DEN0006545MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung·: 24. Dezember 1952 Bekanntgemacht am 6. Oktober 1955
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung einer nicht korrodierenden, in Wasser löslichen ölfreien
Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit, die als solche oder verdünnt verwendet werden kann.
Im allgemeinen ist es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, geeignete, stabile und wirksame ölfreie Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit herzustellen, welche aktive Bestandteile in verhältnismäßig hohen Konzentrationen, d.h. mindestens 7% und vorzugsweise 7 bis 15 Gewichtsprozent, jeder der aktiven Komponenten enthalten.
Im allgemeinen ist es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, geeignete, stabile und wirksame ölfreie Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit herzustellen, welche aktive Bestandteile in verhältnismäßig hohen Konzentrationen, d.h. mindestens 7% und vorzugsweise 7 bis 15 Gewichtsprozent, jeder der aktiven Komponenten enthalten.
Erfindungsgemäß besteht die ölfreie, wäßrige Metallbearbeitungsflüssigkeit aus einem wäßrigen
Konzentrat, welches ein in Wasser lösliches oder dispergierbares nicht ionisierendes, nicht aromatisches
oberflächenaktives Mittel der allgemeinen Formel
RO - (C2H4O)8- (CnH2nO)6-(C8H4O)8- R
enthält, wobei R Wasserstoff, einen Kohlenwasserstoffoder Acylrest bedeutet, a, b, c ganze Zahlen ab 1 sind
und η eine Zahl größer als 2, vorzugsweise 3, ist, sowie als weitere Zusätze ein wasserlösliches Nitrit, ein
wasserlösliches organisches Pufferungsmittel, z. B. ein Alkalisalz einer niedrigmolekularen Carbonsäure
und einen Lösungsvermittler, z. B. Triäthanolamin oder Alkyläther eines Glykols, vorzugsweise Methyl-,
509 565/142
N 6545 IVd/23 c
Äthyl- oder Butyläther des Äthylen- oder Diäthylenglykols, sowie gewünschtenfalls untergeordnete Mengen
von Schaumverhinderer!!, Färb- und Geruchsverbesserern.
((■der der wirksamen Bestandteile liegt in den Konzentraten
im allgemeinen in einer Menge von mindestens 7% und vorzugsweise 7 bis 15 Gewichtsprozent
vor.
Die eriindungsgeniäß zusammengesetzte Mischung kann 1 bis 80 Teile Wasser auf 1 Teil des Konzentrates
enthalten.
Kin günstiges Verhältnis zwischen den hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften im oberflächenaktiven
Mittel wird im allgemeinen erreicht, wenn die Gruppe (C„ I!■..„()),, hydrophob ist und ein Molgewicht
über 800 hat und der Anteil der (C^HjOj-Gruppen,
welche dem Molekül hydrophile Eigenschaften verleihen, i(> bis ()Oo/0, vorzugsweise 400Z0, des Gewichts
des oberflächenaktiven Mittels beträgt.
Die oberflächenaktiven Mittel können Reaktionsprodukte eines Polyoxyalkylenglykols, in welchem
die Alkylengruppen mindestens 3 Kohlenstoffatome enthalten, mit Äthylenoxyd sein. Eine oder beide
endständigen Hydroxylgruppen dieser Unisetzungsprodukte können verethert oder verestert sein.
Oberflächenaktive Mittel der beschriebenen Art sind im Mandel erhältlich und haben z. B. folgende
Eigenschaften:
Polyoxyäthylen --- Polyoxypropylen — Polyoxy-
äthylenglykol verschiedener Zusammensetzung
gemäß der allgemeinen Formel auf S. 1
| 1 | ]I | III | |
| Aussehen | hellgelbe | hellgelbe | hellgelbe |
| durch | Flüssig | durch | |
| sichtige | keit | sichtige | |
| Flüssig | Flüssig | ||
| keit | keit | ||
| Geruch | schwach | schwach | schwach |
| "/„aktives | |||
| Mittel | 100 | 100 | 100 |
| Spezifisches | |||
| Gewicht | |||
| bei 25/25' | ι ,062 | 1.037 | 1,066 |
| Viskosität | |||
| (Centipoise) | |||
| bei 25" .... | 350 bis 800 | 200 bis 500 | 450 bis 800 |
| Stockpunkt.. . | 12° | — 11 '■'■ | 21° |
Diese Erzeugnisse können hergestellt werden gemäß dem Verfahren, welches auf S. 15 der Zeitschrift
."Chemical Weck., vom 13. 10. 51 beschrieben ist und
das Reaktionsprodukt aus 6o°/0 Polyoxypropylenglykol und .jo"/,, Äthylenoxyd sowie das Reaktionsprodukt, aus 70 "/„ Polyoxypropylcnglykol und 30%
Äthylenoxyd betrifft.
Das wasserlösliche Nitrit in den Zusammensetzungen gemäü vorliegender Erfindung wirkt in bekannter
Weise als Korrosionsverhinderer. Es können sowohl organische als auch anorganische Nitrite verwendet
werden. Diese haben in Kombination mit einem nicht ionisierbaren oberflächenaktiven Mittel bzw. solchen
Mitteln, wie sie oben beschrieben worden sind, eine synergetische Wirkung. Als Beispiele seien genannt:
Metallnitrite, wie Natrium-, Kalium-, Lithium-, Calcium- und Bariumnitrit, von welchen die Alkalinitrite
bevorzugt verwendet werden. Nitrite, die sich von organischen Basen ableiten, können ebenfalls verwendet
werden; z. B. Benzyltrimethylammoniumnitrit, Dibenzylammoniumnitr.it, 3,3, 5-Trimethylcyclohexylammoniumnitrit,
2, 4, 4, 6-Tctramethyltetrahydro-i, 3-oxazoniumnitrit, Methylisobutylcarbammoniumnitrit,
Pipcridinnitrit.
Geeignete Puffersubstanzen sind z. B. die Alkali- und Erdalkalisalze niedrigmolekularer aliphatischcr
Carbonsäuren. Der Gehalt an Pufferungsmittel der erfmdungsgemäß zusammengesetzten Flüssigkeiten
wird vorzugsweise so bemessen, daß dieselben bei der Anwendung für die Metallbearbeitung als solche und
in Form ihrer verdünnten wäßrigen Lösungen einen pu-Wert über 7, insbesondere zwischen 8 und 10, aufweisen.
Lösungsvermittler, welche sich besonders für die Anwendung in Konzentraten gemäß vorliegender Erfindung
eignen, sind unter anderem die Alkyläther von Glykolen, wie Äthylenglykolmonoäthyläther,
Äthylenglykolmonoisobutyläther, Äth ylenglykolmonohexylbutyläther, Propylenglykolmonoisoamyläther,
Diäthylenglykolmonoisopropyläther, Diisobutylenglykolmonoisopropyläthe^Äthylenisobutylenglykolmonoisopropyläther.
An Stelle der Glykoläther können verschiedenartige Alkohole verwendet werden, wie
Glycerin oder Diole mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen im Molekül, z. B. Hexylenglykol, und Diglykole,
wie Dipropylenglykol, Dibutylcnglykol und Diamylenglykol.
Andere geeignete Lösungsvermittlcr sind die Alkylamine
und die Alkylolamine.
Gewünschtenfalls können untergeordnete Mengen von den Geruch verdeckenden, parfümierend wirkenden,
färbenden oder das Schäumen verhindernden Stoffen zu den erfindungsgemäßen Gemischen zugesetzt
werden, wie z. B. niedrigmolekulare Aldehyde (Acetaldehyd), Mirbanöl und Siliconpolymere.
Wirksame Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeitcn für die Metallbearbeitung gemäß vorliegender Erfindung
haben z. B. folgende Zusammensetzung:
| Weiter | Enger | |
| Bereich | Bereich | |
| Gewichts | Gewichts | |
| prozent | prozent | |
| Wesentliche Komponenten | ||
| i. oberflächenaktives | ||
| Mittel | 7 bis 15 | 8 bis 12 |
| 2. wasserlösliches Nitrit | 7 bis 15 | 8 bis 12 |
| 3. Pufferungsmittel | 7 bis 15 | 8 bis 12 |
| 4. Lösungsvermittler . . . | 7 bis 15 | 8 bis 12 |
| Zusätze nach Wahl | ||
| Schaumhindernde Mittel, | ||
| Parfümierungsmittel usw. | 0,001 bis ι | 0,001 bis o,i |
| Basis | ||
| Wasser | Rest | Rest |
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N 65451 Vd/23 c
Die folgenden Beispiele von Gemischen gemäß vorliegender Erfindung können direkt oder verdünnt mit
ι bis 80 Teilen und vorzugsweise mit 10 bis 60 Teilen
Wasser beim Fräsen, Bohren, Räumen, Drehen und Aufweiten verwendet werden. Als oberflächenaktives
Mittel wurde in den Gemischen A, B, C das Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-PolyoxyäthylenglykolNr.III
mit einer Viscosität von etwa 600 cP. bei 250 verwendet.
Gemisch A
Gemisch A
■ Prozent Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-
Polyoxyäthylenglykol Nr. III 10,5
Natriumnitrit 10,5
Natriumacetat 10,5
Äthylenglykolmonomethyläther 10,5
Wasser Rest
Gemisch B Prozent Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-
Polyoxyäthylenglykol Nr. III 10,5
Natriumnitrit 10,5
Natriumacetat 10,5
Äthylenglykolmonoäthyläther 10,5
Wasser Rest
Die Eigenschaften der Mischung B sind folgende:
Spezifisches Gewicht bei 15,6° 1,138
Stockpunkt — 35,5°
Viscosität Saybolt-Sek. bei 37,8° 68
Gemisch C Prozent Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-
PolyoxyathylenglykolNr.nl ........ 10,5
Natriumnitrit 10,5
Natriumacetat 10,5
Triäthanolamin 10,5
Wasser : Rest
Gemisch D Prozent Reaktionsprodukt aus 60 °/o Polyoxy-
propylenglykol und 40 % Äthylenoxyd 10,5
Natriumnitrit 10,5
Natriumacetat 10,5
Äthylenglykolmonoäthyläther 10,5
Wasser Rest
Um die außergewöhnlich günstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gemische darzutun, wurden sie
den nachstehend beschriebenen Prüfungen unterworfen.
I. Prüfung der Lebensdauer der Werkzeuge
Die nachstehend angegebenen Gemische wurden als Schmiermittel beim Bohren verwendet, wobei
ALSI4 340-Stahl mit einer Geschwindigkeit von 1240 Umdrehungen pro Minute und einem Vorschub
von 0,15 mm je Umdrehung mit einem Bohrer von 3,2 mm bis zu einer Tiefe von 25,4 mm gebohrt wurde.
Die Zahl der gebohrten Löcher, bezeichnet als »Bohrer-Lebensdauer«,
wurde für jedes Schmiermittel festgestellt.
| Gemisch | Wasser) | Bohrer- | |
| Lebensdauer | |||
| Gemisch B | Wasser) | ||
| (verdünnt mit | 20 Teilen | 60 | |
| Gemisch B | Wasser) | ||
| (verdünnt mit | 40 Teilen | 59 | |
| Gemisch B | Wasser) | ||
| (verdünnt mit | 60 Teilen | 48 | |
| Gemisch C | |||
| (verdünnt mit | 20 Teilen | 50 | |
| Fräsflüssigkeit *) | 20 | ||
| Wasser | 8 | ||
*) Enthält 68°/o Wasser, 24% Wachsdestillat, 1 bis 2%
fettes öl, 3 °/0 Natriumsulfonat, 2 °/0 Harzseifen und 1 bis 2 %
Lösungsvermittler.
2. Rostprüfung
Die Rostprüfung wurde durchgeführt nach der Methode von Lloyd und Beeny (Journal of the
Institution of Petroleum Technologists, Bd. 24 [1938], S. 650 bis 654). Diese Prüfung besteht im wesentlichen
darin, daß ein niedriges Häufchen von Metallstückchen auf eine Gußeisenplatte gebracht und die zu prüfende
Lösung auf die Teilchen mit einer Geschwindigkeit von einem Tropfen pro Minute 3 Tage lang aufgebracht
wird. Die eintretende Rostbildung oder die Oberflächenanfressung wird festgestellt. Das Rosten
wird mittels einer von 10 bis 1 abgestuften Skala bewertet,
wobei 10 einen vollständigen Rostschutz bedeutet.
Mischung
Gemische A bis D
Fräsflüssigkeit gemäß Angaben unter 1
(Verdünnung 20 : 1)
Fräsflüssigkeit*) (Verdünnung 20:1)
lösliches Öl (Verdünnung 20 : 1)
lösliches Öl (Verdünnung 20 : 1)
10
5
8
8
Rostzahl
*) Enthält etwa 60% Wasser, 19,1% Amine, 8,5% Fettsäuren,
6,5 % Sulfonat und 5,1% Mineralöl.
Gemische gemäß vorliegender Erfindung können mit vorzüglichen Ergebnissen bei allen Fräs- und Bearbeitungsoperationen
angewendet werden, bei welchen Kühlung und Schmierung des Werkzeuges und des Werkstückes unter ungünstigen Verhältnissen
durchgeführt werden müssen. Metalle, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gemische bearbeitet werden,
haben ein gutes Aussehen der Oberfläche, sind frei von Rost und Flecken, und außerdem ist die Werkzeug-Lebensdauer
vorzüglich.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Ölfreie wäßrige Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit für die Metallbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem wäßrigen Konzentrat besteht, das ein in Wasser lösliches509 565/142N 6545 IVd/23 c«der dispergierbarcs nicht ionisierendes, nicht aromatisches oberflächenaktives Mittel der allgemeinen FormelRO (C2H4O)n -- (CnILnO), — (C2H4O), - Rwobei R Wasserstoff, einen Kohlenwasserstoffoder Acylrest bedeutet, a, b, c ganze Zahlen ab τ sind und η eine Zahl größer als 2, vorzugsweise 3, ist, sowie als weitere bekannte Zusätze ein wasserlösliches Nitrit, ein wasserlösliches organisches l'utfeningsmittel, z. Ii. ein Alkalisalz einer niedrigmolekularen Carbonsäure und einen Lösungsverinittler, z. B. Triethanolamin oder Alkyläther eines Glykols, vorzugsweise Methyl-, Äthyl- oder Btitylätlier des Äthylen- oder Diäthylenglykols, sowie gegebenenfalls untergeordnete Mengen von Schaurnverhinderern, Färb- und Geruchsverbesserern enthält.
- 2. ölfreie wäßrige Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein Reaktionsprodukt aus Polyoxyalkylenglykol, in welchem die Alkylengruppen mindestens 3 Kohlenstoffatome enthalten, mit Äthylenoxyd ist.
- 3. Ölfreie wäßrige Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der wirksamen Bestandteile in den Konzentraten in einer Menge von mindestens 7% und vorzugsweise von 7 bis 15 Gewichtsprozent vorliegt.
- 4. Abänderung der Erfindung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ölfreie wäßrige Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeit aus ι Teil des Konzentrates und 1 bis 80 Teilen Wasser besteht.Angezogene Druckschriften:Deutsche Patentschriften Nr. 853 481, 843 586, 749578, 818671, 738461;USA.-Patentschriften Nr. 2 516 838 und 2 287 639; französische Patentschrift Nr. 825 526;Kadmer: »'Schmierstoffe und Maschinenschmierung.ν (1941), S. 245.© 509 565/142 9. 55
Family
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