DE885453C - Wasser-in-OEl-Emulsionen - Google Patents

Description

• Wasser-in-Öl-Emulsionen Die Erfindung bezieht sich auf Wasser-in-Öl-Emulsionen, die als Schmier- und Gleitmittel Verwendung finden können, und befaßt sich mit der Verbesserung der Wirkung solcher Emulsionen.
• Die hier in Frage stehenden Emulsionen sind dem inneren Gefüge sowie dem äußeren Aussehen nach gänzlich verschieden von den in der spanabhebenden Metallbearbeitung als Kühlschmiermittel benutzten sogenannten Bohrölemulsionen. Bei den Bohrölemulsionen handelt es sich um 01-in-Wasser-Emulsionen, die dadurch erhalten werden, daß geeignete Mineralöle unter Mitwirkung eines Emulgators, meist einer Alkaliseife, in Wasser emulgiert werden. Eine öl-in-Wasser-Emulsion kommt dann zustande, wenn der Emulgator die Oberflächenspannung des Wassers mehr als die des Öles erniedrigt, wie dies die Alkaliseifen tun. Das Ö1 ist in Form feinster Tröpfchen im Wasser dispergiert. Solche Emulsionen sind kenntlich an ihrem milchigen Aussehen. Je nach dem Verwendungszweck schwankt die Konzentration dieser Emulsionen. Während für schwere Arbeiten der Ölgehalt im Bohröl meist io bis 2o% beträgt, genügt für leichtere Arbeiten ein Gehalt von 5 bis io°/o oder weniger. Dabei hat man Rücksicht darauf zu nehmen, daß die Emulsion eine genügende Rostsicherheit gewährt. Man setzt daher solchen Emulsionen häufig Rostschutzmittel zu, z. B. geringe Mengen Natriumnitrit, durch die sichergestellt wird, daß auch bei Verminderung des Ölgehaltes keine Korrosion der Werkstücke bzw. Werkzeuge eintritt.
• Im Gegensatz zu diesen Emulsionen handelt es sich bei der vorlieenden Erfindung um Wasser-Zn in-Öl-Emulsionen, die dadurch zustande kommen, daß Emulgatoren vorhanden sind, die de Oberflächenspannung des Öles mehr herabsetzen als die des Wassers. Hier bildet das Wasser die innere oder geschlossene Phase. Als Emulgatoren finden z. B. Kalkseifen Verwendung, die bewirken, daß Wassertröpfchen von einem Seifenskelett umhüllt, im Ö1 schwimmend, darin erstarrt sind. Äußerlich stellen sich diese Emulsionen als mehr oder weniger konsistente Pasten dar. Typisch für diese Art von Emulsionen ist, daß sie hydröphob sind, indem sich die äußere, offene Phase, nämlich das Öl; mit dem hinzutretenden Wasser nicht verträgt.
• Wasser-in-Öl-Emulsionen finden als Emulsionsschmieröle und Emulsionsschmierfette in steigendem Maße an Stelle von reinen Maschinenölen oder Maschinenfetten Verwendung, vor allem, seitdem es gelungen ist, unter Verwendung geeigneter, fettfreier oder nahezu fettfreier Emulgatoren Emulsionen herzustellen, die nur einen Mineralölanteil von etwa 5o % benötigen, während als Füllstoff Wasser dient. Zum Beispiel weisen solche Emulsionsmaschinenfette eine Zusammensetzung von etwa ¢3 % Mineralöl, 6 °/o Wachs und paraffinartige Stoffe, i "/o Fett und 50 % Wasser auf. Neuerdings sind für die .Zwecke der Emulsionsschmierung völlig fettfreie emulgierbare Öle; die Wasser-in-Öl-Emulsionen ergeben, herausgebracht worden. Werden die . Wasser-in-Öl-Emulsionen richtig angesetzt und verwendet; so ist eine Rostgefahr nicht zu befürchten.
• =Der Erfindung . zugrunde liegende Versuche haben nun überraschenderweise ergeben, daß sich die Schmierwirkung derartiger zur Emulsionsschmierung verwendbarer Wasser-in-Öl-Emulsionen erheblich steigern läßt, wenn der Emulsion eine geringe Menge Nitrit, vorzugsweise Calciumnitrit, zugesetzt wird. Als besonders vorteilhaft haben sich Prozentsätze von 0,i bis 0,2% Nitrit Erwiesen. -Die. günstige Wirkung des erfindungsgemäßen Nitritzusätzes zeigt sich nicht nur bei dem bisher üblichen Mischungsverhältnis von etwa 5o : 5o, sondern darüber hinaus noch bis zu Ölgehalten von nur 2o und sogar io%.
• Diese Verhältnisse sollen an dem Beispiel eines handelsüblichen Öles an- Hand des in der Zeichnung dargestellten Schaubiles näher erläutert werden. Dies Schaubild zeigt .den Verlauf des Pendelausschlages; P. A., einer Ölprüfmaschine nach Martens in Abhängigkeit von der Ölkonzentration der Wässer-in-Öl-E.mulsion. Der Pendelausschlag liefert ein direktes Maß für den Reibungswiderstand, der im Lager der Prüfmaschine bei Verwendung der betreffenden Emulsion auftritt und damit reziprok einen Vergleichsmaßstab für die Schmierfähigkeit der Emulsion. Der Kurvenzug A gilt für eine Emulsion ohne Nitritzusatz, der Kurvenzug B für eine Emulsion mit oy i25 % Calciumnitritzusatz.
• Wie ersichtlich, wird die Schmierwirkung der Emulsion durch Nitritzusatz erheblich gesteigert. Diese Steigerung ist besonders augenfällig bei Verminderung der Ölkonzentration unter den üblichen Wert von 5o°/0. Während unterhalb von 50% die Schmierwirkung der Emulsion ohne Nitritzusatz sich erheblich verschlechtert, wird sie durch Nitritzusatz bis herab zu 2o 0/ö immer weiter gesteigert. Es ist also möglich, die Ölkonzentration unter das bisher übliche Maß von 50,% z. B. auf 2o: bis 3ol/o zu senken, ohne daß eine Verminderung der Schmierfähigkeit, sondern im Gegenteil; eine Verbesserung eintritt. Durch Verwendung eines Nitritzusatzes zu Wasser-in-Öl-Emulsionen ist also eine Steigerung der Schmierwirkung möglich bei gleichzeitiger erheblicher Ersparnis von wertvollem Öl.
• Dabei hat sich gezeigt, daß die Einulgierbarkeit und Stabilität der Wasser-in-Öl-Emulsionen durch den Zusatz von Nitrit verbessert werden. Diese günstigen Ergebnisse werden bei Nitritzusätzen ' von o, i bis herauf zu z % und mehr erzielt.
• Im übrigen beseitigt der Nitritzusatz jegliche . Rostgefahr bei Verwendung der genannten Emulsionen zur Emulsionsschmierung.
• Da Grund für die Annahme besteht, daß der reibungsvermindernde (Effekt des Nitritzusatzes in einer Beeinflussung der- an der Grenzschicht Ö4-Metall vorhandenen Molekeln besteht, und zwar in dem Sinne; daß polare Effekte auftreten, die den Ordnungszustand der Molekeln oder Molekelverbände an der Grenzfläche hinreichend stabil und beweglich zugleich gestalten und so zu einem zusammenhängenden Ölfilm von besonderer Haftfestigkeit führen, erscheint der Zusatz von Nitrit besonders in den Fällen angezeigt, wo es sich um die Verminderung der sogenannten Grenzflächenreibung handelt, d. h: um die Herabsetzung der Reibung in einer dünnen Schicht zwischen dem Gleitmittel und dem festen Körper.
• Die erfindungsgemäße Emulsion kann daher mit besonderem Vorteil zur Verminderung der Grenzflächenreibung, wie sie bei der Reibung der Kolbenringe an den Zylinderflächen von Kolbenmaschinen, in vielen Fällen der Lagerreibung und auch bei der Metallbearbeitung auftritt, benutzt werden. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Emulsionen z. B. bei Drahtziehbäder n, insbesondere Aluminium-Drahtziehbädern, als Füllmittel an Stelle reiner Öl- und Petroleumbäder dienen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wässer-in-Öl-Emulsiönen, gekennzeichnet durch einen geringen Zusatz von bis zu i 0/0, vorzugsweise o, r bis 0,2% Nitrit, insbesondere Calciumnitrit.
2. 2. Wasser-in-Öl4Emulsionen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen verminderten Ölgehalt, vorzugsweise einen Ölgehalt von 2o bis 300/0. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 68o 88q..