DE2205692B2

DE2205692B2 - Kühlschmiermittel fur die Metall bearbeitung und Verfahren zur Herstellung des Kuhlschmiermittels

Info

Publication number: DE2205692B2
Application number: DE2205692A
Authority: DE
Inventors: Stasa Dipl.-Ing. Laibach Kosler (Jugoslawien)
Original assignee: TEOL LAIBACH (JUGOSLAWIEN)
Current assignee: TEOL LAIBACH (JUGOSLAWIEN)
Priority date: 1968-01-17
Filing date: 1972-02-07
Publication date: 1973-11-29
Also published as: BE752353A; DE2205692A1; FR2092842A1; US3531411A; CH587341A5; FR2147924A1; FR2147924B1; NL7008356A; FR2092842B1; DE2026035A1; DE2205692C3

Description

ilb)

/
R

R₁
ο

"o(P₂O₅)_xH

(Ic)

in welchen χ eine Zahl von 1 bis 5, R den Rest eines gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Alkohols mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, den Rest eines solchen Alkohols mit 0,5 bis 12Äthoxygruppen, die Gruppe

35

Alk

in welcher Alk für ein Alkyl mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und η für eine Zahl von 2 bis 12 steht, oder eine Gruppe mit einem Molekulargewicht von 120 bis 10000 und der allgemeinen Formel

HO(C₂H₄OX₁ (C₃H₆O)₆ (C₂H₄O),

wobei a, b und c in beliebigen Verhältnissen zueinander stehen können, R₁ eine Hydroxygruppe oder eine der folgenden Gruppen:

— OH · NH₃,

— OH ■ Morpholin,

— OH · H₂N(C₂H₄OH),

— OH ■ HN(C₂H₄OH)₂,

— OH · N(C₂H₄OH)₃,

— OMe, wobei Me ein Alkalimetallion, vorzugsweise Na⁺ oder K⁺ ist,

bedeuten, und in welchen alle obigen Reste an den gegebenenfalls freien Hydroxygruppen noch 1 bis 2 Äthylenoxidgruppen gemäß folgendem Schema

OCHXH₁OH

R OCH₂CH₂OH

P
O OCH₂CH₂OH

tragen können, und (2) der Triäthanolaminsalze synthetischer gesättigter, vorwiegend tertiärer Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen oder der Naphthensäuren mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, in einem Verhältnis von 1:10 bis 1:1,5, in Form einer 2 bis 80, vorzugsweise 6- bis 10%igen wäßrigen Lösung, besteht, wobei dieser gegebenenfalls noch 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels zugesetzt werden.

2. Verfahren zur Herstellung eines Kühlschmiermittels für die Metallbearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formeln Ia, Ib und Ic, worin R und R₁ die unter Anspruch 1 angeführte Bedeutung haben, mit synthetischen, gesättigten, vorwiegend tert-Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen oder mit Naphthensäuren mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:4, vorzugsweise 1:3, vermischt, das erhaltene Gemisch mittels Triäthanolamin bis zu einem pH-Wcrt von 7,9 bis 9 neutralisiert und anschließend das Gemisch mit Wasser versetzt wird und gegebenenfalls noch 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels zugegeben werden, oder daß in das Wasser zuerst das Triäthanolamin, nachfolgend das Phosphorsäureestergemisch mit den oben angeführten synthetischen, gesättigten, vorwiegend tert-Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen oder mit Naphthensäuren mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen gegossen wird, der pH-Wert auf 7,5 bis 9 eingestellt und schließlich gegebenenfalls noch 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels zugegeben werden.

45 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlschmiermittel für die Metallbearbeitung sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Beim Schneiden und Fräsen von Werkstoffen, wie

z. B. von Aluminium und dessen Legierungen bzw. von Buntmetallen, treten Schwierigkeiten infolge ungenügender Schmierung auf. Es werden zwar schon zahlreiche Kühlschmiermittel verwendet, z. B. das Rüböl-Petroleum-Gemisch. Dieses ist aber schon von vornherein für hohe Belastungen ungeeignet wegen des leicht zersetzlichen Fettöls. Dessen Abbauprodukte greifen die blanken Schnittflächen des Aluminiums, der Aluminiumlegierungen oder der Buntmetalle an. Sie korrodieren auch den Grauguß, aus welchem die Werkzeugmaschinen aufgebaut sind.. Außerdem müssen die Werkstücke nachträglich, z. B. vor dem Walzen, entfettet werden. Ferner sind die synthetischen Kühlschmiermittel zu erwähnen, weiche beim Zerspannen jedoch keine befriedigende Schmierwirkung ausüben. Diese Mittel werden in Verhältnissen von 1 :20 bis 1 :40 in wäßriger Lösung eingesetzt; bei höheren Belastungen, z. B. beim Zersägen von Werkstoffen mit einer Kreissäge, welche hart-

da)

Ri

R O

R R₁

(Ib)

(Ic)

O(P₂O₅)_XH

in welchen χ eine Zahl von 1 bis 5, R den Rest eines gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Alkohols mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, den Rest eines solchen Alkohols mit 0,5 bis 12 Äthoxy gruppen, die Gruppe

Alk

in welcher Alk für ein Alkyl mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und η für eine Zahl von 2 bis 12 steht, oder eine Gruppe mit einem Molekulargewicht von 120 bis 10 000 und der allgemeinen Formel

HO(C₄H₄O)₀ (C₃H₆O),, (C₂H₄O),

wobei α, b und c in beliebigen Verhältnissen zueinander stehen können, R₁ eine Hydroxygruppe oder eine der folgenden Gruppen

— OH · NH₃,

— OH · Morpholin,

— OH · H₂N(C₂H₄OH)(MEA),

— OH · HN(C₂H₄OH)₂ (DEA),

— OH · N(C₂H₄OH)₃ (TEA),

— OMe, wobei Me ein Alkalimetallen, vorzugsweise Na⁺ oder K⁺ ist,

bedeuten, und in welchem alle obigen Reste an den

metallbestückte Zähne aufweist, und beim Blockquerschnitt bis zu 2000 χ 600 mm büßen sie aber ihre Schmierfähigkeit fast gänzlich ein, so daß damit keine befriedigend blanko Oberfläche und glatte Schnittfläche ohne Aufschweißungen erhalten werden können.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß alle angeführten Nachteile durch die Anwendung eines Kühlschmiermittels vermieden werden, welches aus einem Gemisch (1) der Verbindungen der all- io _O(j_er gemeinen Formeln

gegebenenfalls freien Hydroxygruppen noch 1
2 Äthylenoxidgruppen gemäß folgendem Schema

OCH₂CH, OH

R OCH₂CH₂OH

/" \

O OCH₂CH₂OH

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1594 616 sind schon wäßrige Metallbearbeitungsflüssigkeiten bekannt, die Ester der Dithiophosphorsäure enthalten. Im Gegensatz zu den gemäß dieser Druckschrift verwendeten Estern der Dithiophosphorsäure ist die Wasserlöslichkeit der für die Schmierwirkung erforderlichen Komponente der erfindungsgemäßen Kühlschmiermittel schon durch deren chemische Struktur (nämlich Alkylenoxidgruppen) bedingt, so daß das erfindungsgemäße Kühlschmiermittel keinen Zusatz eines Lösungsvermittlers benötigt.

Die Phosphorsäureester bzw. -polyester der Formein Ia, Ib und Ic, welche eine wirksame Komponente des erfindungsgemäßen Kühlschmiermittels darstellen, werden hergestellt, indem man

a) einen aliphatischen gesättigten oder ungesättigten Alkohol mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen in bekannter Weise mit P₂O₅ umsetzt und das erhaltene Produkt gegebenenfalls durch ein Alkanolamin, vorzugsweise Triäthanolamin, oder durch Alkalien, vorzugsweise Alkalimetallhydroxide, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder NH₄OH neutralisiert oder

b) die unter a) angeführten Alkohole, welche zusätzlich noch 0,5 bis 12 Äthylenoxidgruppen aufweisen, in bekannter Weise mit P₂O₅ umsetzt oder

c) Alkylphenoläthoxylate mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und mit 2 bis 12Äthoxygruppen in bekannter Weise mit P₂O₅ umsetzi oder
d) Äthylenoxid-Propylenoxid-Addukte mit einetr Molekulargewicht von 120 bis 10000, vorzugsweise 2500 in bekannter Weise mit P₂O₅ umseti'A

und anschließend die gemäß a) bis d) erhaltener Produkte gegebenenfalls auf bekannte Weise äthoxy liert, wodurch deren Schmierfähigkeit und Wasser löslichkeit noch gesteigert wird.

Das Mengenverhältnis der Ausgangsstoffe und de P₂O₅ kann in sehr weiten Grenzen variiert werden

vorzugsweise im Bereich von 1:0,5 bis zu 6:1. Es wird immer ein Mono-, Di- und Polyestergemisch erhalten, wobei deren gegenseitiges Verhältnis von der Menge des P₂O₅ und den jeweiligen Reaktionsbedingungen abhängt. Die Veresterungstemperatur liegt zwischen 30 und 130⁰C, die Reaktion dauert etwa 1 Stunde. Das erhaltene Phosphorsäureestergemisch weist noch immer 3 bis 50, vorzugsweise 10%, an unumgesetztem Alkohol bzw. dessen Alkoxylat auf. ro

Das Kühlschmiermittel wird erfindungsgemäß so hergestellt, daß entweder die gemäß den Verfahren a) bis d) erhaltenen Verbindungen oder deren äthoxylierten Produkte mit synthetischen, gesättigten, vorwiegend tert.Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlen-Stoffatomen oder mit "Naphthensäuren mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1:4, vorzugsweise 1:3, vermischt, das erhaltene Gemisch mittels Triäthanolamin bis zu einem pH-Wert von 7,9 bis 9 neutralisiert und anschließend das Gemisch mit Wasser versetzt wird und nach Bedarf noch 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels zugegeben werden, oder daß in das Wasser zuerst das Triäthanolamin, nachfolgend das Phosphorsäureestergemisch mit den oben angeführten synthetischen, gesättigten, vorwiegend tertiären Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, oder mit Naphthensäuren mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, gegossen wird, der pH-Wert auf 7,5 bis 9 eingestellt und schließlich nach Bedarf noch 0,5 bis 3% eines Schaumvcrhütungsmittels zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Kühlschmiermittel ermöglicht das Zersägen von Reinaluminium, Aluminiumlegierungen und von Buntmetallen, bei Höchstumlaufgeschwindigkeiten, großen Verschüben und bei hoher Beanspruchung. Die Schnittflächen sind glänzend und blank ohne Aufschweißungen, die Gewinde sind sauber, es erübrigt sich das Entfernen der Rückstände durch Entfettung, da das Mittel wasserlöslich ist, außerdem läßt es beim Walzen keine Rückstände zurück. Das erfindungsgemäße Kühlschmiermittel korrodiert den Grauguß nicht, darum greift es auch die Werkzeugmaschinen nicht an. Es schäumt schwach, so daß nur ein geringer Zusatz eines Schaumverhütungsmittels nötig ist, mitunter kann man sogar darauf verzichten.

Es soll ausdrücklich hervorgehoben werden, daß das erfindungsgemäße Kühlschmiermittel die Menschenhaut nicht irritiert und keine pathologischen Veränderungen verursacht. Dies wurde in der Dermatologisehen Klinik in Ljubljana festgestellt, in welcher ein epikutaner Test ausgeführt wurde. Dabei verblieb das Mittel ununterbrochen 24 Stunden in Berührung mit der Haut. Das Ergebnis des Testes wurde nach 24 und 48 Stunden festgestellt. Es wurde auf der gesunden und unveränderten Haut des Rückens vun 20 Personen beiderlei Geschlechtes in einem Alter von 20 bis 60 Jahre getestet. Davon waren 8 vollkommen gesunde Personen, 10 Patienten mit ekzematoiden Veränderungen an anderen Körperteilen sowie 2 Patienten mit einem echten Kontaktekzem auf der Haul der Hände, welche durch Kaliumbichromat sensibilisiert wurde. Der Versuch wurde gesondert für die drei zugesandten Muster ausgeführt:

65

1. 6%ige wäßrige Lösung der Komponente 1,

2. 10%ige wäßrige Lösung der Komponente 1,

3. 100% ige Komponente 1.

Frgebnis

Das Versuchsergebnis für alle drei Muster war nach 24 und 48 Stunden bei allen beteiligten Personen negativ.

Die Prüfung (bei Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft) der biologischen Abbaubarkeit ergab, daß die Lösungen von Komponente 1 in den Abwässern biologisch abbaubar waren.

Die Herstellung des erfmdungsgemäßen Kühlschmiermittel (bzw. der Wirkstoffe der Formeln I a, Ib und Ic) und dessen Verwendung bei der Metallbearbeitung soll durch folgende Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1
Herstellung der Phosphorsäureester

a) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 405 Gewichtsteile eines aliphatischen Alkohols mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur (die vom Schmelzpunkt des jeweiligen Alkohols abhängig ist) von 50 bis 60⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

b) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 776 Gewichtsteile Oleylcetylalkohol mit einer Jodzahl von 50/55 und 3 Mol gebundenem Äthylenoxid bei einer Temperatur von 40 bis 60⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

c) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 372 Gewichtsteile Äthylenglykol bei einer Temperatur von 20 bis 30⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

d) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₁-O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 792 Gewichts'teile Nonylphenol mit 4 Mol gebundenem Äthylenoxid bei einer Temperatur von 30 bis 50⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

e) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 970 Gewichtsteile Dodecylphenol mit 5 Mol gebundenem Äthylenoxid bei einer Temperatur von 30 bis 5O⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

f) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 5832 Gewichtsteile eines Äthylenoxid/Propylenoxid-Adduktes bei einer Temperatur von 30 bis 70⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

g) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 1146 Gewichtsteile Oleylcetylalkohol mit einer Jodzahl von 80/85 und 7 Mol gebundenem Äthylenoxid bei einer Temperatur von 30 bis 5O⁰C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

h) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 1048 Gewichtsteile eines gemäß dem Ziegler-Verfahren erhaltenen Fettalkohols mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur von 50 bis 60° C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

i) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 772 Gewichtsteile eines Fettalkohols mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und 3 Mol gebundenem Äthylenoxid gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

j) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 282 Gewichtsteile eines Fettalkohols mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur von 50 bis 60° C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

k) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 1320 Gewichtsteile Nonylphenol mit 2,5 Mol gebundenem Äthylenoxid bei einer Temperatur von 30 bis 50° C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

1) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 2376 Gewichtsteile Nonylphenol mit 4 Mol gebundenem Äthylenoxid bei einer Temperatur von 30 bis 50° C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

m) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 1060 Gewichtsteile Oleylcetylalkohol mit einer Jodzahl von 80/85 bei einer Temperatur von 40 bis 60° C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

n) 142 Gewichtsteile pulverförmiges P₂O₅ werden unter kräftigem Rühren zu 512 Gewichtsteile Oleylcetylalkohol mit einer Jodzahl von 50/55 bei einer Temperatur von 40 bis 60° C gegeben. Die Veresterung dauert etwa 1 Stunde.

Beispiel 2

Im folgenden werden einige Beispiele für die Äthoxylierung von aliphatischen Alkoholen oder von Alkylphenolen angeführt:

a) 512 Gewichtsteile Oleylcetylalkohol mit einer Jodzahl von 50/55 werden mit 4 Gewichtsteilen NaOH versetzt, anschließend wird auf 140 bis 160° C erwärmt, 3mal Stickstoff durchgeblasen und unter Rühren und Kühlen, wodurch die Temperatur auf 140 bis 160⁰C gehalten wird, 264 Gewichtsteile Äthylenoxid eingetragen. Es werden 776 Gewichtsteile eines Oleylcetylalkohols mit 3 Äthylenoxidgruppen erhalten.

b) Auf die obengenannte Weise werden aus 440 Gewichtsteile Nonylphenol und 352 Gewichtsteile Äthylenoxid 792 Gewichtsteile eines Nonylphenols mit 4 Äthylenoxidgruppen erhalten.

c) Analog dem unter 2 a) beschriebenen Verfahren werden aus 530 Gewichtsteilen Oleylcetylalkohol und 616 Gewichtsteilen Äthylenoxid 1146 Gewichtsteile eines Oleylcetylalkohols mit 7 Äthylenoxidgruppen erhalten.

Beispiel 3
Neutralisierung der sauren Phosphorsäureester

Die sauren Phosphorsäureester werden durch langsames Versetzen mit einem Neutralisationsmittel, z. B. Natronlauge, Triethanolamin, Diäthanolamin oder Ammoniak, unter Rühren bei einer Temperatur von 40 bis 50⁰C neutralisiert. Es folgen einige spezifische Beispiele für die Neutralisation.

a) 547Gewichtsteile eines gemäß la) erhaltenen Phosphorsäureesters werden mit 192 Gewichtsteilen NaOH (39° Bc) umgesetzt.

b) 918 Gewichtsteile eines gemäß Ib) erhaltenen Phosphorsäureesters werden mit 275 Gewichtsteile Triethanolamin umgesetzt.

c) 934 Gewichtsteile eines gemäß 1 d) erhaltenen Phosphorsäureesters werden mit 102 Gewichtsteile Diäthanolamin umgesetzt.

d) 1288 Gewichtsteile eines gemäß Ig) erhaltenen Phosphorsäureesters werden mit 116 Gewichtsteile Ammoniak umgesetzt.

Beispiel 4
ίο Nachträgliche Äthoxylierung der Phosphorsäureester

Die gemäß den Verfahren 1 a) bis 1 n), 2 und 3 erhaltenen Verbindungen können gegebenenfalls zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit äthoxyliert werden.

Die Äthoxylierung wird auf an sich bekannte Weise ausgeführt, z. B. mittels Äthylenoxid, in Ab- oder Anwesenheit eines Katalysators, z.B. NaOH oder K₂CO₃. Im folgenden werden einige spezifische Beispiele angeführt.

2o: a) Das Gemisch der Phosphorsäuremono- oder -diester und des verbliebenen unausreagierten Alkohols, erhalten bei 1 h), wird auf eine Temperatur von 80° C erhitzt und 3mal mit Stickstoff durchgeblasen. Dann werden unter Rühren und Kühlen, wodurch die Temperatur auf 80 bis 100° C gehalten wird, stufenweise 220 Gewichtsteile Äthylenoxid eingetragen. Es werden 1400 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus Phosphorsäuretriester und Alkoholpolyäthylenglykoläther, gewonnen.

b) Das gemäß 1 m) erhaltene Gemisch der Phosphorsäuremono- und -diester und des unausreagierten Alkohols wird auf eine Temperatur von 80° C erwärmt und 3mal mit Stickstoff durchgeblasen. Dann werden unter Rühren und Kühlen, wodurch die Temperatur auf 80 bis 100° C gehalten wird, stufenweise 132 Gewichtsteile Äthylenoxid eingetragen. Es werden 1200 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus Phosphorsäuretriester und Aikoholpolyäthylenglykoläther, erhalten.

c) Ein gemäß 1 n) erhaltenes Gemisch der Phosphorsäuremono- und -diester und des unausreagierten Alkohols wird auf eine Temperatur von 80° C erwärmt und 3mal mit Stickstoff durchgeblasen. Dann werden unter Rühren und Kühlen, wodurch die Temperatur auf 80 bis 100^cC gehalten wird, stufenweise 88 Gewichtsteile Äthylenoxid eingetragen. Es werden 742 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus Phosphorsäuretriester und Alkoholpolyäthylenglykoläther, erhalten.

Beispiel 5

Herstellung eines Kühlschmiermittels

a) 15Gewichtsteile eines gemäß la) erhaltenen Phosphorsäureesters, 35 Gewichtsteile Triäthanolamin, 10 Gewichtsteile synthetische, gesättigte, vorwiegend Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen (Versatic 911-Shell) werden bis zu 100 mit Wasser aufgefüllt und nach Bedarf mit 0,3 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels versetzt.
Es entsteht eine klare wäßrige Lösung.
Dasselbe Produkt wird erhalten, wenn in das Wasser zuerst das Triäthanolamin, dann der Phosphorsäureester und die synthetische Säure eingetragen werden.

b) Es werden 20 Gewichtsteile eines gemäß Ig] erhaltenen Phosphorsäureester-Gemisches und 60 Ge-

«vichtsteile einer Mischung, welche aus folgenden Komponenten besteht:

1,9 Gewichtsteile
1,9 Gewichtsteile

12,0 Gewichtsteile
5,2 Gewichtsteile
3,0 Gewichtsteile

36,0 Gewichtsteile

p-tert.-butylbenzoesäure
Benzoesäure
Triäthanolamin (TEA)
Diäthanolamin (DEA)
Versatic9U (Shell)
Wasser

60,0 Gewichtsteile

vermischt.

Dieses Gemisch wird hergestellt, indem man in das Wasser DEA und TEA eingießt. Diese Lösung wird mit der Säure vermischt. Man ergänzt mit Wasser auf 100. Beim starken Schäumen der wäßrigen Lösung wird noch mit 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels, wie ζ. B. einer Siliconemulsion, versetzt.

c) 30 Gewichtsteile der Phosphorsäureester, erhalten gemäß Ib), werden mit 40 Gewichtsteile Triäthanolamin neutralisiert, mit 10 Gewichtsteile Versatic911 versetzt und mit etwa 20 Gewichtsteile Wasser vermischt. Es wird bei Raumtemperatur gerührt. Nach Bedarf wird auf einen pH-Wert von 8,0 bis 8,5 mit Versatic 911 (Shell) oder Triäthanolamin eingestellt und mit 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels versetzt.

d) 25 Gewichtsteile eines gemäß 1 d) hergestellten Phosphorsäureestergemisches werden mit 25 Gewichtsteile Triäthanolamin und 10 Gewichtsteile Versatic 911 (Shell) vermischt. Es wird mittels TEA oder Versatic 911 auf einen pH-Wert von 8,0 bis 8,5 eingestellt. Nach Bedarf wird mit 0,5 bis 3% eines Schaumverhütungsmittels versetzt (Siliconemulsion) und mit Wasser auf 100 ergänzt.

e) 30 Gewichtsteile eines gemäß If) erhaltenen Phosphorsäureester-Gemisches werden mit 30 Gewichtsteile Diäthanolamin versetzt und mittels Diäthanolamin auf einen pH-Wert von 8,5 bis 8,8 eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt.

f) 30Gewichtsteile gemäß lh) erhaltenen äthoxylierten Phosphorsäureesters werden mit 20 Gewichtsteile Triäthanolamin und 10 Gewichtsteile Versatic 911 (Shell) vermischt und mittels Triäthanolamin oder Versatic 911 auf einen pH-Wert von 7,8 bis 8,5 eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt.

Die unter 5 a) bis 50 erhaltenen Produkte sind 40-bis 60%ige, nicht viskose, gelbbraune Lösungen, welche nach Bedarf mit Wasser verdünnt werden.

g) 3 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß 1 h) werden mit 12 Gewichtsteilen Phosphorsäureester gemäß Ij), 10 Gewichtsteilen Versatic 911, 35 Gewichtsteilen Triäthanolamin vermischt, mittels TEA oder Versatic 911 der pH-Wert auf 8,0 bis 8,5 eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt. Es resultiert eine pastös bis viskos fließende Lösung. Die 8%ige wäßrige Lösung ist durchsichtig und weist eine ausgeprägte antikorrosive Wirkung auf Grauguß auf.

h) 20 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß Ii) werden mit 10 Gewichtsteile Versatic 911 und 30 Gewichtsteile DEA (Diäthanolamin) vermischt, der pH-Wert auf 7,8 bis 8,5 mittels TEA oder Naphthensäure eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt.

Es resultiert eine weiche, fast flüssige Paste; die 6%ige wäßrige Lösung ist trübe, ohne Bodensatz und weist eine gute antikorrosive Wirkung auf Grauguß auf.

i) 25 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß Ij) werden mit 10 Gewichtsteile Versatic 911 und 50 Gewichtsteile TEA vermischt. Der pH-Wert wird auf 8 bis 8.5 mittels DEA oder Naphthensäure eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt

Es resultiert eine viskose gelbliche Flüssigkeit, deren 4%ige wäßrige Lösung durchsichtig ist und eine gute antikorrosive Wirkung auf Grauguß ausübt, j) 25 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß 1 k) werden mit 16 Gewichtsteile Naphthensäure und 59 Gewichtsteile TEA vermischt. Der pH-Wert wird auf 7,8 bis 8,5 mittels Versatic 911 oder TEA eingestellt.

Es resultiert eine viskose Flüssigkeit, deren 2%ige wäßrige Lösung durchsichtig ist und eine gute antikorrosive Wirkung auf Grauguß ausübt.

k) 15 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß Ik) werden mit 10 Gewichtsteile Versatic 911 und 35 Gewichtsteile TEA vermischt. Der pH-Wert wird mittels Versatic 911 oder TEA auf 7,8 bis 8,8 eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt.

Es resultiert eine viskose gelbe Lösung, deren 4%ige wäßrige Lösung schwach durchsichtig ist und eine gute antikorrosive Wirkung auf Grauguß ausübt.
1) 15 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß 11) werden mit 10 Gewichtsteile Versatic 911 vermischt und weiter bearbeitet wie ad 5 k).

m) 30 Gewichtsteile Phosphorsäureester gemäß 1 m)

werden mit 10 Gewichtsteile Versatic 911 und 15 Gewichtsteile TEA vermischt. Der pH-Wert wird mittels Versatic 911 oder TEA auf 7,5 bis 8,5 eingestellt und mit Wasser auf 100 ergänzt.

Es resultiert eine viskose Flüssigkeit, deren 8%ige wäßrige Lösung eine gute antikorrosive Wirkung auf Grauguß ausübt.

Beispiel 6

Erfindungsgemäße Verwendung des Kühlschmiermittels

Versuchsort
IMPOL — Slovenska Bistrica, Jugoslawien

Kreissäge:

Erzeugnis der Firma Waldrich-Siegen.

BR Deutschland.
Sägeblatt:
Mit Hartmetall bestückt (Widia Stahl. Durch

messer etwa 1300 mm).
Schnittgeschwindigkeit:

4500 (3700. 3200) m/Min.
Werkstoff:

Al 99,5%, Al-Legierung mit 1 bis 3% Με, Al-Le gierung mit Be (z. B. 0,003% Be), Al-Block etw;

3500 χ 1000 χ 3000 mm.
Vorschub:

Bis zu Nr. 4 auf der Skala, was bis 1750 mm/Mir

entspricht.
Schnittfläche:

Glänzend auf der ganzen Fläche und optimal b<

6%iger Konzentration und Vorschub 3, was dei Vorschub von 1500 mm/Min, entspricht.
" Gemisch:

61 des Produktes gemäß 5 a) und 941 Wasser.
Verbrauch an Kühlschiermittel:

1,21 pro Schnitt.

Wasser:

Leitungswasser.
Elektrische Belastung:

In erlaubten Grenzen (etwa 60 kW).

Versuchsort

Firma GUILINI — Ludwigshafen/Rhein, BR Deutschland

12

10

Kreissäge:

Erzeugnis der Firma Waldrich-Siegen,

BR Deutschland.
Sägeblatt:

Durchmesser 1100 mm. 15

Schnittgeschwindigkeit:

5100 m/Min.
Werkstoff:

Walzerzeugnis auf Al CNE 1800 χ 4000 mm. Vorschub: 20

Nr. 3 auf der Skala, was etwa 1300 mm/Min.

entspricht.
Schnittfläche:

Glänzend wie bei dem 4%igen Gemisch in

IMPOL. 25

Gemisch:

61 des Produktes gemäß 5 a) in 941 Wasser. Verbrauch an Kühlflüssigkeit:

11 pro Schnitt.
Wasser: 30

Filtriertes Rheinwasser.

Elektrische Belastung: In erlaubten Grenzen (etwa 60 kW).

Versuchsort

IMPOL — Slovenska Bistrica, Jugoslawien

Kreissäge:

Erzeugnis der Firma Waldrich-Siegen,

BR Deutschland. Sägeblatt:

Hartmetallbestückt (Widia Stahl), Durchmesser

etwa 1300 mm. Schnittgeschwindigkeit:

4500(3700, 3200) m/Min. Werkstoff:

Al-Legierung mit 1,24% Mn und 0,93% Mg in

Blocks 3500 χ 1000 mm. Schnittfläche:

Glänzend, optimal bei 8%. Vorschub:

Nr. 3,5, was etwa 1600 mm/Min, darstellt. Gemisch:

81 des Produktes gemäß 5e) und 921 Wasser. Verbrauch an Kühlflüssigkeit:

11 pro Schnitt. Wasser:

Leitungswasser. Elektrische Belastung:

In erlaubten Grenzen (58 bis 59 kW).

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlschmiermittel für die Metallbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Gemisch (1) d^r Verbindungen der allgemeinen Formeln

/
R₁

\ /■
P

¹R₁
ο

(la)