DE2321657B2 - Verwendung von nonylphenol als schmiermittel - Google Patents
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- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Lubricants (AREA)
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Description
Wenn zwei Metalloberflächen in beweglichem Kontakt miteinander stehen, wie bei der Metallverarbeitung,
ist ein Schmiermittel erforderlich, um eine Abnutzung und ein Aneinanderheften zu verhindern.
Besondere Schwierigkeiten hat man, geeignete Schmiermittel für Nichteisenmetalle, wie Aluminium,
Kupfer, Messing, Bronze und Magnesium und speziell für Zirkon, Titan und Legierungen derselben, zu bekommen,
da übliche Schmiermittel für Eisenmetalle allgemein nicht für Nichteisenmetalle geeignet sind.
Aus der DT-AS 15 55 875 sind Schmiermittel zum Walzen von N ichteisenmetallen bekannt, die aus einem
im wesentlichen aromatenfreien Mineralöl und einer ungesättigten Fettsäure und gegebenenfalls zusätzlich
0,05 bis 1 Gew.-% von Trialkylmono- oder -bisphenolen bestehen. Diese Schmiermittel auf Mineralölbasis
enthalten die Phenolderivate nicht als Schmiermittelkomponente, da diese aromatenfrei sein soll. Auch ergeben
die in der DT-AS genannten speziellen Alkylphenole nicht den erfindungsgemäßen Effekt von
Nonylphenol.
Ein ähnliches Schmiermittel auf Mineralölbasis aus einem Mineralöl und 5 bis 15 Gew.-% eines einwertigen
Alkohols, wiederum zusammen mit einer kleinen Menge von 0,05 bis 1 Gew.-% eines Trialkylphenols
betrifft die DT-PS U 02 328. Die DT-AS 18 10412 und die DT-OS 15 94 625 beschreiben die Verwendung von
Phenolharzen als Schmiermittelbestandteil, doch sind diese hinsichtlich der chemischen und physikalischen
Eigenschaften nicht mit Alkylphenolen vergleichbar. Die DT-AS 1102173 betrifft die Verwendung von
Mischkristallen spezieller halogenierter Phenole als Konservierungsmittel gegebenenfalls in Schmiermitteln,
nicht aber als Schmiermittel selbst. Die in der DT-AS 1033 825 beschriebenen Konzentrate zur
Bildung von Korrosionsschutzüberzügen bestehen aus Neutralölen, anverseiften organischen Aminen und
Fettsäuren als Grundgemisch, wobei wiederum als Zusatz bestimmte Phenole beigegeben werden können,
ohne daß aber Nonylphenol genannt ist. Die DT-AS 12 66430 beschreibt wäßrige Kühl- und Schmiermittel
für die spanabhebende Metallverarbeitung, denen als Germicid gegebenenfalls 1,15 bis 3,25% Phenol oder
Phenolat zugegeben werden können. Schließlich betreffen die DT-AS 1296 643 und die DT-OS 15 94 595
die Verwendung spezieller Phenolverbindungen als Antioxidationsmittel in Mineralschmierölen für die
Metallverarbeitung. Alle diese Entgegenhaltungen beschreiben also nicht die Verwendung von Alkylphenolen
als Schmiermittel selber, sondern, wenn überhaupt, nur als Schmiermittelzusätze mit bestimmten anderen
Effekten, und in keiner der Druckschriften ist die Verwendung von Nonylphenol genannt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, bessere Schmiermittel für die Verarbeitung
von Nichteisenmetallen, insbesondere von Zirkon, Titan und deren Legierungen, zu bekommen,
die insbesondere die Abnutzung der Metalloberflächen besser verhindern und möglichst geringe und leicht
entfernbare Mengen von Rückständen auf der ge-
U) schmierten Metalloberfläche bilden.
Erfindungsgemäß verwendet man als Schmiermittel für die Verarbeitung von Nichteisenmetallen, insbesondere
von Zirkon, Titan oder deren Legierungen, Nonylphenol, gegebenenfalls im Gemisch mit 1-99
υ Gew.-% Ölsäure oder 10Gew.-% Stearinsäure. Besonders
zweckmäßig ist es, das Nonylphenol in einer eine Alkaliseile enthaltenden wäßrigen Emulsion zu diesem
Zweck zu verwenden.
Erfindungsgemäß kann das Nonylphenol beispielsweise beim Ziehen, Walzen, Extrudieren, Schneiden, Bohren, Säubern, Abziehen oder Gewindeschneiden, besonders beim Abdrehen von Rohren oder bei ähnlichen Arbeiten verwendet werden. Selbstverständlich ist es auch als Schmiermittel für die Verarbeitung
Erfindungsgemäß kann das Nonylphenol beispielsweise beim Ziehen, Walzen, Extrudieren, Schneiden, Bohren, Säubern, Abziehen oder Gewindeschneiden, besonders beim Abdrehen von Rohren oder bei ähnlichen Arbeiten verwendet werden. Selbstverständlich ist es auch als Schmiermittel für die Verarbeitung
2r> von Eisenmetalien geeignet.
Das Nonylphenol kann auch zusammen mit anderen Schmiermittelkomponenten und in der Form einer
Lösung oder Emulsion benutzt werden. Beispielsweise ist dieser andere Bestandteil eine Fettsäure und beson-
jo ders Ölsäure. Andere Fettsäuren sind etwa Decylensäure,
Dodecylensäure, Palmitoleinsa'ure, Ricinoleinsäure, Petroselinsäure, Vaccinsäure, Linolsäure, Linolensäure,
Eleostearinsäure, Licansäure, Parinarsäure,
Gadoleinsäure, Cetoleinsäure und Seiacholeinsäure.
ij Dutyrsäure, Isovaleriansäure, Capronsäure, Caprylsäure,
Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, Arachidinsa'ure, Behensäure, Lignocerinsäure und Cerotinsäure sind Beispiele
brauchbarer gesättigter Fettsäuren. Bei einer anderen Ausfuhrungsform kann das Schmiermittel als weitere
Komponente Mineralöl, sulfonierten Öl, Alkohole, Äther, Fettsäureester, Alkanolaminseifen von Fettsäuren,
Alkaliseifen von Fettsäuren, Salze, organische Nitrate, anorganische Nitrate, organische Phosphate,
4r) anorganische Phosphate oder verschiedene Schmiermittel
auf Wassergrundlage enthalten. Das Nonylphenol macht im allgemeinen etwa 1 bis 99 Gew.-%,
vorzugsweise etwa 10 bis 80Gew.-% der gesamten Schmiermittelzusammensetzung, ausgenommen Was-
r>o ser oder Lösungsmittel, aus.
Schmiermittel wurden nach einer modifizierten Vi Bowden-Leben-Methode bewertet, die in »The Friction
and Lubrication of Solids«, 1954, Seite 74 und in dem Artikel von E. Rabinowicz »The Boundary Friction
of Very Well Lubricated Surfaces« in A. S. L. E., neunter Jahreskongress in Cincinnati, 5. April 1954, veröffentbo
licht in »Lubricating Engineering«, Juli-August 1954, beschrieben ist. Bei der hier angewendeten Modifizierung
rotiert eine polierte Stahlscheibe in Berührung mit einem aufwärts sich erstreckenden runden Bolzen
aus 98,3 Gew.-% Zirkon, 1,5 Gew.-% Zinn, 0,20 Gew.-% h-5 Eisen und 0,10 Gew.-% Chrom. Es werden insgesamt
2 g Schmiermittel benutzt. 1,8 g Schmiermittel werden aufderScheibe von 0,2 g Schmiermittel auf dem Bolzen
aufgebracht. Die Testeinrichtung wird in einem Ge-
hiiusc eingeschlossen, das auf 100 C erhitzt wird. Die
Geschwindigkeit wird auf 6 Umdrehungen je Minute
eingestellt. In jedem Versuch wird eine ursprüngliche Belastung von 100 g in Abständen von 1,67 Minuten
um jeweils 100 g bis zu einer maximalen Belastung von 1300 g gesteigert. Eine Dehnungsmeüschaltung
wird als Abfühlelement bei der Umwandlung der Reibung in äquivalente elektrische Meßgrößen verwendet.
Der Reibungskoeffizient und der Durchmesser der Abnutzungsstelle auf dem Bolzen werden jeweils gemessen.
Der Bolzen und die Scheibe werden visuell geprüft, um die Menge an Ablagerungen zu bestimmen.
Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse von Versuchen unter Verwendung von Nonylphenol und unter
Verwendung eines Gemisches von 90% Nonylphenol und 10% Ölsäure als Schmiermittel. Zu Vergieichszwecken
enthält die Tabelle auch die Ergebnisse eines Versuches unter Verwendung von Ölsäure allein als
Schmiermittel.
Tabelle | Zeit | Rückstände | Nonyl | 90% Nonyl | Ölsäure |
phenol | phenol | ||||
Reibungskoeffizent | 10% Ölsäure | ||||
Belastung | (Min.) | ||||
1,67 | 0,175 | 0,109 | 0,100 | ||
3,34 | Abnutzungs- | 0,142 | 0,092 | 0,087 | |
(g) | 5,01 | 0,142 | 0,072 | 0,084 | |
100 | 6,68 | 0,142 | 0,067 | 0,077 | |
200 | 8,35 | 0,142 | 0,060 | 0,075 | |
300 | 10,02 | 0,139 | 0,063 | 0,072 | |
400 | 11,69 | 0,140 | 0,064 | 0,073 | |
500 | 13,36 | 0,144 | 0,063 | 0,070 | |
600 | 15,03 | 0,142 | 0,063 | 0,073 | |
700 | 16,70 | 0,139 | 0,066 | 0,074 | |
800 | 18,37 | 0,127 | 0,066 | 0,071 | |
900 | 20,04 | 0,126 | 0,065 | 0,070 | |
1000 | 22,00 | 0,123 | 0,065 | 0,069 | |
UOO | 37,00 | 0,112 | 0,066 | 0,069 | |
1200 | 52,00 | 0,111 | 0,067 | 0,067 | |
1300 | 67,00 | 0,107 | 0,066 | 0,067 | |
1300 | 82,00 | 0,097 | 0,062 | 0,065 | |
1300 | 97,00 | 0,095 | 0,064 | 0,064 | |
1300 | 112,00 | 0,098 | 0,062 | 0,064 | |
1300 | 127,00 | 0,092 | 0,058 | 0,065 | |
1300 | 142,00 | 0,091 | 0,056 | 0,066 | |
1300 | 157,00 | 0,092 | 0,056 | 0,078 | |
1300 | 172,00 | 0,099 | 0,055 | 0,078 | |
1300 | 187,00 | 0,097 | 0,056 | 0,078 | |
1300 | 202,00 | 0,098 | 0,060 | 0,074 | |
1300 | gering | sehr | mäßig | ||
1300 | bis | gering | |||
1300 | mäßig | ||||
0,181 | 0,126 | 0,238 | |||
zone, mm
Der Reibungskoeffizient war in allen Versuchen zufriedenstellend. In dem Versuch unter Verwendung von
Nonylphenol allein waren die Rückstände leicht bis mittelmäßig und die Abnutzung gering. Bei Verwendung
des Gemisches von Nonylphenol und Ölsäure waren die Rückstände und die Abnutzung noch ge
ringer. Der Versuch unter Verwendung von Ölsäure allein ergab mehr Rückstände und eine viel höhere
Abnutzung.
Das Schmiermittel war ein Gemisch von 90 % Nonylphenol und 10% Stearinsäure und wurde wie in Beispiel
1 bewertet. Der Reibungskoeffizient nahm 0,084 auf 0,067 während des Versuches von 202 Minuten ab.
Die Rückstandsmenge war gering, und die Abnutzung betrug 0,196 mm2.
Das Schmiermittel war ein Gemisch von 90Gew.-% Nonylphenol und 10 Gew.-% eines raffinierten hydrierten
Talgglycerids. Der Reibungskoeffizient nahm von 0, Ϊ17 auf 0,095 ab. Die Ablagerungsmenge war gering,
und die Abnutzungsfläche lag bei 0,138 mm2. Im Gegensatz dazu bildete ein anderer Versuch nur unter
Verwendung des hydrierten Talgglycerids als Schmiermittel eine mittelmäßige Ablagerungsmenge.
Das Schmiermittel war ein Gemisch von 50Gew.-% Nonylphenol uüd 50Gew.-% Mineralöl. Das Mineralöl
war ein mit Lösungsmittel extrahiertes Neutralöl mit einer Saybolt-Viskosität von 205 bei 38°C. Der
Reibungskoeffizient nahm von 0,134 auf 0,089 nach 202 Minuten und einer Endbelastung von 1300 g ab.
Die Rückstände waren gering, und die Abnutzungs-
j·) fläche betrug 0,166 mm2. Ein anderer Versuch unter
Verwendung des Mineralöls allein ergab eine große Menge von Ablagerungsrückständen.
Vergleichsbeispiel
Wie oben erwähnt, ist es wesentlich, daß die Hydroxylgruppe direkt an den Phenolkern gebunden ist.
Diese kritische Tatsache wird durch einen Versuch demonstriert, in dem oxyäthyliertes Nonylphenol mit
9 bis 10 Oxyäthylengruppen als Schmiermittel verwendet wurde. Bei gleicher Verwendung als Schmiermittel
und gleicher Bewertung wie in den vorausgehenden Beispielen erhielt man wesentliche Rückstände und
■so eine Abnutzungsfläche von 0,273 mm2.
Nonylphenol allein ein Gemisch von 90% Nonylphenol und 10% Ölsäure wurden jeweils beim Abdrehen
von Röhren verwendet, wobei eine Röhre aus einer Legierung aus 98,3Gew.-% Zirkon, l,5Gew.-%
Zinn und 0,20Gew.-% Eisen und 0,10Gew.-% Chrom
bo in einer Reihe von mehreren Abdrehstufen abgedreht
wurde. In beiden Fällen erhielt man das erwünschte Abdrehen ohne Rückstände auf der Röhre mit nur
einer kleinen Rückstandsmenge auf dem Dorn. Die kleine Rückstandsmenge war leicht durch Spülen mit
einem Kohlenwasserstoff oder mit Alkohol entfernbar. Auch wurde eine Nonylphenol-Kaliumstearat-Emulsion
in der gleichen Weise bewertet und ergab im wesentlichen die gleichen Ergebnisse.
Claims (2)
1. Verwendung von Nonylphenol, gegebenenfalls mit Gemisch mit 1 bis 99 Gew.-% Ölsäure oder
10Gew.-% Stearinsäure, als Schmiermittel für die Verarbeitung von Nichteisenmetallen, insbesondere
von Zirkon, Titan oder deren Legierungen.
2. Verwendung von Nonylphenol in einer eine Alkaliseife enthaltenden wäßrigen Emulsion nach
Anspruch 1 als Schmiermittel für die Verarbeitung von Nichteisenmetallen, insbesondere von Zirkon,
Titan oder deren Legierungen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |