DE1907583A1 - Amin-Zwitterionen als Schmiermittel auf Wasserbasis - Google Patents

Amin-Zwitterionen als Schmiermittel auf Wasserbasis

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DE1907583A1
DE1907583A1 DE19691907583 DE1907583A DE1907583A1 DE 1907583 A1 DE1907583 A1 DE 1907583A1 DE 19691907583 DE19691907583 DE 19691907583 DE 1907583 A DE1907583 A DE 1907583A DE 1907583 A1 DE1907583 A1 DE 1907583A1
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methyl
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Atherton James Garland
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Armour Industrial Chemical Co
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Description

Sch/Gl M 1409
ABMOUE INDUSTRIAL OHEMICAIi CPMPAHY8 Chicago, Illinois. /USA
Amin-Kwitterionen als Schmiermittel auf Wasserbasis
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um wässrigen Systemen eine Schmierwirkung au verleihen«
Auf verschiedenen Gebieten, auf denen Metalloberflächen in reibendenMund abnützenden Kontakt alteinander gebracht wer= den, so dass die Verwendung von Schmiermitteln erforderlich ist* hat es sich herausgestellt, dass organische Öl© nicht vollständig befriedigend sind, Beispielsweise besteht in wässrigen Systemen, wie sie zum Pumpen von Wasser in den Grund für eine sekundäre Ölgewimmng verwendet werden, eine Neigung der ölschmiermittel, sich auf der Pumpe abzuscheiden. Werden organische Öle, wie beispielsweise Mineralöle,
909838/1270
als Bohrflüssigkeiten verwendet, dann muss .eine erhebliche Seit aufgebracht werden, um die· Öle von dem Produkt su entfernen. Susätzlieh kann die Verwendung organischer öle mit einer Feuer«= gefahr verbun&an sein* wobei diese öle ausserdaia rait anderen'■-".-. Additiven, die dem wässrigen System sugesetst werden, nicht verträglich sein köHn©ns wobei ausssrdem eine Meigimg'dahingehend bestehen kann, dass die Öle unter feestiismt©n ücht« und Druokbediagungen ihr Sohiaiervermügen verlieren. In neuerer Zeit wurden bestimmte Schmiermittel"auf WaseeEbasis» die frei von Mineralölen sind, vorgeschlagen,, Beispielsweise wird in der US-Patentschrift 5 34β 499 di@ Verwendung von bis-C2-Hydroxyäthyl^aliphatischen Aminojcyden beschrieben«, Wenn auch dies© Aminoxyde unter vielen Bedingungen, zufriedens-tellend-/ arbeiten, so begrenzt äernioch ihr© mangalnde Wänaestabilität ihre Terwendung als Schmiermittel auf Wass©rbasia beiß Vor-? liegen von erhöhten Temperaturen.. Ferner warden !Fettsäuren sowie deren Salze und a-Sulf©säuren- als S'chmiersiittel auf Was«- serbasis verwandet, Sie sind jeöoch in Systemen, denen in > notv/endigsr oder wiinschensv/erter Weise kationische Bioside zugesetzt werden, nicht befriedigend, "da-sie mit den Biozide» Komplex® bilden, so dass sowohl das Schmiex'vesaögeii als auch die biozide Wirksamkeit herabgesetzt werden.. S&sätsllcb vjird ihre Wirksamkeit in hartem V/asser8 das häufig in Serartigssa- ■".--." Systemen verwendet wird,, erheblich herabgesetzt. Den Aisijiöxy~ den haften nicht diess Haehteile an, Sie sind Jedoch in weichem Wasser weniger wirksam und werden bei etwas erhöhten. Temperaturen- leicht zersetat. Daher besteht ein Bedarf an Schmiermitteln auf Wasserbaeis, denen nicht diese.-Nachteil®; anhaften.:- _-, ' . . ". · .· . . ; " . : -; _'""'
Ss wurde gefunden,;, dass die vorstehend beschriebenen Nacht eil© beseitigt-undßisugätziy^he Vorteile erhielt v;erden können, wenn mail cue nachstehend beschriebenen Amin-Zwitterionen verwendet·
:-■ r - 909838/1279 r ■·■·■- n ,
1307583
Beispielsweise werden beim Pumpen Von "Wasser" in s@kimääre?i ölgewimiurigssysteinen die !Feile nach wie"-vor -von Sem Wasser benetzt s wobei sich kein öl während'des" Betriebs abscheidet „ Ferner sind die erfindungsgeraässeii SclamieriBitt©l· auf Wasser*= basis nicht entflammbar und mit kationisch©» Bio'zi:d@n sowie mit riicht-=ioftischen, anibnischeh und katiöniBchen Korrosionsinhibitoren verträglich, wobei noch hiäsukoKiatt, öWs" sie keine* Verfärbung des Metalls verursacheno Sie "können'-der höherer Temperaturen (beispielsweise Temperätus (15O°P) während einer 'Zeitspanne von T6 Stunden) ■ werden« ohne dass dabei die Schmierwirkung verlorengeh-t sätzlich können bei der Durchführung des @rfi&dungsgeHSstasen Verfahrens, um wässrigen Systemen eiiie'Sohmierwirkungzu'-. ver«-" leihent organische" Öle weggelassen «erden, so dass di@-.Gefahreines■" Haasigwerdens oder die Bildung ττοη Solilamm odisi? anderen Zersetsimgspro&iikten vermiedo'n'wird*.
Gemäss öiner Ausführungsform der Brfindtiiig werden- Wasser' nigste&s 8ö i'eile pro 1 Million ieileWaseeiE·, ^ezo-gen avsf- clas-: Gewichtt" eiJi@B Aiaiii^Kwitterions QeE aligemeiiieri Formel s
■ / " ϊ"" 9" ■ E* ρ -. 2" "5
S-'£ilr n^Alkj'lre's-te^m&t B ^ -2g
räit-8■'"=· 20 Kölileiistöffatoiaea/soiiie '&&ah=*. ^ ' 'sst-e rd.% 12 <- 24 Schienetoff atoir.©iif. wie bQispi.elsweiöe.- -.""";-. s-teht, R^ Wasserstoff 5 Methyl, -Äthyl-,, Propyl
imfl'-Piiaayl.-.oar©teilt wä&
9 0 9 8 3
-teriöns pro 1 Million Teile Wassers wöbet die obere CJrense der Araiii-SwItterlQnajifSOKisen.tratiön nicht kritisch zu sein scheint* Man kann. 500 Teile des AMn~Zi«itterions ©der: iiahr ■■-.
pro 1 Million Seile. Wasser verwenden» ". -. . " . ."" "
Geeignete Ärsin-Zwitterionen werden durch Umsetzung von primären /laiaen lit α, 0~ungesät tilgten Garljosysäuren-,. wie s.Be? Acrylsäure,, Crotonsäure, Isoerotonsäure, Methacrylsäure!, Sorbisisäure, --Zimtsäure ,*"'Maleinsäure oder fumarsäure«wobei. Acrylsäure im allgemeinen bevorzugt wird, hergestellt. Bas Aminreaktaat kann ein ii°Alkyl~primäres ."AsHin, .ein ■-Ν-sek..-Ai·=; Icyl°priinär©a Amin oder ein li-terto-Al^l-primäres Aiain sein, und zwar .je nachdem, ob R oder R- eine primär©gseloindäreo.äer tertiäre Alkylgruppe ist. Geeignet© Alkylgruppen, die unter die Definition des Aminreaktanten fallen* können auf/
Wege hergestellt oder aus natürlich den Petten und Ölen gewonnen werden, beispielsweise aus Talg, Kokosnußöl,.--Baumwolls.amenöl, So-jabohnenöl, Maisöl, Fetten, Pischölen oder dergleichen, \-/obei auoh die hydrierten D@ri^ vat© mad .Mischungen dieser Verbindungen in Frage kommen. Me Aminrealctanten v/erden gewöhnlich, anstatt aus der reinen Fettsäure aus einer Mischung von Fettsäuren hergestellt, so dass sie daher gewöhnlich in Form von Aminmischungen mit Alkyl=» gruppen mit wechselnder Kohlenstoffkettenlänge vorliegen0 Beispielsweise werden die n=Alkyi=primären Amine gewölmiich aus gemischten Köko8nußölfettsäurenf gamieehten Salgfettsäur@n oder gemischten ungesättigten fettsäuren^, wie sie spielsweise aus Tallöl erhalten werden» hergestellt« . nueölfet.tsäuren bestehen in erfiter Linie aus Fettsäurea mit 12 Kohlcanstof&ätome&s v.Obei sie kleinere Mengen an Fettsäuren mit 8 - 10-Kohlenstoffatomen enthalten, Ausserdem weißen sie einen Gehalt an fettsäuren mit mehr als 12."Kohlenstoffatomen auf a Salgfettsäureii bestehen in" erster Linie aus: fettsäuren .
9098 38/12 79
mit 18 Kohlenstoff atomen, wobei eine kl®is@r® Menge7-ä& Fett säuren mit 16 Kohlenstoffatomen vorliegt. Tallöl besteht hauptsächlich aus Harzsäuren und fettsäuren "ungesättigter Natur, und zwar im allgemeinen Ölsäure und Idnoleinsäux©-. Aralftyl^primäre Aminreaktaiitenj, wie beispielsweise Hwpheayl« steäryl-prisäres iminft können beispielsweise d'ur-qh Arylierung einer langkettigen Fettsäure .Y&a? der Umwandlung-. cl©r in das; Amiii hergestellt werden. ; . -.: . λ .-..-"
Der AcrylsäurereaktaBt kann mit'Methyl= oder-. substituiert s©ine' geeignete Äerylsämweaktsates eiad Isei
säur©9 ajfi^Biaethfiacrylsaures, ß.jS-Biiaethyiaorylsäus®,, Phenylaerylsäure und. ß^P'Sisnylaqrylsäur.e, Andere ci.p
Bureh -Zugabe, von F^Ooeo^ß-asiiiaotett^xsäur© ta einns?
von 80 - 150 Seilen pro 1.Million"'Seile Wasser kö
gezeichnete Ergebnisse erzielt werdene In-Mlaliölter Weis©
werden gut® Ergebnisse· ©rsielt,. w©na i
säur® Wasser la ^halichen- 'Mengen, "suges.etst wisdv 3ä"ia
specifi@oh©s Beispi©! ist N«2älg«ß fisch© geeignete Zwitt©rioneii-j in-welohe-n. di©.
selcusffidär-Allcyl istp sind l«=>(Cc«ö«i-i=s©lt.-=>Alkyl)
säure, .-H1--C0™=*Cg=ßek.«=Alliyl~)«='ß«»a3ninoprap-ion3äur©s- Η·
s©lc. «Alkyl )«ß«aminopropion'säuK<e, 1« (fJ ^ ^-=»0^ K«=s@ke amino-propionsiäux'©, H-C-C I0=Oo«-seko sowie' die ©ntspr©-ch@nd©n Alkylliomolagaa mit Methyl«
Phenyl'=subs.ti.1nÄi©3?t©n funktionell©n; öafbosylgriapp©^;.. Weiter©
i &n Zwitt©rion©n„ di© sioli eKfintea «sind t©3?tiär«=Alkyle wobei als Ami-nsreals-taä't nigen"verwendet werdenj, in welch©» das priüär©" direkt mit ©i.3i@M tertiären £®hl©nst©ffat©is y©r"bwid©rä.
909838/1279 BADOWGfHAL
1807583
t©rt·„ =QetyI=» v terto^D
Amine ö.der-MlS"chtpigg|L"aus
wie si© isi Hasidtl ©rhältlieh-sind» wobei-"".diesig■ Mis.elmägöö 'im' MrehBßhaitt mig©fälir 12 Kohlmistoffatome pseo. halten. Aiaaserdais komiiea die-jenig@n Hiaclmxigeii la
imgefMhE 20 Kohlenstoff atome pro Molekül sÄ? sch© Beispiel© für Amln-Zwitt.erio&snjr "ta. d@a©j tioa aus Arallcyl i?@stehts sind I
mit
p@n la
Bei der BmreM'ilhriiag d@s
das wässrig® System ■wor^ugByBiE.® s,ut ©ia@M:jiH oder darunter gehalten^ woTo©l ©im pH isa imggf gans ■ besonders "b@vors.ugt wira.." Jede, wssserlöslieli© Säits©-?. w±© beispielsweise öKLoirwässer-stoffsäure» Pliosp^orsam^e oder kid kai-rn, für diesea S _ a.
dass die Säure keiBevnaehteilige. Wiskiaag auf das
Ba ell® Mediea Ia Kon takt mit
st.- mit ö
kasffi". der pH des. Systems, all " steige», la ist gifiistig.;?. $·
Bielitno-tweiiäig» d.@a pH des' wässrigen..Systems mat©rliaÄ fllir 7ff5>JSU=;falten„ luelspielmfeis© torch. Sragatss
^«■,.^9838/1279 BAD
Andere 33@sta2is.tgil© können augesetst werden? ra die schäften, des? ©riiadungsgemässea, Sehsii ©mittel auf Wasserhasis au erhöhen. Beispielsweise besitssxi die, jksin^gwitterionesa. ein® gewisse Mosid© Wirksamkeit imd siaä mit kationischesi. BiesM®sp wis "beispielsweise - den üblicherweise verwendeten quaterntir@n Ammoniumverbindungen ? verträglich. F@räe.r ."b©=· sitssen sie körEosignsiiiiiibiereiiae BigeJiBchaften« ¥irö ©in© weiter-© Ishibiesroxig gewünschts dann könÄ@n anionisch®, -nicht=»' ionische oder .katloiiioche Korrosionsinhifeitoren sugssetst ,\ierdeaP da sie auch mit derartigen InhiTsitoraa" verträglich sind. AlkaliTiorate und Alkalinitrites n±® b@ispielsw@iee Sa= liumtetrahorat und Kali\imaifeitp kömisK. aur Inhibi©nmg ©in@s. Rosteaa- τοη Stahl sugesetst werden. Sub-stsnsen, welche die Korrosion tron Kupfer und anderen »ieht.~@isenhaltig@a Metallen inhibieresis wie beispielsweise Bensotriasol p lEönagB .auge=·, setsst werden, ßlykole mit niedrigem Molekulargewicht oder Alkohole,'wie beispielsweise JS.thyl©nglykol„ Propylenglykol oder dergleichen, oder Methanol, Äthanol edm? dergleichen., . können als Gefrierschutzmittel 25ugegel5en werden. Oarboxy=» m®th3rlcellulos8g Alginate oäerc dergleichen können als !in·= dickes? sugegebsn vi©5?den. Die vorstehend beschriebenen Additive sind mit öem Sehmiermittel äisf Ύ/asserbasis vorträglich»' Gegebenenfalls können diese Additive auch weggelassen
Die erIi2iduagsg©Mäsi3en Sohmiermitt@l auf Wasserbasis lcb''nn®a in. einer relativ konzentrierten Losung hergestellt werden,, und sv/ar -dursh einfaches Vermischea einea Amisder "v-orstelieaä "bQsolii>i©beaen"Art mit Wasser während Zeitspanne von eisigsn Minuten, untss" Bildung-"eiuier HaMoIt ©s- sieh bei dem Amin°2v/itt@i?iosi um einen !Feststoff od©r um eisi Sicltee (?elf .dann, ist es sweclciuässi'gs leicht, su -Saaiit isea schneller au ©in@r Löeuag "gelangt. "Die © sollt© d&zn ausr®icSi©jif eins klar© Flüssigkeit
909838/12 79 BADORiQtNAU
au bilden. Diese Menge hängt von der Löslichkeit des jeweiligen Amin-Zwitterions ab. Zn einigen Fällen kann die erforderliche Wassermenge nicht mehr als das Gesamtgewicht des Amin-Zwitterlons betragen. Eine derartig relativ konzentrierte Lösung eignet sich besonders für eine Verschikkuhg oder für eine Lagerung. Vor der Verwendung als Bohrflüssigkeit, Schmierflüssigkeit zum Schleifen, Prägen oder φ Drahtziehen ist es zweckmäseigp die konzentrierte Lösung
mit Wasser zu verdünnen. Sie Konzentration des Amin-Zwitterions in der fertigen wässrigen Schmiermittelflüesigkeit kann variiert werden, um verschiedenen Anforderungen zu genügen. Sie kann ron 0,008 - 1 # schwanken.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher er-=» läutert, die jedoch die Erfindung nicht beschränken sollen. Die in den Beispielen angegebenen Konzentrationen beziehen sioh auf Seile pro 1 Million Teile, bezogen auf das Gewicht, wobei ausserdem auf ein kationisches Biozid Bezug genommen wird, das aus 50 # Mmethyldicocoammoniumchlorid, 26,5 $ Siäöetonalkohol und 23*5 56 Sndothaisäure besteht.
Beispiel. 1
Das SciamierveEraögen unter relativ extremen Drucken eines Schmiermittels wird in sweckmässiger Weise mittels eines . Baroid Extreme Pressure Kud-Testers bestimmt, wobei diese Testvorrichtung einem Timken Wear°iEester ähnlich ist. Es wird eine Standardbestlramungsmethode durchgeführt, wobei der Sestblock auf einem Drehann der Vorrichtung befestigt ist und mit dem !Testbecher in Berührung gebracht wird, der sich auf d©ia abgeflachten Riag befindet, der atif einer Welle mon° tie.r't ist s die mit einer konstanten GeschwindigLdit gedreht v/ird. Eine Seite'des Blockes wird gegen den Ring mit einer
α:Λ ; M''909838/127 9
BAD ORIGINAL
♦ - - - ■ - ■ ■
bestimmten Drehkraft während einer .bestimmten Zeitspamia gepresst, wobei sowohl der Block als auch, der Ring in eine Lösung eintauchen, die eine bestimmte Konsentration des Sohn&ermittQls enthalte Bei 3eder Bestimmung wird die Yorrichtung gestartet und eine Hinute lang ohne Belastung lau» fen gelassen. Eine 9»O kg (20 pound)»Belastung wird an- ' schliessend auf den Dreharm während einer Zeitspanne von 5 Minuten ausgeübt, worauf die Belastung allmählich auf 63,5 kg (140 pounds) erhöht wird, und zwar in Portionen von 9,0 kg (20 pounds) in Intervallen von 5 Minuten* Während dieser 35-minütigen Bestininrangsperiode !«erden Ampereiiesserablesungen zu Beginn sowie nach Beendigung einer jeden 5~minütigen Be« lastungsperiode. aufgezeichnet. Der T©stblock wird vor und nach dem Test gewögen, um den Gewichtsverlust (Menge des Abriebs) zu ermitteln. Der Gewichtsverlust gibt die Wirksamkeit des Schmiermittels wieder«, Ein gutes Schmiermittel für extreme Drucke ergibt im allgemeinen Gmtfiehtsverlust©von 5 mg oder darunter nach Beendigung des Tests» Srfolgt ein Pestfressen, dann wird die Apparatur abgestoppt, wobei ©in "Versagen" aufgezeichnet wird» Ein Festfressen gibt sieh durch einen plötzlichen Anstieg der Ampereaahl su erkennen,. Bei einem befriedigenden Test werden die Amperessahlen entweder konstant bleiben oder leicht mit steigendem Druck as*=·
Die zur Durchführung der Teste verwendetem SehmienBQdien bestehen aus Long Beach^Seev/asser,, einer 20 $igen Sol© und frischem Leitungswasser. Di© Analysenwer^e: dieser tvässrigen Medien sind in der folgenden Tabelle I susajuaengefasst.
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190758a
to
ffabelle I - Wasseranalys.»
Zusammens et 21mg Leitung^ Sole ; !«mg Beaoh^egmsser
wasser i
Natrium ■3,3 40060 8700,0
Galcium 39 50000 , .goo,6-: ;- ;:
Magnesium 10 ' 240 " ■■ . i;2i§;.(> "'" : ■.■'._""; ..;
Kalium 0,7 - ·■- .-■.'"■ 320»0 V-.".
Eisen . . 0,09 120 «=. -■■"■:■._ '}'!:■- - -
Mangan - . ~ ■"
Sulfat 25 140 2173,0
Chlorid ■ 7,5 109440 16493,6
Carbonat - ~ ■:
Biearbonat 152 —- 375S9 -:'■·
SilioitMdioxyd 1,8 - ; ;. is,2- ::''■■■'■'■ ■■_'':-
FXuorid 0,1 - - .
G © s amt fest s to f£ © 168 200000 29897»3. .-; V".' r:-
pH 7-8 6,7 ■ : T|3. ;..-: V . J
In der vorstehend beschrieb mn®n Weis© we rdGii Soests itooljge.fii
wobei die in d@r f 'olgenden 0?abelle ΪΪ su saffisezigefaasten Erge
nisse erhalten, wer ■den. -
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Tabelle T.I Γι
Chemikalien, Kon- Brehkraft (em/kg)
«entjcation und 112 224 336 448 560 672 784 Gewichts» Medien ^ _ _ ._ «_ _■ verlust
150 ppm H-CoCO=B= amlnobutterBäure and 50 ppm eines kationieonen BioBide in ' einem Long Beach-See«
Amperei Start 1>20 1.^0 1Ρβ0 tf60 2.,00^QOJUSO 1 »8 mg Ampere, Ende t,40 1*40 1*60 1P60 2P00 1s80 2,00 ' aaaaenaassgsaesare
Standard-100 ppm Ko-= lube Ä-1100* in EeitimgswasBer
Ampere, Start ,1.20 ΐ.80 ΐ.^0 1 «60 USCLAj,90;-2.,ΊΡ0 Ampere, Ende 1,30 1,40 tt50 1,60 Ü70 2,00 1*90
Standard«»?00 ppm Kolube Α-Ί100* in Sole
Ampere. Start 1f2£ 1>^0 2tt00 2.60 3.00 ?;r2p. ,?..,4p 41,3 Ampere, Ende 1,30 1,80 2,20 2,60 3,00 3,00 3e80
Standard-100 ppm 'fiiuins f
Bichem** in Lsitraigswasser
Ampere. Start 1.40 I.Tb 2,40 3.50 4.00 -
AmpereeEade 1,30 1P60 2B60 2f80 Versa ~
sagen
Standard«100 ppm Timms
dienern** in Sole .,- ~
Ampere«, Start 1.50 1,,6O 1.60 U70, 1.70 Jl^eO 1..8O1 1 »3 mg
Ampere, Ende 1,50 1,50 1,60 1 -,60 1,70'1,70 1,80
200 ppm
xyäthyl)
in Sole
Ampere« Sto3?t ΐ#2σΐ,30 tr4P. ΐ^βρ. i-n59 i>7P-2jieo 10,8 mg
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-■.12
Chemikalien, Kon« Drehkriaft (/%)
ssentration und 112 224 336 448 560 672 784 Gewiehts-
Medlen . ' ■..:,'- verlust n
300 ppm bie°(2-Hydroxyätliyl)-co coäminoxyd
in lojig Beach-S©©- ;
;wasser "".. -:;^__ ■','; ■ , ■"-,-■■ . - .· '-:.;" '--V;-.,..
Ampere, Start 1.50, 1,60 1.70 t.80 1>80 2«pO 2^0 2,7-JBg Ampere, Ende 1,40_";1r6p 1960 1,80 197Ο2900
200 ppm bis-(2-Hydro·» xyäthyl )-»cöcoamino3tyd und 50 ppm eines kationisehen Biozide
Ampere9 Start 1,20 1,50 1,70 1 »80 1-,I Ampere, Ende 1,30 1,50 1,6(5"1,6O 3,4O=
200 ppm Ms-(SEydro- ;
xyäthyl)-talgsminoxyd in Long Beach-
Ampere» Start^ 1,40 1.50 1.60 1.^O 1.60 1,60 1.60 1,3 mg
Ampere, Ende 1,40 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,60
200 ppm bis-(2°Hydroxy~ äthyl)-talgamino.Tcyd und 50 ppm eines kationisehen Bioaids in Long Beach-Seewasser
Ampere« Start 1f30 1*50 1;60 1.70 1,90 1VgQ 2-00 5,5 mg Ampere, Snde 1,40 1 „50 1,60 1,80 1,90 1.,80 1,90
Schmiermittelprodukt auf Wasserbasis v dae einen Methylester von a-Sulföstearinsäure enthält.
*#Ein langkettiges Alkylmonoamidoaminacetat, wobei das Isngleet
tige Alkyl von einer Ölsäurequelle abstammt.
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Aus der Tabelle II ist.zu ersehen, dass daa Amin-Zwitterion ausgezeichnete Druckschmiereigenschaften b<ssitst» wobei es mit dem kationischen Biozid verträglich ist«, Das in der Tabelle II angegeben© <x-Sulfosäured©rivat sowi@. andere -Derivate des gleichen Typs,, die ebenfalls untersucht worden sisifi9 3@~ doch nicht in der Tabelle aufgeführt worden sind, sind war gute Schmiermittel, lösen sieh' jedoch in :hart@m Wasser sehleont und sind mit kationischen Bioeiden nicht verträglich» -
Beispiel 2 . . ■ , . "-.. ' /·
Ein Kriterium für Schmiermittel und Bohrfliissigkeitan auf Wasser oasis ist die Beibehaltung der Schmi©reig@nsohaften nach einem Erwärmen. Unter Anwendung der in Beispiel 1 - beschriebenen Testmethode werden Schmiermittel g@t@st@t9 und" 2imr sowohl vor als auch nach einem Erhitzen auf ©ine Temperatur von ββ bis ,939C (150 - 200°F) während bestjjnmter Zeitspannen,, Die Ergebnisse sind in der Tabelle III susamraengisfasslüo-
909838/1279
III
Chemikalien, Kon- . Drehkraft (©m/kg) zentration und 112 224 336 448 560 672 784 Gewichts*
Medien -. ■ - -' -_i_ -verlust
300 ppm bis«=»(2«Hydroxyäthyl)-eocoaminoxyd in Long Beaeh»See<= wasser
Ampere 4. Start 1. ^O 1 j 60 1 . 70 1 .80 -t. 80 i 2.J5O :.-.-". 2
Ampere, Ende 1 j 4Ö 1 750 1 1 ,80 I9 tO -■ 2 ■ 2 5 öS
Erhitst auf 66θ0 wäh»
renä 8 Stunden
Start 1. 20 1 „60 2 „00 2 «80 2« 80 ; Yers ag@n
>,00"
Ϊ,ΟΟ
5,60
200 ppm
in Long Beach-See wasser , . ... ; . \
nicht-erhitst
Ampere. Start 1 «40;U50 V§Q_J^JP I'^LliJfi 1fl
■Mpirej Eaäe ' ' ' 1,40~17W^3tT27i0'-i3ö~t75O~T7 erhitzt auf 930G wMh» ■
8 Stunden - ..:'-.-.'■
Jtart;. U40 ±*3O__U§0.3«f»<L2
1 /$0~ΊΓ~ ~
168 ppm N
buttersäure in Long BhS
©rhitsst auf 66^O wäh« rend 16 Stunden
168 ppm H-Goco-ß-araino·=» buttersäur© und 50 ppm .eines kationischen Bio« sids in Long Beaeh=S@e-
nicht-erhitsst
Ampere. Start
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Tabelle III (Fortsetzung).
Chemikalien, Kon- Drehkraft (cm/kg) zentration und 112 224 336 448 560 672 784 GeMedien wichts-
'iiMim \ t " - i m:wmt .^^ ^^^ - - - verlust
336 ppm N-Coco-ß-aminb-
buttersäure und 50 ppm eines kationischen Bio-ZiUe in Long Beach-See» wasser
erhitzt auf 660C während 16 Stunden
Ampere. Start 1«ftp 1.20 1»60 1.80 1.80 1,901«80 . 1,5
/UQOere, Ende 1.10 MO 1.60 Τ78Ό 130^1780 1
Aus der Tabelle III ist su ersehen9 dass nur das gezeigte Amin~Zwitt©rion bei erhöhten TeBiperatur@a seine Schmiereigenschäften beibehält.
Unter Einhaltung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wird die Wirkung ,eines wechselnden pH unter Verwendung eines Long Beach<=S©®v/assers und H-Goooaminobuttersäure geseigt. Vor den Tests werden Lösungen aus 1?6 ppm M-Ooco^S-eiainobutter=' säure und 50 ppm des kationischen Biosids mit einem AnfangspH von 7»3 auf 66°C (15O0F) wälirand einer Zeitspanne von 16 Stunden erhitzt* wobei der pH einer jeden lösung auf den an·=· gegebenen Wert unter Verwendung von Chlorwasserstoffsäure . und Kaliumliydroxyd eingestellt wird«, Die Ergebnisse sisi.d in der Tabelle XV zusammengefasst* "
909838/1279 -BAD
/8.88606
pH der festlösimg Drelikraft (kg/em)
ευ An-eingestellt nacft
faag dem 112 224 336 448 560 672 784 Gewichtsverlust
■' "■ .,.„.,.„.„ ..,,..Jg!3^ ■ ■',■■■ '—— '·.' ' _ ' . ____ ■, M)i[;t ■' ' | M | · ^ 1n iii m i m i[
f,3 ■'■ sieht ein- 7,9' ' , ' ■'■. ; ' '■ ■ - ' ■■ :. .''.':'■ "■■'■.: ' ' ' , ■.
""■ ■ gestellt, : ■ ■ ■' ■ . ■:■'. ; '.'■■■ ν ■ ■ '■ ■.■:..,.■ ■ ' · ■
i1.· ' · Ampere» Start 1.40 ,. 1,60 1.70 3.50 » · ■ - : · ■
7.3 ' ' 7,9 '7,9 ■ ■ . ■ . .. .' ■ ■■ .■■ . ' ■ ■ '
Ampere. Start 1,40 1.60 1.70 1.90 4,0
VTO
793 :,7,7· ■ -7,7. . ' ■': ' ■ . ' ■ ■■ ' ' . - '
Start 1.20 1A40^L60 '1-7O1 1Λ80 2^00 -
'»3' it6\ iii ■■;■ , ' ■■.'■ :■■ .■■' \' ■■:'. . -; ■■ ■■ '
j.· Start . ,' ■ ■ 1.501.50, , ,I1Sg;.„1.80 U80
7,,3; 1,5 : , ■ 1,6 ■ .■■.■ ■■. ... ■ ■■. ·: ■ " . ■' " ' ■..■■ '..;-..· '■ ■' ■ ■ ·-. ' Ampere. Start 1.50 1^50 1 '.40^Ij,,40 „1^50 .„1llt,9,0 .2^10^
^i^=^^33i33E32E 2,8 mg
) ff iiistart ·',. ■': ' „..^„„„ι,^,ί,ο · i'|'tAQ^'^.ft58'»«ii^§^3A§^M«i1!.ii§.S»i T»§9·"
f 3'. ' S 5 ' ■ 7 1 ■ ι··.," ■' ' ■ '.' . '.■■■.■■' :Λ·. ":' ; Λ '■.■■■ .,.■'.■ '''··■ '■ ,' ■■■.■■ ' ' ■' ". ' ■. ■'·-' *>"
Ampere. ' 'St^j^^^^A^Q^ ep
: ' ';' l^e'seT^Esaäö™ \ ' ■ ■■... __' TjJiLJLxAo · XjBSCIIBEI^^ ■'■ ■ ■ .'2.8 BUE ' '■ '·'' '· ; '0^
Ampere, Start 1.3b 1.40 1.50 1.70 2.00' 1.90 2.00 g
. 3,6 mg ■
1?
Unter Einhaltung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitswei·=· se wird die Wirkung auf das Schmiervermögen wechselnder Kon zentrationen an N-Cooo-ß-amin©buttersäure plus 50 ppm des kationisohen Biozide in long Beach-Seewasser bestimmt» Me Ergebnisse sind in der Tabelle Y zusammengefasst.
ffabelle V - Wirkung der_gongentration
Konzentration
von ir-Coco-ß- Drehkraft (kg/cm)
aminobutter-· 112 224 336 448 560 672 784 ©©wicht s<
säure «==«. ,==»=, , , „ Mexmm - mssa=. ~ ■ . verlust
352 ppm
Ampere. Start 1.40 1.20 1.60 1.80 1.80 1.90 1
176 ppm .Ampere» Start
.80 1*80 1.80 1-.ao 1.10 1.40 1.50 1.60 1.80 1.90 1.80
132 ppm A
1,60 1.80 2,00 2
2'f1 mg
2^40
116 ppm Ampere „ Start
1.20 1.20 1.30
88 ppm
Ampere. Start 1
Ampere
58 ppm Ampere. Start
1.6Q 1
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Beiagiel^ .
Sis SGhmi er eigenschaft en der Amin«=Zwitterionen werden weder
durch Veränderungen der Wasserzusanamensetisung noch durch die Verwendung anderer Säuren sur Einstellung des pH beeinflusst, In der !Tabelle VI sind die Werte zusammengefasst, die bei
Einhaltung der in Beispiel 1 beschriebenen Testmethode erhalten werden.
• :■/■■■ ■■, - ' ■
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Tabelle VI - Wirkung von verschiedenen
Wassersystem und Drehkraft (em/kg)
pH-Einstellung 112 224 336 448 560 672 784 Gewichte«
_ . —■ verlust
Leitungswasser-
Anfangs-pH 8,1,
eingestellt unter Verwendung von HOl auf einen pH von 79 der pH beträgt nach dem Test 8,5
Ampere., Start , 1ff40 1?i60 2,10 1„70 2,00 2.10 2.10
impere, Ende 1,40 1,60Π,60i 1,8Ö 2,00 2,10 2»Vo
Leitungswasser, dem
800 ppm GaCl2 zugesetzt worden sind, Anfange-pH 7t5t eingestellt auf einen pH
von 6,5 mit H-P0Aifier .-■-■■
pH nach dem Tee t^
beträgt 6,7
Amperef Start 1.2OJUjOI1JSQ 1,70 1«JO
2e1 mg
Sole - Anfänge-pH.6,7 nicht eingestellt während des Tests»
der pH nach dem Test .
beträgt 6,7
Amperej_Start n.40 U2P..1.5O 1.60 1,70 1«gO 1.80 "7~!föa ~ Γ0 1A40 1.60"Τ7δΟΠίΧδΟ Λύ 0
Long Bsaoh-Seewasser - Anfangs~pH 7s3, nicht eingestellt während des TestsF d@r pH nach dem Test beträgt 7,9
Ampere. Start 1„1Q 1
1,6 mg
Long Beach«-Seewäßs©r-150 ppm N-Talg-=ß-amino*» buttersäure ohne kationisches Biossid-Anfangs~pH 7,5t nicht eingestellt während des Tests, der pH nach dem Test beträgt ?S8 Ampere. Start 1.20 1„20 1.!
1,80 2,00
2.6
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BeJBpiei 6 ..-."■ - ". ■·- ■;.."- ■;.■■- "". ; ' .■""■ -· . - ;: -. -Wird ein Schmiermittel sum Bohren» Sehlei£enß Prägen oder Drahtziehen verwendet, dann muss es unter extremenDmickbe- n dingungen, sein Schmiervermögen beibehalten. Dies wird unter Verwendung von 200 ml-Lösungen aus 250 ppm K-poco-ß»amino- * buttersäure in "LongBeach-Seewasser untersucht# wobei mit einem bekannten Schmiermittel auf Wasserbasis in dem glei« ' chen Wasser sowie bei der gleichen Konzentration verglichen wird. Dabei wird keine pH-Sinstellung an der.Lösung vorgenominen, welche das bekannte Schmiermittel auf ¥asserfeasif enthalte Der pH der Amin^Zwitterionenlösung wird'-unties^ Verwendung einer 1 ^igen Phosphorsäureiäsung auf 6,0 eingestellt. Die Probe und die Vorrichtung werden nach der in Beispiel t · beschriebenen Weise präpariert, wobei die Vorrichtung in u&-? belastetem Zustand 1 Minute lang laufen gelassen wird» Dann wird in zunehmendem Maße Druck in gleichmässiger Weise solange ausgeübtr bis die Drehkraft 784 cm/kg C14Θ"/lbs) erreicltt hat. Die bei diesem Druck verbrauchten .Ampere werden auf gezeichnet, worauf die Vorrichtung 5 Minuten lang laufen gelassen wird. Die Vorrichtung wird a&wi abgestoppt, worauf der lestblöck sur Bestimmung dee Gewichtsverlustes gewogen wird. Die Methode wird ifiederholt, wobei der Druck in 112 cm/kg-Int@rvallen (20 in./Ib.) solange erhöht wird9 bis einpressen erfolgt. Di© Ergebnisse sind .-in der 2ab@lle VIII susainmengef as s t.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren, im wässrigen Systemen ein© Sahmlervirkung verleihen, dadurch gekennzeichnet» dass Wasser, pro 1 Million Teile desselben, wenigstens 80 Gewichtsteile eines Aniin° > Zwitterions der allgemeinen
    R* R« Η«
    sugegeben werden, worin R für n-Alkylreste mit 8 «=» 22 Kohl©»·= stofiatomen, sekundäre Alkylreste Mt 4 - 22 Kohlenstoffatomen, tertiär© Alkylreste mit 8 - 20 Kohlenstoff atomen sowi© Äralteylrest© mit 14 -'24 Kohlenstoffatomen,, wie .-beiepielsweis'e Phenylstearylj, steht, E1 Wasserstoff, Methyl, Ithyl, Propyl und R bedeutet, Hg Wasserstoff, Methyl mid. Hienyl diaretellt1 imd IU Wasserstoff oder Methyl T@rsinnMldliohte
    2. Yerfahren nach Anspruch 1 p dadurch g©k©aaB®ichnet, dass das verwendete wässrige System ©in kationischts Biozid enthalt«
    3» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gek@nns@lchn$t8' dass das verwendete Biozid eine quatersiäre Ausmosima^erbindung ist..
    4. Verfahren nach Anspruch I9 dadurch gekennseielmet,. dass der pH &©s Vfessers unterhalb ungefähr .7,5' gehalten wird,
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» d&ss der pH zwischen 6,5 und 795 gehalten wird,
    β, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch -gekeimsei; ohne t, dass 150 « 350 ppm d@s Arain-»Zwitt©riosis dem Wasser sugesetet werden.
    909838/1279
    19 O 758 3
    .- 25 -
    7. Verfahren Bach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, dass H für einen n-Alkylrest mit 12 kohlenstoffatomen steht,
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, dass das verwendete Aaiin-Zwitterion aus H-Coco-ß-aminobuttersäure besteht.
    9« Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Amin°Zwitteriön aus H-Salg-'ß-aiai&obuttersäure besteht»
    10. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendet© Amin-Zwitterion aus !~Ql@yl<=ß-siainObuttersäuri besteht.
    11. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gek©nnseichn©ts dass das veirviendete Amin-Zwitterion aus I'-Pheaylsteärjl-ß-aiainobuttersäure besteht. ■
    , 12.) Verfahren siia Schmieren von Metalloberflächen.,- dis in , einem reibenden Eontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, dass über die in ©iaeia reibenden Eontakt stehenden Obesflachen Wasser sirkiHie^t wird, dass pro 1 Million !Oeil© Waos@rs w@- aigstens 80 Geviichtsteile eines Aaiiii-'Ewitterions der laeinen 3?oxmel
    H-CH-OH-O -
    ι β \
    i V R3 0H ■.-■.·■
    enthält s worin E für ϊΐ-Alkylrsst© mit 8 - 22 Kohlenstoff«» _ atomgsij. sekßsidäsfe Alkylrest© mit 4 — 22 Kohl ©as toff atomen s tertiäre J,11c-flsrgste mit 8-20 Kohlenstoff atomen son?!© Aral· - silt Ή - 24 EQhlenstof£at©a©n9 wie i
    909838/1279
    ; ,■"':■ - 24 -
    Phenylstearylj, steht» R1 Wasserstoff«, Methyl, Äthyl, Propylene" B bedeutet» R2 Wasserstoff, Methyl und Phenyl darstellt und H» Wasserstoff oder Methyl versinnbildlicht,,
    13o Verfahren nach Anspruch 129 dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete wässrige System ein kationisches Biozid enthält,
    14o Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet dass das verwendete Biozid eine quaternäre Ammoniumverbindung ist,
    15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,, dass der pH des Wassers unterhalb ungefähr 7*5 gehalten wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet s dass der pH_6,5 -7,5 beträgt.
    17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnete dass das Wasser 1§O -. 35O ppm des Amin-Zwiitterions enthält „
    18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass R für einen n-Alkylrest mit 12 Kohlenstoffatomen steht.
    19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Amin-Zwitterion aus N-Coco-ß-aminobuttersäure bestellt.
    909838/1.2 79
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