DE3421475A1

DE3421475A1 - Wasserloesliche metallbearbeitungsschmiermittel-zusammensetzung

Info

Publication number: DE3421475A1
Application number: DE19843421475
Authority: DE
Inventors: Shuichi Fukuyama Hiroshima Iwado; Hiroshi Fukuyama Hiroshima Kuwamoto; Takashi Wakayama Mukai; Hiroyuki Nagamori
Original assignee: Kao Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Kao Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1984-12-20
Also published as: KR850000520A; ES533281A0; US4626367A; IT8448353A0; GB2142650B; FR2547312A1; GR82317B; JPH0240114B2; GB2142650A; IT1177787B; GB8413754D0; JPS59227990A; FR2547312B1; ES8606474A1

Description

Wasserlösliche Metallbearbeitimgsschmiennittel-Zusammen-

setzung

Die Erfindung betrifft eine neue, wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung, und zwar speziell eine wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung, welche eines oder mehrere von spezifischen Polyetherpolyolen und deren Derivate und eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus Phosphorsäureverbindungen und Borsäure, enthält und als Schmiermittel bei der Bearbeitung von Metallen brauchbar ist, z.B. bei der plastischen Verformung, bei der Schneid- und Schleifbearbeitung von Metallen oder für ähnliche Verwendungszwecke.

Die herkömmlicherweise bei der plastischen Verformung, beim Schneiden und Schleifen von Metallen eingesetzten, flüssigkeitsartigen Schmiermittel auf Ölbasis werden so, wie sie sind, auf die zu schmierenden Teile appliziert. Darüber hinaus werden sie auch mit Hilfe von Emulgatoren, wie Surfaktantien, in Wasser unter Schaffung gewünschter Konzentrationen emulgiert und in Form von Emulsionen bei der Bearbeitung von Werkstücken auf deren Oberflächen aufgebracht. Ein Merkmal derartiger flüssigkeitsartiger Schmiermittel auf Ölbasis besteht darin, daß ihre Schmiereffekte erzielt werden durch die Haftung der Tröpfchen des genannten Schmiermittels, welches mittels der Surfaktantien oder dergl. emulgiert ist, an der Oberfläche der Werkstücke. Flüssigkeitsartige Schmiermittel auf Ölbasis, bei denen Wasser verwendet wird, weisen Vorteile dahingehend auf, daß sie einen Abkühlungseffekt auf die bei der Bearbeitung der Werkstücke erzeugte Hitze haben, sowie dahingehend, daß sie wegen der möglichen Kreislaufführung der Emulsion wirtschaftlich sind. Andererseits sind sie jedoch auch mit verschiedenen Nachteilen behaftet, und zwar insbesondere im Hinblick auf die Steuerung oder Einstellung der Emulsionen. Derartige Nachteile umfassen:

(a) geringe Stabilität der Emulsionen;

(b) Einschluß von Fremdmaterialien, wie Metallpulver, Schlacken und dergl., welche bei der Bearbeitung von Metallen auftreten, in die Emulsionen;

(c) Verschmutzung der Oberflächen des Werkstücks aufgrund derartiger Fremdmaterialien;

(d) Verringerung der Belastbarkeitskapazität aufgrund verringerter Mengen emulgierter Schmiermitteltröpfchen, die an den Werkstückoberflächen haften, wobei die verringerten Mengen an emulgierten Schmiermitteltröpfchen induziert werden, um eine stabile Emulgierung sicherzustellen;

342U75 -^ -

(e) Schwierigkeiten bei der Behandlung von Abwasser, das aus den Emulsionen stammt; und

(f) Korrosion und Rost, die sich in erster Linie aufgrund des verwendeten Wassers auf den Werkstücken ausbilden.

Es ist somit erwünscht, ein wasserlösliches Schmiermittel zu schaffen, mit dem hervorragend aussehende Oberflächen erhalten werden können, ohne daß irgendwelche Flecken, wie sie bei der Verwendung von Schmierölen häufig auftreten, auf den Werkstückoberflächen nach Beendigung ihrer Bearbeitung zurückbleiben. Ferner soll das gewünschte Schmiermittel keinen Einschluß von Fremdmaterialien oder Schmutzmaterialien, z.B.Metallpulver, und abgebauten oder verbrauchten Schmiermitteln erlauben. Es soll mit anderen Worten derartige Fremd- und/oder Schmutzmaterialien nicht in dem Schmiermittelsystem zurückhalten und folglich zu keiner Verschmutzung der Werkstücke führen. Es ist bisher kein Schmiermittel bekannt, welches derartige vorteilhafte Effekte aufweist.

Von den Erfindern wurden umfangreiche Forschungen mit dem Ziel durchgeführt, ein Schmiermittel zu schaffen, mit dem die oben erwähnten Nachteile der herkömmlichen, flüssigkeitsartigen Schmiermittel auf Ölbasis vermieden werden können und das in Wasser löslich ist. Es wurde nun festgestellt, daß die obige Aufgabe ohne Verwendung irgendeines flüssigkeitsartigen Schmiermittels auf Ölbasis gelöst werden kann, falls man eine Zusammensetzung zur Anwendung bringt, die ein spezifisches Polyetherpolyol oder dessen Derivat und eine Phosphorsäureverbindung oder Borsäure enthält. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Ergebnis sen.

— if —

Erfindungsgemäß wird somit eine wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung geschaffen, welche folgende wesentliche Komponenten umfaßt: (a) ein oder mehrere Polyetherpolyole mit Molekulargewichten von bis 100 000, die erhalten wurden, indem man Alkylenoxide an eine oder mehrere der Verbindungen addiert, die ausgewählt sind aus (1) Polyalkylenpolyaminen und deren Derivaten, (2) Alkyl- und Alkylarylaminen und deren Derivaten und (3) Carbonsäureamiden und deren Derivaten, oder den Derivaten derselben; und (b) eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt unter Phosphorsäureverbindungen und Borsäure.

Als Polyalkylenpolyamine (1), welche in der Lage sind, die Polyetherpolyole oder deren Derivat zu liefern, welche die Komponente (a) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen darstellen, seien erwähnt: Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Propylendiamin, Butylendiamin usw. Als deren Derivate seien ferner erwähnt N-alkylierte Verbindungen der obigen Verbindungen, wobei jede der N-alkylierten Verbindungen eine Alky!gruppe mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen enthält, sowie Derivate der "N-alkylißrten Verbindungen, wobei jedes der Derivate bis zu drei Hydroxylgruppen anstelle der NH₂-GrUpPe oder -Gruppen enthält, die Inder korrespondierenden N-alkylierten Verbindung enthalten sind. Als die Alkyl- oder Alky!arylamine (2) seien erwähnt Mono- oder Dialkylamine mit jeweils 4 bis 36 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylamine mit jeweils 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkylary!amine, welche jeweils eine Alkylgruppe mit 4 bis 36 Kohlenstoffatomen enthalten, sowie mindestens eine Phenylgruppe enthalten. Darüber hinaus seien als Carbonsäureamide (3) erwähnt: Fettsäureamide mit jeweils 5 bis 54 Kohlenstoffatomen, polymere Säureamide, wie Dimersäuren und Trimersäuren usw.

342U75 -^-

AIs Alkylenoxide, welche an diese Verbindungen (1) bis (3) addiert werden, seien erwähnt: Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid und dergl.

Unter den Polyetherpolyolen und deren Derivaten, welche bei der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, werden diejenigen bevorzugt verwendet, welche unter Verwendung von Alkylenoxiden erhalten wurden, die entweder nur aus Ethylenoxid bestehen oder aus Ethylenoxid und einem oder mehreren aus der Gruppe Propylenoxid, Butylenoxid und Styroloxid und welche als addierte Molzahlen pro Molekül 1 bis 150 Mol Ethylenoxid, 0 bis 100 Mol Propylenoxid, 0 bis 100 Mol Butylenoxid und 0 bis 50 Mol Styroloxid enthalten.

Als Phosphorsäureverbindungen, welche die Komponente (b) darstellen, seien die folgenden Verbindungen (i) bis (v) erwähnt.

(i) Phosphorsäure und Phosphorigesäure sowie Thioverbindungenuid Esterverbindungen derselben;

(ii) Mono- und Diphosphorsäureester, enthaltend jeweils Alkyl-, Alkylaryl-und/oder Arylgruppen, welche jeweils mindestens eine Hydroxylgruppe enthalten, sowie Thioverbindungen derselben;

(ii) Mono- oder Diphosphonsäuren, welche jeweils Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben;

(iv) Mono- oder Diphosphinsäuren, welche jeweils Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/oder Äiylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben; und

(v) Mono-, Di- und Triphosphonsäuren, enthaltend ein oder mehrere Stickstoffatome.

— jo —

- τ-

Die folgenden Verbindungen seien als spezielle Beispiele der Phosphorsäureverbindungen erwähnt. Als Phosphorsäureverbindungen (i) seien beispielsweise erwähnt Phosphorsäure, Phosphorigesäure, Mono- oder Diphosphorsäureester zwischen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, alicyclischen Alkoholen oder aromatischen Alkoholen und Phosphorsäure sowie Thioverbindungen der Mono- oder Diphosphorsäureester und Ester zwischen den obigen Alkoholen und Phosphorigersäure sowie Thioverbindungen der Ester. Als beispielhafte Phosphorsäureverbindung (ii) sei erwähnt 2-Hydroxydipropylphosphat. Beispielhafte Phosphorsäure verbindungen (iii) können umfassen Phosphonsäuren gemäß der allgemeinen Formel

0 OH R 0

Il ^S^ ° ^v. It

R₀-P-. oder ^; P - OH OH Ri₀^

wobei R und R¹ unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Alkylarylgruppe oder eine Arylgruppe bedeuten, z.B. Methylphosphonsäure, enthaltend 1 Kohlenstoffatom, Dimethylphosphonsäure bis n-Octylphosphonsäure, enthaltend 8 Kohlenstoffatome, Di-n-octylphosphonsäure, 2-Ethylhexylphosphonsäure, Di-2-ethylhexylphosphonsäure, Benzylphosphonsäure, Dibenzylphosphonsäure, Phenylphosphonsäure, Diphenylphosphonsäure und Hydroxyethandiphosphonsaure, sowie deren Thiophosphonsäuren. Hydroxyethandiphosphonsaure ist eine Verbindung gemäß der folgenden Formel

0 CH, 0

it \ -> η

HO-P-C-P-OH

OH OH OH

Als beispielhafte Phosphorsäureverbindungen (iv) seien erwähnt: Phosphinsäuren gemäß der allgemeinen Formel

342U75

/ ^{0H R}o ^ R₀-P oder P-OH

OH R'_o

wobei R und R¹ die oben angegebene Bedeutung haben, z.B. Methylphosphinsäure, enthaltend 1 Kohlenstoffatom, Dimethylphosphinsäure bis n-Octylphosphinsäure, enthaltend 8 Kohlenstoffatome, Di-n-octylphosphinsäure, 2-Ethylhexylphosphinsäure, Di-2-ethylhexylphosphinsäure, Benzylphosphinsäure, Dibenzylphosphinsäure, Phenylphosphinsäure und Diphenylphosphinsäure, sowie die entsprechenden Thiophosphinsäuren. Als Verbindungen (v) seien beispielsweise erwähnt Hexamethylphosphorsäure-mono(oder -di)-amid und Nitrilotrismethylenphosphonsäure. Nitrilotrismethylenphosphonsäure ist eine Verbindung gemäß der folgenden Formel

HO 0 0

P-CHo-N-CH₀-P-OH y 2,2,

HO CH₂ OH

HO - P = O OH

Der Wirkungsmechanismus, welcher hinsichtlich der Schmierwirkung aufgrund der Verwendung des Polyetherpolyols und der säuren Phosphorsäure oder Borsäure erfindungsgemäß erreicht wird, wurde zwar bisher noch nicht vollständig aufgeklärt, wahrscheinlich erscheint jedoch folgende Wirkungsweise. Falls man eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt des Polyetherpolyols und Borsäure oder der Phosphorsäureverbindung einem Werkzeugteil oder einem Metall während der Bearbeitung des Metalls zuführt, bildet das Polyetherpolyol einen Film, in dem Borsäure oder die Phosphorsäureverbindung fest adsorbiert ist, über dem bearbeiteten Teil des Metalls aus, und zwar aufgrund der starken Adsorptionswirkung der sich von den Stickstoff-

atomen ableitenden Gruppen. Gleichzeitig wird ein noch stärkerer Film ausgebildet, und zwar aufgrund der Adsorption der Borsäure oder der Phosphorsäureverbindung oder aufgrund einer Reaktion mit dem Metall. Als Ergebnis beobachtet man, daß der starke, durch Absorptionskräfte haftende Film der Polyetherpolyolverbindung selbst unter drastischen Metallbearbeitungsbedingungen in genau dergleichen Weise wirkt wie ein starker Ölfilm, welcher ausgebildet wird, falls man ein Schmieröl verwendet. Es wird darüber hinaus angenommen, daß eine noch weiter gesteigerte Schmierwirkung erreicht werden kann, falls Borsäure oder die Phosphorsäureverbindung in Kontakt mit dem Metall gehalten wird, und zwar deshalb, weil sich auf der Oberfläche des Metalls ein adsorbierter Film oder ein Reaktionsfilm ausbildet.

Die erfindungsgemäße, wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung wird hergestellt als ein Gemisch von einem oder mehreren dieser Polyetherpolyole und einem oder mehreren aus der Gruppe Borsäure und der Phosphorsäureverbindungen. Die Zusammensetzung kann auch durch Zusatz von Wasser in eine wäßrige Lösung überführt werden. Darüber hinaus ist es auch von Vorteil, außer den obigen Komponenten verschiedene bekannte Additive je nach den Erfordernissen des Falls zuzusetzen, z.B. ein Antioxidans, z.B. ein phenolisches Antioxidans, wie 2,4-Di-t-butyl-p-kresol, oder ein Antioxidans vom aromatischen Amin-Typ, wie Phenyl-α-naphthylamin; ein wasserlösliches Verdickungsmittel, wie ein Polyethylenglykolcarboxylat; ein wasserlösliches,öligmachendes Mittel,z. B. ein Metallsalz, Aminsalz oder Sorbitanderivat einer Carbonsäure, wie Laurinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure oder Stearinsäure; ein wasserlösliches Rost- und Korrosionsschutzmittel; usw. Diese verschiedenen Additive können,

— si "

sofern erforderlich, ,jeweils zugesetzt werden in einer Menge von 0 bis 10%, bezogen auf die Gesamtmenge der jeweiligen wasserlöslichen Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammens etzung.

Als wasserlösliche Rost- und Korrosionsschutzmittel seien beispielsweise erwähnt eine anorganische Verbindung, wie Chromat, Nitrit, Molybdat, Wolframat, Polyphosphat oder dergl.; (1) ein Monoamin, Diamin oder Amid als alleinige Verbindung oder eine Ethoxylverbindung, ein monobasisches Säuresalz, ein dibasisches Säuresalz, ein Naphthenat oder ein Phosphat derselben oder irgendeines der verschiedenen Salze, die oben als anorganische Verbindungen angegeben wurden; (2) ein Alkalisalz einer Aminosäure; (3) ein Imidazolinderivat; (4) ein quaternäres Ammoniumsalz; oder (5) eine anorganische Verbindung,wie Mercaptobenzotriazol.

Darüber hinaus ist es auch möglich, Schwefel oder Schwefelverbindungen zu verwenden, welche ungepaarte Elektronen aufweisen, und zwar im Bereich von 1,2 bis 4,0 Gew.96 als Verbindung, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, und zwar entsprechend dem jeweiligen ins Auge gefaßten Endverwendungszweck. Als Schwefel und Schwefelverbindungen seien erwähnt beispielsweise elementarer Schwefel, Schwefligesäure, Mercaptane, welche Kohlenwasserstoffgruppen, wie aliphatische, allcyclische und aromatische Kohlenwasserstoffgruppen, enthalten, Sulfide (einschließlich der Thiophene) sowie Polysulfide, wie Disulfide und Trisulfide.

Darüber hinaus ist es auch von Vorteil, eines oder mehrere der verschiedenen, bekannten Surfaktantien in einer Gesamtmenge von 2096 oder weniger, bezogen auf die Poly-

etherpolyole, einzusetzen, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Stabilität der jeweiligen Zusammensetzung beim Einmischen der verschiedenen Additive.

Die erfindungsgemäße, wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel- Zusammensetzung wird zur Verwendung gegebenenfalls mit Wasser verdünnt, und zwar auf eine Konzentration von 100 bis 500 000 TpM oder vorzugsweise 1000 bis 50 000 TpM bei ihrer Applikation.

Die Applikation einer wäßrigen Lösung der erfindungsgemäßen, wasserlöslichen Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung auf das jeweilige bearbeitete Teil kann durchgeführt werden nach der Sprühtechnik oder nach der Eintauchtechnik. Falls die wäßrige Lösung der Zusammensetzung auf eine solche Weise appliziert wird, zeigt sie hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, wie z.B. Schmierwirkung, keinerlei Beeinträchtigung, wie sie im allgemeinen aufgrund des Einschlusses von Schmutzmaterialien und/oder Schlacken aufzutreten pflegt. Die erfindungsgemäße Lösung kann daher unter Kreislaufführung wiederholt verwendet werden.

Die auf die oben beschriebene Weise erhaltene, erfindungsgemäße, wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung weist folgende Vorzüge auf, und zwar unter Bewahrung des hohen Kühleffekts, den solche Schmiermittel aufweisen, bei denen Wasser verwendet wird und die in Form von Emulsionen appliziert werden:

(1) Sie schafft ausgezeichnete Schmierwirkung bei der Bearbeitung eines Metalls, und zwar aufgrund der Tatsache, daß sie im Zustand einer wäßrigen Lösung eine gleich gute oder höhere Belastbarkeit aufweist als herkömmliche Schmiermittel vom Flüssigkeitstyp, obwohl

-H-

die erfindungsgemäße Zusammensetzung kein öliges Schmiermittel vom Flüssigkeitstyp, wie Mineralöl, Rindertalg oder Fettsäure, enthält.

(2) Sie vermag hervorragend aussehende Oberflächen nach der Bearbeitung zu schaffen, da sie keine festen Schmiermittel oder ölige Schmiermittel vom Flüssigkeit styp enthält.

(3) Die Zusammensetzung weist eine starke Adhäsion gegenüber Metallpulver und verdorbenem Öl auf, welches sich im Verlauf der Bearbeitung eines Metalls bildet. Diese Materialien werden somit hydrophil gemacht und es wird daher verhindert, daß sie sich wieder an dem Metall festsetzen. Darüber hinaus weist die Zusammensetzung keine interfaciale Aktivität auf. Es ist daher möglich, eine Emulgierung zu vermeiden sowie den Einschluß von verdorbenem öl. Das wiederum ermöglicht es, die Oberfläche des jeweiligen Werkstücks sauberzuhalten sowie während des Bearbeitungsvorgangs den Arbeitsplatz sauberzuhalten.

(4) Die Zusammensetzung erleichtert die Behandlung des Abwassers, da sie keine derartigen Emulgatoren verwendet, wie sie bei öligen Schmiermitteln vom Flüssigkeitstyp eingesetzt werden.

(5) Die Zusammensetzung ist unter dem Gesichtspunkt der Gefahrenabwehr sicherer, da sie in Form einer wäßrigen Lösung verwendet wird.

Falls man aus Gründen der besonderen Bedeutung der Kühlung oder im Hinblick auf die Verhinderung von Oldämpfen den Einsatz von Wasser anstrebt, ist die erfindungsgemäße zu sammensetzung von äußerstem Vorteil, beispielsweise auf den Gebieten der plastischen Bearbeitung von Metallen, beim Schneiden von Metallen, beim Beschleifen von Metallen und dergl. Darüber hinaus ist es möglich, das Anwen-

■η-

dungsgeblet der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf solche Arbeitsgebiete auszudehnen, bei denen im allgemeinen Schmiermittel aufgrund der möglichen Hitzeentwicklung oder -anwendung eingesetzt werden.

Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Zusammensetzung ausgezeichnete Effekte hinsichtlich der Aufrechterhaltung des Oberflächenzustandes der Werkstücke und führt ferner bei seinem tatsächlichen Einsatz dazu, den Arbeitsplatz sauberzuhalten, und zwar aufgrund seines Präventiveffekts gegenüber dem Wiederanhaften von Metallpulver und verdorbenem öl, das im Verlauf der Metallbearbeitung erzeugt wird. Der Präventiveffekt gegenüber einer Wiederanhaftung beruht darauf, daß derartige Metallpulver und verdorbenes Öl in ein hydrophiles Material umgewandelt werden, wobei diese Umwandlung wiederum erreicht wird dank der starken Adhäsion der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, hat die vorliegende Erfindung aufgrund ihrer Vorzüge eine große wirtschaftliche Bedeutung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Die folgenden Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzungen wurden in den Beispielen eingesetzt. Dabei wurden die folgenden Verbindungen oder Substanzen als PoIyolether, Phosphorsäureverbindungen, Emulgatoren, Antioxidatnien, Extremdruck-Additive, wasserlösliche Rostschutzmittel, wasserlösliche, öligmachende Mittel, Schwefelverbindungen, enthaltend ungepaarte Elektronen, bzw. als Surfaktantien eingesetzt.

Polyetherpolyole:

(1) Ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 5 Mol Propylenoxid und nachfolgende Addition von 15 Mol Ethylenoxid an Ethylendiamin;

(2) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 10 Mol Ethylenoxid an N-Lauryltriethylentetramin;

(3) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 15 Mol Ethylenoxid an■ N-Kokosnußalkyldiethylentriamin;

(4) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 2 Mol Butylenoxid an N-Octy!propylendiamin, gefolgt von einer Addition von 8 Mol Ethylenoxid;

(5) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 5 Mol Ethylenoxid an Laurylamin;

(6) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 3 Mol Propylenoxid an Oleylbutylamin, gefolgt von einer Addition von 12 Mol Ethylenoxid;

(7) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 6 Mol Ethylenoxid an Cyclohexylamin;

(8) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 18 Mol Ethylenoxid an das Amid einer Polymersäure (Dimersäure/Polymersäuren von Trimersäure und höher = 8/2) der Ölsäure; und

(9) ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 3 Mol Propylenoxid an das Amid einer Polymersäure (Dimersäure/Polymersäuren von Trimersäure und höher = 7/3) von Fettsäuren, die sich von Tallöl ableiten, gefolgt von einer weiteren Addition von 20 Mol Ethylenoxid.

(10) Ein Polyetherpolyol, erhalten durch Addition von 15 Mol Ethylenoxid an das Amid der Kokosnußfettsäure .

Pho spho rs äureverbIndungen:

(1) Phosphorsäure;

(2) Butylphosphonsäure;

(3) Borsäure;

(4) Dibutylthiophosphonsäure; und

(5) Butylsäurephosphat.

Emulgatoren:

Polyoxyethylennonylphenylether (HLB = 7,8).

Antioxidantien:

2,4-Di-t-butyl-p-cresol.

Extremdruck-Additive:

TriphenyIpho sphat.

Wasserlösliche Rostschutzmittel:

(1) Das Aminsalz von Butyllaurat;

(2) Natrium-N-kokosnußalkyl-ß-iminodipropionat (80 Teile) und Benzotriazol (20 Teile); und

(3) Natrium-(rindertalg)-alkylensuccinat.

Wasserlösliche, öligmachende Mittel:

(1) Die Natriumsalze von Fettsäuren, welche sich von Rindertalg ableiten; und

(2) Die Butylaminsalze von polymeren Fettsäuren, die sich von Rindertalg ableiten (Dimersäure/Polymersäuren von Trimersäure und höher = 7/3).

Schwefelverbindungen, enthaltend ungepaarte Elektronen:

(1) Dilaurylsulfid;

(2) Butylmercaptan; und

(3) Dipropyldisulfid.

Sufaktantien:

(1) Polyoxyethylennonylphenylether (HLB = 12,5);

(2) Sorbitanmonooleat/Polyoxyethylensorbitanmonolaurat (HLB = 16,7) = 1/4 (Gewichtsverhältnis); -und

(3) Oxyethylen-Oxypropylen-Blockpolymerisat
(das prozentuale Gewicht des Ethylenoxids in den gesamten Molekülen beträgt 40 und das Blockpolymerisat weist ein Molekulargewicht von etwa 2250 auf).

Erfin-

dungsgem,

Produkt

Tabelle 1 Zus ammens e t zung (Gew.%)

Poly- Phosphorether- säureverpolyol bindung

wasserlösl. wasserl. Schwefel- Surfaktans öligmachend. Rost- verb.,entMittel schutzm. halt.unge-

paarte Elektr.

Verb.Nr. Verb.Nr. (Konz.) (Konz.)

Verb.Nr. Verb.Nr. Verb.Nr. (Konz.) (Konz.) (Konz.) Verbindung Nr.
(Konz.)

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 (40)

1 (60)

1 (30)

1 (10)

1 (20)

1 (30)

1 ( 5)

5 C )

1 ( 3)

4 Γ )

1 (10.0)

1 ( 8.0)

1 2 1 2 1 2

5.0)

Il \

3.0)

" ) 2.0)

" ) 1.0)

1 ( 5.0)

2 (

3 (

1 ( 3.0)

2 I

1 ( 3.0) 3 (

¹¹ ) ¹¹ )

" ) ¹¹ ) (2.0) 1 (1.0)

.47- 3423475

Tabelle 1 (Forts.)

25	5	(30)	)	VJl	(3)	2	(3	,0)	2	(2,	0)	1	(1,	5)	1	(2	,0)
26	6	(«	)	1	(5)	1	(4	,0)	2	( "	)	2	( "	)	2	(	¹¹ )
27	7	("	)	2	C)	2	(	¹¹ )	3	( "	)	3	( "	)	3	(	¹¹ )
28	8	("	)	3	C)	1	(5	,0)	1	(10,	0)	1	(3,	0)	1	(3	,0)
29	9	(»	)	4	C)	2	(	" )	2	( "	)	3	( "	)	3	(	" )
30	10	C	5	C)	1	(3	,0)	3	( "	)	3	( "	' )	3	(	" )

Die Restmengen sind Wasser

Vergleichsprodukt Nr. 1 Schmierölkomponente

Rindertalg 95%

aus Rindertalg stammende Fettsäuren 2

Emulgator 2

Antioxidans 1

Vergleichsprodukt Nr. 2 Schmierölkomponente

Rindertalg 94%

aus Rindertalg stammende Fettsäuren 2

Extremdruck-Additiv 1

Emulgator 2

Antioxidans 1

Vergleichsprodukt Nr. 3 S chmierö!komponente

Mineralöl (Zylinderöl) 77%

Pentaerythrit-tetraoleat 20 Emulgator 2

Antioxidans 1

Vergleichsprodukt Nr. 4 Schmierölkomponente

Mineralöl (Zylinderöl) 76%

Pentaerythrit-tetraoleat 20

-342HiS

Extremdruck-Additiv 1%

Emulgator 2

Antioxidans 1

Vergleichsprodukt Nr. 5
Schmierölkomponente

Mineralöl (Spindelöl) 72%

Octylstearat 20

Ölsäure 5

Emulgator 2

Antioxidans 1

Vergleichsprodukt Nr. 6
Schmierölkomponente

Mineralöl (Spindelöl) 71%

Octylstearat 20

Ölsäure 5

Extremdruck-Additiv 1

Emulgator 2

Antioxidans 1

Beispiel 1 Freßlasttest (Falex-Test)

Die Bestimmung der Freßlast erfolgt nach einem Druckbelastungstest (Falex-Test) gemäß ASTM Standard D-3233. Zur Herstellung der jeweiligen Testprobe wird die jeweilige Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung mit Wasser auf eine Konzentration von 3% verdünnt und nachfolgend in einem Homogenizer bei 10 000 U/min vermischt. Die Probelösung wird einem Drehstift zugeführt, der zentral in einem fixierten Block angeordnet ist. Die Zuführung erfolgt mittels einer Zahnradpumpe unter folgenden Bedingungen: Sprühmenge 50 ml/min (Druck 0,5 kg/cm ) bei einer Dispersionstemperatur von 50⁰C. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

- 4-9 -

Tabelle 2

Metallbearbei tungs-Öl-Zusammensetzung Konzentration der Freßlast wäßrigen Lösung (Gew. fti) (pounds)

erfindungsgemäßes Produkt Nr. ι 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Vergleichsprodukt Nr.

1 2 3 4 5 6 4.0

5.0

1.0

2.0

1.0

Il
Il
Il

0.5

It

0.2
3.0
1.0
0.5

3.0

Il

η
η
■ι

1500 1500 1750 1500 1750 1750 1500 1500 1750 1750 1750 1750 1750 1750 2000 2000 1750 1750 1750 1750 2000 1750 2000 2000 1750 1750 1750 2000 2000 1750

1000 1250

750 1000

Claims

342U75

Patentansprüche

(i./ Wasserlösliche Metallbearbeitungsschmiermittel-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wesentliche Komponenten umfaßt:

(a) ein oder mehrere Polyetherpolyole mit Molekulargewichten von 200 bis 100 000, die erhalten wurden durch Addition von Alkylenoxiden an eine oder mehrere Verbindungen, welche ausgewählt wurden aus (1) PoIyalkylenpolyaminen und deren Derivaten, (2) Alkyl- und Alkylarylaminen und deren Derivaten und (3) Carbonsäureamiden und deren Derivaten; und

(b) eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus Phosphorsäureverbindungen und Borsäure.
2. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den jeweiligen Phosphorsäureverbindungen um eine der folgenden Verbindungen (i) bis (v) handelt:

(i) Phosphorsäure und Phosphorigesäure sowie Thioverbindungen und Esterverbindungen derselben;

(ii) Mono- und Diphosphorsäureester mit einem Gehalt an Alkyl-, Alkylaryl-und/oder Ary!gruppen, welche jeweils mindestens eine Hydroxylgruppe enthalten, sowie Thioverbindungen derselben;

(üi) Mono- oder Diphosphonsäuren, welche Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/ oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben;

(iv) Mono- oder Diphosphinsäuren, welche Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylarylgruppen und/ oder Arylgruppen enthalten, und Thioverbindungen derselben sowie Derivate derselben; und

3A2U75

(ν) Mono-, Di- oder Triphosphonsäuren, enthaltend ein oder mehrere Stickstoffatome.
3. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (b) in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.^, bezogen auf die Komponente (a), enthalten ist.
4. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Alkylenoxiden, welche zur Bildung der PolyetherpolyoIe oder deren Derivaten eingesetzt wurden, um Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und/oder Styroloxid handelt.
5. Schmiermittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylenoxide, die in den Polyetherpolyolethern oder deren Derivaten enthalten sind, nur aus Ethylenoxid bestehen oder aus Ethylenoxid und einem oder mehreren aus der Gruppe Propylenoxid, Butylenoxid und Styroloxid bestehen.