DE2103419A1

DE2103419A1 - Walzmittel

Info

Publication number: DE2103419A1
Application number: DE19712103419
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 6233 Kelkheim; Rittner Siegbert Dr. 6000 Frankfurt; Lorke Horst 6231 Oberliederbach. P Diery
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG, vormals Meister Lucius & Brüning, 6000 Frankfurt
Priority date: 1971-01-26
Filing date: 1971-01-26
Publication date: 1972-08-10
Also published as: US3788991A; CH575990A5; FR2123426B1; NL7200884A; DD95357A5; DE2103419B2; IT946874B; DE2103419C3; SU444373A3; CA979422A; BE778533A; BR7200420D0; SE379547B; GB1375631A; CS161789B2; USB378891I5; FR2123426A1

Description

FARBV₁TKKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: HOE 71/FO29

Datum: ₂5. Januar 1971 Dr.Gr/dor

Wellmittel

Beim Kaltwalzprozess zur Erzielung einer bestimmten Bickenabnahme von heiß vorgewalzten Eisenblechen werden üblicherweise wäßrige Emulsionen von Mineralölen oder fetten Ölen eingesetzt, äX die aniorixsche oder nichtionogene Emulgatoren oder Mischungen solcher Emulgatoren, enthalten. Der Einsatz dieser empfindlichen Emulsionssysteme beim Kaltwalzprozess ist jedoch mit einer Reihe von Mängeln behaftet. Die Emulsionen besitzen oft eine nichtausreichende Stabilität, sie sind empfindlich gegen Bakterienbefall, sie hinterlassen Rückstände und ihre korrosionsverhindernde Wirkung ist meist nicht befriedigend. Auch wird der Walzeffekt beispielsweise durch die Teilchengröße der Emulsionen, die unter Betriebsbedingungen leicht ihre Beschaffenheit ändern, stark beeinflußt. So ergeben gröbere Emulsionen zwar die erstrebten besseren Schmierwirkungen, sie sind andererseits viel instabiler als !einteilige Emulsionen und besitzen aus \ diesem Grund nicht optimale walztechnische Eigenschaften. Γ>.\ e ™ Standzeiten der Walzemulsionen werden stark beeinträchtigt ckirch die-aus der vorangegangenen Beize eingeschleppten Säure- und Elektrolytanteile. Ein großer Nachteil von Emulsionen auf Basis von Mineralöl oder pflanzlichen oder tierischen Ölen ist weiterhin die Ablagerung von Kohle- und Ascherückständen auf den geglühten Blechen. Nachteilig ist auch, daß durch den Eraulgatorgehalt der Emulsionen die in den Walzlagern befindlichen Schmieröle erculgiert in die Vialzflüssigkeiten eingeschleppt werden. Von erheblichem Nachteil ist ferner, daß mit diesen Walzemulsionen keine

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ausreichende Korrosionsinhibierung des bearbeiteten Gutes erreicht wird.

Die Erfindung betrifft den Einsatz neuer Ölfreier, wäßriger Walzflüssigkeiten, enthaltend

A) wasserlösliche Aminsalze von Arylsulfonamidoalfcylencarbonsäuren der nachstehend angegebenen Konstitution und

B) wasserlösliche Polyaddukte aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen

anstelle der bekannten öligen Emulsionssysteme beim Kaltwalzen von Eisenblechen.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen ölfreien Walzflüssigkeiten v/erden die vorstehend geschilderten Nachteile der Walzölerculsionen vermieden und darüber hinaus weitere Vorteile erzielt.

Die neuen ölfreien, wäßrigen Walzflüssigkeiten können mit Hilfe der Aminsalze von Arylsulfonamidoalkylencarbonsäuren vorteilhaft so eingestellt werden, daß sie bei Kaumtemperatur durchsichtig blank und bei erhöhter Temperatur wasserlöslich opal sind und bei noch höheren Temperaturen, beispielsweise über 80 C ölartige Tröpfchen abscheiden. Beim Rückkühlprozess der Walzflüssigkeiten verlaufen diese Konsistenzänderungen in umgekehrter Richtung, die öligen Tröpfchen werden wieder wasserlöslich und im Vorratsbehälter liegt schließlich die Walzflüssigkeit wiede · als klare, wäßrige Lösung vor. Es ist auch möglich, wenn auch meist nicht bevorzugt, die Walzflüssigkeiten mit Hilfe der Polyaddukte von Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Vorbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen so einzustellen, daß die Walzflüssigkeiten während des gesamten Arbeitsablaufes in dispersolder Form vorliegen. Bevorzugt werden für die Karstellung der Walzflüssigkeiten gemäß der Erfindung als Koiaponenten A) und B) solche Produkte ausgewählt, die in der Kälte wasserlöslich sind. Hierbei und im folgenden soll der Begriff "v/asserlöslich" auch den koloidalen oder dispersoiden Zustand mit umfassen.

»AD

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Als Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren v/ie sie in Form ihrer Aminsalze als Komponente A) in don erfindungsgemäßen Y/alziflüssigkeiten enthalten sind, kommen Verbindungen der allgemeinen Foi-mel

O
I) (R₁)(R₉)-Ar-(S-N-R-COH)

OR₃

in Betracht. In dieser Formel stehen R- und R₀ für Wasserstoff,

X Δ

die Halogene Fluor, Chlor oder Brom, eine Nitrogrupre oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen, "obei d;...-} Summe der Kohlenstoff atome der beiden Reste R- und L . die ϊχ>':<. 7, vorzugsv/eise die Zahl 3, nicht überschreiten soll. A- bedeiitet den ^ Benzol-, Naphthalin-, Anthracen, Diphenyl», Diphenyl'v_:-3than-, w Diphenyloxid-, Diphenylsulfid-, Diphenylsulfoxid- oder Dij>henyl~ sulfonrest, R„ steht für Wassei'stoff, einen Alkylrest mit 1 - 4 Kohlenstoffatomen, den ß-Cyanoäthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2-4 Kohlenstoffatomen, R₄ bedeutet einen Alkylenrest mit 4-15 Kohlenstoffatomen in der Kette, die außerdem ggf. durch eine oder mehrere Methyl- oder Äthylgruppen substituiert sein kann und η steht für 1 oder 2.

Als solche Verbindungen der allgemeinen Formel I seien beispielsweise folgende genannt: Benzolsulfonyl-i-amino-valeriansäure, Benzolsulfonyl-N-methyl-c;~aminovaleriansäure, Benzols^: 1 fony 1- raminocapronsäure, Benzolsulfony1-N-methy1-e-aminocapxO ;äure, A p-To luolsulf ony !-^-aminocapronsäure, p-Toluolsulf onyl-K- ne thy > :.--aminocapronsäure, Benzolsulfonyl-N~äthyl-£.-aminocapronsärre, Benzolsulf ony 1-N-butyl-gL-aminocapronsäure, Xylol-sulfonyl~N-nethyl- £_-aminocapronsäure, Benzol-(1,3)-di-(N-methyl-sulfonamido-ε-capronsäure), Naphthalin-(1,6)-di-(N-methylsulfonamidocapronsätn*e), Anthracen-(2)-sulf ony 1-N-me thy l-^-aminocapronsäure, Benzolsulf ony 1--N~methyl-^-aminocaprylsäure, p~Toluolsulfonyl-N-methyl-9-amin.O" octan-Cv-carbonsäure, Benzol-sulfonyl-X-aminononan-^-carbonsavre, p-Toluolsulfonyl-^ -aniinoundecarisäure, 4-MethoxybenzolRulionyK-l¹?- methyl-t-aminocapronsäure, 4-Chlorbenzolsulfcn.yl«N-methyl~<.¹--a.inino-

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valeriansäure, 2,4-Dichlorbenzolsulfoay 1-N-methyl-^-aiainocciprcnsäure, Hexyl-benzol- und IsopiOpyl-benzolsulfonyl-l'-mcthyl-jiaminocapronsäure, Diphenyl-sulfonamido -c -valerianfJäure, Diphenyl». N-methyl-sulfonamido-i-capronsäure, 2,2^t-Di2nethyl-diphenyl~ sulfonamide-^-valei'lansaure, 2,4^f•-Diiaethyl-diphenyl-N-methylsulfonamido-s.-capronsäure, 2-Broiß~aipheiiylsulfonamido~^~undecansäure, 3-Broni~diphenyl-N-metbyl-sulfonamido-c-valeriansäure, 2-Chlordiphenyl-N-methyl-sulfc>namido-f.-capronsäurc_f 2-Fluordiphenyl-sulfouamido-g-capronsäui'e, Diphenyl-sulfouami :^v -oj-undecansäure, Diphenyloxid-sulfonaraido-c-valeriansäure, Ir: pher; -λοχ:5 r -VJ-butyisulfonamido-ß-valeriansäure, Diphenyloxid-suj^'cnaEsido-c-capronsäure, Diphenyloxid-N-methyl-sulf onamido-^-c: i-iron^äurö, 4-Chlor~diphenyloxid-sulfonaraido-i~valeriansäure, Diphenyloxidsulfonamido-*^-undecansäure, Diphenyloxid-N-methyl-sulfonyl-fXr-amino« caprylsäure, Diphenylraethan-sulfonamido--o~valei'iansäure, Diphenylmethan-N-methylsuIfonamido-e-capronsäure, Diphenyl-nethau-feulfonamido-w-undecansäure, DiphenylsuIfid-sulfonamido-J-valeriansäure, Diphenylsulfid-sulfonamido-Er-capronsäure, Diphenylsulfid-N-methylsulfonamido-£-capronsäure, Diphenylsulfon-sulfonamido-o-valeriansäure, Diphenylsulfon-N-iaethylsulfonamido-^-capronsäure, 4-Chlordiphenyl-4^t-sulfonamido-£-capronsäure_}r Diphenylsulfon-sulfonamido-V-undecansäure, Diphenylsulfoxid-sulfonamxdo-ci-valeriansäure, Diphenylsulfoxid-N-methyl-oul£onamido-£~capi*onsäxtrü, Diphenyloxidsulfonamido-w~undecansäure, 2,2 •-Dichlor-diphenyl-imlf onaiüi d-i-J-valeriansäure, o-Nitro-benzolsulfonyl-o-aminovaleri; ^säure, o-Nitrobenzolsulfonyl-N-methyl- J-aininovaleriansäure, m-Nitro benzolsulfonyl-&;-aminocapronsäui*e, o-Nitrobenzol-sulfonyl-N-iii'iyl- ^.-aminocapronsäure, m-Nitrobenzolsulfonyl-N-butyl-fj-aminocapronsäure, 4-Methoxy-2--nitrobenzolsulfcnyl-<r~aminovaleriansäure, 4-Methoxy-2-nitro-benzolsulfonyl~^r-aminocapronsäure, 3,5-Dinitro-4-chlorbenzol-sulfonyl-ü-aminovaleriansäure, 3,5-Dinitro-4-chlorbenzol-sulfouyl-N-methyl-Eraminocapi-onsäui'e, m-Nitrobenzolsalfonyl-N-methyl-d-aminooctan-oi-carbonsäure,, 1-Nitronaphthalinsulionyl- £_-aminocapronsäure, 1-Nitro-naphtahlinsulf onyl-N-methy 1- vo-aininocapronsäure, m-Nitrobenzolsulfonyl-co -aminoundecansäure, Niti'o« toluolsulf onyl-N-methyl~£~aninocapronsäuro, m--Nitrobenzol -sulfonyly-aminobuttersäxire u.a.

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Für die Bildung der Aminsalze der vorstehend genannten Ärylsulfonamido-alkylencarbonsäuren kominen beliebige Amine in Betracht. Es besteht lediglich die Bedingung, daß sie ißit den Arylsulfonamido-alkylencarbonsäurcjn zu wasserlöslichen Produkten führen. Geeignete Amine für die Salzbildung sind z. B. Mono-, Di- und Trimethylamin, Mono-, Di- und Triethylamin, Monoisoprcpylamin, Mono- und Dibutylamin, S-Methoxypropylamin, Hono-2-äthlhexylarain, Dimethylaminopi'opylamin, Mono-, Di- und Triätl· .'iolamin, 3-Aminopropanol, Monoraethyläthanolamin, Dimethylä"? uolamin, Diisopropylamin, Triisopropylamin, Cyclohexylaniix, N,. Dimethylcyclohexylamin, Morpholin, Pyridin, Chinclin, Xtr lendiamin, Diäthylentriamin, Pentaäthylenhexamin. Es können (p ferner auch Fettamine oder auch zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit mit Athylenoxid umgesetzte Fettamine verwendet werden. Zur Salzbildung kann Säure und Amin in stöchiometrischem Verhältnis eingesetzt werden; es kann jedoch auch die Arylsulfonamido-alkylencarbonsäure oder vorzugsweise das Amin im Überschuß angewandt werden.

Während die Aminsalze der Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren (Komponente A) vor allem für den Korrosionsschutz der erfindungsgemäßen V/alz±lüssigkeiten verantwortlich sind, werden durch die Polyaddukte aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Verbindungen mit aktiven Vfasserstoffatomen (Komponente B) Λ in erster Linie die Schmiereigenschaften der Walzflüssigkeiten bev/Jrkt. Bei dieser schmierend wirkenden Komponente B handelt es sich um Polyaddukte aus Alkylenoxiden mit 2-4 Kohlenstoffatomen an aliphatische oder aromatische Verbindungen mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, die 1-8, vorzugsweise 1-5 zur Reaktion mit Alkylenoxiden befähigte Wasserstoffatome besitzen, wobei diese Polyaddukte in beliebiger Reihenfolge ein- oder mehrmals Reste der Formel -(C₂II₄O)- sowie Reste der Formel -(C₃HgO)- und/oder der Formel -(C-H₀O)- in einer Kette enthalten und MoI-gewichte im Bereich von 1000 bis 30 000, vorzugsweise 2 500 bis 20 000,aufweisen. Der Anteil an Athylenoxidresten in diesen Polyaddukten beträgt meist etwa 15 bis 85, vorzugsweise 40 bis 60Gew,%

bei einen Gehalt von mindestens 10 Propylen- odor Butylenoxidre-Bten in Molekül.

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In den Polyaddukten können die Äthylenoxid- und Propylenoxidund/oder ButyXenoxidreste durch alternierende oder blockförmig alternierende Älkoxylierung mit Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid alternierend oder blockweise alternierend angeordnet sein oder z. B. durch Älkoxylierung: dar aktive Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen mit einem Mischoxid definierter Zusammensetzung (z. B. Äthylenoxid: Propylenoxid 1 : 1) statistisch verteilt angeordnet sein) .

Als organische Verbindungen, welche 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 5, zur Reaktion mit Alkylenoxid befähigte Wasserstoffatome besitzen, kommen vor allem gesättigte oder ungesättigte, gerad« kettige oder verzweigte einwertige aliphatische Alkohole, Diole oder Polyole, primäre und sekundäre Monoamine, Polyamine oder Alkanolamine sowie Carbonsäuren oder Dicarbonsäuren und deren Amide in Betracht. Ebenso geeignet sind Phenole sowie Mono- oder Dialkylphenole. Als Beispiele für solche Verbindungen mit beweglichen Wasserstoffatomen seien im einzelnen genannt: Alkanole und Alkenole rait 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Äthanol, n- oder iso-Propanol, n- oder iso-Butanol, 2-Ä'thylhexanol, Dodecanol-(l), Octadecanol-(l); sowie einfach ungesättigte Alkohole, wie z. B. Allylalkohol oder Oleylalkohol; ferner Diole und Polyole mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Äthylenglykol, Propandiol-(1,3), Propandiol-(1,2), Butandiol-(1,4), Dodecandiol-(1,7), Hexadecandiol-(1,4), Octadecandiol-(1_?6), Glyzerin, Pentaerythrit, Sorbit und Saccharose; ferner primäre oder sekundäre, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Mono-, Di- oder Triamine mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen wie Butylamin, Hexylamin, Dodecylamin, Octadecylamin, Oleylamin, Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Äthanolamin, Diethanolamin und Triäthanolamin; weiterhin gesättigte oder einfach ungesättigte aliphatische Mono- oder Dicarbonsäuren mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Caprylsäure, Laurylsäure, Ölsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäui'e sowie die Amide dieser Carbonssäuren; und weiterhin Phenole und Mono- oder Dialkylphenole mit 1 bis Kohlenstoffatomen im jeweiligen Alkylrest, wie Phenol, Kresole, Butylphenol, tert. Butylphenol, Nonylphenol, Dodecy!phenol und

Di-dodecylphenol. ^ .,.,-

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Die als schmierende Komponente B in den erfindungsgemäßen Vf a Izflüssigkeiten verwendeten Polyaddukte sind trotz ihrer hohermolekularen Struktur wasserlösliche Produkte, die nach an sich bekannten Verfahren erhalten werden können, wenn man Äthylenoxid sowie Propylenoxid und/oder Butylenoxid an die vorstellend genannten organischen Grundkörper mit beweglichen Wasserstoffatomen anlagert.

Ein wesentlicher anwendungstechnischer Vorteil der erfindtmgsgemäßen korrosionsverhindernden Walzflüssigkeiten ist, daß sie in einem breiten Konzentrationsbereich eingesetzt werden können und hierbei in allen Verarbeitungsstadien eine gute Wirksamkeit φ und Stabilität besitzen. Eine ausreichende Wirksamkeit ist in vielen Fällen noch bei so niedrigen Konzentrationen der Lösungen an Salzen der Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren (A) von 0,1 Gew.% und bei Konzentrationen der Alkylenoxidpolyaddukte als Schmierkomponente (B) von 0,5 Gew.% gegeben.

Der bevorzugte Konzentraticnsbereich der erfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten beträgt für die Komponente A 1 - 3 Gew.% und für die Schmierkomponente B 2 - 8 Gew.%. Walzflüssigkeiten mit höheren.Konzentrationen an den beiden Komponenten sind gleichermaßen gut wirksam, sie werden jedoch aiis wirtschaftlichen Gründen weniger bevorzugt. Im allgemeinen kommen aus diesen Gründen Jk Konzentrationen oberhalb etwa 5 Gew.% für die Komponente A und oberhalb etwa 12 Gew.% für die Schmierkomponente B nicht mehr in Betracht.

Der technische Vorteil der erfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten zeigt sich auch darin, daß sie selbst die hohen Anforderungen erfüllen, die an eine Walzflüssigkeit bei der Herstellung definierter Stahlbleche mit exakter gleichbleibender Blechstärke, z. B. für den Autokarosseriebau, gestellt wei'den, erfüllen.

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Die guten Schmiereigenschaften sowie ferner den synergistischen Effekt der beiden Komponenten der neuen Walzmittel hinsichtlich der Schraierwirkung zeigen folgende Untersuchungen mit Beispielen der erfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten. In diesen Untersuchungen wurde mit der Reibverschleißv/aage nach Reichert die spezifische

ο
Flächenpressung (P ) in kg/cm als Maß für die Schmierwirkung für wäßrige Lösungen mit einem Gehalt von jeweils 2 Gew.% der nachfolgend¹ bezeichneten Produkte gemessen:

1) Triäthanolammoniumsalz der Benzolsulfonyl-N-niethyl-E-araino capronsäure

2) Anlagerungsverbindung von Äthylenoxid an ein Polypxpylenglykol vom Molgewicht 2000 bis zu einem Endmolekulargewicht des Polyadduktes von 2500

2a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 2)

3) Anlagerungsverbindung von Äthylenoxid an ein Polypropylenglykol vom Molgewicht 1900 bis zu einem Endmolekulargewicht des Polyadduktes von 4200

3a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 3)

4) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiarain bis zum Molgewicht 750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht des Polyadduktes von 1365

4a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 4) -

5) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 2750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht des Polyadduktes von 3235

5a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 5)

6) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 2750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht,des Polyadduktes von 3670

6a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 6)

7) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 2750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht des Polyadduktes von 5000

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7a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 7)

8) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Athylendiamin bis zum Molgewicht 2750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtinolekulargewicht des Polyadduktes von 3670

8a') Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und .8)

9) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Athylendiamin bis zum Molgewicht 4000, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht des Polyadduktes von 7270

9a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 9) \

10) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Athylendiamin Jp bis zum Molgewicht 4000, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis j zu einem Gesamtiaolekulargewicht des Polyadduktes von 26 650

10a) Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 10)

11) Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Athylendiamin bis zum Molgewicht 3540, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht des Polyadduktes von 4 860

lla)Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1) und 11)

Bei dem Produkt 1 handelt es sich um ein Beispiel der Komponente A der erfindungsgemäßen Walzmittel. Die Produkte 2 bis 11 stellen Jk Beispiele für die Schmiermittelkomponent B der Walzmittel gemäß der Erfindung in Form von Mischungen aus jeweils gleichen Mengen der Produkte 2 bis 11 und des Produktes 1 dar.

Die Ergebnisse dieser Prüfungen, die in Tabelle I zusammengefaßt sind, zeigen in der Spalte I die Werte für die Schmierwirkung des Produktes 1 (Komponente A) und für die Produkte 2-11 (Schmiermittelkomponente B) und in Spalte II die Werte für die Schmierwirkung der Produkte 2a bis 11a (Walzmittelmischungen gemäß der Erfindung).

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Tabelle 1

Produkt Nr.

als 2%ige wäßrige Lösung

Schmierwirkung (kg/cm ) I II

2a

3a

4a

5a

6a

7a .

8a

9a 10
10a 11
11a

135 24O 24O 190 260 255 23O 220 265 260 225

205 21O

195

240

230 215

205

220

230

Ein Vergleich der Werte für die Produkte 2-11, mit den entsprechenden Werten für die Produkte 2a bis 11a zeigt, daß trotz der auf die Hälfte herabgesetzten Konzentration der Schmiermitte lkomponente in den Mischprodukten 2a bis 11a der hohe Schmiereffekt erhalten bleibt oder nur wenig absinkt. Die Schmier· Wirkungen für die Produkte 2a bis 11a liegen erheblich höher als es aufgrund der Werte der Einzelkomponenten zu erwarten war. Die Ergebnisse dieser Prüfungen zeigen somit den überraschenden synergistischen Effekt der erfindungsgemäßen Walzmittelmischung hinsichtlich der Schmierwirkung.

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In weiteren Untersuchungen wurden die einzelnen für die Wirksamkeit von Walzflüssigkeiten wesentlichen Eigenschaften am Beispiel einer Walzflüssigkeit gemäß der Erfindung vergleichend gegenüber bekannten Walzemulsionen geprüft.
Für die Untersuchungen wurden verwendet:

Produkt 12 bestehend aus

50,0 Gewichtsteilen einer 85%igen wäßrigen Lösung eines basischen Triäthanolammoniumsalzes der Benzolsulfonyl-N-methyl-ε-aminocapronsäure und

50,0 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von Äthylenoxid. Jk an ein Polypropylenglykol vom Molgewicht 1900 bis zu einem ^ Endmolgewicht des Polyadduktes von 3200

Produkt 13 (Vergleichsprodukt) bestehend aus YO,0 Gewichtsteilen Mineralöl (3°E/20°C)

15,0 Gewichtsteilen des Natriumsalzes einer aliphatischen SuIfonamidoessigsäure mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest

12,0 Gewichtsteilen eines Additionsproduktes von 7 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Oleylalkohol

3,0 Gewichtsteilen Wasser

Produkt 14 (Vergleichsprodukt) bestehend aus ™

72,0 Gewichtsteilen Mineralöl (3°E/20°C)

12,0 Gewichtsteilen des Umsetzungsproduktes von 10 Mol Athylenoxid mit 1 Mol Tributylphenol

10,5 Gewichtsteilen des Natriumsalzes einer aliphatischen SuIfonamidoessigsäure mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest

3,0 Gewichtsteilen Oleoylsarkosid
2,5 Gewichtsteilen Wasser

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a) Walzversuche

Die Walzversuche wurden an einem Versuchswalzgerüst, bestehend aus gehärteten Chromstahlv/alzen mit einem Ballendurchmesser von 180 mm vorgenommen. Die Walzgeschwindigkeit betrug gleichbleibend 6,0 m/Min. Die drei zu prüfenden Produkte wurden in einer Verdünnung mit Wasser im Gewichtsverhältnis 1 : 20 von der Ober- und Unterseite am Einlauf des Walzgerüstes auf das Walzband aufgesprüht. Als Versuchsmaterial wurden 50 mm breite Streifen aus einem beruhigt vergossenen'Siemens-Martin-Stahl der Güte MR St 4 nach DIN 1624 benutzt. Das 2,5 ran dicke Warmband war bereits vorher auf 1,0 mm abgewalzt. Die Messung der Banddickenabnahme bei den Prüfungen mit den drei Produkten ergab die in Tabelle 2 zusammengestellten Werte.

Tabelle 2

Produkt Nr. % Dickenabnahme je Stich

(verdünnt 1:20

in Wasser) - _{o Q} _A * c

trockengewalzt 12 13 14

20	30	40	45	50	52
37	53	61	68	74	77
34	49	58	66	71	74
36	51	59	67	73	76

Die Prüfungen zeigen, daß mit der wäßrigen Walzflüssigkeit gemäß der Erfindung dieselbe Dickenabnahme, jedoch bei glatterer Oberflächenbeschaffenheit erreicht wird wie mit den Öl» emulsionen»

"^mindestens

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b) Reibungsmessung

Die Reibungsmessung läßt eine Voraussage der Schmiex'wirkung der zu prüfenden Produkte im Walzspalt zu. Bei den Reibungsiaessungen wurden in Ziehversuchen die ^inkeländerungen der Ziehbaciken gemessen . Die in α ausgedrückten Werte als Maß liir <3ie Uinfcel— änderungen sind in Tabelle 3 enthalten.

Tabelle	3
Produkt	Kr.
trocken	gezogen
12
13
14

Reibungswert

0,316 0,079

0,099 0,096

c) Rückstandsbestimmungen

Von Walzflüssigkeiten wird eine möglichst geringe Neigung zur Bildung von Kohlenstoff- oder Ascherückständen gefordert, da . diese geringe Rückstandsbildung wesentlich für eine einwand- -Mk freie Oberflächenbeschaffenheit des gewalzten Materials nach dem Glühen unter Stickstoffatmosphäre ist.

Zur Prüfung der Rückstandsbildung wurde die zu untersuchende Walzflüssigkeit in einen Spezialglaskolben eingewogen und dieser in ein auf 55O°C erhitztes Metallbad gebracht. Auf diese Weise wird die Probe so schnell wie möglich auf Temperaturen erhitzt, bei denen alle flüchtigen Anteile entweichen, während die schwerflüchtigen Bestandteile im Kolben verkracken und verkoken. Nach einer Erhitzungsdauei¹ von 5 Minuten wird der Kolben aus dem Heizbad entfernt, abgekühlt und zurückgewogen. Der im Kolben verbliebene Rest wird umgerechnet in Gew.% bezogen auf das eingewogene Produkt als "Ramsbottom-Kohlenstoff-Rückstand" angegeben.

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Tabelle 4

Produkt Nr. % Raiasbottom-Kohlenstoff-Rückstand

12 0,3 %

13 1,1 % -.- 14 1,1%

Die in Tabelle 4 enthaltenen Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen die erheblich geringere Rückstandsbildung des Walzmittels gemäß der Erfindung gegenüber den Vergleichsprodukten,

d) Korrosionsschutz

Zur Verhinderung der Korrosion beim Walzen und Lagern der gewälzten Bleche sowie zum Schutz der Walzen selbst wird von den Walzflüssigkeiten ein möglichst weitgehendes Korrosionsschutzvermögen gefordert. Die Prüfung des Korrosionsschutzes wurde nach dem Herbert-Test vorgenommen , bei dem Stahlspäne auf eine Gußeisenplatte aufgebracht und die Späne mit der zu prüfenden Lösung befeuchtet werden. Nach 24 Stunden andauernder Einwirkungszeit werden die Späne von der Gußeisenplatte entfernt und diese Platte visuell auf Rostbefall beurteilt. Die Beurteilung wurde nach der folgenden Benotung vorgenommen:

Benotung: +++ kein Rost
++ Spur Rost
+ leichter Rost deutlich Rost starker Rost sehr starker Rost

⁺'IP-Standards for Petroleum and its Products¹¹, IP 125/63 (I) und II

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Bei den Prüfungen wurden Lösungen der Produkte 12 - 14 in destilliertem Wasser und in Leitungswasser von 20 dll in Konzentrationen von jeweils 1, 3 und 5 Gew.% geprüft. Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in Tabelle 5 enthalten.

Tabelle 5

Probe Nr. destilliertes Wasser hartes Wasser (2O°dH)

1% 3% 5 % 1 % 3 % 5 %

13 -+

e) Emulgiervermögen

Ein Nachteil der bekannten ölhaltigen Walzflüssigkeiten ist ihre Eigenschaft, die in den Walzlagern befindlichen Schmieröle herauszuemulgieren und damit das Einschleppen dieser Schmieröle in die Walzflüssigkeiten. Diese Nachteile weisen, wie auch die Prüfung des Emulgiervermögens zeigt, die ölfreien Walzflüssigkeiten ge- Λ maß der Erfindung nicht auf. w

Zur Prüfung des Emulgiervermögens wurden die Produkte 12 - 13 im Gewichtsverhältnis 1 : 1 mit Mineralöl vermischt. Die erhaltenen Mischungen wurden hinsichtlich ihrer Beschaffenheit beurteilt und zur Prüfung der Emulgierbarkeit jeweils in Wasser eingerührt .

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Tabelle

Produkt Nr₁

Mischung 1:1 mit Mineralöl Emulgierbarkeit der Mischung 1:1 mit Mineralöl in Wasser

12 13 14

trennt ab

homogen

homogen keine

vorhanden vorhanden

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Claims

PatentanSprüche:

1. Verfahren zum Kaltwalzen von Eisenblechen unter Einsatz von Walzflüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß man ölfreie wäßrige Walzflüssigkeiten enthaltend

A) wasserlösliche Aminsalze von Arylsulfonaraido-alkylencarbonsäuren

B) wasserlösliche Polyaddukte aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatoaen

einsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente A der Walzflüssigkeiten Aminsalze von Säuren der allgemeinen Formel I

(R₁)(Rp)-Ar-(S-N-R₄-COOH)_n 0 R-

verwendet, in der R- und R„ Wasserstoff, Fluor, Chlor oder Brom, eine Nitrogruppe oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1-4 C-Atomen, wobei die Summe der Kohlenstoffatome der beiden Reste R₁ und R„ die Zahl 7 nicht überschreiten soll, Ar den Benzol-, Naphthalin-, Anthracen-, Diphenyl-, Dipheny!methan-, Diphenyloxid-, Diphenylsulfid-, Diphenylsulfoxid- oder Diphenylsulfonrest, R_

Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen, den ß-Cyanoäthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2-4 Kohlenstoffatomen, R₄ einen Alkylenrest mit 4-15 Kohlenstoffatomen in der Kette und η 1 oder 2 bedeutet.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente B der Walzflüssigkeiten Polyaddukte aus Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen an aliphatische oder aromatische Verbindungen mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, die 1 bis 8 zur Reaktion mit Alkylonoxiden befähigte Wasserstoffatome besitzen, wobei diese Polyaddukte in beliebiger Reihenfolge ein- oder mehrmals Reste der Formel -(C₂II₄O)- sowie Reste der Formel -(C₃H₆O)- und/oder der Formel -(C₄HgO)- in einer Kette enthalten und Molgewichte im Bereich von etwa IQOO bis 3OOOO aufweisen.

4. Ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten zum Kaltwalzen von Eisenblechen, enthaltend als Walzmittel

A) wasserlösliche Aminsalze von Arylsulfonamidoalkylencarbonsäuren und

B) wasserlösliche Polyaddukte aus Xthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen.

5. Ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente A Aminsalze von Säuren der allgemeinen Formel I

(R₁)(R₀)-Ar-(S-N-R.-COOH) OR₃

enthalten, in der R- und R„ Wasserstoff, Fluor, Chlor oder Brom, eine Nitrogruppe oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1-4 C-Atomen, wobei die Summe der Kohlenstoffaome der beiden Reste R- und R„ die Zahl 7 nicht überschreiten soll, Ar den Benzol-, Naphthalin-, Anthracen-, Diphenyl-, Diphenylmethan-, Diphenyloxid-, Dxphenylsulfid-, Diphenylsulfoxid- oder Dxphenylsulfonrest, R„ Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen, den ß-Cyanoäthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2-4 Kohlenstoffatomen, R₄ einen Alkylenrost mit 4-15 Kohlenstoffatomen in der Kette und η 1 oder 2 bedeutet.

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6. Ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten nach Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente B Polyaddukte aus Alkylenoxiden mit 2-4 Kohlenstoffatomen an aromatische oder aliphatische Verbindungen mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, die 1-8 zur Reaktion mit Alkylenoxiden befähigte Wasserstoffatome besitzen, wobei diese Polyaddukte in beliebiger Reihenfolge ein- oder mehrmals Reste der Formel -(CpH₄O)- sowie Reste der Formel -(C₀IL-O)- und/oder der Formel -(C₁H₀O)- in einer Kette enthalten und Molgewichte im Bereich von etwa 1000 bis 30 000 aufweisen.

7. Ölfreie, wäßrige Y/alzflüssigkeiten nach Ansprüchen 4 bis 6, · dadurch gekennzeichnet, daß sie die Komponente A in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gew.% und die Komponente B in einer Konzentration von 0,5 bis 12 Gew.% enthalten.

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ORIGINAL INSPECTED

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