DE2442844A1 - Korrosionshemmende waesserige loesung fuer spanabhebend bearbeitete werkstuecke - Google Patents

Korrosionshemmende waesserige loesung fuer spanabhebend bearbeitete werkstuecke

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Description

2U28U
ZAHFRADPABRIK PRIEDRICHSHAPM Aktiengesellschaft Friedrichshafen
Korrosionshemmende wässerige Lösung für spanabhebend bearbeitete Werkstücke
Die Erfindung betrifft eine korrosion sliemmen de wässerige Lösung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bekannte korrosionshemmende Kühlschmierstoffe für die spanabhebende Bearbeitung sind entweder mineralhaltige Produkte mit sehr unterschiedlichen Ölgehalten von 20 bis 75 f° (bezogen rui' das Konzentrat) oder Salzlösungen mit 10 bis 40 0Jo Beimischungen von Nitrit, Polyalkoholen und Aminen.
Die die Emulsion der bekannten mineralölhaltigen Kühlschmierstoffe stabilisierenden Stoffe (Emulgatoren) werden durch die gemeinsame Wirkung von chemischen und bakteriologischen Vorgängen ziemlich schnell zerstört. Die Polge ist eine Trennung des Ölbestandteils vom Wasser. Dies hat Rostbefall der . bearbeiteten Werkstücke zur Polge. Weitere Begleitumstände sind üble Gerüche, verbunden mit einer Verfärbung des Kühlschmierstoffes durch entstehendes Eisensulfid. Diese Vorgänge treten zum Teil schon nach wenigen Wochen auf und müssen daher durch dauernde Überwachung und Zugabe von Emulgatoren und Konservierungsmitteln unterdrückt werden.
609813/0988
Während sich eine Überwachung auf Bakterien, Pilz- und Hefebefall bei größeren zentralen Kühlschmiermittelanlagen noch einigerma.non wirtschaftlich durchführen läßt, ist dies be.. Maschinen mit Einzelversorgung meist nicht mehr der Fall. 71.1 er .ist e. ne standzeit oft sehr kurz, und die Kosten einoohljePlieh Beseitigung des Kühlschmiermittel bezogen auf die Standzeit sind außerordentlich hoch.
Lie Praxis hat gezeigt, daß die Zerstörung der Emulgatoren and die damit verbundene Instabilität der Kühlschmierstoffe durch Oxidati onsvorgpnge von eingebrachten ITeta! ] spänen eingeleitet wird. Die Oxidation fördert das Wachstum der Mikroben, welche dann ihrerseits die Zerstörung beschleunigen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine korrosionsliemmende Lösung für spanabhebend bearbeitete Werkstücke zu Titwickeln, die dem .Angriff von Bakterien widersteht und damit eine lange Standzeit erreicht. Sie soll einen nachhaltigen Korrosionsschutz gewähren, als Gleitmittel zwischen Werkzeug und zu bearbeitendem Material wirken und ausreichend hohe Warme1ei t fähigkei t aufweis en.
Lie Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschrielene Erfindung gelöst.
Das Antioxidans in Form der substituierten aromatischen Carboxyl säure ist in der Lage, die bei der Oxidation
609813/0988 ./.
SAD ORK31MAL
2U28U
entstehenden "peroxidischen Radikale abzufangen und eine durch Autoxidati on eventuell entstehende Kettenreaktion zu unterdrücken.
Der /.nte.il von Tri ntha.nolamin-para-tertio-P.utylbenzoat hat die Wirkung eines Korrosi onsschutf.mittels. Es entsteht durch Neutralisieren der para-tertio-Butylbenzoesäure mit einem Alkanolamin. Durch Kombination mit Dinatriumtetraborat (Porix) und Fettsäurealkanolamide!] erhält man pinen Inhibitor, welcher
1. den Küh]Schmierstoff haltbar macht,
2. das Metall gegen den im V/asser gelösten Sauerstoff schützt,
3. auf der Metal !fläche einen Schutzfilm mit nachhaltigem Korro s i ο η s ε cnu t ζ biId e t, und
λ. keine elektrochemischen Grenzflächenpotentiale zuläßt.
Die Forderung nach ausreichender Ableitung der beim Bearbeiten entstehenden Wärme wird durch den Anteil an Wasser mit seiner hohen spez. Wärme erfüllt. Als Gleitmittel werden verschiedene Seifen verwendet, die wie folgt hergestellt werden:
Kokospalinkernclfettsäure wird getrennt als ITatronseife verseift, während 01e"n direkt mit einem Alka.nolamin neutralisiert wird. Das Gemisch aus mehreren verschiedenen verseiften Fettsäuren wirkt reibungsmindernd und schaumregulierend.
609813/0988 ./.
BAD OWGlNAL
244284/,
Um auch ein Schäumen bei starker Turbulenz und bei hohen Konzentrationen zu vermeiden, wird ein Ä'thylenoxid-Propylenoxid-Polyadditionsprodukt (Pluronic) als zusätzliche Sohaumbremse zubegeben.
Die pH-Wert-Einstellungen werden mit Natronlauge so vorgenommen, daß das fertige Konzentrat einen pH-Wert von 9,0-9,2 aufweist, um auch bei hohen Konzentrationen einen Angriff auf die Haut zu vermeiden.
Die para-tertiäre Eutylbenzoesäure wird bei 80° C mit Trjäthanolamin neutralisiert (pH 8). Die pH-Wert-Anhebung .-!Ur pH 9,0-9,2 wird mit 50 5?-iger Natronlauge vorgenommen.
Die in der Lösung nach der Erfindung als Inhibitoren wirksamen Fettsäurealkanolamide, sowie die als Gleitmittel dienenden Seifen sind von ihrem .Aufbau her waschaktive Substanzen. Es ist daher ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß die in den Patenta.nSprüchen 1 bis 3 angegebene Lösung auch als Waschmittel für die bearbeiteten Werkstücke verwendbar ist. Wegen der hohen Waschkraft der vorhandenen Seifen und ihrer gebremsten Schaumkraft kann die Lösung nach der Erfindung beispielsweise in einer Konzentration von 1 $ bei 60° C - 80° C in Spritzwaschmaschinen für Metalle eingesetzt werden. Nach dem Trocknen besitzen die Teile durch das Antioxidans einen nachhaltigen Korrosionsschutz.
Je nach Waschtemperatur !sind Konzentrationen von 0,5 Ms 1,5 % der Lösung anwendbar.
609813/0988
24428U
Um einen ausreichenden Korrosionsschutz der nach der Bearbeitung naß gelagerten Werkstücke zu sichern, wird der Kühl schmierstoff nach der Erfindung in einer Konzentration der Lösung von 2 bis 10 $. in Wasser hergestellt.
Die im Patentanspruch 3 angegebenen prozentualen Zusammensetzungen des Stoffgemisches stellen Ausführungsformen der Erfindung dar. Die angegebenen Vorzugswerte ergeben optimalen Korrosionsschutz der Werkstoffe und geringsten Reibverschleiß der Schneidwerkzeuge.
Eine 5 ^-ige Lösung des Stoffgemisches emulgiert etwa 1 % Mineralöl ein. Das Mineralöl läßt sich in Ultrafiltrationsanlagen ohne Schwierigkeiten abtrennen. Das Permeat kann wieder verwendet werden.
Die durch die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erzielbaren Torteile sind zusammengefaßt folgende:
1. Lange Standzeit,
2. Keine, oder nur geringe Bakterizid- und Fungizidzugaben,
3. Guter und nachhaltiger Korrosionsschutz bereits ab
2 '/-iger Lösung bei Stahl und ab 3 ^-iger Lösung bei Grauguß,
4. Geringer Wartungsaufwand, Kontrolle der Konzentration mit dem Handrefraktometer genügt,
·. 5. Keine speziellen Mischgeräte zum Anmischen erforderlich, ι 6. Keine toxischen Stoffe,
j 7. Gute Hautvertröglichkeit,
609813/0988 ■'·/·..
8. Eimnulgierter Fremdölanteil etwa 1 fo. Dadurch viel weniger Ölanfall beim Trennen als bei Öl-in-Wasser Emulsionen.
9. Durch Verwendung desselben Mittels zum Waschen und Bearbeiten vereinfachte lagerhaltung und vereinfachte Abwasseraufbereitung.
10.Keine Ölnebel bei starken Zerspanungen 11.Auch bei lungeren Betriebspausen ist weder Luftflotation noch Umwälzung erforderlich.
12.Kein Verschmutzen und Zusetzen von Kühlschmierstoffleitungen 15.Keine chemischen Angriffe auf Armaturen und Pumpen 14.Keine Verwendung von sog. Additiven(wie z. B. Ghlorparaffine)
die hautaggressive Reaktionsprodukte bilden 15.Einfache Abtrennung des Mineralölanteils in Ultrafiltrations-
an lagen
16.Wiederverwendung des Permeats.
4.9.1974
A/so \A ,
609813/0988

Claims (4)

  1. 2U2844
    P A TENTANSPRÜCHE
    1 . Korrosionshemmende wässerige Lösung für spanabhebend bearbeitete Werkstücke aus Metallen und Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Antioxidans in Form einer substituierten aromatischen Garboxylsäure, mehrere verschieden verseifte Fettsäuren und ein schaumdämpfendee Mittel enthält.
  2. 2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    nie ein Stoffgemisch aus Triathänolamin-para-tertio-Butylbenzoat, Fettsäurealkanolamide, Borax, Pluronic, 01ein, Triäthanolamin, Kokospalmkernseife, Natronlauge und Duftöl enthält.
  3. 3. Lösung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch.
    folgende Zusammensetzung:
    Bereich Gew. °/> Vorzugswert 22-30
    3-5
    20-25
    9-11
    2-3
    6-9
    4-6
    5
    2
    10-30
    Dichte:
    Viskosi tat
    22,3
    3,3 20,8 10,4
    2,6
    7,8
    6,0
    5,0
    2,0 19,8
    100 1»
    1,06 bei 20° C 350 cSt bei 20° C
    Tri p. than olamin -para-t er ti o-Butylbenzoat
    Borax Fettsäurealkonalamide Pluronic Olein Triäthan olamin Kokospalmkernseife Natronlauge Duftöl Wasser
    609813/0988
    8 _ 2U28U
  4. 4. Lösung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch unterschiedliche Verdünnung als Kühlschmiermittel und als Waschmittel verwendbar ist.
    5. Lösung nach Anspruch 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Konzentration von 3 "bis 10 Gew. ^ als Kühlschmierstoff verwendbar ist.
    6. Lösung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Konzentration von 0,5 bis ?,5 Gew. % als
    7,'aschmittel verwendbar ist.
    4.9.1974
    A/so
    609813/0988
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