DE1298672B - Korrosionsverhinderndes Metallbearbeitungsmittel - Google Patents

Korrosionsverhinderndes Metallbearbeitungsmittel

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DE1298672B
DE1298672B DEF52971A DEF0052971A DE1298672B DE 1298672 B DE1298672 B DE 1298672B DE F52971 A DEF52971 A DE F52971A DE F0052971 A DEF0052971 A DE F0052971A DE 1298672 B DE1298672 B DE 1298672B
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Hoechst AG
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Description

Für die Bildung der Salze mit den vorstehend genannten Sulfonamidocarbonsäuren kommen bemehr oder weniger gut geeignet. Emulsionen dieser 15 liebige anorganische oder organische Basen in Be-Art weisen jedoch sowohl in der praktischen Hand- tracht, sofern sie zu wasserlöslichen Produkten führen, habung als auch in den Eigenschaften eine Reihe von Dabei soll unter »wasserlöslich« auch der kolloidale, Nachteilen und ungünstigen Eigenschaften auf. So emulsoide oder suspensoide Zustand verstanden wermuß zur Herstellung solcher Emulsionen möglichst den. Für die Salzbildung können z. B. Alkalien oder Wasser geringer Härte verwendet werden. Es sind besondere Vorsichtsmaßregeln beim Ansatz der Emulsionen einzuhalten. Unter Betriebsbedingungen ändern bekanntlich Emulsionen ihre Zusammensetzung. Sie verlieren entweder Wasser oder öl, was wiederum ein stetiges Nachkontrollieren der Zusätze an öl bzw. Wasser unerläßlich macht. Oftmals rahmen Emulsionen auf, zerfallen unter dem Einfluß zu hoher Temperatur oder werden von Bakterien angegriffen. Von Nachteil ist ferner, daß Emulsionen undurchsichtig sind, so daß das Werkstück sich der Beobachtung während des Bearbeitungsvorgangs entzieht. Schließlich müssen verbrauchte Emulsionen nach erfolgter Anwendung aus Abwassergründen in einer Anlage gespalten werden.
Man hat nun aus diesem Grunde versucht, ölfreie, wasserlösliche, korrosionsverhindernde Metallbearbeitungsmittel zu entwickeln, welche auch bei starker Verdünnung wirksam sind und die vorstehend geschilderten Nachteile der Emulsionen nicht aufweisen.
vorzugsweise organische Basen, wie Mono-, Di- und Trimethylamin, Mono-, Di- und Triäthylamin, Monoisopropylamin, Mono- und Dibutylamin, 3-Methoxypropylamin, Mono - 2 - äthylhexylamin, Dimethylaminopropylamin, Mono-, Di- und Triäthanolamin, 3 - Aminopropanol, Monomethyläthanolamin, Dimethyläthanolamin, Monoisopropanolamin, Triisopropanolamin, Cyclohexylamin, Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin, MorpHolin, Pyridin, Chinolin, Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Pentaäthylenhexamin oder auch Amine, z. B. Fettamine, die mit Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen umgesetzt wurden, oder andere verwendet werden.
Für die Salzbildung können die Komponenten in stöchiometrischem Verhältnis oder auch jeweils eine Komponente im Überschuß eingesetzt werden.
Die beanspruchten Metallbearbeitungsmittel können allein oder in Mischung mit bekannten Metallbearbeitungsflüssigkeiten oder wäßrigen ölemulsionen verwendet werden. Die Mittel können in wäßrigen
Als derartige wasserlösliche Produkte wurden solche 40 Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen zur An-
auf Basis langkettiger Alkylsulfonamidocarbonsäuren oder langkettiger Alkylarylsulfonamidocarbonsäuren vorgeschlagen. Auch diese Produkte konnten jedoch nicht voll befriedigen. So ist z. B. die Korrosionswendung kommen. Es ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Mittel, daß sie bereits bei geringer Konzentration eine sehr gute Wirksamkeit besitzen. In vielen Fällen kann noch bei Konzentrationen von
schutzwirkung für viele Zwecke nicht ausreichend. 45 0,1 Gewichtsprozent eine ausreichende Wirkung erzielt
Oft stören auch andere nachteilige Eigenschaften, wie zu starkes Schäumen oder Kleben auf den Maschinen. Andere im Gebrauch befindliche ölfreie Metallbearbeitungsflüssigkeiten neigen nicht so stark zum Schäumen. Sie besitzen dafür jedoch eine geringere Korrosiorisschutzwirkung.
Es wurde-nun überraschenderweise gefunden, daß Alkali- oder Aminsalze der Sulfonaminocarbonsäuren der allgemeinen Formel I
(R1)(R2J-Ar-
Il
S-N-R4-CO2H O R,
werden.
Für die Sulfonamidocarbonsäuren in der Formel I ist es wesentlich, daß der Alkylenrest R4 eine Kettenlänge von mindestens 4 Kohlenstoffatomen aufweist.
Im allgemeinen kommen Verbindungen in Frage, in denen die Kettenlänge bis zu etwa 15 Kohlenstoffatome umfaßt. Vorzugsweise kommen Verbindungen zur Anwendung mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkylenkette.
Als erfindungsgemäß zu verwendende Verbindungen der Formel I seien beispielsweise genannt: Benzolsulfonyl-o-aminovaleriansäure, Benzolsulfonyl-N-methyl-(5-aminovaleriansäure, Benzolsulfonyl-f-aminocapronsäure, Benzolsulfonyl - N - methyl -1- aminocapronsäure, p-ToluolsuIfonyl-f-aminocapronsäure, ρ - Toluolsulfonyl - N - methyl - <■· - aminocapronsäure, Benzolsulfonyl-N-äthyl-f-aminocapronsäure, Benzolsulfonyl-N-butyl-f-aminocapronsäure, Xylolsulfonyl-N - methyl -1- aminocapronsäure, Benzol - (1,3) - di-
sich mit besonderem Vorteil als Metallbearbeitungsmittel mit hochwirksamem Korrosionsschutz und
guter Schmierwirkung sowie geringer Neigung zum 65 (N-methylsulfonamidocapronsäure), Naphthalin^ 1,6)-Schäumen sowie als Korrosionsschutzmittel in wäß- di-(N-methylsulfonamidocapronsäure),Anthracen-(2)-
riger Phase eignen. sulfonyl - N - methyl -«- aminocapronsäure, Benzol-
In der Formell bedeuten R1 und R2 Wasserstoff, sulfonyl-N-methyl-//-aminocaprylsäure, p-Toluol-
sulfonyl - N - methyl - ff - aminooctan - α - carbonsäure, Benzolsulfonyl - τ - aminononan - α - carbonsäure, p-Toluolsulfonyl-w-aminoundecansäure, 4-Methoxybenzolsulfonyl - N - methyl - f - aminocapronsäure, 4 - Chlorbenzolsulfonyl - N - methyl - S - aminovaleriansäure, 2,4-Dichlorbenzolsulfonyl-N-methyl-f-amino capronsäure, Hexylbenzol- und Isopropylbenzol-N-methyl-f-aminocapronsäure.
Das erfindungsgemäße Metallbearbeitungsmittel ist auch allein als Korrosionsschutzmittel mit sehr guter Schmierwirkung und ausgeprägter Schaumarmut zu verwenden. Dies gilt überraschenderweise selbst im Falle von Produkten auf der Basis langkettiger Aminocarbonsäuren, beispielsweise der Benzolsulfonyl-ro-aminoundecansäure. -
Die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Produkte hinsichtlich Korrosionsschutz, Schmierwirkung und Schaumneigung zeigt sich z. B. bei einem Vergleich mit einem handelsüblichen Produkt auf Basis einer langkettigen aliphatischen Sulfonamidocarbonsäure. Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Produkte besteht auch gegenüber analog entsprechend der Formel I aufgebauten Verbindungen, bei denen jedoch der Alkylenrest R4. weniger als 4 Kohlenstoffatome in der Kette umfaßt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Produkte gegenüber diesen Verbindungen und gegenüber den bekannten langkettigen, aliphatischen Sulfonamidocarbonsäuren sind aus den in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellten Untersuchungsergebnissen ersichtlich. Bei diesen Untersuchungen wurde die Korrosionsschutzwirkung der verschiedenen Produkte I. nach dem sogenannten Herbert-Test mit Stahlspänen auf einer Graugußplatte (vgl. »IP-Standards for Petroleum and its Products«, IP 125/63 [T]) und II. nach der gleichen Testmethode, jedoch mit Graugußspänen (GG 22) auf Stahlplatten, geprüft. Zur Untersuchung der Schmierwirkung wurde die Reibverschleißwaage nach Reichert herangezogen, wobei die Abriebfläche »F« in mm2 und die spezifische Flächenpressung in kg/cm2 gemessen wurde. Die Schaumwirkung wurde nach DIN 53902 bei 25" C ermittelt.
Die Bewertung des Korrosionsschutzes nach den beiden angewandten Untersuchungsmethoden I und 11 wurde nach folgender Benotungsskala vorgenommen:
4 Bezeichnung Korrosionsschutz
+ + + sehr gut
5 ++( + ) gut
+ + - ausreichend
.] vorhanden, jedoch nicht
ausreichend
(-) nur noch gering
gleich Null
Konzentration
der wäßrigen
I ösunt?		 Korrbsionsschutzwirkung Wasser E II Gußspäne/Stahlplatte Wasser E Schmierwirkung spez. Flächen
pressung
Nr.
der
Ver		 (Gewichts I Stahlspane/Gußplatte 10" dH Wasser*) Brunnen
wasser		 10" dH Wasser*) Belastung 1500 g
je 100 Laufmeter
in Brunnenwasser		 (kg/cm2)
bindung prozent) Brunnen
wasser		 20" dH , „ Abrieb 100
5,0 20° dH --(-) (mm2)
1 3,0 + + - 1 30
2,0 + + -
1,0 + +( + ) + — 93
0,5 + + - 105
5,0 32,2 90
3,0 28,8
2 2,0 , , _ 33,0 85
1,0
0,5 . _ 35,1
Für die Untersuchungen wurden im einzelnen folgende Produkte herangezogen:
Verbindung 1 Aliphatische Sulfonamidocarbonsäure— Triäthanolammoniumsalz mit im Mittel 16 Kohlenstoffatomen im Alkylrest (Vergleichssubstanz)
Verbindung 2 Benzolsulfonyl-N-methyl-u-aminoessigsäure— Triäthanolammoniumsalz (Vergleichssubstanz)
Verbindung 3 Benzolsulfonyl-N-methyl-y-aminobuttersäure—
Triäthanolammoniumsalz Verbindung 4 Benzolsulfonyl-N-methyl-o-aminovalerian-
säure—Triäthanolammoniumsalz Verbindung 5 Benzolsulfonyl-N-methyl-f-aminocapronsäure—
Triäthanolammoniumsalz Verbindung 6 p-Toluolsulfonyl-N-methyl-p-aminocapronsäure—Triäthanolammoniumsalz
Verbindung 7 Naphthalin^ 1,5)-di-(N-methylsulfonamidocapronsäure)—Triäthanolammoniumsalz
Verbindung 8 Benzolsulfonyl-w-aminoundecansäure— Triäthanolammoniumsalz
Verbindung 9 4-Chlorbenzolsulfonyl-f-aminocapronsäure Triäthanolammoniumsalz
Schaumvermögen
sehr stark
sehr stark
gering gering
gering
*) Enthärtetes Wasser (2 bis 3" dH).
Fortsetzung
Konzentration
der wäßrigen		 Korrosionsschutzwirkung Wasser E II Gußspäne/Stahlplatte Wasser E Schmierwirkung spez. Flächen-
■ pressung		 Schaum
Nr.
der		 Lösung I Stahlspäne/Gußplatte 10° dH Wasser*) 10° dH Wasser*) Belastung 1500 g
je 100 Laufmeter
in Brunnenwasser		 (kg/cm2) vermögen
Ver (Gewichts Brunnen
wasser		 105
bindung prozent) Brunnen
wasser		 20° dH Abrieb
5,0 20° dH + + + (mm2) 95 gering
3 3,0 28,8 90
2,0 gering
1,0 31,6 90 gering
0,5 + 33,3 90
5,0 + + + gering
4 3,0 33,3 95 gering
2,0 + + -
1,0 + + + + + + 131 gering
0,5 + + - + + + + + + 31,6 94
5,0 + -- + + + + +( + ) + + + gering
5 3,0 + + + + + + + + + 23 94 gering
2,0 + + - + + + + +( + ) 32
1,0 + + + + + + 137 gering
0,5 + + + + + + + + + 32 110
5,0 + + + + +( + ) + + + gering
6 3,0 + + + + + + + + + 22 91 gering
2,0 + +( + ) + + - + + - 27
1,0 + + + + + + 151 gering
0,5 + + + + + + + + + 33 gering
5,0 + +( + ) + + + + +( + ) + + + gering
7 3,0 + + + + + + + + + 19,8 gering
2,0 + + - + + + + .+ ( + ) gering
1,0 260 gering
0.5 + + + 240 gering
5.0 + + - + + - gering
8 3.0 11,5 240
2,0 I 12,5 gering
1,0 145 gering
0,5 + + - 12,5 gering
5.0 + + + gering
9 3,0 20,9 105
2,0 + + -
1,0 gering
0,5 + + - 28,5
:
·) Enthärtetes Wasser [2 bis 3 dH).

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Metallbearbeitungsmittel und Korrosionsschutzmittel, bestehend aus Alkali- oder Aminsalzen von Sulfonamidocarbonsäuren der allgemeinen Formel I
    (R1)(R2)- Ar —
    Il
    S-N-R4-CO2H O R3
    worin R1 und R2 Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 Kohlen-Stoffatomen, wobei die Summe der Kohlenstoffatome von R1 und R2 die Zahl 7 nicht überschreiten soll, Ar einen Benzol-, Naphthalin- oder Anthracenrest, R3 Wasserstoff, einen Alkylrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, den /S-Cyano-
    äthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R4 einen gegebenenfalls durch eine oder mehrere Methyl- oder Äthylreste substituierten Alkylenrest mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen und η 1 oder 2 bedeutet, gegebenenfalls in Mischung mit bekannten Metallbearbeitungsflüssigkeiten oder wäßrigen ölemulsionen.
    909527/436
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