AT234133B - Abschrecköl - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Abschrecköl 
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Abschrecköle mit besonders günstigen Abschreckeigenschaften zur Anwendung in der Metallindustrie. 



   Gegenstand des Stammpatentes Nr. 228254 ist ein Abschrecköl aus einem Mineralölgemisch mit einem Gehalt von 0, 1 bis 2 Gew.-% eines öllöslichen N-Acylsarcosins der nachstehenden Formel oder Estern bzw. Aminsalzen solcher Sarcosine : 
 EMI1.1 
 In dieser Formel bedeutet R einen gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 10-24 Kohlenstoffatomen. 



  Das Mineralölgemisch besteht aus 50-95% einer Mineralölfraktion   (1),   die eine Viskosität im Bereich zwischen 80 und 250 SUS bei   37, 8     C und einen Viskositätsindex von mindestens 90 aufweist, während ihr Aromatengehalt wenigstens   15%   beträgt, wobei der restliche Ölanteil ein leichtes Mineralöl (2) mit einer Viskosität im Bereich von 40 bis 100 SUS bei   37, 8    C und bzw. oder eine schwere Rückstandsfraktion (3) ist. 



   Es wurde nun gefunden, dass die Abschrecköle gemäss Stammpatent hinsichtlich der Abkühlgeschwindigkeit noch weiter verbessert werden können, indem man ihnen geringe Mengen eines öllöslichen Erdölsulfonats einverleibt. Metallsulfonate sind wegen ihrer Eigenschaft, die Abkühlgeschwindigkeit zu erhöhen, an sich gut bekannte Zusatzstoffe für Abschrecköle, doch üben sie eine nachteilige Wirkung in bezug auf das Oberflächenaussehen und den Oberflächenglanz der so behandelten Metalle aus. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass solche Erdölsulfonate in Kombination mit einem N-Acylsarcosin oder Estern bzw. Aminsalzen der Sarcosine keine nachteilige Wirkung hinsichtlich des Oberflächenglanzes der Metalle ausüben. 



   Demgemäss wird gemäss der Erfindung ein verbessertes Abschrecköl mit überlegenen Eigenschaften hinsichtlich der Abschreckgeschwindigkeit, welches gleichzeitig zu glänzenden Oberflächen der abgeschreckten Metallteile führt, erhalten, indem man den Abschreckölen gemäss dem Stammpatent noch 
 EMI1.2 
 



   Bevorzugte Alkalierdölsulfonate sind die   Natrium- oder Kaliumerdölsulfonate.   Von den Erdalkalisulfonaten wird das Kalziumerdölsulfonat bevorzugt angewendet. Derartige Sulfonate sind an sich gut bekannt und sie können hergestellt werden, indem man ein Mineralöl mit konzentrierter oder rauchender Schwefelsäure unter Bildung öllöslicher Sulfonsäuren umsetzt, die dann durch Behandlung mit einem Alkalimetallhydroxyd, wie Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, oder mit Kalzium-bzw. Bariumhydroxyd oder den entsprechenden Carbonaten isoliert werden, worauf eine Extraktion folgt.

   Derartige 
 EMI1.3 
 zugsweise zwischen 95 und 120, deren Aromatengehalt wenigstens 15% beträgt und vorzugsweise zwischen 30 und   60%   liegt, beispielsweise einem HVI-Neutralöl mit einer Viskosität von 100 SUS bei   37, 80   C, oder einem HVI-Neutralöl mit einer Viskosität von 250 SUS bei   37, 8     C, während der restliche Anteil ein leichtes Mineralöl (2), beispielsweise ein   Sprühöl oder   ein Transformatorenöl mit einer Viskosität 
 EMI1.4 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 In dieser Formel bedeutet R einen gesättigten oder   ungesättigten Alkylrest   mit 10-24 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise einen ungesättigten Alkylrest mit 18-24 Kohlenstoffatomen.

   Beispielsweise kann es sich bei R um den Decyl-, Tetradecyl-, Dodecyl-, Tetradecenyl-, Hexadecenyl-, Oleyl-oder Rizinoleylrest handeln. Falls das Sarcosin in Form eines Aminsalzes angewendet wird, so kann es von einem Alkylamin mit 10-18 Kohlenstoffatomen abgeleitet sein, beispielsweise vom Mono- oder Didecylamin, vom Dodecylamin, vom Tetradecylamin, vom Hexadecylamin, vom Octadecylamin und vom Octadecenylamin oder von heterocyclischen Aminen, beispielsweise von substituierten Imidazoline.

   Nachstehend werden einige Beispiele für N-Acylsarcosine   aufgeführt,   die als Zusatzstoffe zwecks Erhöhung der Abschreckgeschwindigkeit und zur Verleihung eines besseren Oberflächenglanzes verwendet werden können : NLauroylsarcosin,   N-Stearoylsarcosin,     N-Caproylsarcosin,   N-Myristolylsarcosin,   N-Oleoylsarcosin,   N-Palmitoylsarcosin und   N-Arachidoylsarcosin,   Aminsalze solcher Säuren, wie das Monodecylamin-, Didecylamin-, Monotetradecylamin-, Ditetradecylamin-, Monooctadecylamin-, Dioctadecylamin-, l-Hydroxy- äthyl-2-undecylimidazolin-,   l-Hydroxyäthyl-2-heptadecylimidazolin-und l-Hydroxyäthyl-2-heptadecyl-   imidazolinsalz von   N-Lauroylsarcosin,     N-Cocoy1- oder N-OIeoylsarcosin   oder N-Stearylsarcosin.

   Besonders bevorzugt werden die freien Säuren, wie z. B. das   N-Oleoylsarcosin,   oder das Octadecylaminsalz von N-Oleoylsarcosin sowie das   l-Hydroxyäthyl-2-heptadecenylimidazolinsalz   von   N-Oleoylsarcosin.   



   Falls ein Ester als das betreffende Sarcosinderivat eingesetzt wird, so kann sich der betreffende Ester von Alkanolen mit 8-20 Kohlenstoffatomen ableiten, beispielsweise vom Octyl-, Decyl-, Dodecyl- und Octadecylalkohol. Geeignete Ester sind u. a. das   N-Oleoylsarcosinat   des Octylalkohol und das N-Oleoylsarcosinat des Octadecylalkohols. Es können auch Mischungen aus der freien Säure und einem Ester oder Aminsalz verwendet werden, beispielsweise eine Mischung aus N-Oleoylsarcosin und dem   1-Hydroxy-     äthyl-2-heptadecylimidazolinsalz   des   N-Oleoylsarcosins.   



   Die Zusammensetzung des Mineralölgemisches der erfindungsgemässen Abschrecköle ist von besonderer Bedeutung, da es besondere Eigenschaften hinsichtlich der thermischen Beständigkeit und der Oxydationsbeständigkeit aufweisen muss, um den Anforderungen zu genügen, die an ein Abschrecköl gestellt werden. 
 EMI2.3 
    8' C,HVI-100-Neutralöl   mit den nachstehenden Eigenschaften :

   (I a)
Grad   API..................................     31, 6  
Farbe   NPA................................   + 1 
 EMI2.4 
 
Als Ölkomponente (2) kann beispielsweise ein mineralisches Sprühöl (II a) mit einer Viskosität zwischen 45 und 80 SUS bei   37, 8     C und einem Viskositätsindex zwischen 70 und 80 verwendet werden, dessen Aromatengehalt   14, 7%,   dessen Naphthengehalt   85, 2%   und dessen Paraffingehalt   0, 1%   beträgt. Als Komponente (2) eignet sich auch ein raffiniertes Transformatorenöl.

   Als Schwerölkomponente (II c) können beispielsweise ein 150-HVI-Brightstock, ein   170-HVI-Brightstock   mit einem Viskositätsindex zwischen 90 und 110 oder Propanasphalt, Erdölharze, Asphaltene und kurze Rückstände verwendet werden. 



  Besonders geeignet für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Ölgemische : (A) 60%   HVI-100-Neutralöl     (I   a)   30%   Transformatorenöl (100 SUS   37, 8    C,   Tropfpunkt :-51, 1  C, Farbe :   NPA   1)     10%   Nichtfiltrierter HVI-150-Brightstock (VI 95) (B) 60% HVI-100-Neutralöl (I a) 
 EMI2.5 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 (D) 50%   HVI-100-Neutralöl   (I a)   40%   Sprühöl (80 SUS bei   37, 8    C)   10%   Nichtfiltrierter   HVI-150-Brightstock   (VI 95) (E) 90% HVI-Neutralöl (I a)   10% Transformatorenöl.    



   Die erfindungsgemässen Abschrecköle, welche als wesentliche Komponente N-Acylsarcosine und deren   Abkömmlinge   enthalten, können weiterhin bezüglich ihrer Oxydationsstabilität durch einen Zusatz von 
 EMI3.1 
 verbessert werden, beispielsweise eines stickstoffhaltigen Polymeren oder polyhydrischer polymerer Verbindungen. Polymere dieser Art haben ein Molekulargewicht zwischen etwa 20000 und 800000.

   Geeignete Vertreter solcher Zusatzstoffe sind ein Mischpolymerisat aus Laurylmethacrylat und Diäthylaminoäthylmethacrylat, ein Mischpolymerisat aus 2-Methyl-5-vinylpyridin, Laurylmethacrylat und Stearylmethacrylat, ein Mischpolymerisat aus 2-Methyl-5-vinylpyridin, Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat und Methylmethacrylat, ein Mischpolymerisat aus Vinylpyrrolidon und Laurylmethacrylat, ein hydrolysiertes Mischpolymerisat aus einem   &alpha;-Olefin   mit 10-18 Kohlenstoffatomen und Vinylacetat. 



  Weiterhin ist die Anwesenheit von geringen Mengen   (0, 1-1%)   eines phenolischen Antioxydationsmittels erwünscht, wie Mono- oder Bis-Phenole, wobei Phenole mit wenigstens einem tertiären Alkylrest bevorzugt werden. Alkylphenole dieser Art sind z.   B.     : 2, 4, 6-Triäthyl-,   Tributyl-, Trioctyl-, 2, 4-ditert. Butyl-6methyl-, 2, 6-ditert. Butyl-4-methyl-, 2,4,6-tritert. Butyl-, 2,6-Dicyclohexyl-4-methyl-, 2,6-Dimethyl-4cyclohexylphenol, 2, 6-ditert. Butyl-, 2, 4-ditert. Butyl-, 2,6-tert. Butylcyclohexyl-,   2-Methyl-6-tert.   butyl- 
 EMI3.2 
 butan. Die   2, 4, 6- Trialkylphenole   mit zwei tertiären Alkylgruppen in der 2, 4- oder   2, 6-Stellung   werden bevorzugt, wie 2, 4-ditert. Butyl-6-methyl-,   2, 6-ditert.

   Butyl-4-methylphenol   oder 2, 6-ditert. Butyl-4methylolphenol oder 4,4'-methylen-bis-(2,6-dibutylphenol). 



   Die folgenden Gemische dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung : 
Mischung I 
 EMI3.3 
 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 
Die Wirksamkeit der   erfmdungsgemässen   Gemische mit hohen Abschreckgeschwindigkeiten hinsichtlich der Ausbildung von Oberflächen mit ausgezeichneter Beschaffenheit ergibt sich bei der Prüfung derartiger Abschrecköle, wie der Mischungen I, II und V im Vergleich zu bekannten Mischungen Y (Ölgemisch   A+0, 6% Natriumerdölsulfonat)   und Mischung Z (Ölgemisch   A+0, 6% N-Oleoylsarcosin)   in dem magnetischen Abschrecktest von General Motors zur Bestimmung der Stahlhärtung und des Oberflächenglanzes des abgeschreckten Metalles. Dieser Test wird in der Verlautbarung der American Society for Metals mit dem Titel Quenching of Steels" October 27-31, 1958, Seiten 29-42, beschrieben.

   Das Aussehen der Oberfläche wird dabei nach der Skala von A bis E bewertet, wobei A ein ausgezeichnetes Aussehen und E ein schlechtes Aussehen bedeutet. Bei einem derartigen Test werden die Mischungen Y und Z hinsichtlich des Oberflächenglanzes mit E bzw. A bewertet, während die erfindungsgemässen Mischungen I, II und V alle mit A bewertet wurden. Dagegen entsprach die Abkühlgeschwindigkeit der erfindungsgemässen Mischungen derjenigen von Mischungen Y und sie war um etwa 15% besser als diejenige von Mischung Z. 



   Auch die   erfindungsgemässen   Mischungen III, IV und VI bis X zeigten ausgezeichnete Ergebnisse bei der Anwendung als Abschrecköle und die so behandelten Metalle zeigten eine reine und glänzende Oberfläche, so dass sie ohne weiteres weiterverarbeitet werden konnten. 



   Die Abschrecköle gemäss der Erfindung sind besonders zur Härtung von Metallen, wie Stahl, geeignet, wobei man das betreffende Metallteil auf die Härtungstemperatur erhitzt und anschliessend durch Eintauchen in ein Abschrecköl abschreckt. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Abschrecköl nach Stammpatent Nr. 228254, welches ein Mineralölgemisch mit einem Gehalt von 0, 1 bis 2 Gew.-% eines öllöslichen N-Acylsarcosins der allgemeinen Formel : 
 EMI4.2 
 oder eines Esters oder Aminsalzes einer solchen Verbindung enthält, in welcher R einen gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 10-24 Kohlenstoffatomen bedeutet, und wobei das Mineralölgemisch aus einer Mischung von 50 bis   95%   einer   Mineralölfraktion     (1)   mit einer Viskosität im Bereich von 80 bis 250 SUS bei   37, 8   C,   mit einem Viskositätsindex von wenigstens 90 und einem Aromatengehalt von wenigstens 15% sowie einem restlichen Anteil eines leichten Mineralöls (2) mit einer Viskosität im Bereich von 40 bis 100 SUS bei   37, 80 C   und bzw.

   oder einer schweren Rückstandsfraktion (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecköl zusätzlich   0, 1-2 Gew.-%   eines öllöslichen Alkali- oder Erdalkalimetallerdölsulfonats enthält.

Claims (1)

1. 2. Abschrecköl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 0, 2-0, 5 Gew.-% eines öllöslichen Erdölsulfonates enthält.

   3. Abschrecköl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Natrium- oder Kaliumerdölsulfonat enthält.

   4. Abschrecköl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Calciumerdölsulfonat enthält.