DD142204A5

DD142204A5 - Metallbearbeitungsemulsion

Info

Publication number: DD142204A5
Application number: DD79211404A
Authority: DD
Inventors: Sune Andlid; Lennart Linden
Original assignee: Karlshamns Oljefabriker Ab
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1980-06-11
Also published as: GB2016516B; PT69306A; SE7802533L; FI62680B; DE2907863C2; DK93079A; FI790735A; AT365630B; ES478364A1; PL117140B1; LU80993A1; GB2016516A; NO145622C; PL213922A1; NL7901522A; FI62680C; FR2419317B1; NO145622B; ATA168279A; CH639687A5

Description

1 1 404-τ

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Metalibι eaybeitungsemulsion Anwendungsgebiet der

Die Erfindung besieht eich auf eine Emulsion mit Schmier- und Kühlvermögen, die für eine Verwendung bei der verforicsnden Metallbearbeitung, hauptsächlich durch spanabhebende Bearbeitung, aber auch beim Tiefziehen und-Walzen vorgesehen ist·

Charakteristik der bekannten_mtechnischen Lösungen

Bei der spanabhebenden Bearbeitung, wie z. B. beim Bohren, Drehen, Fräsen, Gewindebohren und Schleifen; werden im allgemeinen Schneidflüssigkeiten, die auf Mineralölprodukten basieren, benutzt, und zwar hauptsächlich wegen der relativen Billigkeit der Mineralöle. In den meisten Fällen bestehen diese Flüssigkeiten aus Wasserenmls.io.nen, und .um den Anforderungen der metallbearbeitenden Industrie genügen zu können, wird eine große Reihe von Zusätzen benutzt, wie β« Β« Hochdruckzusätze zur Verbesserung der Schmierung»

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Aufgrund der erhöhten Aufmerksamkeit in den letzten Jahren in bezug auf die Unweitbedingungen bei der Bearbeitung und die industrielle Sicherheit ist ein Interesse für einen neuen Typ von Metallbearbeitungsflüssigkeit entstanden« Unbefriedigende Umweltbedingungen bei der Bearbeitung und da~ mit einhergehende gesundheitliche Beschwerden sind allgemeine Probleme bei Produkten, die zur Zeit in der metallbearbeitenden Industrie benutzt werden· Die auf Mineralölen basierenden Produkte sind die Ursache für Ölrauch und Ölnebel in den Bearbei*fcungsräumen sowie auch für Verschmut- · zung in den Vorrichtungen und um diese herum« Das Mineralöl und die benutzten Zusätze können eine Reizung der Haut» Ekseme und allergische Reaktionen bewirken. Ein Krebsrisiko und das Risiko einer Lungenschädigung sind gegeben, wenn die Haut für längere Dauer dem Ölrauch und dem Ölnebel ausgesetzt wird bzw« der Ölrauch und der Ölnebel eingeatmet werden« Kürzlich sind mehrere Berichte über das Vorhandensein von karzinogenen Substanzen in Schneidflüssigkeiten erschienen* Mineralöle enthalten polyaromatische Kohlenwasserstoffes wie ζ« Β« Benzopyrene« Wegen der hohen Temperaturen in" der Schneidaone ist es außerdem möglich, daß bei der Benutzung diesor Produkte polyaromatische Verbindungen gebildet werden«

Die UraweltkontroXlgesetzgebung stellt an die Behandlung von· Abwasser der metallbearbeitenden'Industrie hohe Anforde~ rungeru - ,

Die Technologie für das Reinigen verbrauchter Emulsionen und das Entfetten von Bädern ist sehr kompliziert geworden, weil die Entwicklung derartiger Produkte dazu geführt hat, daß mehr' und mehr Zusätze und stabilere Emulgier-

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systeme verwendet werden..Dieses hat zur Folge, daß die Behandlung von verbrauchten Schneidflüssigkeiten, hauptsächlich Emulsionen, sehr mühsam und teuer geworden ist*

Die kleineren Firmen müssen sich spezialisierter Betriebe zur Beseitigung der betreffenden Materialien bedienen, und nur die größten Firmen haben eigene Anlagen zum Brechen der Emulsionen, wobei diese Anlagen jedoch nicht immer befriedigend arbeiten» Das Brechen der Emulsionen führt zu einer Wasserphase, die in konventionellen Kläranlagen weiter behandelt werden muß, sowie zu einem ölhaltigen Schlamm, der abgelagert werden muß oder im besten Fall als Brennstoff brauchbar ist« An eine Wiederverwendung des Öls ist nicht zu denken.

Psher ist die Industrie sehr an einer Schneidflüssigkeit neuen Typs interessiert« Die Anforderungen an eine derartige Flüssigkeit sind sehr weitgehende

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Metallbearbeitungsemulsion, die einen äußerst geringen nachteiligen Einfluß auf Menschen und die Umgebung hat« die nur sehr wenig Ölrauch und Ölnebel bildet, die eine einfache .Abfallbehandlung ohne Lagerprobleme gestattet, die eine unkomplizierte Zusammensetzung und wenig Zusätze aufweist und die widerstandsfähig gegenüber einem Angriff durch Mikroorganismen ist«

Darlegung ,des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, als Grundlage für

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die Metallbearbeitungsemulsion pflanzliche und tierische Öle und !Fette zu verwenden·

Es ist nun überraschenderweise gefunden worden, daß man ausgehend von Triglyceridölen eine Emulsion herstellen kann, die die Anforderungen in bezug auf Stabilität und -Verdünnbarkeit vollständig erfüllt, und zwar unter Zuhilfenahme eines Emulgiersystems, das aus Pettsäuremonoglyceri- aen und Alkaliseifen von Fettsäuren besteht₀ Durch die Verwendung von ausschließlich "natürlichen" und völlig ungefährlichen Komponenten werden die aufgrund der Umwelt» aspekte an das Produkt gestellten Anforderungen vollständig erfüllt*

Um die Schmier- und Kühleigenschaften der Emulsion ku erhalten, die denen der Produkte auf Mineralölbasis entsprechen, sind Jedoch weitere Komponenten erforderlich.

So ist gefunden worden, daß durch die Verwendung eines organischen Amins, wie z« B« eines Alkanolamins, z. B, Triethanolamines oder eines Fettamins₅ die Benetzungsei~ genschaften und dadurch der Kühleffekt der Emulsion, erheblich gesteigert werdenο Es ist außerdem gefunden worden, daß durch Zugabe von freier Fettsäure zu dem Glyceridöl die Schmiereigenschaften desselben verbessert werden* In der Praxis sind das Amiη und die Fettsäure hauptsächlich in Form ihres Salzes, d» h» als Seife, vorhanden«

Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbearbeitungsemulsion aus einer in einer kontinuierlichen Wasserphase dispergierten Ölphase besteht und diese ölphase aus 0^5 bis 50 Gewichtsteilen Triglyceridül, _: Oji bis TO Gewichtsteilen eines lettsäuremonoglyceridsj

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0,05 bis 10 Gewichtsteilen einer Fettsäure und Oj 05 bis 10 Gewichtsteilen eines Alkanolamine oder eines Fettamins besteht

und die Wasserphase aus. ,

0_f05 bis 3 Gewichtsteilen einer Alkaliseife von Fettsäuren

45 bis 98 Gewichtsteilen Wasser

besteht» .

Die größeren Anteile an Fettkomponenten werden bei Herstellung der Emulsionskonzentrate benutzt, die, wie oben erwähnt ist, im allgemeinen in der Anlage des Herstellers zubereitet werden·

Erfindungsgemäß besteht bei den Konzentraten die Ölphase aus

15 bis 50 Gewichtateilen Triglyceridöl, . 2 bis 10 Gewiehtsteilen Fettsäuremonoglycerid, 1 bis 10 Gewiehtsteilen Fettsäure und 1 bis 10 Gewiehtsteilen Alkanolamin oder Fettamin, und die Wasserphase besteht aus . . "...

0,05 bis 3 Gewiehtsteilen Alkaliseifen von Fettsäuren und 45 bis 60 Gewiehtsteilen Wasser.

Die niedrigeren Anteile werden zur Herstellung von gebrauchsfertigen Emulsionen benutzt«. Bei diesen Emulsionen besteht erfindungsgemäß die Ölphase aus 0_?5 bis 10 Gewiehtsteilen Triglyceridöl, . ' 0,1 bis 2 Gewiehtsteilen Fettsäuremonoglycerid, Oj, 05 bis 2 Gewiehtsteilen Fettsäure und . . Oj05 bis 1 Gewichtsteil Alkanolamin oder Fettamin_s und die·Wasserphass besteht aus . . . . "

O₉OS bis O₅5. Gewichtöteilen Alkaliseifen von Fettsäuren und 90 bis 93 Gewiehtsteilen Wasser«.

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Zur Herstellung der Ölphase werden das Fettsäuremonogly-.. cerid, die Pettsäure und das Amiη in dem Triglyceridöl bei einer Temperatur von 40 bis 70 C gelöst. Die Wasserphase. wird durch Lösen der Alkaliseifen bei einer Temperatur von 20 bis 70 °C_S vorzugsweise von 20 bis 40 ⁰C, hergestellt«

Mo Ölphase wird langsam in die Wasserphase unter Rühren bei einer Temperatur von 20 bis 50 ⁰C eingemischt»

Zur Herstellung der gebrauchsfertigen Emulsion ist dann ein geeignetes kräftiges.Bewegen zur Erzielung einer stabilen Emulsion ausreichend, während'"zur Herstellung des Emuleionskonzentrats im allgemeinen eine Homogenisierung des Produkts erforderlich ist. Die Homogenisierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 40 bis 60 ⁰C in einem konventionellen Homogenisator durchgeführt*

Das Triglyceridöl kann jedes tierische oder pflanzliche Öl oder Ölgemisch-sein, das einen ausreichend tiefen Erstarrungspunkt hat, um eine bequeme Handhabung der Emulsion in der konzentrierten und der gebrauchsfertigen Form zu erlauben, das gleichzeitig aber weitgehend frei von Fettsäuren wie Linolensäure ist, um Oxidations- und Polymerisationsschwierigkeiten zu vermeiden· Das Öl soll daher vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssig sein und einen Ölsäuregehalt von .mindestens 40 % haben- Besonders geeignete Öle von der Funktion her sind Olivenöl, Erdnußöl und Lobraöl (Rapsöl mit einem niedrigen Gehalt an Erucasäure). Außerdem ist festgestellt worden, daß die niedrigst' schmelzenden Fraktionen fraktionierter Fette, wie z* B* "Palmolein", für diesen Sw&ck ausgezeichnet sind«

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Das Fettsäuremonoglycerid soll vom Typ des sogenannten "weichen Produkts" sein, d. h. einen Schmelzpunkt unter 60 ⁰C haben. Das beste Produkt ist reines Ölsäuremonoglycerid (Monooleglycerin), aber auch andere Handelsprodukte kö'n~. nen verwendet werden, wie Dimodan S, ein inolekulardestilliertes Monglycerid, das von Grindstedvaerket, Dänemark, aus eßbarem, raffiniertem Schweineschmalz hergestellt wird und eine ungefähre Fettsäurezusammensetzung von 30 % Palmitinsäure, 18 % Stearinsäure und 40 % Ölsäure hat.

Es ist auch möglich, sogenannte technische Monoglyceride zu verwenden, die durch Glycerinolyse (Glycerinveresterung) von z. B» Lobraöl gewonnen werden. Solche Produkte mit einem Gehalt an Monoglyceriden von 40 bis 60 % sind leicht ohne umständliche Vorrichtung herzustellen und daher von Interesse» Bei Verwendung solcher Produkte muß natürlich das Verhältnis von Triglycerid zu dem Glycerinolyseprodukt so eingestellt v/erden, daß der Gehalt an Monoglycerid in der Emulsion stimmt» Das öllösliche Monoglycerid wird hauptsächlich wegen seiner oberflächenaktiven Eigenschaften als die lipophile Komponente des Emulgiersystems.benutzt. Die Oberflächenaktivität verleiht außerdem einen Benetzungseffekts durch den der Schmiereffekt des Öls gesteigert wird«

Die Fettsäure ist vorzugsweise Ölsäure« Die Anforderungen an diese Komponente sind die gleichen wie an das Öl und dae Monoglyceridί Sie muß bei Raumtemperatur flüssig sein, de h. einen Titer unter 25 ⁰C haben_s und darf keine wesentlichen Mengen von stärker ungesättigten Homologen enthalten*

Es hat sich gezeigt_s daß die Fettsäure den Schmiereffekt erheblich· steigert« Das Vorhandensein von Fettsäure verhin-

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dert die Geruchsbildung bei stärkeren maschinellen Arbeitsvorgängen, was teilweise darauf beruht, daß die Fettsäure den Schmiereffekt verbessert, und teilweise mit der Bildung von Seifen aus Amin und Fettsäure zusammenhängt«

Als Alkanolamin wird vorzugsweise ein Amin mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen in dem Alkanolteil verwendet. Besonders geeignet ist Triethanolamin, und zwar sowohl wegen der guten Benetsungseigenschaften und des Vermögens, eine Rostbildung zu verhindern, sls auch wegen des Vorteile, daß die-* ses Alkanolamin dermatologisch ungefährlich ist, wie daraus abzuleiten ist, daß es in großem Umfang in kosmetischen Zubereitungen verwendet wird»

Das Amin kann auch.auf Fettausgangsmaterialien basieren, wobei die gleichen guten Benetzungseigenschaften und rostverhindernden Eigenschaften erzielt werden könnene Geeigneterweise kann ein Fettamin mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Kohlenstoffkette benutzt werden, und besonders geeignet ist Dodecy-lamin»

Die Fettsäureseife ist geeigneterweise ein Natrium- oder Kaliumsal'z einer Fettsäure mit einem Titer unter 25 C und vorzugsweise mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen« im allgemeinen 16 oder 18 Kohlenstoffatomen (Palmitinsäure oder Stearinsäure)* Kaliumstearat führt zu etwas besseren Ergebnissen als Natriumstearat, doch wenn Stearinseifen benutzt werden, muß deionisiertes Wasser..verwendet werden, uia eine Ausflockung von Calcium- und Magnesiumsalzen zu verhüten» Bei Verwendung von Ölsäureseifen (Natrium- oder Kaliumsei« fen) wird dieses Problem völlig vermieden, obwohl es bei. Herstellung des Konzentrats ratsam sein kann, deionisiertes

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Wasser zu verwenden.

Bei Metallbearbeitungsvorgängen mit einem sehr starken Anpreßdruck können die Schmiereigenschaften der Metallbearbeitungsemulsion erforderlichenfalls durch Zugabe eines leicht ..chlorierten und/oder sulfurierten Triglyceridöls weiter verbessert v/erden. Diese Komponenten sind mit der Metallbearbeitungseinulsion gemäß der Erfindung gut verträglich« Bei äußerst schweren Betriebsbedingungen werden vorzugsweise 20 bis 40 % des Triglyceridöls durch solche Komponenten ersetzt«

Zur Verhütung von Oxidations- und Polymerisationsproblemen kann gegebenenfalls ein Antioxidans zugegeben werden. Geeignete Antioxidatien sind Butylhydroxyanisol, BHA, und Butylhydroxytoluol, BHT. Vorteilhafterweise können die Produkte Tenox 2 oder Tenox 6 von Eastman Kodak benutzt... werden. Diese Mittel werden in einer Menge von 0,1 bis 1_s0 Gewe-% zu der konzentrierten Emulsion gegebene

Unter unvorteilhaften Bedingungen, wozu auch die Umgebung der Werkstatt bzw» des Betriebs gehören, kann leicht ein Angriff durch Mikroorganismen stattfinden. Wenn diese Mikroorganismen sich für längere Dauer uneingeschränkt entwickeln können, kann ein unangenehmer Geruch entstehen und können die korrosionsinhibierenden Eigenschaften der Emulsion beeinträchtigt werden, und zwar durch die Bildung von Säureabbauprodukten in der gleichen Weise? wie es bei Verwendung herkömmlicher Produkte auf Mineralölbasis geschieht« Dieses wird durch Zugabe eines Mittels zur Bekämpfung von Bakterien zu der Metallbearbeitungseinulsion verhindert.. Sin Formaldehyd freigebendes Mittel kann benutzt werden, wie z. B. Grotan BK, das von Schälke & Mayr GmbH hergestellt wird«

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Die als Grundlage für die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsemulsion verwendeten Fettöle, d» h« pflanzliche oder tierische Öle und Fette,' sind funktionsmäßig geeignete Ausgangsmaterialien für Schmiermittel und sind früher in großem Umfang benutzt worden, bevor die billigeren Mineralöle den Markt völlig beherrscht haben. Im Gegensatz zu Mineralölen sind Fettöle erneut verwenbar, umweltfreundlich' und können biologisch vollkommen zersetzt werden·

Zum Metallschneiden oder -schleifen wird am vorteilhaftesten eine Schneidflüssigkeit in Form einer wasserhaltigen Emulsion vom öl-in-Wässer-Typ benutzt, durch welche ein besserer Kühleffekt erzielt wird, während gleichzeitig der Schmiereffekt des Ölteils erhalten bleibt* Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist eine Wasseremulsion wesentlich vorteilhafter*

Diese Emulsionen können in den-anzuwendenden fertigen Kon« Kentrationen hergestellt werden, aber von den Transport- und Handhabungsaspekten her.ist es geeigneter, zunächst ein Konzentrat herzustellen, das später von dem Benutzer, der metallbearbeitenden Industrie, mit Wasser verdünnt werden kann*

,Die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsemulsion entspricht den Anforderungen,die an eine solche konzentrierte Emulsion gestellt werden* Ihre Stabilität ist sehr gut. Sie ist leicht und unbegrenzt mit Wasser verdünnbar und auch nach dem Verdünnen als Emulsion stabil« Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion werden spezielle Emulgiermittel (oberflächenaktive Mittel) verwendete Starke synthetische Tenside können benutzt werden, sollten aber im Hinblick aufdie eingangs erwähnten Geaundheits- und Umweltprobleme ver-

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mieden werden·

Erfindungsgemäß wird eine Metallbearbeitungsemulsion vom öl-in-Wasser-Typ zur Verfügung gestellt, die auf Triglyceridölen basiert, genügend stabil ist und unbegrenzt verdünnt werden kann, aber gleichzeitig genügend gute Eigenschaften und Schmierfähigkeit im Vergleich mit den zur Zeit benutzten Produkten hat, welche aber aus Umwelt- und Gesundheitsaspekten unerwünscht sind»

Die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsemulsion v/eist eine Vielzahl von Vorteilen auf:

Das Produkt basiert vollständig auf Fettölen oder' Kompo- . nenten. davon. Diese Öle sind wiedergewinnbar, umweltfreundlich und biologisch abbaubar.

Das Auftreten von Hautreizungen, Ekzemen und allergischen Reaktionen kann wesentlich verringert werden, und das Krebs» risiko kann ausgeschaltet werden.

Wegen des höheren Molekulargewichts der Triglyceridöle und des damit in Verbindung stehenden wesentlich höheren Dampfdrucks wird kein störender Ölrauch .entwickelt· Im allgemeinen führt das zu.einer wesentlich sauberen Arbeitsüingebung»

Die auf Fettölen basierenden Produkte ergeben vom Aspekt der Abfallbeseitigung her keine Schwierigkeiten» Mit der geeigneten Trenntechnik kann die Fettphase leicht abgetrennt werden, und die zurückbleibende Wasserphase erfordert vor dem. Verwerfen keine besondere Aufreinigung* Die Fett" phase kann leicht durch Hydrolyse nach bekannten Techniken

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gespalten werden, und die dabei erhaltenen fettsäuren kön nen erneut verwendet werden*

Die. Erfindung wird durch folgende Beispiele weiter erläutert:

Herstellung einer Metallbearbeitungsemulsion in konzentrierter Form«. '.- ·.

Ölphase: 34,7 Gewichtsteile Palmolein,

4,9 Gewichtsteile Monoglycerid Dimodan S,

2,7 Gev/ichtsteile Rapssamenfettsäuren,

2,7 Gewichtsteile Triethanolamin«

Wasserphase: 1,1 Gewiciitsteile Hatriumöleat,

55,0'Gewichtsteile deionisiertes V7asser

Das Palmolein war eine niedrig schmelzende Fraktion von Palmöl* Der Ölsäuregehalt des Palmoleins betrug 50 %.

Die Komponenten der Ölphase wurden bei 60 bis 70 ⁰C vermischt« Die Seife wurde bei.25 ⁰C in Wasser gelöst, wonach die Ölphase langsam und unter Rühren zu der Wasserphase gegeben wurdeo..Die so erhaltene Dispersion wurde bei 50 ⁰C in einem Homogenisator herkömmlichen Typs homogenisiert©

Das Emulsionskonzentrat konnte leicht und unbegrenzt mit Wasser verschiedener Härte (0 bis 12 dH) verdünnt werden» Sowohl das Emulsionskonsentrat als auch die verdünnten Emulsionen waren während des Aufbewahrens stabil und zeigten

'in

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keine Tendenzen zur Ölabscheidung·

Das Produkt wurde in einer Verdünnung von 1:10 bei einer Mehrspinde!bohrmaschine während des Betriebs getestet, wobei der Bearbeitungsvorgang aus einem Gewindebohren bei Aluminium bestand« Fach einer Bearbeitungsdauer von einem Monat war die Punktion der Emulsion unverändert und völlig mit der Punktion einer herkömmlichen Emulsion auf Mineralölbasis vergleichbar. .

Eine Metallbearbeitungsemulsion wurde zum Testen bei einer zahlenmäßig gesteuerten automatischen Hochleistungsdrehbank hergestellt» Viele Eiseninetalle, wie z. B, Gußeisen und gehärteter Werkzeugstahl, wurden mit Werkzeugen mit einer Schneidkante aus Hartmetall bearbeitet« Die Metallbearbeitungsemulsion wurde wie folgt hergestellt: Ölphase: 27»9 Gewichtsteile Rapsöl, ....

.11,7 Gewichtsteile technisches Mono-

glycerid von Rapsöl,

2,7 Gewichtsteile Rapssamenfettsäuren, 2j7 Gewichtsteilen Triäthanolamin, 0,4 Gewichtsteile Antioxidans, Tenox 6« Wasserphase: 1,1 Gewichtsteile Natriunioleat,

55*0 Gewichtsteile deionisiertes Wasser»

Das Rapsöl war vom Typ mit niedrigem Erucasäuregehalt und einem Ölsäuregehalt von 52 %« Das technische Moiioglycerid hatte einen tatsächlichen Monoglyceridgeha.lt von 40 %. Die Komponenten in dar Ölphase wurden bei einer Temperatur von 40 bis 50 ⁰C vermischt» Danach wurde die Ölphase langsam unter Rühr an zu der V/asserphase gegeben. Die erhaltene DrIs-

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persion wurde bei 50 C in einem herkömmlichen Homogenisator homogenisiert« .

Das auf diese Weise erhaltene Emulsionskonzentrat ?jurde mit Leitungswasser in einem Verhältnis von 1 : 15 ver·™ dünnt und an der automatischen Drehbank getestet« Nach einer Betriebsdauer von 3 Monaten war die Punktion der Metallbearbei'tungseinulsion unverändert* Die bearbeiteten Werkstücke zeigten keine Korrosionstendenzen» Die Metallbearbeitungsemulsion ergab keine Trockenböläge, vielmehr waren die Maschinenoberflächen sehr leicht sauber zu halten=

Beispie

Dieses Beispiel erläutert den verbesserten Schmiereffekt durch "die Fettsäure in der Emulsion*

Zwei Metallbearbeitungsemulsionen in gebrauchsfertiger Konzentration wurden zum Testen bei einer Zylinderschleifmaschine hergestellt» Die Metallbearbeitungsemulsionen wurden aus den folgenden Komponenten hergestellt: -

Probe A	Gewichts	Probe B . Gewichts	Ölphase:	1,80
	teile	teile	Rapsöl	_0j73
biphase t		technisches Monoglycerid aus Rapsöl	0,20
Raps'dl	2,00	Rapssamenfett" säure	0_s18
technisches Monoglycerid aus Rapsöl	0,78	Triäthanolamin
Tri äthanolamin	0,18

1 404 - ¹⁵

	0,10	25.7.1979	Wasserphase	404
		C 1 CM/211	Natriumstearat
	97	55 155/18
Waeserphase		deionisiertes	0,10
Natriumstearat	Y/asser
deionisiertes		97
Wasser

Das Rapsöl war vom Typ mit niedrigem Emc a säure gehalt und einem Ö'lsäuregehalt von 60 %, . .

Das technische Monoglycerid hatte einen tatsächlichen Monoglyceridgehalt von 40 %» .

Die Komponenten in der Ölphase wurden bei 40 bis 50 ⁰C vermischt, und das Natriumstearat wurde in der Wasserphase bei 60 bis 70 C gelöst. Danach wurde die Olphase unter intensivem Rühren langsam su der Wasserphase gegeben, wobei eine stabile Emulsion erhalten wurde· ·

Die auf diese Weise hergestellten Metallbearbeitungsemulsionen wurden in einer Zylinderschleifmaschine bei Bearbeitung von gehärtetem Werkzeugstahl getestet« Es wurde festgestellt, daß in bezug auf die Oberflächenfeinheit des Materials und die relative Abnutzung des Schleifwerkzeugs die Probe B (mit Fettsäuresusatz) bessere Resultate als die Probe A (ohne Fettsäuresusatz) ergab« Im Durchschnitt war ltdt der Probe B die Oberflächenfeinheit um 10 % besser und die relative Abnutzung des Schleifwerkzeugs um 30 % geringer als mit der Probe Ao Die Ergebnisse waren völlig mit denen vergleichbar, die bei Benutzung herkömmlicher Emulsionen auf Mineralölbasis ohne EP-Zusätze erhalten werden« ·

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert-die verbesserte Benetaungsfunktion der Emulsion durch Zugabe von Triethanolamin»

4P4; - 16 - .

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Zwei Emulsionen wurden nach dem Verfahren des Beispiels 3 hergestellt: .

Probe A	Gewichts	Probe B	Gewichts	0
	teile		teile
Ölphases		Ö* !phase:		?/asser 95
Rapsöl	3,50	Rapsöl	4,00
Ölsäuremono-		Ölsäuremonogly-	1,00
glycerid		cerid
	1 ,00
Triäthanol-	0_s5Q
aroin	•
Wasserphase:		Wasserphase: ·
Natriumste-	0,10	Watriumstearat
arät
deionisiertes	95	deionisiertes
Wasser

0,10

Das Rapsöl war vom Typ mit niedrigem Erucasäuregehalt und einem Ö'lsäuregehalt von 60 %,

Die Messungen des Benetzungsverrnögens dieser Emulsion wurden an Stahloberflachen durchgeführt« Es wurde dabei festgestellt, daß die Emulsion der Probe B (ohne Triäthanolainin) einen Benetzungswinkel von 40 bis 45 ° ergab und die Emulsion der Probe A (mit Triäthanolamin) einen Benetzungswinkel von 15 bis 20 ° ergab* Dieses letztere Ergebnis ist etwas besser als dasjenige, das mit herkömmlichen Emulsionen auf Mineralölbasis erhalten wird.

Eine Metallbearbeitungsemulsion wurde wie in dem Beispiel 1 aus den folgenden Bestandteilen hergestellt?

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Ölphase: 34,3 Gewichtsteile Palmolein, .

4_?8 Gewichtsteile Monoglycerid Dimodan S, 2,7 Gewichtsteile Rapssamenfettsäuren, 5$4 Gewichtsteile Triäthanolamin.

Wasserphase: 1,1 Gewichtsteile Natriumoleat,

55,0 Gewichtsteile deionisiertes Wasser.

Die Metallbearbeitungsemulsion wurde für eine längere Zeitspanne in einem zahlenmäßig gesteuerten maschinellen Werkzeug zum Bohren und Gewindebohren getestete In der Vorrichtung wurde Zähstahl mit Hochleistungswerkzeugen getestet«

Die Ergebnisse der maschinellen Bearbeitung wurden mit denen verglichen, die bei Verwendung einer herkömmlichen Schneidflüssigkeit vom Emulsionstyp mit E?~Zusätzen erhalten wurden. Die herkömmliche Schneidflüssigkeit war besonders zur maschinellen HochleistungsbearbeSvtung, wie z. B· Bohren, Gewindebohren, Gewindeschneiden und Tiefziehen? für verschiedene Eisenwerkstoffe vorgesehen. Beide Schneidflüssigkeiten wurden in der gleichen Verdünnung, etwa 15fachen Verdünnung, mit gewöhnlichen Leitungswasser verwendet» ·

Die Oberflächenglätte der bearbeiteten Werkstücke war bei «Verwendung der herkömmlichen Schneidflüssigkeit und der Schneidflüssigkeit gemäß der Erfindung gleich» Die Gebrauchsdauer der Werkzeuge war beim Bohren gleich gut und beim Gewindebohren mit der Schneidflüssigkeit gemäß der Erfindung noch etwas besser als mit der herkömmlichen Schneidflüssigkoite

Claims

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Erfindungsanspruch

β Metallbearbeitungsemulsion vom Öl-in-Wasser-Typ mit guter Stabilität und unbegrenzter Verdünnbarkeit auf Basis von Triglyceridölen zur verformenden Metallbearbeitung , hauptsächlich durch spanabhebende Bearbeitung, aber auch beim Tiefziehen und Walzen, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einer in einer kontinuierlichen .Wasserphase dispergierten Ö'lphase besteht, die besteht

aus

0,5 bis 50 Gewichtsteilen Triglyceridöl, Og1 bis 10 Gewichtsteilen Pettsäuremonoglycerid, 0,05 bis 10 Gewichtsteilen Fettsäure und 0,05 bis 10 Gewichtsteilen Alkanolamin oder Fettamin,

wobei die Wasserphase aus -

0,05 bis 3 Gewichtsteiien Alkaliseifen von Fettsäuren und 45 bis 98 Gewichtsteilen Wasser besteht»

2« Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1 in konzentrierter Form, gekennzeichnet dadurch, daß die Ö'lphase besteht aus ...... .. .. .

15 bis 50 Gewichtsteilen Triglyceridöl, . . . 2 bis 10 Gewichtsteilen Fettsäuremonoglycerid, 1 bis 10 Gewichtsteilen Fettsäure und ... 1 bis 10 Gewichtsteilen Alkanolamin oder Fettamin, und die Wasserphase besteht aus

0*05 bis 3 Gewichtsteilen Alkaliseifen von Fettsäuren und 45 bis 60 Gewichtsteiien Wasser«

3* Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1 in gebrauchsfertiger Form, gekennzeichnet dadurch, daß die Ölphase besteht aus

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0,5 bis 10 Gewichtsteilen Triglyceridöl, 6,1 bis 2 Gewichtsteilen Fettsäuremonoglycerid,

0,05 bis 2 Gewichtsteilen Fettsäure und

0,05 bis 1 Gewichtsteil Alkanolamin oder Fettamin, und die Wasserphase besteht aus 0,05 bis 0,5 Gewichtsteilen Alkaliseifen von Fettsäuren und
90 bis 98 Gewichtsteilen Wasser.

4· Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,,daß das Triglyceridöl ein Fettöl ist, bei Raumtemperatur flüssig ist und einen Ölsäuregehalt (018:1^ von mindestens 45 Gew»~$ hat, wie Olivenöl, Erdnußöl und Rapsöl vom Typ mit niedrigem Erucasäure™ gehalt und die niedrigst schmelzenden Fraktionen fraktionierter Fette, wie Palmolein oder tierische Oleine«

5· Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fettsäuren in dem_Fettsäuremonoglycerid Fettsäuren mit 16 und/oder 18 Kohlenstoffatomen sind, wobei mindestens 40 Gew«-% aus.Ölsäure (C18:1), vorzugsweise aus Ölsäuremonoglycerid, bestehen«

Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Fettsäuremonoglycerid ein Produkt vom technischen Reinheitsgrad benutzt, worden ist, das durch Veresterung eines Triglyceridöls nach Punkt 4 mit Glycerin erhalten worden ist«

Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekennzeichnet

I
und vorzugsweise Ölsäure ist»

dadurch, daß die Fettsäure einen Titer unter 25 ⁰C hat

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8« Metailbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekonnzoich-= net dadurch, daß das Alkanolamin vorzugsweise Trxäthanolamin ist oder daß das Fettamin vorzugsweise'Dodecylamin ist»

9« Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Alkaliseifen der Fettsäuren- Natrium- oder .Kaliumseifen von Fettsäuren mit" einem Titer unter 25 ⁰C und vorzugsweise Natrium- oder Kaliuinoleat sind«

O₄. Metallbearbeitungsemulsion nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß 20 bis 40 Gew«-% des Triglyceridöls durch einen Hochdruckzusatz ersetzt worden sind, der aus leicht chloriertem oder sulfuriertem Triglyceridöl bestehte