DE2350880A1

DE2350880A1 - Ueberzugsmasse fuer metalle

Info

Publication number: DE2350880A1
Application number: DE19732350880
Authority: DE
Inventors: Kaichi Izumi; Hiroshi Kono
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1972-10-11
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1974-04-18
Also published as: GB1397354A; US3950975A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Massen, die auf die Oberflächen von metallischen Gegenständen, wie Platten oder Bleche, vor der mechanischen Verformung oder Bearbeitung, also dem Walzen, Stanzen oder Pressen, aufgebracht werden. Die Erfindung bezieht sich somit auf Mittel, die die plastische Verarbeitung von Metallen unterstützen, und die im folgenden allgemein als plastische Verarbeitungsmittel für Metalle bezeichnet werden. Der im folgenden verwendete Ausdruck"plastische Kaltverformung" bezieht sich auf die Verarbeitung von Metallen, die keiner Heißverarbeitungsmaßnahme unterworfen sind.

Zur Verhütung der Oberflächenbeschädigung, die durch Reibung zwischen der Oberfläche und den Bearbeitungswerkzeugen, wie beispielsweise Walzen oder Stempel, verursacht werden können, und um den metallischen Gegenstand gegen eine übermäßige örtliche !Temperaturerhöhung zu schützen,was beispielsweise zu

409816/0917 *"^/2

ORIGINAL INSPECTED

Hitzeflecken oder Verbrennungen führen kann, hat man bereits die Oberfläche von metallischen Gegenständen, wie Platten oder Bleche, besonders solche aus Stahl, mit Überzügen versehen. Überdies hat man nach der Verformung oder Bearbeitung einen überzug aus einem Kohlenwasserstofföl aufgetragen, welches oft das gleiche ist wie das oben erwähnte überzugsmittel oder diesem ähnlich ist, um ein Kosten oder eine Oxydation der Oberfläche während der Lagerung oder des !Transportes zu verhüten. Das so überzogene, gewalzte Blech oder die Platte gelangten nun zur weiteren Verformung, beispielsweise zum Stanzen oder Pressen, und hier wurde bei der weiteren Verformung der Gegenstände in die gewünschte Gestalt ein überzug aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff Schmieröl verwendet, um die Reibung zu vermindern, das plötä-iche Auftreten einer Verbrennung zu Verhüten, das Auftreten von Druckstreifen zu vermeiden und den Abrieb der Form oder des Stempels zu vermindern. Von vielen Technikern wird angenommen, daß es erwünscht sei, das Sostschutzöl vor dem Auftrag des Überzuges aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff-Schmieröl zu entfernen, und dieses geschieht im allgemeinen.

Schmieröle aus Erdöl, die im allgemeinen als Verarbeitungsüberzüge für die oben beschriebenen Zwecke verwendet worden sind, weisen, wie allgemein bekannt, eine verhältnismäßig geringe Festigkeit des Ölfilms auf. Es sind daher in der Vtrgangenheit Anstrengungen gemacht worden, um die Festigkeit des Ölfilms zu verbessern, indem man dem Erdöl eine öllösliche Substanz, bsLspialsweise eine Fettsäure, einen höheren Alkohol oder einen Ester mit einem polaren Radikal, zugesetzt hat. Indessen behalten die

.../3 40981 6/0917

flüssigen Kohlenwasserstoffschmieröle, die den Hauptbestandteil der früheren plastischen Verarbeitungsmittel darstellen, auch nach Einverleibung solcher Zusatzmittel unerwünschte Eigenschaften oder erlangen diese erst. So kleben beispielsweise mit derartigen Überzügen versehene Stahlplatten dicht aneinander, Staub dringt dicht zwischen die Oberflächen ein und die Überzugsöle fließen während der Lagerung ab, was es schwierig macht, die gewünschte Dicke des Ölfilms aufrechtzuerhalten.

Natürliche Wachse tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, wie Bienenwachs oder Montanwachs, haben zwar geringere Wachteile als flüssige Kohlenwasserstoffschmieröle, denn sie sind bei den gewöhnlichen Lagerungs- und Bearbeitungstemperaturen fest und enthalten eine große Menge an Estern,¹ derartige natürliche Wachse sind jedoch teuer und ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften schwanken erheblich, weil es sich um Naturprodukte handelt. Infolgedessen sind auch die teuren natürlichen Wachse für die oben angegebenen Anwendungs zwecke nicht allgemein brauchbar.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Überzugsmasse für die

plastische Verarbeitung von Metallen, die aus 95 ^i^s 2o

eines Ketons mit langen aliphatischen Kohlenwasserstoffketten der allgemeinen Formel

R¹ COH"

und etwa 5 ^is 8o Gew.-%> eines Paraffins besteht, das bei Zimmertemperatur fest ist.

409816/0917

Die Gruppen R¹ und R" der obigen Formel können gleiche oder verschiedene gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffradikale mit 5 "bis 25 Kohlenstoffatomen darstellen, vorzugsweise solche mit 9 bis 21 Kohlenstoffatomen, die zwei oder weniger Doppelbindungen enthalten.

Die in der Technik bekannten Ketone der obigen ,Formel können im allgemeinen aus der doppelten molekularen Menge einer Fettsäure mit 6 bis 26 Kohlenstoffatomen durch bekannte Decarboxylierungsverfahren gewonnen werden, beispielsweise durch Pyrolyse ihrer Metallsalze. Wenn die beiden molekularen Fettsäuremengen voneinander verschieden sind, d.h. wenn beispielsweise Fettsäuren der Formel R'GOOH und R"GQOH angewendet werden, ist das entstehende Keton, welches zwei lange Ketten aufweist, eine Mischung der Verbindungen R" GOR¹, R¹¹GOR" und R'GOR'feiehe beispielsweise Enzyklopädie der Chemischen !Technologie von Kirk-Othmer, Band 12, Seiten 124,125).

Die Ketone können in gereinigter Form verwendet werden, aber es ist nicht erforderlich, die Ketone zu reinigen oder sie aus der Mischung der Ketonisierungsreaktion durch Entfernen der nicht in Reaktion getretenen Fettsäuren aus dem Endproduktäüutrennen. Es bleibt also ein Teil der Ausgangssäuren R'COOH oder R¹¹GOOH oder beider übrig, ohne in Reaktion getreten zu sein.Der Anteil liegt gewöhnlich unter 8 Qev,-°/o. Andererseits können auch zusätzlich langkettige Fettsäuren dem Reaktionsprodukt speziell einverleibt werden. In solchen Fällen kann die Menge der langkettige Fettsäure im Endprodukt bis 35 Gew.-% betragen.

-■■■-■ .. ./5

409816/0917

Falls das Produkt der Ketonisierungsreaktion als Ketonbestandteil verwendet wird, welches seinerseits freie Fettsäure bis zu 35 Gew.-^ enthalten kann, beträgt die Gesamtmenge des Reaktionsproduktes, welches das Keton mit zwei langen aliphatischen i£etten darstellt, einschließlich der Fettsäure 95 Ms 2o Gew.-i?o der gesamten überzugsmasse.

Bei dem festen Paraffinbestandteil handelt es sich um sogenanntes 110- bis 14-0-Paraffin nach der Definition der japanischen Industrienormen JIB K 2235-1961 oder um ein Paraffin mit entsprechenden Eigenschaften. Diese festen Paraffine haben Schmelzpunkte oberhalb etwa °

Wie oben erwähnt, liegt das Verhältnis des Festparaffins zu dem Ketonbestandteil mit zwei langen aliphatischen Ketten in der Größenordnung von etwa 5 ^: 95 bis etwa 8o : 2o. Wenn die Menge des Festparaffins geringer ist als die oben angegebene Größenordnung^ sind die Auslxreitungs- und Haft eigenschaften der Masse gering und die Wirksamkeit des Überzuges verschlechtert sich bei wieda?holter Verarbeitung. Wenn die Menge des Festparaffins größer ist als es den oben angegebenen Zahlenwerten entspricht, wird die Oligkeit der Masse vermindert und ihr Seibungskoeffizient ist außerordentlich gering.

Die neue Masse gemäß der Erfindung kann auch geringere Anteile an

1. Polybuten, 2. Lecithin oder 3· Dialkylphthalaten oder Dialkyladipaten oder Mischungen der Bestandteile 1, 2 oder 3 enthalten.
Diese geringeren Anteile haben die Wirkung, daß sie die Homoge-

--.../6 409816/0917

nität der neuen Masse oder ihre Verarbeitbarkeit beim Aufbringen des Überzuges verbessern. Jede der Verbindungen 1, 2 und 3 kann in Mengen bis 25 Gew.-;6 der Ge samt mischung anwesend sein, aber die Gesamtmenge der Verbindungen 1, 2 und 3 soll in jedem Fall weniger als 25 Gew.-% der Gesamtmasse betragen.

Polybutene können den Massen einverleibt werden, um die Viskosität der fertigen Masse zu verbessern und ihre Verwendung in einer überzugsVorrichtung beim Auftragen der neuen Masse in geschmolzenem Zustand zu ermöglichen. Der bevorzugte Polymerisationsgrad des Polybutene liegt in der Größenordnung von 1oo bis

j-iecit±in verhindert infolge seiner oxydationsverhütenden Eigenschaften die Oxydation des aufgetragenen Überzuges; es stellt gleichzeitig einen Viskositätsregler dar, ähnlich wie Polybuten. Lecithin wirkt auch in der Weise, daß es den »Schmelzpunkt der neuen Masse verringert und ein übermäßiges Gleiten verhütet. Dadurch verhindert man, daß gestapelte Bleche oder Platten beim Lagern herunterfallen oder sich seitlich verschieben.

Dialkylphthalate und Dialkyladipate besitzen eine Affinität sowohl für Ketone der Formel R' GOE" mit zwei langen aliphatischen Ketten als auch gegenüber festen Paraffinen. Infolgedessen verhüten sie eine !Trennung der beiden Hauptbestandteile in der bchmelzmischung und auch während der Verfestigung beim Kühlen.

Die Erfindung soll nun anhand, von Beispielen erläutert werden.

409816/0917

235088Q

-p-

Beispiel 1

Ketone mit awei langen Alkylketten werden aus folgenden lett-

säuren hergestellt :

Tabelle I

Keton mit zwei langen Alkylketten Ausgangsfettsäure

Probe	Sch
Ir.
1	31
2	42
3	59
	69
5	79
6	87
7	89
8	36
9	81

12

54

13	35
14	" 85
15	82
16	76
17	35

Gapronsäure

Oaprylsäure

Gaprinsäure

Laurinsäure

Myri s tins äure

Palmitinsäure

Stearinsäure

Oleinsäure

Gapronsäure und 9o% Stearinsäure

9o % Capronsäure und 1o % Stearinsäure

$> Gapronsäure und Stearinsäure

9o % Gapronsäure und 1o % einer Säure mit 2o Kohlenstoffatomen

9o °/o Gapronsäure und 1o % einer Säure mit 22 Kohlenstoffatomen

1o °/o Laurinsäure und 9o % Stearinsäure

1o % Laurinsäure und 9° % Palmitinsäure

1o % Iiaurinsäure und 9o % Myristinsäure

1o °/o Laurinsäure und 9o % Oleinsäure .../8

409816/0917

235088Q

(.Fortsetzung der '.Tabelle I von Seite 7)

18	35
19	49
2o	44
21	58
22	68
23	73
24	73
25	35
26	34
27	58
28	64
29	68
3o	83
31	86
32	68
33
34	78
35	78
36	78
37	79

1o % Laurinsäure "und 9 ο % Linolsäure

5o °/o Laurinsäure und 5o % Caprihsäure

5o °/o Laurinsäure und 5o ^c/o Capronsäure

5o % Laurinsäure und 5o % Oaprinsäure

5o °/o Laurinsäure und 5o % Myristinsäure

5o % Laurinsäure und 5o % Palmitinsäure

5o ^c/o Laurinsäure und 5o % Stearinsäure

5o °/o Laurinsäure und 5o % .. Oleinsäure

5o % Laurinsäure und 5o % Linolsäure

5o °/o Laurinsäure und 5o % einer Säure mit 2o Kohlenstoffatomen

5o °/o Laurinsäure und 5o % einer Säure mit 22 Kohlenstoffatomen

Λο> °/o Myristinsäure und 9o % Laurinsäure

1o % Myristinsäure und 9o % Palmitinsäure

1o % Myristinsäure und 9o % Stearinsäure

5o % Myristinsäure und'5o % Laurinsäure

5o % Myristinsäure und 5o % Palmi tins äure

5o % Myristinsäure und 5o% Stearinsäure

9o % Myristinsäure und 1o % Palmitins äure

9o % Myristinsäure und 1o % Stearinsäure

9o % Myristinsäure und 1o % Oleinsäure

.. ./9 409816/0917

(,Fortsetzung der Tabelle 1 von Seite 8)

38	58
39	54
4o	32
41	33
42	37
43*	44
44*	68
45	84
46	65
^7	62
48	66
49*	71
5o	73
51	78
52	82
53	67
54	43
55	38
56	44

9o % Myristinsäure und Λο ΊΌ PaI-mitoleinsäiire

5 % Stearinsäure und 95 % Oleinsäure

1o % Stearinsäure und 9o % Oleinsäure

25 °/o Stearinsäure und 75 % Oleinsäure

5o °/o Stearinsäure und 5o % Oleinsäure

65 °/° Stearinsäure und 35 °/° Oleinsäure

8o % Stearinsäure und 2o % Oleinsäure 95 fo Stearinsäure und 5 °/° Oleinsäure Eokosnussölfettsäuren

Eindertalgfettsäuren mit einer Jodzahl von 36,4

Gehärtete Eindertalgfettsäuren,' Jodzahl 3o

Gehärtete Rindertalgfettsäuren, Jodzahl 25

Gehärtete Eindertalgfettsäuren, Jodzahl 2o

Gehärtete Rindertalgfettsäuren, Jodzahl 1o

Gehärtete Rindertalgfettsäuren, Jodzahl 5 Ealmölfettsäuren Walölfettsäuren Reiskleieölfettsäuren Rizinusölfettsäure '

* Die Proben Nr. 43, 44 und 49 enthalten 1o, 2o und 33 % !Fettsäuren infeige Zusatz geeigneter Mengen der Ausgangsfettsäuren zu dem Seaktionsprodukt.

.../ίο

4Q9816/0

Das Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten Ketone mit zwei langen aliphatischen Ketten ist folgendes : 1. Maßnahme : Die reine oder gemischte Ausgangsfettsäure wird mit Magnesiumcarbonat in ein Heaktionsgefäss eingefüllt. Das Molverhältnis des Magnesiumcarbonate für Ausgangsfettsäure beträgt etwa 1o Mol auf 1 Mol Jb'ettsäure, berechnet auf das durchschnittliche Molekulargewicht, das aus der Neutralisationszahl der Ausgangsfettsäure bestimmt wird.

Wenn die Fettsäure eine Mischung darstellt, die in der Hauptsache aus Fettsäuren mit 16 und 18 Kohlenstoffatomen besteht, wie dieses in Tabelle I bei den Proben JSr. 3>9 bis 4-5 und 4-7 bis 53 der Jail ist, deren Neutralisations zahl etwa 2oo beträgt, liegt das Gewichtsverhältnis bei etwa 25 !eilen Magnesiumcarboauf 1oo Teile Fettsäure.

2. Maßnahme : Die Mischung wird auf etwa 34-o°C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Innerhalb etwa 3o Minuten ist im wesentlichen die gesamte Ausgangsfettsäure gemäß der im folgenden angegebenen Reaktionsgleichung in das Keton mit zwei langen Alkylketten umgewandelt.

MgCO + 2RCOOII -»■ R-COOMgOOCR + CO-t + H. ti I

RCOOMgOOCR ->· R-CO-R + MgCO₃

R-COR + MgO + CO_t

U-MgO +

MgO + 2RC00H -»■ RCOOMgOOCR +

../11

409816/0911

5» Maßnahme : Ära Ende der Ketonisierungsreaktion gemäß Maßnahme Nr. 2 "bleibt Magnesium in Form von Magnesiumcarbonat und" Magnesiumoxyd im Reaktionsgefäss zurück. Es ist möglich, in diesem Zeitpunkt zusätzliche Fettsäure in Mengen von 1/4 bis 1/5 des Gewichts der Ausgangscharge zuzusetzen. Dabei soll hinsichtlich des Zusatzes der Fettsäure ein zeitlicher Zwischenraum von 15 bis 2o Minuten innegehalten werden. Wenn der Zeitraum kurzer als 15 Minuten ist, sammelt sich nicht in Reaktion getreteneFettrsäure im Gefäss an.

4. Maßnahme : Ein 3o-bis 35-fsicher zusätzlicher Eintrag der Fettsäure verursacht eine Verdünnung des Ekfcalysators, d.h. des Magnesiumcarbonats und vermindert die Reaktionsgeschwindigkeit beträchtlich. Im allgemeinen geht das Verfahren in der Praxis dahin, den weiteren Zusatz von Fettsäure an diesem Punkt zu unterbrechen und zur Maßnahme Nr. 5 überzugehen, um das Magnesiumearbonat zu entfernen.

5. Maßnahme : Die Reaktionsmischung wird auf etwa 1oo°C herabgekühlt und die Mischung in das Trenngefäss überführtj dieses besteht aus rostfreiem Stahl oder ist mit Glas ausgekleidet, so daß es gegen verdünnte Lösungen anorganischer Säuren, wie Salzsäure oder Schwefelsäure, widerstandsfähig ist.

Dem Irenngefäss wird eine wässrige Lösung von Salzsäure oder Schwefelsäure zugeführt. Die Säurelösung und die Reaktionsmischung werden miteinander vermengt, worauf der Mischungsvorgang unterbrochen wird. Dann lässt man die Mischung zur Abtrennung

.../12

409816/0917

088Q

der wässrigen Schicht einige Zeit stehen« Das Magnesiumcarbonat reagiert mit der anorganischen Säure unter Bildung von Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat, die wasserlöslich sind. Auf diese Weise wird das Magnesium in die wässrige Schicht extrahiert und aus der Reaktionsmischung entfernt.

Das Extraktionsverfahren soll wiederholt werden, "bis das Magnesium vollständig entfernt ist.

Am Ende der Maßnahme 5 beträgt die Reinheit des Ketons für gewöhnlich mehr als 95 G-ew.-%. Wenn eine höhere Reinheit erwünscht wird, kann die nicht in Eeaktion getretene Ifdbbsäure durch eine wässrige Lösung von Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Ammoniumhydroxyd oder dergleichen extrahiert werden, aber für die Zwekke der Erfindung ist dieses Reinigungsverfahren unnötig. Daher wird bei der Herstellung von Proben von Ketonen mit zwei langen Alkylketten gemäß Tabelle I keine Reinigung zur Entfernung nicht in Eeaktion getretener Fettsäure durchgeführt.

(a) Reibungskoeffizient :

Zur Bestimmung wurde ein Reibungsprüfgerät des Pendel-Typs nach SODA verwendet. Lagerkugeln und Versuchsstücke in Form von Stiften von 2 mm Durchmesser und 28 mm Länge wurden in das zu prüfende Material eingetaucht. Dann wurd.e ein 2oog schweres Gewicht am Pendel befestigt. Das Pendel wurde soweit ichrag seitwärts ausgelenkt, daß seine anfängliche Amplitude o,5 rad. betrug. Der Reibungskoeffizient wurde aus der Verminderung der Amplitude berechnet, die durch die Reibung zwischen den Stiften und den Kugeln gedämpft wurde. An Versuchsmaterialien wurden festes Paraffin, Ketone mit zwei langen aliphatischen Ketten und Stearinsäure in iOrm einer o,3%igen Lösung in Leuchtöl

409816/0^1^

verwendet. Als flüssige Mineralöle wurden Spindelöl, NeutcalÖl, Maschinenöl und flüssiges Paraffin benutzt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Prüfmaterial	Bereich des Reibungs koeffizienten*
Ketone Nr. 1 bis 56 mit zwei langen aliphatischen Ketten	o,11 - o,14
JTestes Paraffin mit Schmelz punkt 45⁰G	o,35 - o,4
Stearinsäure	o,o9 - o,1o
Flüssiges Mineralöl	o,18 - o,22

* Es wurde der Durchschnitt von 1o Messungen bei einer Probe verwendet und der Reibungskoeffizient aus den durchschn.itt-■ liehen Ergebnissen in der in Tabelle II angegebenen Größenordnung berechnet.

Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß Ketone mit zwei langen aliphatischen Ketten eine ausgezeichnete Öligkeit und Schmiereigenschaft aufweisen, d.h. daß sie eine Klasse von Verbindungen darstellen, die einen hervorragend niedrigen Reibungskoeffizienten besitzen.

(b) Ausbreitungseigenschaften :

Es wurde ein-Versuchsgerät nach SODA vom Pendel-Typ verwendet. Zum Unterschied von der Auswertung des Reibungskoeffizienten,wobei die Versuchteile, nämlich Stifte und Lagerkugeln,in das Versuchmaterial eingetaucht wurden, befanden sich bei diesem Versuch die Versuchsstücke, nämlich die Stifte und die Lager-

♦../14 409816/0917

kugeln,in einer Pjöigen Lösimg des Versuchsmaterials in 'ioluol. aus dieser wurden, sie mit einer Pinzette herausgenommen und an eier JLuf't" getrocknet;. Anschließend wurde die Verminderung derAmpli nude durch. Heilung gemessen. Aus der Amplitude wurde der Reibungskoeffizient berechnet;, um die Verlauf eigenschaften zu ermitteln. Jeder Versuch wurde lomal xtfiederholt. In diesen fällen kann eine völlige Wiederherstellung des Eilms nicht erwartet werden, und daher nimmt der Reibungskoeffizient schrittweise zu, wenn der Widerstand des Versuchsmaterials gegen Entfernung durch Reibung nicht befriedigend ist.

Bewertungsmaßstab für die Verlaufeigenschaften :

A: Der Reibungskoeffizient beim 1o. Versuch liegt unter 0,15.

B: Der Reibungskoeffizient "beim 1o. Versuch liegt zwischen o,15 und o,18.

G: Der Reibungskoeffizient beim 1o. Versuch liegt zwischen o,18 und o,22.

D: Der Reibungskoeffizient beim 1o. Versuch liegt zwischen o,22 und o,25· Der Koeffizient steigt nicht über o,25 während 1o_aaliger Wiederholung des Versuchs, und der Koeffizient im 5· Versuch ist nicht höher als o,2o.

E: Der Reibungskoeffizient beim 1o. Versuch, ist nicht höher als 0,25, und der Koeffizient beim 1. Versuch ist nicht kleiner als 0,15. Die üligkeit ist etwas gering.

J?: Ungeeignet für ein Mittel zur plastischen Verarbeitung.

Die Versuchsergebnisse sind aus den Tabellen III und IV ersichtlich.

.../15

409816/091 7

	Tabelle	-15-	5.Ver- 10.Ver such such	Verlauf
		III	o„16 o_s3o	eigenschaf ten
		o,29 o,36	j?
Versuchsmaterial	Reibungskoeffizient	o,24 o,45	j?
	1 .Ver- smah		ι-
Keton Ur. 7 ππ.* zwei langen aliphatischen Ketten	o,11
JTestes Paraffin mit dem Schmelzpunkt 45°G	o,29
S t e arins äure	o,o9

.../16

409816/0917

235088Q

Iabelle IV

	0	Gehalt	Verlaufeigenschaften	15	40	75	85
Aliphatische	E	2	an festemParaffin* (Gew	B	B	D	E
Ketone der fol gen Hummern mit zwei langen ali- phatis chenJEetten	E	D	5	A	G	D	E
1	E	D	0	B	B	D	E
2	D	D	B	B	B	I!	E
3	• D	Ώ	D	B	B	D	D
4	i¹	B	D	A	D	D	D
5	F	G	B	A	A	D	D
6	D	B	A	C	C	C	G
7	G	D	A	B	G	G	D
δ	E	A	G	B	G	D	E
9	D	D	A	C	G	C	E
1o	D	B	G	A	B	C	D
11	D	B	C	A	B	0	G
12	D	B	A	B	C	G	C
13	D	B	" A	B	C	D	D
14	G	B	A	B	B	B	G
15	D	B	A	D	D	D	E
16	E	G	A	G	D	D	E
17	E	G	B	D	D	D	D
18	E	D	G	G	■ D	D	D
19	E	D	G	G	D	D	D
20	D	D	G	B	B	B	C
21	D	B	B	B	B	B	B
22	D	A	B	B	B	B	B
23	D	A	A	B	G	C	D
24	E	B	A	B	D	D	E
25	D	E	A	A	B	C	G
26	D	B	D	A	B	G	C
27		G	A
28			G

409818/0917

CFortSetzung Tabelle IV von Seite 16)

35 36 37 38 39 40 41 42

51 52 53 54 ■

D	B	B	B
D	B	A	A
D	A	A	B
D	B	B	B
D	B	B	B
D	B	B	B
D	B	B	B
D	B	B	B
D	B	A	A
D	B	B	B
E	D	B	G
E	D	G	B
D	B	A	A
F	A	A	B
F	B	A	A
F	B	A	A
F	B	A	A
E	D	G	D
E	D	C	G
E	D	G	G
F	G	A	A
F	B	A	A
F	B	A	A
F	B	A	A
E	G	B	B
E	0	B	B
E	G	B	B
E	G	B	B

	235088Q	G
B	B	D
A	D	C
B	0	G
B	G	G
B	B	D
B	D	D
B	D	E
B	D	D
A	D	E
B	. D	D
G ·	D	D
G	G	0
B	G	G
B	B	D
B	G	G
A	B	A
A	A	D
D	D	D
D	D	D
D '	D	0
B	B	B
B	B	B
A	B	G
A	G	G
B	B	G
C	0	G
B	G	0
B	0

* Die Schmelzpunkte der verwendeten festen Paraffine lagen . "bei 44⁰G "bei den Eetonproben Nr. 1 "bis 12 mit zwei langen

aliphatischen Ketten, bei 54⁰G bei den Proben Nr. 13 bis 28, bei 59°O bei den Proben 29 bis 45 und bei 68⁰G bei den Proben

Nr. 46 bis

.../18 409816/0917

Die in den Iabellen III und IV zusammengestellten Ergebnisse zeigen, daß die Verlaufeigenschaften durch Einverleiben von festem Paraffin in ein Keton mit zwei langen aliphatisehen Ketten verbessert werden.

Cc) Hostverhütungseigenschaften :

I. Die neue Überzugsmasse gemäß der Erfindung wurde in Benzin gelöst. Die Lösung enthielt 2 Gew.-°/o der Masse. Eine kaltgewalzte Stahlplatte SPG-E von ^o χ 1oo x1,o mi ansprechend den japanischen Industrienormen JIS G—3Ή1, die entölt oder entfettet und gewaschen war, wurde in die Lösung 3o Sekunden lang eingetaucht, herausgenommen und an der Luft getrocknet und bei 4o°C in einer Atmosphäre von 98 bis 1oo % Luftfeuchtigkeit stehengelassen. Dann wurde die Zeit gemessen, die erforderlich war, bis 2o °/o oder mehr der Oberfläche der Stegplatte von Host bedeckt waren. Die Ergebnisse sind aus labelle V ersichtlich.

.../19 409816/0917

Tabelle V

Versuchs gruppe

Neue Überzugsmasse

JLeton mit zwei langen aliphatischen Ketten Probe-Nr. entsprechend Tabelle I

Festes Paraffin

Auftreten
von Host in
Stunden

A	95% jeder der Proben Nr. 1,2,3,10,12,13,17,18,25, 26,37,38,39,4-0,4-1,53,54,55 und 56	5 % festes Paraffin vom Schmelzpunkt 68⁰G	26 bis 36	1o8
B	8o% jeder Probe ausschließlich derjenigen, die in Gruppe A enthalten sind	2o % festesParaffin vom Schmelzpunkt 44⁰O	28 bis	96
O	7o °/o jeder Probe der Gruppe A	3o % festesParaffin vom Schmelzpunkt 59°0	32 bis	96
D'	5o % jeder Probe der Gruppe B und 5 °/° Polybuten, 5% Lecithin und 5 °/° Dinonyladipat	35% festes Paraffin vom Schmelzpunkt 54⁰O	32 bis	144
E	25 % jeder Probe der Gruppe A, 1o% Polybuten, 5% Lecithin und 5 ⁰A Stearinsäure	55 % festesParaffin vom Schmelzpunkt 68° O	36 bis	144
	2o % jeder Probe der Gruppe B, 1o % Polybuten, 5 % Lecithin und 5 % Stearinsäure	6o % festesParaffin vom Schmelzpunkt 68⁰C	32 bis	24
G	Nichts (Vergleichsversuch)	1oo% festesParaffin vom Schmelzpunkt 68⁰G	16 bis	6,ο
H	Nichts (Vergleichsversuch)	Nichts(Vergleichs versuch)	o,1 bis

O CO OG O

Wie aus Tabelle V ersichtlich ist, zeigen alle neun Überzugsmassen gemäß der Erfindung ausgezeichnete rostverhütende Eigenschaften. Obwohl bereits festes Paraffin allein bemerkenswerte rostverhütende Eigenschaften aufweist, sind die neuen Massen deutlich überlegen.

II. Eine überzugsmasse gemäß der Erfindung wurde in einer Dicke von 2 bis 5/u auf eine kaltgewalzte Stahlplatte SPC-EC aufgetragen. Die Platte wurde zu einem Becher mit 36 mm Innendurchmesser und 15 Kim Tiefe verprasst. Der Becher wurde 2o Tage lang bei Zimmertemperatur stehengelassen. Dann wurde die JPläche der mit Host bedeckten Teile gemessen. Die Ergebnisse sind aus Tabelle VI
ersichtlich.

Tabelle VI

Neue Überzugsmasse

Anteil der mit Host "bedeckten Fläche

Versuchsgruppe A in Tabelle V Versuchsgruppe B in Tabelle V Versuchsgruppe C in Tabelle V Versuchsgruppe D in Tabelle V Versuchsgruppe E in Tabelle V Versuchsgruppe F in Tabelle V

Versuchsgruppe G in Tabelle V tVergleichsversuch)

Versuchsgruppe H in Tabelle V CVergleichsversuch)

O bis 6 % O bis 2 % O bis 6 % 3 bis 8 % 2 bis1O % Z bis 8 % 9 bis27 %

95 %

Die Tatsache, daß die Massen gemäß der Erfindung ausgezeichnete rostverhütende Eigenschaften an den unter Pressdruck geformten
Bechern aufweisen, zeigt, daß diese Massen einen Schmierfilm bilden, der auch beim Pressvorgang genügend beständig .ist, d.h.

.. ./21
409816/0917

-kl

einen Schmierfilm mit ausgezeichneten Verlauf- und Haft eigenschaften darstellt.

(d) Wal ζ eigenschaften :

Die Eignung für Walzverfahren wurde nach dem sogenannten konischen Vertiefungswert (OCV) und dem Grenzabnahmeverhältnis (LDIi) bewertet.

Der konische Vertiefungswert wurde unter Verwendung von Gesenken des QJyps 17 gemäß den Vorschriften der japanischen Industrienormen JIS Z 2249 bestimmt.'

Das Grenz abnähmeverhältnis ist das Verhältnis von D : d, wobei D der Durchmesser der Rohplatte und d der innere Durchmesser der entstandenen Vertiefung ist. Dieser Wert wurde mit Hilfe von zwölf Stanzen bestimmt, deren Durchmesser von 29 bis 4o mm mit einer Zunahme von jedesmal 1 mm schwankten. Dabei wurden zwölf entsprechende Gesenke und sechs Stahlplatten der Sorte SPE-E verwendet, deren Durchmesser von 69, ο bis 7^»ο mm mit einer Zunahme von jedesmal 1 mm schwanktenj die Dicke der Platten betrug 1,o mm. Die Kombinationen dieser zwölf Aggregate von Stanzen und Gesenken mit sechs Größen von kreisförmigen Platten gestattete die Ermittlung von 72 Abnahmeverhältnissen (DR) innerhalb eines Gebietes von 1,725 "bis 2,552. Die Unterschiede in dem DR lagen zwischen o,o1 und o,o3· Zur Bestimmung eines DR-Wertes wurden fünf Platten verwendet. Dadurch wurde das Grenzabnahmeverhältnis als der DR-Wert ermittelt, bei dem vier Platten in die Form eines Bechers gebracht werden konnten.

Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle VII zusammengestellt. Kleinere GGV-Werte und größere LDR-Werte bedeuten bessere Ergebnisse. Im allgemeinen sind GGV-Werte von weniger als 38,3 und LDR-Werte von mehr als 2,1ο in der Praxis erwünscht.

.../22

409816/0917

Iabelle VII

	Ver- suchs- pruppe	Neue Überzugsmasse	Festes Paraffin	Walzeisenschaf ten	LDS	bis
	A	Keton mit zwei langen aliphatischen Ketten. Protoe-Nr. entsprechend labeile I	Schmelzpunkt 68°0 5%	OGV	2,16 2,19
	B	95% jeder Probe Nr. 1,2,3,10,12,13,17,18,25, 26.57.38.59,40.41,53,54,55 und 56	Schmelzpunkt 68°0 25%	37,74 bis 37,96		bis
	O	75?o Jeder Probe der Gruppe A	Schmelzpunkt 58⁰O 2o%	37,72 bis 37,96	2,17 2,19	bis
O	D	^o %jeder Probe der Gruppe A, 5% Lecithin, 5% Polybuten	Schmelzpunkt 44⁰C 35/«	37,74 bis 37,96	2,14 2,16	bis
981	E	5o% jeder Probe der Gruppe A, 5% Lecithin, 5 % Polybuten und 5 % Ditridecylphthalat	Schmelzpunkt 44°C 85%	37,96 bis 38,14	2,oo 2,o5	bis
6/0	j?	1o % jeder Probe der Gruppe A und 5 °/° Polybuten	Schmelzpunkt 48°C 4o%	38,3o bis 38,8o	2,14 2,18	bis
CO	G	5oy& jeder Probe der Gruppe A, 5% Lecithin, 5% Dinonyladipat	Schmelzpunkt 58 G 5%	37,98 bis 38,18	2,18 2,3o	bis
	H	95% jeder Probe lir. 4,5,6,7,8,9,11,14,15,16, 19.2ο.21,22,23,24,27-36,42-52	Schmelzpunkt 58°G 5o^c/o	37,6o bis 37,81	1,96 2,19
	5o% jeder Probe der Gruppe G	37,76 bis 38,62

Nichts (Vergleichsversuch)

Schmelzpunkt 54°0 38,34
1oo °/o

60 Spindelöl Spezialmaschinenöl Ur. 2 Gapronsäure Stearinsäure Nicht aufgetragen

Nichts
(Vergleichsversuch)

38,84
38,2o
38,44
37,52
39,13

1,88

1,84
1,98
2,o1
2,14
1,8o

CD OO OO CD

In den Gruppen A "bis if in Tabelle YII zeigten die Ketone mit zwei langen aliphatischen Ketten, die aus !fettsäuren mit weniger als 1o Kohlenstoffatomen oder aus Fettsäuren, die durch Doppelbindungen ungesättigt waren, gewonnen worden sind_s eine etwas geringe Oligkeit. Die Massen dieser Gruppen,mit Ausnahme der Gruppe E, die &5% festes Paraffin enthielt, zeigten jedoch ausgezeichnete Eigenschaften bei der plastischen Verarbeitung.

Bei den Gruppen G und H in Tabelle VII ist die Oligkeit ausgezeichnet. Indessen ist bei den Ketonen,die lediglich zwei lange aliphatisch^ Ketten enthalten, die Ausbreitung oder der Verlauf etwas geringer. Es zeigt sich, daß diese Eigenschaften durch Einverleiben von festem Ikraffin verbessert werden. In der Gruppe H gibt die Mehrzahl der untersuchten Proben einen OGV-Vert von weniger als 38,3 und einen LDR-Wert über 2,1ο .

In der Gruppe H existiert keine Masse, die einen CGV-Wert höher als 38,3 und gleichzeitig einen LDR-Wert unter 2,1ο besitzt.

Die Gruppe I der Tabelle VII bezieht sich auf Kontroll- oder Vergleichsbeispiele. Obwohl die Walζeigenschaften durch Anwendung dieser Stoffe verbessert werden, zeigt das 60-Spindelöl und das Spezialmaschinenöl Hr. 2, die beide flüssig sind, die oben beschriebenen Nachteile,und sie besitzen einen geringen LDR-Wert. Capronsäure hat einen zu geringen Schmelzpunkt, um im Sommer angewendet zu werden, überdies besitzt sie einen strengen Geruch und geringe Rostschutzeigenschaften. Dazu einen hohen CCV-Wert und einen niedrigen LDR-Wert. Obwohl Stearinsäure als festes Walzmittel ausgezeichnet-ist, besitzt es schlechte Verlauf- oder Ausbreitungseigenschaftens wie aus labeile III hervorgeht. Mit Stearinsäure überzogene Stahlplatten zeigen eine außerordentliche Schlüpfrigkeit, so daß ein Stapel dieser Platten sich leicht seitlich verschiebt oder beim Lagern zusammenfällt. Somit ist äearinsäure ebenfalls praktisch unverwertbar«,

409816/0917

ZH

(e) Schweiß- und Loteigenschaften :

Im allgemeinen wird, ein Mittel, das bei der plastischen Verarbeitung angewendet wird, nach dem Verformungsprozess und vor dem nächsten Verfahrensschritt durch Abwaschen wieder entfernt. Vom praktischen Standpunkt aus ist es jedoch sehr erwünscht, diese Waschmaßnahme zu unterlassen, da die iCntl'ernung des bei der plastischen Verarbeitung angewendeten Mittels teuer ist und die Waschbehandlung ein Kosten und eine Verfärbung des Metalls verursacht. Bei den folgenden Testversuchen wurden Stahlplatten, die mit den Überzugsmassen versehen waren, einem Schweiß- und einem Lötversuch unterworfen.

Bei dem Schweißversuch wurden zxvei Stahlplatten der Sorte SPG-B von 15 mm Breite, 60 mm Länge und 1 mm Dicke nach Aufbringen verschiedener überzüge und in unbehandeltem Zustande derart aneinandergesetzt, daß eine Kante von 1o mm der einen Platte mit einer Kante der anderen Platte in Berührung stand. Die Kanten befanden sich zwischen zwei konischen Kupferelektroden mit einem Grunddurchmesser von 25 mm und einem Spitzen-Durchmesser von 1,5 mm, die einen vertikalen Winkel von 6o°C miteiander bildeten. Die Mitte des überlappenden Teiles der Platten war zwischen den Elektroden eingeklemmt. Hierauf wurde ein elektrischer Strom von 3000 Ampere ( Wechselstrom von 5o 0/S und 1 Volt)o,5 *>is 1,o Sekunden hindurchgeleitet, um die Schweißung zu bewirken. Nach dem Verschweißen wurden die miteinander vereinigten Platten in Längsrichtung bis zum Bruch gestreckt. Die Bruchfestigkeit wurde aus der Ziehfestigkeit und der Schweißfläche berechnet.

Löten :

Zwei Versuchsstücke von Jo mm Breite wurden mit dem Überzug versehen und derart miteinander verlötet, daß eine Kante von 1o mm der einen Platte gegen die Kante der anderen gelegt wurde. Die verlöteten Platten wurden dann gestreckt und die Bruchlast wurde bestimmt. ··«/25

409816/091 7

tDabelle VIII

Neue Überzugsmasse tTberaiagstoe-

dingungen*

Schweißeigensghaften (Bruchfestigkeit in kg/mm²)

Schweißdauer o,5 Sekunden

Schweißdauer 1,o Sekunden

Bruchfestigkeit der ge löteten Platten in kg

Gruppe A in ÜJabelle A VII

Gruppe B -"- A

Gruppe C -"- A

Gruppe D -"- A

Gruppe E -"-' A

Gruppe Έ -"- A

Gruppe G-"- A

Gruppe H -"- A

H Paraffin mit dem Schmelzpunkt 54⁰C A

Nichts

1oo Spindelöl B SpezialmaschinenÖl Nr.2 B Spezi almas chinenöl Nr. 2 C

30.0 -;

31.4 -

33.5 -

31.6 29,4 -

29.7 3o,6 -

32.1 -

35,4 35,4 34,2 35,2

33,4 32,8

35,5

31,7 - 33,5 29,3

17,4

1o.,5

Schweißen unmöglich

3o,5 - 37,o

31,7
32,7
32,4
31,4
31,5
32,9
33,9

36,6 38,1 37,6 34,6 36,7 37,4 38,5

32,3 - 36,5 33,3 19,6 18,2

Schweißen unmöglich

53o -	58o
Il
Il
Il
470 -	52o
550 -	660
520 -	58o
It
Löten	unmöglich
550 ±	5o
Löten	unmöglich

er»

-26-

* Uberzugsbedingungen :

A: Die Überzugsmasse wird in Toluol zu einer 2%igen Lösung

gelöst. Die Versuchsstücke werden in die Lösung eingetaucht, herausgenommen und durch Aufblasen von Luft von 80⁰G während

3o bekunden getrocknet.
B: Die Versuchsstücke werden in das Spindelöl oder das üpezialmaschinenöl Nr. 2 eingetaucht, herausgenommen und in gleicher

Weise wie bei A behandelt.
C: Spezialmaschinenöl Nr. 2 wird mit Hilfe einer Bürste auf die

Versuchsstücke aufgetragen.

Bei der Beurteilung der Daten von Tabelle VIII kann, eine Bruchfestigkeit, die höher als 9o/& im Vergleich zu den nicht überzogenen Oberflächen ist, in der Praxis so bewertet werden, daß
hier kein Unterschied besteht, da das Plattenmaterial selbst
beträchtliche Schwankungen aufweist. In den meisten !'allen zeigen die Überzugsmassen gemäß der Erfindung eine höhere Bruchfestigkeit als die nicht überzogenen Platten. Bei den gelöteten Platten ist die Festigkeit im überzogenen und nicht überzogenen Zustand praktisch gleich. Diese Tatsache ist offensichtlich dadurch veranlasst, daß die Massen gemäß der vorliegenden Erfindung als Lötflussmittel wirken.

.../27 403816/0917

Claims

Patentansprüche

"Überzugsmasse sum Überziehen "von Metallpla/cten. vor der Kaltvez^formung, bestehend im wesentlichen aus einer Mischimg von

(A) 95 bis 2o Gew.-% einer Verbindung der Jformel" R¹GOR", in der R¹- und R" die gleichen oder verschiedene gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffradikale mit 5 his 25 Kohlenstoffatomen bedeuten und.

(B) 5 bis 8o Gew.-% eines Paraffins, das bei Zimmertemperatur fest ist,und

(G) O bis 25 Gew.-% Polybuten, Lecithin, Dialkylphthalate, Dialkyladipate oder Mischungen dieser Verbindungen.

Überzugsmassenach Anspruch 1, bei der die Symbole R¹ und R" .Kohlenwasserstoffradikale mit 9 bis 21 Kohlenstoffatomen bedeuten, die zwei oder weniger Doppelbindungen aufweisen.

überzugsmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Paraffin einen Schmelzpunkt oberhalb 43°G aufweist.

Überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) aus einer Mischung von Ketonen besteht, die eine geringe Menge freier Fettsäuren entsprechender Kettenlänge enthält.

Überzugsmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der freien Fettsäure zwischen O und 35 °/° <i©3? Gesamtmischung beträgt.

409818/031 7