DE1298672B - Korrosionsverhinderndes Metallbearbeitungsmittel - Google Patents
Korrosionsverhinderndes MetallbearbeitungsmittelInfo
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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)
- Patentanspruch:Metallbearbeitungsmittel und Korrosionsschutzmittel, bestehend aus Alkali- oder Aminsalzen von Sulfonamidocarbonsäuren der allgemeinen Formel I(R1)(R2)- Ar —IlS-N-R4-CO2H O R3worin 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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