> (120 <SEP> Std.)
<tb> versuch <SEP> d)
<tb>
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In dem Rohr-Reiniger-Versuch wurde die Zubereitung 1 über 50-mal zirkuliert, während sich Mineralöl oder das Mineralöl, das 40/0Calcium-Petroleumsulfonate und bzw. oder Ca1cium-C -Alkylsalicy- lat enthielt, schon nach etwa 5-maligem Zirkulieren entzündete.
Aus den in der Tabelle gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Zubereitungen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung besser als die Zubereitungen X, Y und Z hinsichtlich der Stabilität und des Verschleisses sind, obwohl diese Zubereitungen auch Wasser-in-Öl-Emulsionen sind, jedoch andere nichtionogene oberflächenaktive Mittel enthalten, als jene, die in den erfindungsgemässen Zubereitungen verwendet werden.