AT227857B

AT227857B - Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit

Info

Publication number: AT227857B
Application number: AT49562A
Authority: AT
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1961-01-23
Filing date: 1962-01-22
Publication date: 1963-06-10

Description


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    Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit    
 EMI1.1 
 

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 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
   symbolisiert werden. In dieser Formel ist R ein -Alkylrest, vorzugsweise ein Cl-2 -Alkylrest, wie ein Methyl-oder Äthylrest. Das Chloratom (Cl) steht in a. -Stellung zum Phosphoratom. Beispiele solcher   Verbindungen sind : Dinatriumchlormethylphosphonat,   Dinatrium-&alpha; chlorbutylphosphonat, Dinatrium-&alpha;-   - chlorisopropylphosphonat und die entsprechenden Dikalium- oder Dilithiumsalze. Es können auch Gemische solcher Verbindungen verwendet werden. Es wird ein geringer Überschuss von Alkalihydroxyd angewendet, so dass der pH-Wert der wässerigen Lösung über 8 liegt. 



   Die Alkanolamine umfassen Mono-,   Di- oder   Triäthanolamin, Isopropanolamin, Butanolamin, 
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 wie Mischungen dieser Verbindungen. 



   Die mit Wasser mischbaren copolymeren Polyalkylenoxydflüssigkeiten begünstigen das Schneideverhalten der Mischungen gemäss der Erfindung, indem die Benetzung des Metalles gefördert wird. Die vorgenannten Oxyde sind Mischpolymerisate aus verschiedenen Alkylenoxyden, z. B. Mischpolymerisate aus Äthylenoxyd und. 1,2-Propylenoxyd-[poly-(oxyäthylen-1,2-oxypropylen)-glykol] sowie Monoäther und Monoester derselben, vorzugsweise bei einem Sauerstoffverhältnis von 75 : 25 bis 10 : 90 Äthylenoxyd auf 1, 2-Propylenoxyd und Molgewichten von etwa 250 bis 1500. 



   Unter einem Verhältnis von 75 : 25 bis   10 :   90 wird verstanden, dass bei der Bildung von Mischpolymerisat die Menge von 1, 2-Propylenoxyd 1/3 bis zum 9fachen der Menge des vorliegenden Äthylenoxyds in   Gel. -%   beträgt, wobei die Anteile oder Verhältnisse von 1, 2-Propylenoxyd zum Schluss angegeben werden. Die copolymeren Diole können in einer modifizierten Form als Monoäther oder Monoester einwertiger Alkohole oder einbasischer Säuren mit den Diolen verwendet werden. Sowohl die Alkohole als auch die Monocarbonsäuren haben vorzugsweise   1-5   Kohlenstoffatome. 



   Es können untergeordnete Mengen   (0,     01-lao)   von schaumhindernden,   maskierenden,   bakteriziden und korresionshindernden Mitteln für eisenhaltige Metalle, Kupfer und Kupferlegierungen und bzw. oder parfümierende Mittel zugesetzt werden, um die erfindungsgemässen Gemische zu verbessern. Zu diesen Zusatzstoffen gehören   z. B.   schaumhindernde Mittel, wie organische Silikonverbindungen, z. B. Dime-   thylsilikonpolymere ;   Phosphate, wie Tributylphosphat, Alkalipolyphosphate, z. B. Natriumalkylpolyphosphate ; Maskierungsmittel,   z. B.   niedrigmolekulare Aldehyde (Acetaldehyd) ; Kiefernöl,   Mirbanöl ;   Bakterizide, wie Alkylphenole und Phenolate, z.

   B. o-Phenylphenolat ; und Kupferantikorrosionsmittel, wie z.   B.   Mercaptobenzothiazole   (Natriummercaptobenzthiazole).   

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   Die nachstehenden Gemische sind typische Beispiele für solche gemäss der Erfindung, welche direkt als solche oder verdünnt mit 1-10 Teilen Wasser als Metallbearbeitungsschmiermittel zum Fräsen, Bohren   u. dgl.   verwendet werden können. Die Mengenverhältnisse sind in Gew.-% angegeben. 



   Gemisch A :
Dikaliumchlormethylphosphonat 
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 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Triäthanolaminoleat <SEP> 0, <SEP> 05%
<tb> Triäthanolamin <SEP> 3, <SEP> 00%
<tb> Heterocopolymer <SEP> von <SEP> Äthylenoxyd-1, <SEP> 2-propylenoxyd <SEP> (75/25)
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Viskosität <SEP> von <SEP> 1400 <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 8 C <SEP> 2, <SEP> 00%
<tb> Natrium-o-phenylphenolat <SEP> 0,05%
<tb> Natriumalkylpolyphosphat <SEP> 0, <SEP> 02%
<tb> Natriummercaptobenzothiazol <SEP> 0,50%
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb> Gemisch <SEP> B <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Dikaliumchlormethylphosphonat <SEP> 5,0%
<tb> Triäthanolaminoleat <SEP> 0,1%
<tb> Triäthanolamin <SEP> 1, <SEP> 5%
<tb> Heterocopolymeres <SEP> von <SEP> Äthylenoxyd-1, <SEP> 2-propylenoxyd <SEP> (72/25)
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Viskosität <SEP> von <SEP> 1400 <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 8 C <SEP> 3, <SEP> 0'/0
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb> Gemisch <SEP> C <SEP> : <SEP> 
<tb> Dinatriumchlormethylphosphonat <SEP> 4, <SEP> 0'/0
<tb> Triäthanolaminoleat <SEP> 0,1%
<tb> Triäthanolamin <SEP> 1, <SEP> 5%
<tb> Heterocopolymeres <SEP> von <SEP> Äthylenoxyd-1, <SEP> 2-propylenoxyd <SEP> (75/25)
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Viskosität <SEP> von <SEP> 1400 <SEP> bei <SEP> 37,8 C <SEP> 3,0%
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb> Gemisch <SEP> D <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Dinatriumchlormethylphosphonat <SEP> 4, <SEP> 0'/0
<tb> Triäthanolaminrizinoleat <SEP> 0,5%
<tb> Triäthanolamin <SEP> 2, <SEP> 0'/0
<tb> Heterocopolymeres <SEP> von <SEP> Äthylenoxyd-1, <SEP> 2-propylenoxyd <SEP> (75/25)
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Viskosität <SEP> von <SEP> 450 <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 8 C <SEP> 5, <SEP> 0%
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb> Gemisch <SEP> E <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Dikalium-&alpha;-chloräthylphosphonat <SEP> 4, <SEP> Olo
<tb> Diäthanolaminstearat <SEP> 0,1%
<tb> Diäthanolamin <SEP> 2, <SEP> 0'/0
<tb> Heterocopolymeres <SEP> von <SEP> Äthylenoxyd-1, <SEP> 2-propylenoxyd <SEP> (72/25
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Viskosität <SEP> von <SEP> 450 <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 8 C <SEP> 10, <SEP> 0'/0
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb> 
 

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Die aussergewöhnlichen Eigenschaften von Gemischen gemäss der Erfindung werden durch die bei den folgenden Untersuchungen erhaltenen Resultate veranschaulicht : (1) 4-Kugel-Maschinenteste sind im Journal of the Institute of Petroleum Technology, April 1946, S. 206-229 beschrieben. 



   (2)   Rostprüfungen -   (I) frisch mit Sandstrahl behandelte Eisenstreifen wurden 24 h teilweise in die Testflüssigkeiten eingetaucht und die Menge des gebildeten Rostes wurde wie folgt   geschätzt :   
A = kein Rost
B = schwacher Rost, nur im Dampfraum
C = schwacher Rost in der Flüssigkeit ; mässiger Rost im Dampf
D = mässiger Rost in beiden Phasen
E = starker Rost in beiden Phasen (II) Testflüssigkeiten wurden über frische Stahlspäne geleitet und die Zeit der Rostbildung wurde festgestellt. 



   (3)   Schaumtest-Testflüssigkeit l   min gerührt im   Waring-Mischer ; Schaum-undFlüssigkeitsvolu-   men wurden festgestellt. 



   (4)   Lagerbeständigkeit-Menge   der Phasentrennung bei den Testflüssigkeiten wurde festgestellt, wenn diese bei einer Temperatur im Bereich von   50C   bis Zimmertemperatur gelagert wurden. 



   (5)   Bearbeitungstest :  
Gewindetes-30 Zoll von 1/2 Zoll-Im Gewinde mit Ganghöhe 13 wurde mit einem Schnelldrehstahl unter Verwendung verschiedener Testflüssigkeiten geschnitten. Umfangsgeschwindigkeit   19, 5   m pro min. Die Oberflächenbeschaffenheit des Gewindes und das   Mass   des Schneidenaufbaues ("pickup") an der Schneidflanke wurden festgestellt und wie folgt bewertet : 0 = vorzügliche Gewinde und kein   "pick-up" ;   100 = schlechte Gewinde und starkes "pick-up". 



   Drehstahl-Reibungstest - Beim Drehen unter schweren Bedingungen   mitAISI-4340 Legierungsstahl   entsprach der Reibungskoeffizient demjenigen eines erstklassigen Schwefel, Chlor und fette Zusatzstoffe enthaltenden Erdöl-Schneidöls. 



   Die Gemische A, B und D wurden mit jeweils 5 Teilen Wasser verdünnt. Beim Rosttest (I) ergab sich eine Bewertung von A : der Rosttest (II) zeigte eine Wirksamkeit als Rostverhinderer für mehr als 13 Tage ohne ein Zeichen von Rosten bei den Stahlspänen. Anderseits ergab eine handelsübliche Öl-in-WasserEmulsion als   Schneidflüssigkeit   (X), welche Natriumsulfonat und Triäthanolamin enthielt, einen Rostwert D bei Versuch (I) und verursachte beim Test (II) bereits nach 2 Tagen Rostbildung. Beim Schaumbildungstest waren die oben angegebenen Gemische A, B und D gemäss vorliegender Erfindung schaumbeständig, während die Mischung X starke Schaumbildung zeigte.

   Die Gemische A, B und D gemäss vorliegender Erfindung waren bei einer Lagerung von mehr als 28 Tagen bei Zimmertemperatur und bei   50C   beständig, während bei der Mischung X nach 3 Tagen Phasentrennung beobachtet wurde. In der Gewindeprüfung ergaben die Gemische A, B und D Werte von 10 bis 30, während die Mischung X Werte von 80 

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 bis 85 ergab. Beim 4-Kugel-Test ergaben die Gemische A, B und D Fressbelastungen von 600 bzw. 1000 kg während einer Periode von 5 sec, während das Gemisch X Fressbelastungen von 200 kg ergab. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit mit Schmierwirkung, erforderlichenfalls in Form eines Konzentrates, dadurch gekennzeichnet, dass sie   0,     5-15 Gew.-%   (gerechnet auf die wässerige Mischung) eines Dialkalimetallsalzes von   Chlor-C-alkylphosphonsäure   enthält.

Claims

2. Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 2 bis 10 Gew. -0/0 des Dialkalisalzes enthält.

3. Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Chlor-C1-4-alkylphosphonsäure Chlormethyl- oder Chloräthylphosphonsäure ist.

4. Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dialkalisalz ein Dinatrium-, Dikalium- oder Dilithiumsalz ist.

5. Wässerige Metallbearbeitungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich zu den Chlor-C, -alkylphosphonaten (1) 0, 5-15 Gew.- o freies Alkanolamin, (2) 0, 5 -15 Gew. -% wasserlösliches Mischpolymerisat aus Polyoxyalkylenglykol, vorzugsweise einer Polyoxyalkylenverbindung, in welcher die verschiedenen Oxyalkyleneinheiten im wesentlichen durch das EMI5.1