DE1594609A1

DE1594609A1 - Emulgierbare Schmieroelzusammensetzung

Info

Publication number: DE1594609A1
Application number: DE1966S0103037
Authority: DE
Inventors: Burkhill Peter Irlam
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1965-04-07
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1970-07-09
Also published as: BE679049A; GB1075196A; NL6604507A; AT257795B; FR1474584A

Description

DR. CLItAIfTH JUNO UNO ON. VOLKIII VOSSfU» PATtNTANWALTI IMlNCHlHtI . SIIOISSTNASSItt · TILtPONMMtT · TILIONAMM-AONfSSt: INVINT/MONCHIN

5. te1) 1966

P 5771 ( /Jcä)

SHELL IHTERNAIIOIiALE iffiSEARCH HAAiCSOHAPPIJ N.V. Ben Haag , Niederlande

"Emulgiarbare Schaierölausamnieneetzunc"

Priorität: 7. April 1965» GrossBritannien Anmelde-Nr.: 14742/65

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf emuigierbaxe Schmierölzueanunensetzungen und insbesondere auf eiaulgierbare Schmierölzusammensetzungen, die als Konzentrate flir Metallbearbeitungeuiieohungen geeignet Bind und die nach .Diepergierung mit Wasser Mischungen ergeben» welche als KUhI- und Schmiermittel für die Metallbearbeitung geeignet sind.

QmMaa d*i vorliegenden Erfindung enthält eine emulglerbare Smmi±QE®l%uu&!Mim.£iQtzun& einen grösseren Anteil eines mineralischen Itesis^Hiälerölis und kleinere Anteile eines Kondeneatione- u£ einen« /Ixylenoxyd und einer organischen Verbindung.

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ORiGuNAL

die im Molekül wenigstens ein aktives Wasserstoffatom für die Kondensation verfügbar aufweist, und eines gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Alkohole mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette.

Solche Zusammensetzungen können fUr die Anwendung als Metallbearbeitungeroisohun&en, z.B. für das Kaltwalzen von Stahl» mit 1 bis 99 Gew.-Teilen Wasser verdünnt werden, Beigen gute Waleeigenschäften und ermöglichen es, gewisse Kachteile su vermeiden, die sich bei bisher vorgeschlagenen Metallbearbeitungemilohungen ergeben. So zeigen die Zusammensetzungen gemäss der Erfindung nur eine geringe Tendenz stur Flockenbildung auf Bandstahl «fahrend der Ausglühbehandlung und dementsprechend ist es nioht nötig, die Zusammensetzungen von dem bandmaterial vor dem Ausglühen su entfernen; die erfindungsgemässen Zusammensetzungen sind im allgemeinen bei Temperaturen Ii Bereich von O⁰O flüsigkeiten und zeigen daher kaum die Tendenz, bei Umgebungetemperatur fest su werden; die erflndungsgemäesen Zusammensetzungen zeigen nioht den Geruch, der normalerweise den Netallbearbeitungsmischungen auf Basis gewisser fetter öle anhaftet und sie sind ferner zur Verwendung als Naohbeizöle geeignet, wodurch es sich erübrigt, ein separates öl für diesen Zweck einzusetzen.

Sa« vorstehend erwähnt· Kondensationiprodukt ist vorsuesveis« das Kondensationsprodukt von Ithyltnoxyd oder Propylene*/* ■£% gewissen aliphatischen Alkoholen, geradkettig·» odtr v*rst*lgt~ kettigen Alky!phenolen, primären und sekundären aliphatischen Aminen und gesättigten oder ungesättigten Carbonsäuren. Bin gt-^

009828/1412 ■ Bad orig'/nal ·

eignetes Kondensationeprodukt ist z.B. ein Kondensationsprodukt eines aliphatischen Alkohole mit 8 bis .20 Kohlenetoffatomen in rdolekUl und Äthylenoxyd-, beispielsweise das Kondeneationsproduxt aus 1 Hol Oleylalkohol und 6 Holen Äthylenoxyd. Ein ander·· geeignetes Kondensationsprodukt kann duroh Kondensation von beispielsweise 1 Hol Isoootylphenol mit 4 bis 5 Kolen Äthylenoxyd erhalten werden; wieder ein anderes geeignetes Kondeneationeprodukt wird erhalten, indem man aliphatische Carbonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenatoffatomen Im Molekül mit Äthylen- oder Propylenoxyd kondensiert, wobei ein Beispiel hiefür da· Kondensationsprodukt aus ölsäure und 2 bis 20 Holen Äthylenoxyd ist.

Bevorzugte Kondensationsprodukte werden durch Kondensation von Alkylenoxyden, insbesondere Äthylen- und Propylenoxyden, und primären oder sekundären aliphatischen Aeinen erhalten, die Alkylgruppen mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen im Molekül enthalten, z.B. Kondensationsprodukte von Äthylenoxyd und Dioctylamin, Dodeoylamin oder Hexadeoylamin, und von Äthylenoxyd und teohnisehen Mischungen solcher Amine. Hiechungen beliebiger der vorerwähnten Kondeneationsprodukte kOnnen ebenfalls verwendet werden.

Aliphatische, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignete Alkohole können gesättigt oder ungesättigt, geradkettig oder verzwelgtkettig sein und vorzugsweise 14 bis 22 Kohlenstoffatome in der aliphatischen Kette enthalten. Geradkettig· Alkohole werden bevorzugt, beispielsweise Oleylalkohol, Cetylalkohol und utearylalkohol. Mischungen dec oben erwähnten Alkohole können ebenfalle verwendet werden»

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BAD ORJGlNAL

.Oie emulgierbaren r>chmierölzusaißiüensetzungen geraäes der vorliegenden Erfindung enthalten vorteilhafterweise Korrosionsinhibitoren oder Mischungen von Korrosionsinhibitoren, beispielsweise aliphatische Amine oder Diamine, Ketall- oder Anlnealze von Alkaryloulfon- oder -carbonsäuren, und Komplexe Materialien, die durch Reaktion von aliphatischen Aminen mit Alkylcarboneäuren erhalten werden, z.B. das Reaktionsproduict von Diethanolamin mit Ölsäure. Ganz besonders vorteilhaft sind aliphatische Diamine der allgemeinen Formel U-NH-(CH₂J_n-KHg, in welcher R vorzugsweise eine aliphatische Kette mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet. Diese Diamine können duroh Kondensation eines geeigneten Amins mit Acrylnitril und nachfolgender Hydrierung zum entsprechenden Diamin erhalten werden. Aliphatisohe Amine dieses Typs werden von der Firma Armour Chemical Co» unter der Bezeichnung "Duomeen" in den Handel gebracht, wobei β.B. Duomeen C in der oben beschriebenen Weise hergestellt wird, wobei ein Dodecyl (Kokosnussfettsäure) amin verwendet wird.

Das iüineralisohe Basissohmieröl let vorzugsweise ein Kohlenwasserstofföl mit einer Viskosität im Bereich: von 40 bis 200 seo. Redwood 1 bei 60⁰C. öle mit hohem Viekositäteindex werden bevorzugt, beispielsweise öle mit einem Yiskosltätsindex von wenigstens 50 und vorzugsweise von wenigstens 75·

Das oben definierte Kondensationsprodukt und der aliphmtisohe Alkohol der erfindungsgemässen Zusammensetzung kunnen jeweils in Mengen bis zu 25 uew.-^ verwendet werden. Das Kondensationsprodukt wird vorzugsweise in Mengen zwischen 1 und 10 Gsw.~jf»

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und der aliphatisch^ Alkohol in Mengen zwischen 1 und 15 Gew.-Ji verwendet. Korrosionsinhibitoren können In Mengen bis eu 10 Gew.-^ Anwendung finden.

Gewünschtenfalls können geringe Mengen anderer Zusätze in den emulgierbaren (^zusammensetzungen gemäss der Erfindung verwendet werden, beispielsweise Bakterizide, wie m-Kfesol, Antioxydationsmittel, Antischaummittel und Kupplungsmittel, wie ein niedriger Alkohol oder Partialester eines mehrwertigen Alkohole. Diese Zusätze können den emulgierbaren (^zusammensetzungen vor der Dispergierung mit Wasser zugesetzt werden.

Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beispiele für emulgierbare Schmierölzusammensetzungen veranschaulicht, in welchen alle Mengenangaben, soweit nichts anderes angegeben ist, Gew.-jf bedeuten.

Beispiel 1	Zusammensetzungt	S	15)	Gew.-jt;
Polyäthoxyllertes Alkylamin (Ethomeen Oleylalkohol			5 5

N-Koko«nuesölfetteäure-l,3-propylendiaiain ₂

(Duomeen C)

Mineraliohnieröl alt einen Viskositäts-

index rob 65 (RTI 65) 88

BAD ORIGINAL

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Zusammensetzung: Gew. -

Polyäthoxjrliertes Alkylamin (Ethomeen S 15) 6

Oleylalkohol 4

N-Kokoanussölfetteäure-1,3-propylendiaiain ₂

(Duomeen C)

fcher.-.-fmder Zusatz (Antara IH 600)^X 0,5

Mineralschmieröl mit einem Viskositäts-

index von 65 . (HVI 65) 87,5

x) Der verschleisshemmende Zusate wird der Miechung beigegeben, um eine Oberflächenbeschädigung des Bandstähle während der Aufroll- und Abrollvorgänge zu vermindern·

Beispiel 3 ·

Zusammensetzung t

Polyäthoxyliertee Alkylamin (Ethomeen S 15) 4

Polyäthylenglykol-200-dioleat ^x* θ

01 ey IaU ohol . 1

N-Kokoenueaölfetteäure-1,3-propylendiaaln ₁

(Duoeeen C)

Mineralsohmieröl mit einem Viekosität·-

index von 65 (HVI 65) 86

x) Polyäthylenglykol 200 bedeutet «in Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewioht Von 200.

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10	,5
4	,5
15	.0
0
35
35

Beispiel 4 Zusammensetzung: Qe w«-3

Polyäthoxyliertes Alkylamin (Ethomeen S 15) N-Talg-1,3-propylendiamin (Duomeen T) Oleylalkohol
Verschleissheminender Zusatz (Antara LM 600)

Mineralschmieröl mit einem Viskositätsindex von 65 (HYI 65)

MineralSchmieröl mit einem Viskositätsindex von 160 (HVI 160)

Beispiel 5

Zusammensetzung: Gew,-jtx Polyäthoxyliertes Alkylamin (Ethomeen S 15) 6 Oleylalkohol 4

Cyolohexylaminsälz einer Alkarylsulfonsäure 2 Versohleisshemmender Zusatz (Antara IM 600) 0,5

Mineralβohmieröl mit einem Vlskositäts-

index von 65 (HVI 65J 87,5

Die Zuriammensetsungen der vorhergehenden Beispiele wurden .in ( einer Konzentration von 5 Gew.-^ der emulgierbaren ölBuearaaenseteung in destilliertem Wasser in einem Stahlwalstest wie folgt geprüft:

Voll ausgeglühte Flueseieenetreiftn mit den Abmessungen 76#2 ma χ 305 mm χ 1*27 mm wurden kalt gewallt» wobei die Schmierung und Kühlung mit der su prüfenden Emulsion erfolgte; das Waisen erfolgt· bei einer Waisenbreite von 254 mm und einem Walzendureh- .

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BAD OFUGtNAL

messer von 254 nun. Das Walzen wurde mit einer Folge von fünf Walaeneinstellungen durchgeführt, wobei eich eine Walzenltlast ung jο Durchgang von etwa 60 t ergab. Die Parallelein&~tellung der walzen una die Kalibrierung der Walzeneinstellungen wurden unter Verwendung von Bleietreifen durchgeführt. Am Ende der Walzfolge mit fünf Durchgängen wurde das Austrittsmase der so gewalzten Stahletreifen mit einer Genauigkeit von 0,013 min gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Tabelle :

Zusammensetzung, Beispiel:	Dicke der Stahlstrelfen nach einer Walzfolge mit 5 Durch gängen in mm
1	0,267
2	0,254
3	0,279
4	0,254
5	0,305

Drei übliche emulgierbare Sohmierulzusammensetzungen, die fette öle enthielten und dafür bekannt sind, das· sie gute Metallwal«- elgenechaften Aufweisen, wurden in gleicher Veite geprüft, wobt i der oben beschriebene Stahlwaleteet angewendet wurde; dabei wurden Streifendicken von 0,292 mm, 0,279 mm und O₉305 mm er- ' halten; ein Vergleich der erhaltenen Werte selgt die guten Metallwalze igenschaf ten der erfindungegemässen Zusammensetzungen,

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Nach dem Walzen wurde Bandmaterial, das unter Verwendung von Zusammensetzungen gemäss der Erfindung gewalzt Worden war, und Bandmaterial, das unter Verwendung üblicher, fette öle enthaltender Mischungen gewalzt worden war, dicht aufgerollt und während eines Zeitraumes von 6 Stunden bei einer Temperatur von 75O°C in einem Laboratoriums-Ausglühofen belassen. Am Ende dieses Zeitraumes zeigten Bandmäterialien, die in Gegenwart Ton Zusammensetzungen ge/aäs3 der vorliegenden Erfindung ausgeglüht worden waren, keine Fleckenbildung, wohingegen die Bandmaterialien, die in Gegenwart der üblichen, fette öle enthaltenden Mischungen ausgeglüht worden waren, verschiedene Grade von ?leokenbildung aufwiesen.

Die Mischungen gemäss der vorliegenden Erfindung besitsen, wie gefunden wurde, einen milden Geruoh, sum Unterschied von dem ranzigen Geruch, der oft bei MetallweJLsaisohungen mit einem Gehalt an fetten Ölen beobaphtet wird.

Vor dem Kaltwalren let es üblich, den Zunder von dem heissf*- walsten Metall durch Bcisen des Metalls in verdünnter Säure su entfernen, worauf nan das Metall sur Entfernung der Säure wäscht, trocknet und,mit einem öl besprüht, um Korrosionen während dee Lagsrseltrsumes su vermelden., der aas praktischen Gründen üblicherweise Kaltwmlsbehandlungsn vorausgeht· Öle sum Sohuts des Metalls verwendeten öle müesen entweder vor dem KmItwelsen entfernt werden, oder sie müssen mit den beim JCaltwalsverfmhren verwendeten Mieohungen verträglich sein, In welchem es wünschenswert ist« dass das Öl gewisse KmltwmlsSlgcn-

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schäften besitzen soll. Die Zusammensetzungen gemäse der Erfindung haben den weiteren Vorteil, dass sie beim Aufbringen auf gebeiztes Metall einen guten Korrosionsschutz ergeben» wobei ea Bion erübrigt, eine besondere Mischung für diesen Zweck rorausehen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. _t Emulgierbare SchmierölzusanuaensetEungen, welche einen grösseren Anteil eines mineralischen Baeiesohmierüle enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass sie ale Zusatzstoffe kleinere Anteile eines Kondensat!oneproduktes aus einem Alkylenoxyd und einer organischen Verbindung, welche wenigstens ein aktives Wasserstoff aton im Molekül nur Kondensation verfügbar aufweist, und sines gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Alkohols mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette enthalten.-

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Verbindung ein aliphatisoher Alkohol ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol 8 bis 20 Kohlenstoffatome ie Molekül aufweist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3» dadurch gekenn zeichnet, dass der Alkohol Oley!alkohol ist.

*5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, dass die organische Verbindung sin geradkettiges oder rersv*igtkettig«* Alkylphenol 1st.

009828/.US2 · bad original

6. Zusammensetzung naoh Anspruch 5, daduroh gekennzeichnet, daas das Phenol Isoootylphenol 1st.

7*. Zusammensetzung naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Verbindung ein· aliphatische Carbonsäure ist.

8. Zusammensetzung nach Anspruoh ?, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbonsäure 8 bis 20 Kohlenstoff atome im Molekül aufweist.

9. Zusammensetzung naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dl· Carbonsäure ölsäure ist.

10. Zusammensetzung naoh Anspruoh 1, dadurohgekennae lohnet, dass die organische Verbindung ein primäres oder sekundäres aliphatisohes Amin ist.

11. Zusammensetzung naoh Anspruch 10, daduroh gekennzeichnet, dasβ das Amin eine Alkylgruppe τοη bis 22 Kohlenstoffatomen im Molekül aufweist.

12. Zusammensetzung naoh Anspruoh U, daduroh g · kennzeichnet, dass das Amin Üiootylamin, Dodeoylamin, Hexadeoylamin oder eine technische Misohung davon ist.

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13« Zusammensetzung naöh einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r ο h gekennzeichnet, dass da· Alkylenoxyd Äthylenoxyd ist·

14. ZuBammensetzung naoh einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylenoxyd Propylonoxyd ist.

15. Zusammensetzung nach Anspruch 4 und 13, dadurch g β kennzeichnet, dass sie das Kondensationeprodukt aus 1 Mol Oleylalkohol und 6 Holen Äthylenoxyd enthält.

16. Zusammensetzung naoh Anspruch 6 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass sit das JCondenaatioaeprodukt aus 1 Mol Ieoootylphenol und 4 Die 5 Molen Äthylenoxyd enthält.

17. Zusammensetzung naoh Anspruch 9 und 13» dadurch g s kennzeichnet, dass sie das Kondsnsationsprodukt aus 1 Hol ölsäure und 2 bis 20 holen Äthylenoxyd enthalt.

18· Zusammensetzung naoh einen der Anspruchs 1 bis 17* d a duroh fekennseichnet, dass der alipfcatiSoh* Alkohol sin gtradksttiger Alkohol ist.

19» Znsaamsnssteung naoh Ansprach 18, d a d u r ο h pk i η η κ « 1 ο b r. ι t, dass de» Alkohol Olsylalkohol, Cstylalkohol ©der StsarylalkoAOl ist«

BAD ORIGINAL '

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20. Zusammensetzung nach, einem der Ansprüche 1 bis 19» dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich einen Korrosionsinhibitor enthält.

21. Zusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Korroalonsinhibitox ein aliphatischea Anin oder Diamin, ein Metall- oder Aminsalz einer Alkarylsulfonaäure oder Carbonsäure, oder dos Reaktionsprodukt eines aliphatischen Amins und einer Alkylcarbonsäure ist.

22. Zusammensetzung naoh Anspruch 20 odtr 21, d a d u r ο h gekennzeichnet* dass der Korrosionsinhibitor «in Reaktionsprodukt von Diäthanolamin und Ölsäure iet.

23· Zusammensetzung naoh Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, date »ie ein aliphatieohes Diaain enthält, da· die Allgemein· Formel R-IH-(CHg)_n-HH₂ aufweist, worin R eine C₁₀_₁₈-aliphatiso|ie Kette darstellt.

24· Zusaaeensetzung naoh eine« der Anspruch« 1 bis 23, d a du roh gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstoff*«. ·1η· n»kositäf la Bereich τολ 40 Ms 200 Sekunden naah Redwood Z bei 60⁰O aufweist.

2$· XussjBMneetzung naoh Anspruoh 24» dadurch |ikennzeichnet, das· da· tohl*nwaee»r*tofföl el&«a Viekositätsindex τοη wenigstens 90 aufweist.

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26. Zusammensetzung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kohlenwasserstofföl enthält, welches einen Viskositätsindex von wenigstens 75 aufweist.

27* Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass da· Kondensationsprodukt in einer Menge bis zu 25 Gew.-jf vorliegt.

28. Zusammensetzung nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensationeprodukt In einer Menge von 1 bis 10 Gew.-^ vorliegt. ·

29« Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, d a durch gekennzeichnet, dass der aliphatische Alkohol in einer Menge bis zu 25 Gew.-jC vorliegt.

30. Zusammensetzung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensationeprodukt in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-^ vorliegt.

31. Zusammensetzung nach einen der Ansprüche 1 bis 30, d a durch gekennzeichnet, dass sie einen Korro- -sionsinhibitor in einer flenge bis zu 10 Gew.-jC enthält.

32· Zusammensetzung naoh einen der Ansprüche 1 bis 31» dl· mit 1 bis 99 Gew.-Teilen Wasser verdünnt 1st.

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