DE2103419B2

DE2103419B2 - Walzmittel

Info

Publication number: DE2103419B2
Application number: DE2103419A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 6233 Kelkheim Diery; Horst 6231 Oberliederbach Lorke; Siegbert Dr. 6000 Frankfurt Rittner
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-01-26
Filing date: 1971-01-26
Publication date: 1974-05-16
Also published as: BE778533A; DE2103419A1; SE379547B; FR2123426B1; GB1375631A; CH575990A5; USB378891I5; CA979422A; NL7200884A; US3788991A; SU444373A3; FR2123426A1; BR7200420D0; DD95357A5; DE2103419C3; CS161789B2; IT946874B

Description

2. ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente A Aminsalze von Säuren der allgemeinen Formel I

/O

(R₁)(Rz)-Ar-S-N-R₄-COOH

6. Verwendung eines Gemisches, bestehend aus A. Aminsalzen von Säuren der allgemeinen For-

\O R,

enthalten, in der R₁ und R₂ Wasserstoff, Fluor, Chlor oder Brom, eine Nitrogruppe oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen, wobei die Summe der Kohlenstoffatome der beiden Reste R₁ und R₂ die Zahl 7 nicht überschreiten soll, Ar den Benzol-, Naphthalin-, Anthracen-, Diphenyl-, Diphenylmethan-, Diphenyloxid-, Diphenylsulfid-, Diphenylsulfoxid- oder Diphenylsulfonrest, R₃ Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, den /Ϊ-Cyanoäthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R₄ einen Alkylenrest mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen in der Kette und ;; 1 oder 2 bedeuten.

3. Ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente B Polyaddukte aus Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen an aromatische oder aliphatische Verbindungen mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, die 1 bis 8 zur R^ak'.on mit Alkylenoxiden befähigte Wasserstoffatome besitzen, enthalten, wobei diese Polyaddukte in beliebiger Reihenfolge ein- oder mehrmals Reste der Formel -(C₁HiO)- sowie Reste der Formel -(C₃H₈O)- und/oder der Formel — (C₄H₈O) — in einer Kette enthalten und Molgewichte im Bereich von etwa 1000 bis 30 000 aufweisen.

4. Ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Komponente A in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent und die Komponente B in einer Konzentration von 0,5 bis 12 Gewichtsprozent enthalten.

5. Verwendung eines aus

A. wasserlöslichen Aminsalzen von Arylsulionamido-alkylencarbonsäuren und

B. wasserlöslichen Polyaddukten aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Bulylenoxid an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen

bestehenden Gemisches als schmierwirksame und korrosionsverhindernde Komponente in ölfrcien, wäßrigen Walzflüssigkeiten nach Anspruch 1 für das Kaltwalzen von Eisenblechen.

mell

/O

(R₁) (R₁)-Ar-j S-N-R₄-COOH

\.O R₃ In

worin R₁ und R. Wasserstoff, Fluor, Chlor oder Brom, eine Nitrogruppe oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen, wobei die Summe der Kohlenstoffatome der beiden Reste R₁ und R₂ die Zahl 7 nicht überschreiten soll, Ar den Benzol-, Naphthalin-, Anthracen-, Diphenyl-, Diphenylmethan-, Diphenyloxid-, Diphenylsulfid-, Diphenylsulfoxid- oder Diphenylsulfonrest, R₃ Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, den /7-Cyanäthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R₄ einen Alkylenrest mit 3 bis 15 Kohlenstoffatomen in der Kette und η 1 oder 2 bedeuten.

B. Wasserlöslichen Polyaddukten aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen als schmierwirksame und korrosionsverhindernde Komponente in ölfreien, wäßrigen Walzflüssigkeiten nach Anspruch 5 für das Kaltwalzen von Eisenblechen.

7. Verwendung eines Gemisches aus

A. wasserlöslichen Aminsalzen von Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren und

B. wasserlöslichen Polyaddukten aus Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen an aromatische oder aliphatische Verbindungen mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, die 1 bis 8 zur Reaktion mit Alkylenoxiden befähigte Wasserstoffatome besitzen, wobei die Polyaddukte in beliebiger Reihenfolge ein- oder mehrmals Reste der Formel - (C₂H₄O) — sowie Reste der Formel — (C₃H₆O) — und/oder der Formel -(C₄H₈O)- in einer Kette enthalten und Molgewichte im Bereich von etwa 1000 bis 30 000 aufweisen als schmierwirksame und korrosionsverhindernde Komponente in ölfreien wäßrigen Walzflüssigkeiten nach Anspruch 5 für das Kaltwalzen von Eisenblechen.

60 Beim Kakwalzprozeß zur Erzielung einer bestimmten Dickenabnahme von heiß vorgewalzten Eisenblechen werden üblicherweise wäßrige Emulsionen von Mineralölen oder fetten Ölen eingesetzt, die anionische oder nichtionogene Emulgatoren oder Mischungen solcher Emulgatoren enthalten. Der Einsatz dieser empfindlichen Emulsionssysteme beim Kaltwalzprozeß ist jedoch mit einer Reihe von Mangeln behaftet. Die Emulsionen besitzen oft eine nicht ausreichende 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 Betriebs-

bedingungen leicht ihre Beschaffenheit ändern, stark beeinflußt. So ergeben gröbere Emulsionen zwar die erstrebten besseren Schmierwirkungen, sie sind andererseits viel instabiler als feinteilige Emulsionen und besitzen aus diesem Grund nicht optimale walztechnische Eigenschaften. Die Standzeiten der Walzemulsionen werden stark beeinträchtigt durch 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 Emulgatorgehalt der Emulsionen die in den Walzlagern befindlichen Schmieröle emulgiert in die Walzflüssigkeiten eingeschleppt werden. Von erheblichem Nachteil ist ferner, daß mit diesen Walzemulsionen keine ausreichende Korrosionsinhibierung des bearbeiteten Gutes erreicht wird.

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

A. wasserlösliche Aminsalze von Arylsulfonamidoalkylencarbonsäuren der nachstehend angegebenen Konstitution und

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

an Stelle der bekannten öligen Emulsionssysteme beim Kaltwalzen von Eisenblechen

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen ölfreien Walzflüssigkeiten werden die vorstehend geschilderten Nachteile der Walzölemulsionen vermieden und darüber hinaus weitere Vorteile erzielt.

Die neuen ölfreien, wäßiigen Walzflüssigkeiten können mit Hilfe der Aminsalze von Arylsulfonamidoalkylencarbonsäuren vorteilhaft so eingestellt werden, daß sie bei Raumtemperatur durchsichtig blank und bei erhöhter Temperatur wasserlöslich opal sind und bei noch höheren Temperaturen, beispielsweise über 80 C. ölartigc 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 wieder 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 Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen so einzustellen, daß die Walzflüssigkeiten während des gesamten Arbeitsublaufcs in dispersoider Form vorliegen. Bevorzugt werden für die Herstellung der Walzflüssigkeiten gemäß der Erfindung als Komponenten A und B solche Produkte ausgewählt, die in der Kälte wasserlöslich sind. Hierbei und im folgenden soll der Begriff »wasserlöslich« auch den kolloidalen oder dispersoiden Zu-Itand mil umfassen.

Als Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren, wie sie In Form ihrer Aminsalze als Komponente A in den »rfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten enthalten sind, kommen Verbindunggen der allgemeinen Formel

(R₁) (R₂)-Ar-

S —N — R₁-CO₂H

O R,

in Betracht. In dieser Formel stehen R₁ und R₂ für Wasserstoff, die Halogene Fluor, Chlor oder Brom, eine Nitrogruppe oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wobei die Summe der Kohlenstoffatome der beiden Reste R₁ und R. die Zahl 7, vorzugsweise die Zahl 3, nicht überschreiten soll. Ar bedeutet den Benzol-, Naphthalin-, Anihracen-, Diphenyl-, Diphenylmethan-, Diphenyloxid-, Diphenylsulfid-, Diphenylsulfoxid- oder Diphenylsulfonrest,

ίο R₃ steht für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis Kohlenstoffatomen, den /J-Cyanoäthylrest oder einen Hydroxyalkylrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, R₄ bedeutet einen Alkylenrest mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen in der Kette, die außerdem gegebenenfalls

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-o-amino-valeriansäure, Benzolsulfonyl-N-methyl-o-aminovaleriansäure, Benzolsulfonyl-fi-aminocapronsäure, Benzolsulfonyl-N-methyl-e-aminocapronsäure, p-ToIuolsulfonyl-e-aminocapronsäure, w p-Toluolsulfonyl-N-methyl-fi-aminocapronsäure, Benzolsulfonyl-N-äthyl-f-aminocapronsäure, Benzolsulfonyl-N-butyl-s-aminocapronsäure, Xylol-sulfonyl-N-methyl-e-aminocapronsäure, Benzol-(l,3)-di-(N-methyl-sulfonamido-£-capronsäure),

Naphthalin-O.oHMN-methylsulfonamido-

ε-capronsäure),
Anthracen-(2)-sulfonyl-N-methyl-f-aminocapronsäure,

Benzolsulfonyl-N-methyl-^-aminocaprylsäure, p-Toluolsulfonyl-N-methyl-tf-aminooctan- \-carbonsäure,

Benzol-sulfonyl-T-aminononan-x-carbonsäure, p-Toluolsulfonyl-oj-aminoundecansäure. :n 4- viethoxybenzolsulfonyl-N-methyl-e-amino-

capronsäure,
4-Chlorbenzolsulfonyl-N-meth>l-f')-aminovaleriansäure,

2,4-Dichlorbenzolsulfonyl-N-methyl-e-amino- Mi capionsäure,

Hexyl-benzol- und Isopropyl-benzolsulfonyl-

N-methyl-i-aminocapronsäure, Diphenyl-sulfonamido-e-valeriansäure, Diphenyl-N-melhyl-sulfonamido-e-capronsäure, 2.2'-Dimethyl-diphenylsulfonamido-'%valerian-

säure,
2,4'-Dimethyl-diphenyl-N-methylsulfonamidof-capronsäure,

2-Brom-diphenylsulfonamido-ru-undecansäure, 3-Brom-diphenyl-N-methyl-sulfonamido-

o-valeriansäure,
2-Chlordiphenyl-N-mcihyl-sulfonamido- 1 -capronsäu.'e.

Z-l-luor-diphenyl-sulfonamido-e-capronsäure, Diphenyl-sulfoiiamido-fj-undecansäure, Diphenyloxid-sulfonamido-A-valeriansäure, Diphenyloxid-K-butylsulf onamido-o-valeriansäurc.

Diphenyloxid-sulfonamido-f-capronsäure, Diphcnyloxid-N-methyl-sulfonamidof-capronsäure,

4-Chlor-diphenyloxid-sulfonamido-Λ-valeriansäurc,

Diphenyloxid-sulfonamido-w-undecansäure, Diphenyloxid-N-methyl-sulfonyI-77-aiTunocaprylsäure,

Diphenylmethan-sulfonamido-3-valeriansäure, Diphenylmethan-N-methyJsulfonamido-ε-capronsäure,

Diphenyl-methan-sulfonamido-cu-undecansäure, Diphenylsulfid-sulfonamido-d-va'eriansuure, Diphenylsulfid-sulfonamido-c-capronsäure, DJphenylsulfid-N-methylsulf onamido- ι ο

ε-capronsäure,

Diphenylsulfon-sulfonaniido-o-valeriansäure, Dipheny'su'tfon-N-methylsulfonamido-ε-capronsäure,

4-Chlordiphenyl-4'-sulfonamido-8-capronsäure, Diphenylsulfon-sulfonamido-w-undecansäure, Diphenylsulfoxid-sulfonamido-o-valeriansäure, DiphenylsuIfoxid-N-methyl-suKonamido-ε-capronsäure,

Diphenyloxid-sulfonamido-w-undecansäure.

2,2'-Dichlor-diphenyl-sulfonamidoö-valeriansäure,

o-Nitro-benzolsulfonyl-o-aminovaleriansäure, o-Nitrobenzolsulfonyl-N-methyl-ö-aminovaleriansäure,

m-NitrobenzoIsulfonyl-e-aminocapronsäure, o-Nitroben/ol-sulfonyl-N-äthyl-e-aminocapron-

säure,
m-Nitrobenzolsulfonyl-N-butyl^-aminc-apronsäure,

4-Methoxy-2-nitrobenzolsulfonyl-ό-amino-

valeriansäure,
4-Methoxy-2-nitro-benzolsulfonyl-£-amino-

capronsäure,
S^-Dinitro-^chlorbenzol-sulfonyl-o-amino-

valeriansäure,
S.S-Dinitro-^chlor-benzol-sulfonyl-N-methyl-

e-aminocapronsäure,
m-Nitrobenzolsulfonyl-N-methyl-o-aminooctan-λ-carbonsäure,

l-Nitronaphthalinsulfonyl-f-aminocapronsäure, l-Nitro-naphthalinsulfonyl-N-methyl-ro-aminocapronsäure.

m-Nitrobenzolsulfonyl-w-aminoundecansäure, Nitrotoluolsu ifonyl-N-methyl-f-maino-

capronsäure.
m-Nitrobenzol-fultonyl-y-aminobuttcrsäure und andere.

Für die Bildung der Aminsalze der vorstehend genannten Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren kommen beliebige Amine in Betracht. Es besteht lediglich die Bedinguiii!. dai3 sie mit den Arylsulfonamidoalkylencarbonsäuren zu wasserlöslichen Produkten führen. Geeignete Amine für die Salzbildung sind z. B. Mono-, Di- und Trimethylamin, Mono-, Di- und Triäthylamin, Monoisopropylamin, Mono- und Dibutylamin, 3-Methoxypropylamin, Mono-2-äthylhexylamin, Dimethylaminopropylamin, Mono-, Di- und Triäthanolamin, 3-Aminopropanol, Monomethylälhanolamin, Dimethyläthanolamin, Diisopropylamin, Triisopropylamin, Cyclohexylamin, Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin, Morpholin. Pyridin, Chinolin, Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Pentaäthylenhexamin. Es können ferner auch Fettamine oder auch zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit mit Äthylenoxid 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 Oberschuß angewandt werden.

Während die Aminsalze der Arylsulfonamido-alkylencarbonsäuren (Komponente A) vor allem für den Korrosionsschutz der erfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten verantwortlich sind, werden durch die Polyaddukte aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen (Komponente B) in erster Linie die Schmiereigenschaften der Walzflüssigkeiten bewirkt. Bei dieser schmierend wirkenden Komponente B handelt es sich um Polyaddukte aus Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen an aliphatische oder aromatische Verbindungen mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, die 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 5, zur Reaktion mit Alkylenoxiden befähigte Wasserstoffatome besitzen, wobei diese Polyaddukte in beliebiger Reihenfolge ein- oder mehrmals Reste der Formel — (C₂H₄O)
sowie Reste der Formel — (C₃H₆O) — und/oder der Formel — (C₄H₈O) — in einer Kette enthalten und Molgewichte im Bereich von 1000 bis 30 000, \orzug,-weise 2500 bis 20 000, aufweisen. Der Anteil an Äthylenoxidresten in diesen Polyaddukten beträgt meist enva 15 bis 85, vorzugsweise 40 bis 60 Gewichtsprozent bei einem Gehalt von mindestens 10 Propylen- oder Butylenoxidresten im Molekül.

Tn den Polyaddukten können die Äthylenoxid- und Propylenoxid- und/oder Butylenoxidreste durch alternierende oder blockförmig alternierende Alkoxylieruug mit Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid alternierend oder blockweise alternierend angeordnet sein oder z. B. durch Alkoxylierung der aktive Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen mit einem Mischoxid definierter Zusammensetzung (z.B. Äthylenoxid ru 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, geradkettige 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 mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Äthanol, n- oder iso-Propanol, n- oder iso-Butanol, 2-Äthylhexanol, Dodecanol-(l), Octadecanol-(l); sowie einfach ungesättigte Alkohole, wie ? B. Allylalkohol oder Oleylalkohol; ferner Diole und Polyole mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Äthylenglykol, Propandiol-(1,3), Propandiol-(l,2), Butandiol-(1,4), Dodecandiol-(1,7), Hexadecandiol-0,4), 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, Docecylamin, Octadecylamin, Oleylamin, Äthylendiamin, Diäthyientriamin, Äthanolamin, Diethanolamin und Triäthanolamin; weiterhin gesättigte oder einfach ungesättigte aüphatische Mono- oder Dicarbonsäuren mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Caprylsäure, Laurylsäure, Ölsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure sowie die Amide dieser Carbonsäuren; und weiterhin

Phenole und Mono- oder Dialkylphenole mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen im jeweiligen Alkylrest, wie Phenol, Kresole, Butylphenol, tert. Butylphenol, Nonylphenol, Dodecylphenol und Di-dodecylphenol.

Die als schmierende Komponente B in den erfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten verwendeten Polyaddukte sind trotz ihrer höhermolekularen Struktur wasserlösliche Produkte, die nach an sich bekannten Verlahren erhalten werden können, wenn man Äthylenoxid sowie Propylenoxid und/oder Butylenoxid an m die vorstehend genannten organischen Gnmdkörpsr mit beweglichen Wasserstoffatomen anhsert.

Ein wesentlicher arswendungstechnischer Vorteil der erfindungsgemäßen korrosionsverhindernden Walzflüssigkeiten ist, daß sie in einem breiten Konzentrationsbereich eingesetzt werden können und hierbei in allen Verarbeitungsstadien eine gute Wirksamkeit und Stabilität besitzen. Eine ausreichende Wirksamkeit ist in vielen Fällen noch bei so niedrigen Konzentrationen der Lösungen an Salzen der ^ryisulfonan.ido-alkylencarbonsäuren (A) von 0,1 Gewichtsprozent und bei Konzentrationen der AlkylenoxidpolvadHukte als Schmierkomponente (B) von 0,5 Gewichtsprozent gegeben.

Der bevorzugte Konzentraticnsbereich der erfin- -^ dungsgemäßen Walzfiussigkeiten beträgt für die Komponente A 1 bis 3 Gewichtsprozent und für die Schmierkomponente B 2 bis 8 Gc-wichtf rozent. Waizfiüssig-Vciten mit höheren Konzentrationen an den beiden Komponenten sind gleichermaßen gut wirksam, sie werden jeäj.~h aus wirtscnaftliclvn Gründen vveniger b».\orzugt. Im allgemeinen komrrien aas diesen Gründen Konzentrationen oberhalb etwa ;> Gewichtsprozent für die Komponente A und oberhalb etwa 12 Gewichtsprozent für die Schmierkomponente B nicht mehr in Betracht.

Der technische Vorteil der erfindungsgeniäßen Walzflüssigkeiten zeigt sich auch d^n, daß sie selbst die hohen Anforderungen erfü"en, die an eine Walzflüssigkeit bei der Herstellung definierter Stahlbleche mit exakter gleichbleibender Biechstärke, z. B. für den Autokarosseriebau, gestellt ^craen, erfüllen.

Die guten Schmiereigenschaften sowie ferner den synergistischen Effekt der beiden Komponenten der neuen Walzmittel hinsichtlich der Schmierwirkung zeigen folgende Untersuchungen mit Beispielen der erfindungsgemäßen Walzflüssigkeiten. In diesen Untersuchungen wurde mit der Reibverschleiß waage nach Reichert die spezifische Flächenpressung (P_Spez ) in kg/cm² als Maß für die Schmierwirkung für wäßrige Lösungen mit einem Gehalt von jeweils 2 Gewichtsprozent der nachfolgend bezeichneten Produkte gemessen :

1 Triäthanolammoniumsalz der Benzolsulfonyl-N-methyl-e-aminocapronsäure,

2 Anlagerungsverbindung von Äthylenoxid an ein Polypropylenglykol 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,

Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 McI Älhylendiamin 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,

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,

Anlagerungsverbindung v^n Propylenoxid an 1 Viol 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,

Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 2750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargev.i^ht von 5000,

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

Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 2750, weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulareewicht des Polyaddukte= von 3670,

8a Mischung aus gleichen Teilen der Produkte 1 und 8,

Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin 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,

Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 4000. weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekulargewicht des Polyadduktes von 26 650.

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

Anlagerungsverbindung von Propylenoxid an 1 Mol Äthylendiamin bis zum Molgewicht 3450. weiter umgesetzt mit Äthylenoxid bis zu einem Gesamtmolekularsewicht des Polyadduktes von 4860,

11a 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 Beispiele für die Schmiermittelkomponente 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 Schnierwirkung des Produktes 1 (Komponente A) und für die Produkte 2 bis 11 (Schmiermittelkomponente B) und in Spalte II die Werte für die

409520/365

chmierwirkung der Produkte 2a bis 11a (Walzmittellischungen gemäß der Erfindung).

Tabelle 1

Produkt ais 2° „ige	Schmierwirkung (ka	cm³)
wäßrige Lösung	I	II
1	135
2	240
2a		205
3	240
3a m		210
4	190
4a		195
5	260
5a		240
6
6a		230
7
7a		215
8
8a		205
9
9a		220
10
10a		220
11	255
11a		230
230

220

265







260

225

Produkt 14 (Vergleichsprodukt) bestehend aus

72.0 Gewichtsteilen Mineralöl (3 E/20 C),
12.0 Gewichisteilen des Umsetzungsproduktes von 10 Mol Äthylenoxid mit 1 Mol Tributylphenol,
10.:· Gewichtsteilen des Natriumsalzes einer aliphatischen Sulfonamidoessigsäure mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest.
3,0 Gewichtsteilen Oleoylsarkosid.
2,5 Gewichtsteilen Wasser.

a) Walz\ ersuche

Die Walzversuche wurden an einem Versuchswalzgerüst, bestehend aus gehärteten Chromstahlwalzen mit einem Ballendurchmesscr 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 DlN 1624 benutzt. Das 2.5 mm dicke Warmband war bereits vorher auf 1.0 mm abas gewalzt. Die Messung der Banddickenabnahme bei den Prüfungen mit den drei Produkten ergab die in Tabelle 2 zusammengestellten Werte.

Tabelle 2

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

In weiteren Untersuchungen wurden die einzelnen für die Wirksamkeit von Walzflüssigkeiten wesentlichen Eigenschaften am Beispiel einer Walzflüssigkeit gemäßder Eifindung vergleichend gegenüber bekannten Walzemulsionen geprüft.

Für die Untersuchungen wurden verwendet:

Produkt 12 bestehend aus

50,0 Gewichtsteilen einer 85°_nigen wäßrigen Lösung eines basischen Triäthanolammoniumsalzes der BenzolsuIfonyl-N-methyl-f-aminocapronsäure und 50.0 Gewichtsteile eines Anlagerungsproduktes von Äthylenoxid an ein Polypropylenglykol vom Molgewicht 1900 bis zu einem Endmolgewicht des PoIyadduktes von 3200.

Produkt 13 (Vergleichsprodukt) bestehend aus

70,0 Gewichtsteilen Mineralöl (3°E/20°C),
15,0 Gewichtsteilen des Natriumsalzes eimer aliphatischen Sulfonamidoessigsäure mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest,
12,0 Gewichtsteilen eines Additionsproduktes von 7 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Oleylalkohol,
3,0 Gewichtsteilen Wasser.

Produkt	1	30	•kenabnahmc ie Strich	4 I 5	50	6
(verdünm 1 : 20	20			45		52
in Wa?ser)		53			74
trocken-	37	49	40	6S	71	77
sewalzt	34	51		66	73	74
12	36	61	67		76
13		58
14		59

Die Prüfungen zeigen, daß mit der wäßrigen Walzflüssigken gemäß der Erfindung mindestens dieselbe Dickenabnahme, jedoch bei glatterer Oberflächenbeschaffenheit erreicht wird wie mit den Öiemulsionen.

b) Rcibungsmcssuna

Die Reibungsmessung läßt eine Voraussage der Schmierwirkung der zu prüfenden Produkte im Walzspalt zu. Bei den Reibungsmessungen wurden in Zieh versuchen die Winkeländeningcn der /ichbacken ge messen. Die in μ ausgedrückten Werte als Maß für die Winkeländerungen sind in Tabelle 3 enthalten.

Tabelle 3

Produkt

trocken «ezoaen
12
13
14

Reibuneswcit

0,316
0,079
0.099
0.096

c) Rückstandsbestimmungen

Von Walzflüssigkeiten wird eine möglichst gering Neigung zur Bildung von Kohlenstoff oder Aschi ruckständen gefordert, da diese geringe Rückstand bildung wesentlich für eine einwandfreie Obcrflächei

Beschaffenheit des gewalzten Materials nach dem Glüfkn unter Stickstoffatmosphäre ist.

Zur Prüfung der Rückstandsbildung wurde die zu Untersuchende Walzflüssigkeit in einen Spezialglasfcolben eingewogen und dieser in ein auf 550° C ertiitztes Metallbad gebracht. Auf diese Weise wird die frobe so schnell wie möglich auf Temperaturen erhitzt, bei denen alle flüchtigen Anteile entweichen, Vährend die schwerfiüchtigen Bestandteile im Kolben »erkracken und verkoken. Nach einer Erhitzungsdauer von 5 Minuten wird der Kolben aus dem Heizt>ad entfernt, abgekühlt und zurückgewogen. Der im Kolben verbliebene Rest wird umgerechnet in Gewichtsprozent, bezogen auf das eingewogene Produkt, als »Ramsbottom-Koh'.enstoff-Rückstand« angegeben.

	Tabelle 4	% Ramsbottom- Kohlcnstoff-Rückstand
Produkt		0,3 1,1 1,1
12 13 14

Die in Tabelle 4 erhaltenen 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 gewalzten 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 IP-Standards for Petroleum and its Products«, IP 125/63 (I) und Π 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,

+ -f =■-- Spur Rost,

+ = leichter Rost,

— = deutlich Rost,

= starker Rost,

= sehr starker Rost.

Bei den Prüfungen wurden Lösungen der Produkte 12 bis 14 in destilliertem Wasser und in Leitungswasser von 20°dH in Konzentrationen von jeweils 1, 3 und 5 Gewichtsprozent geprüft. Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in Tabelle 5 enthalten.

Tabelle 5

	Destilliertes Wasser	3%	5 ■'	Hartes	Wasser L	+ 4-4-	3%
Probe		■t -H i-	+++			+ + +
		—[-	τ 4-1		—
12	+ + +	4-	4-4- ι	-f
13
14	—

e) Emulgiervermögen

²^ 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 gemäß der Erfindung nicht auf.

Zur Prüfung des Emulgiervermögens wurden die Produkte 12 und 13 im Gewichtsverhältnis 1:1 mit Mineralöl vermischt. Die erhaltenen Mischungen wur-

den hinsichtlich ihrer Beschaffenheit beurteilt und zur Prüfung der Emulgierbarkeit jeweils in Wasser eingerührt.

Tabelle 6

Produkt

12
13
14

Mischung 1 : 1
mit Mineralöl

Emulgierbarkeit

der Mischung 1 : 1

mit Mineralöl

in Wasser

trennt ab
homogen
homogen

keine

vorhanden

Claims

Patentansprüche:

1. ölfreie, wäßrige Walzflüssigkeiten für das Kaltwalzen von Eisenblechen, enthaltend als Walzmittel

A. wasserlösliche Aminsalze von Arylsulfonamidoalkylencarbonsäuren und

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