NL8500648A - Corrosiewerend smeermiddel. - Google Patents

Description

it * - Corrosiewerend smeermiddel -

De uitvinding heeft betrekking op preparaten die gefcruikt worden voor het behandelen van metalen platen , met name stalen platen. De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op bekledingspreparaten die metalen platen tegen de vor-5 ming van roest beschermen en die als smeermiddelen werken die het vormen van de platen, bijvoorbeeld door stansen , gemakkelijker maken .

Stalen platen moeten tegen corrosie worden beschermd, wanneer ze ofwel als rollen, ofwel als niet opgerolde of ^ afgesneden platen bewaard worden. Bovendien worden stalen / platen in het algemeen door de gebruiker gevormd, bijvoorbeeld door stansen, en worden smeermiddelen gebruikt om dit vormen van de platen te vergemakkelijken.

Corrosiewerende middelen die op de stalen platen wor-^ den aangebracht om ze gedurende de opslag te beschermen , zijn bekend. Voor ze met behulp van een stanswerkwijze gevormd worden, worden de stalen platen met smeermiddelen behandeld. Het aanbrengen van verschillende deklagen bij verschillende stadia is duur en vereist extra mankracht.

Voorstellen voor het ondervangen van dit nadeel zijn gedaan, en het gebruik van middelen die zowel als een corrosiewerend middel als ook als een smeermiddel fungeren , is reeds voorgesteld. De meeste van deze bekende middelen vertonen echter een slecht smeergedrag of geven vlekken op de behandelde platen. Het gebruik van middelen die onverzadigde hogere vetzuren, zoals oliezuur , bevatten , of zepen bevatten, resulteert bijvoorbeeld in de vorming van vlekken cpde stalen platen. Andere middelen , die minerale oliën 8500648 1» » bevatten, hebben dit nadeel ook of zijn niet zeer doelmatige smeermiddelen. Ook heeft men voorgesteld middelen te gebruiken die polybutenen of dergelijke polymeren in plaats van minerale oliën bevatten, maar deze middelen voldoen niet aan 5 de vereisten die thans voor de behandeling van stalen platen voorgeschreven worden, in het bijzonder zijn daarmee geen hoge produktiesnelheden mogelijk.

Middelen die voldoen, moeten bepaalde kenmerken hebben die thans door de industrie vereist worden. Zij moeten 10 voldoende vloeiend zijn om snel op de stalen platen aangebracht te worden. Bovendien wordt vereist, dat de middelen gemakkelijk van de gestansde platen verwijderd kunnen worden, nadat de platen bewerkt zijn. Voorts vereisen bepaalde industrieën, zoals de ai±o-industrie , dat de middelen stabiel blijven 15 gedurende warmtebehandelingen van de beklede stalen platen, waarbij de temperatuur tot 140°C en zelfs meer kan oplopen.

Er is dus een behoefte aan corrosiewerende smeermiddelen die aan bepaalde specifieke en strikte eisen voldoen; in het bijzonder moeten de middelen: 20 (al een doelmatige bescherming bieden tegen roest- vorming, gedurende opslag van plaatstaal zowel op rollen als ook op niet opgerolde en gestansde platen; (b) een smerende werking hebben om het stansen van 25 de platen gemakkelijker te maken; (c) stabiel blijven bij temperaturen van ongeveer 140°C ; en (d) gemakkelijk en volledig van de platen met behulp van gebruikelijke oplosmiddelen of alkalische 20 oplossingen verwijderd kunnen worden.

De roestwerende smeermiddelen moeten ook gemakkelijk aangebracht worden en moeten niet toxisch en niet duur zijn.

De uitvinding beoogt middelen te verschaffen die aan 8500648 «r * - 3 - deze eisen voldoen en deze kenmerken hebben.

Dienovereenkomstig verschaft de uitvinding roestweren-de smeermiddelen die een mengsel omvatten van : aj een mengsel A dat 65-95 gew.% van een minerale olie 5 bevat met een viscositeit van 15 x 10 ^ - 30x10 ^ m^/sec bij 40°C , en 5-35 gew.% van een basisch calciumzout van een alkylarylsulfonzuur gemengd met een andere roestwerende verbinding gekozen uit een petrolatumoxydaat , een calciumzout van 10 petrolatumoxydaat en een calciumzout van mahonie- sulf onzuur, en bl een mengsel B , in een hoeveelheid vein 0,75-5 gew.% gebaseerd op het gewicht van mengsel A , welk mengsel B een verzadigd hoger vetzuur bevat met *5 12-18 koolstofatomen , een verzadigde niet iono- gene oppervlakteaktieve verbinding en een warmte-stabiele fenolverbinding als anti-oxydant.

Het hoofdbestanddeel van de vloeibare middelen van de uitvinding is een minerale olie die , om redenen van toxiciteit, 20" een laag gehalte aan aromaten heeft-Minerale oliën die de voorkeur hebben zijn naftheen- of parafineoliën die een vis- r 6 2 cositeit hebben van 15 x 10~ö-30 x 10 m /sec , in het bijzon- —fi 2 o der van 18 x 10 - 25 x 10 m /sec, bij 40 c. De hoeveelheid minerale olie in het mengsel A kan van 95-65 gew.% en in 25 het bijzonder van 90-75 gew.% variëren.

De rest van het mengsel A omvat een basisch calciumzout van een alkylarylsulfonzuur dat als een roestwerende verbinding fungeert. De overeenkomstige bariumzouten zijn ook roestwerende verbindingen, maar hun gebruik is thans in veel landen 30 om redenen van toxiciteit verboden. Andere zouten, zoals alkali- en magnesiumzouten zijn minder doelmatig en sommige ervan geven vlekken op de behandelde stalen platen. Men gebruikt dan ook bij voorkeur calciumzouten van alkylarylsulfonzuren .

85 00 6 48 - 4 - 4 *

Deze zuren hebben de algemene formule R Ar SO-,Η , waarin Ar

n J

een arylradicaal is, zoals benzeen, nafthaleen, anthraceen, R een recht, of vertakt alifatisch koolwaterstofradicaal is met in het algemeen 7-1.2 koolstof atomen en n 2 of 3 is. De keuze 5 van het sulfonzuur hangt af van de prijs en de doeltreffend heid van het calciumzout wat betreft de roestwerende eigenschappen. Geschikte zouten om te gebruiken, zijn calciumzouten van dialkylnafthaleensulfonzuren , zoals dinonylnafthaleen-sulfonzuur. Het calciumzout is een basisch zout . Deze basici-10 teit wordt door titratie bepaald en wordt uitgedrukt in het aantal milligram KOE dat nodig is voor het neutraliseren van de hoeveelheid zuur die gebruikt is voor het neutraliseren van het calciumzout (methode ASTM D.664}. In de middelen van de uitvinding hebben de calciumzouten een basiciteit die zeer uiteen kan lopen en tot 3Q0 kan oplopen, maar die in het algemeen 10-60 bedraagt.

Het calciumzout van alkylarylsulfonzuur wordt gemengd met een andere roestwerende verbinding gebruikt, die een petrolatumoxydaat , een calciumzout van petrolatumoxydaat of ^ een calciumzout van mahoniesulfonzuur kan zijn.

Microkristallijne wassen , die ook petrolatum genoemd worden , kunnen geoxydeerd worden en de verkregen oxydaten, als ook de calciumzouten daarvan, kunnen als roestwerende verbindingen gebruikt worden. Een. andere groep roestwerende 25 produkten bestaat uit calciumzouten van mahoniesulfonzuren. Deze zuren worden verkregen door petrolatum met een sterk sulfonerend middel, zoals oleum , te laten reageren en ze zijn in olie oplosbaar. 'De petrolatumoxydaten , de calciumzouten daarvan en de calciumzouten van mahoniesulfonzuren ^ zijn verenigbaar met de calciumzouten van alkylarylsulfonzuren en ze verbeteren de roestwerende eigenschappen van de laatstgenoemde verbindingen.

De verhouding van de hoeveelheden van enerzijds het 8500648

*· -V

- 5 - calciumzout van alkylarylsulfonzuur en anderzijds petroleum-oxydaat , liet calclumzout van petroleumoxydaat of het calcium-zout van mahoniesulfonzuur , kan sterk variëren van 80:20 tot 20:80. Geschikte mengsels die men kan gebruiken, zijn 5 bijvoorbeeld mengsels van roestwerende middelen die 50-60 gew.% petrolatumoxydaat en 50-40 gew.% calciumzout van dinonyl-nafthaleensulf onzuur bevatten.

De middelen van de uitvinding bevatten ook een verzadigd alifatisch carbonzuur met 12-18 koolstofatomen , zoals 10 laurinezuur, myristinezuur,of stearinezuur , of een mengsel van deze zuren, zoals de uit cocosnoten of sojabonen verkregen vetzuren. Gevonden is, dat verzadigde vetzuren geschikter zijn dan onverzadigde zuren, omdat bij gebruik van de laatstgenoemde zuren vlekken op de behandelde platen gevormd 15 worden. Bovendien worden door het opnemen van verzadigde vetzuren in de middelen van de uitvinding niet alleen de roestwerende eigenschappen van deze middelen verbeterd maar ook hun smerend vermogen . Voorts ondergaat tenminste een gedeelte van de verzadigde vetzuren een verzepingsreaktie in de middelen 20 van de uitvinding en wordt door de resulterende zepen de latere verwijdering van de roestwerende middelen van de platen voor het schoonmaken van de metalen platen gemakkelijker gemaakt. Deze schoonmaakstap wordt verbeterd door een niet-ionogeen bevochtigingbevorderend middel of een oppervlakte-25 aktieve stof in de middelen van de uitvinding op te nemen.

Bovendien bevordert het niet-ionogene bevochtigingbevorderende middel de aanhechting van de middelen aam de metalen platen. Kenmerkende niet-ionogene middelen zijn de produkten van de condensatie van 1-6 ethyleenoxyde- en/of propyleenoxyde-30 groepen met hogere vetalkoholen , alkylfenolen of vetzure esters.

De middelen van de onderhavige uitvinding bevatten ook een fenolverbinding als antioxydant die de door aanbrengen van deze middelen cp dfe metalen platen verkregen film beschermt 8500648 4 * .......................................-6- tegen de schadelijke werking van licht en tegen oxydatie.

De keuze van de fenolverbinding hangt niet alleen af van de prijs, maar ook van de thermische stabiliteit ervan,

De metalen platen die met de beschermende middelen zijn be-5 kleed kunnen immers aan een warmtebehandeling onderworpen worden bij temperaturen die tot 140°C of zelfs meer kunnen oplopen. Na deze behandeling moeten de middelen hun beschermende werking blijven uitoefenen. Antioxydanten met de algemene formule op bijgaand formuleblad hebben de voorkeur. In deze 10 formule is K of CH^ en is ^ H of een alkylradicaal met 1-4 koolstofatomen. Voorbeelden van dergelijke antioxydanten zijn methyleen-bis-fenol, methyleen-bis-(4-methyl-6-tert.butyl-fenoll , en mengsels daarvan.

De totale hoeveelheid vetzuur , niet ionogene opp'er- 15 vlakteaktieve stof en fenolisch antioxydant (of mengsel B) bedraagt in het algemeen. 0,75-5%, gebaseerd op het gewicht van mengsel A. Dit mengsel B bestaat voor een groot gedeelte uit verzadigde alifatische monocarbonzuren. , waarbij de geschikte hoeveelheid van deze zuren in mengsel B 50- 20 75 gew.% bedraagt. Bèidë andere bestanddelen van mengsel B worden in nagenoeg gelijke hoeveelheden gebruikt.

De middelen van de uitvinding voldoen aan de hiervoor genoemde eisen. Deze voordelige kenmerken zijn het resultaat van het synergistisch effekt van sommige van de bestanddelen. 25

Het lijkt bijvoorbeeld aannemelijk, dat calciumzepen in srtu gevormd worden in deze middelen uit de vetzuren en/of het petrolatumoxydaat. Deze calciumzepen verbeteren het smerend vermogen van de middelen, zorgen voor een betere verspreiding op de metalen platen en vergemakkelijken de verwijdering 30 van de bekleding door oplosmiddelen of alkaliloog. Bovendien hebben de middelen een lage viscositeit ; ze kunnen dan ook gemakkelijk op de metalen platen worden aangebracht onder vorming van een- hechtende bekleding . De uit beklede plaat 8500648 *· * - 7 - bestaande rollen kunnen daarna afgerold en gestansd worden zonder dat de bekleding breekt of dat er scheurtjes in de bekleding gevormd worden . Dit kenmerk is bijzonder belangrijk en wordt niet alleen verkregen wanneer de middelen van de uitvinding op stalen platen worden aangebracht , maar ook op met zink beklede platen , daar deze middelen zeer met zink verenigbaar zijn.

Hoewel de uitvinding beschreven is met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen, kunnen modificaties gemaakt worden door een deskundige zonder buiten het kader van de

IQ

uitvinding te treden. De middelen van de uitvinding kunnen bijvoorbeeld ook een kleine hoeveelheid was , veelwaardig metaalfosfaat, in het bijzonder een fosfaat van een Groep IV A metaal, voorts antioxydanten en beschermers tegen licht , of andere soortgelijke toevoegsels bevatten.

15

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hémd van de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

Een mengsel A bestaande uit: 90 gew.delen naftheenolie, 10 gew.delen van een mengsel van het calciumzout van dinonylnafthaleensulfonzuur (5 delen) en petrolatum-oxydaat (5 delen) werd bereid onder roeren bij een temperatuur van 60°C .

Een mengsel B werd aan mengsel A toegevoegd, welk mengsel B bestond uit (gew.percentages gebaseerd op het gewicht van mengsel A ): 0,3% methyleen-bis-(4-methyl-6-tert-butylfenol), 0,3% gesthoxileerd laurylalkohol (6 groepen ethyleen- 30 oxydel 1,5% gesmolten stearinezuur.

Het mengsel van A en B was een olieachtige doorzichtige o vloeistof met een dichtheid van 0,86 bij 20 C, een viscositeit 85 0 0 648 « « - -..................- - ......... --:. a - ____________________ --- van 21 x 10 ^ m^/sec hij 4Q°C en een troebel-punt van 7°C.

Het preparaat werd op stalen platen aangebracht en vormde een film- met esi dikte van 3^um.

De roestwerende eigenschap van de beschermende film werd 5 bepaald met behulp van de zoutsproeiproef (ASTM B. 11.7; 5% NaCl).

Pas na 24 uur verscheen roest.

De bepaling van het smeergedrag van de preparaten gedurende stansproeven werd uitgevoerd volgens de Erichsen methode ( norm DIN 5Q1Q1) voor het beoordelen van de stansbaarheid IQ

van een metalen plaat. Het onderzochte preparaat wordt vergeleken met een gestandaardiseerd referentievet, dat een in deze norm DIN 5Q1Q1 gedefinieerd grafiet bevattend vet is. Men gebruikt de Erexindex die gegeven wordt door de formule : 1 ς

Erexindex = P L x 100 p G

waarin p L - stansdiepte (in mm) met het onderzochte prepa-20 raat, en p G = stansdiepte (in mm) met het referentievet.

De Erexindex van het preparaat van dit voorbeeld was 94,2.

25 Ter vergelijking werden de volgende preparaten bereid:

Vergelijkend preparaat A:

Dit preparaat was gelijk aan het preparaat van het voorbeeld, maar bevatte geen vetzuur.

Roest verscheen na 7 uur .

30

Vergelijkend preparaat B:

Dit preparaat was gelijk aan het preparaat van het voorbeeld, maar bevatte geen fenolverbinding en geen niet-ionogene 8500648 - 9 - ·.

oppervlakteaktieve stof.

Roest verscheen na 12 uur .

Vergelijkend preparaat C: 2 Dit preparaat was gelijk aan het preparaat van het voorbeeld , maar bevatte geen vetzuur en geen niet-ionogene oppervlakteaktieve stof.

Roest verscheen na 4 uur.

Vergelijkend preparaat D: 10 Dit preparaat was gelijk aan het preparaat van het voor beeld, behalve dat een anionogene oppervlakteaktieve stof (sorbitolmonooleaatl in plaats van de niet-ionogene oppervlakteaktieve stof gebruikt werd.

Roest verscheen na 12 uur.

15

Vergelijkend preparaat E:

Dit preparaat was gelijk aan het preparaat van het voorbeeld, maar bevatte geen petrolatumoxydaat.

Roest verscheen na 12 uur. Bovendien werd na verwijderen van het preparaat waargenomen, dat de metalen plaat ge- 20 vlekt was .

Voorbeeld II

Een preparaat werd bereid met behulp van een mengsel A bestaande uit: “6 2 25 90 gew.delen naftheenolie (viscositeit: 20x10 m /sec bij 40°CI, 5 gew. delen natriumzout van dinonylnaf thaleensulfonzuur, en 5 gew.delen calciumzout van mahoniesulfonzuur.

30 Het mengsel B was hetzelfde als in voorbeeld X.

De volgende resultaten werden verkregen: - roest verscheen na 24 uur, - Erexïndex : 93,8.

85 00 6 48 * - 10 -

Voorbeeld III

Een preparaat werd bereid door de volgende mengsels A en B met elkaar te mengen:

Mengsel A: 78 gew.delen minerale olie (viscositeit: 5 -6 2, o

22.5 x 10 ' m /sec bij 40°C J

11 gew.delen calciumzout van dibutylnafthalesi-sulfonzuur , 11 gew.delen calciumzout van petroleum-oxydaat.

10

Mengsel B: (gew.delen gebaseerd op het gewicht van mengsel Al .:· 0,3 deel methyleen-bisfenol, 0,5 deel geethoxyleerde hogere alifatische alkoholen C. 0-C... ( 4 groepen ethyleenoxyde), 15 14 1.5 delen cocosnootvetzuur.

Be volgende resultaten werden verkregen: -= roest verscheen na 22 uur - Erexindex: 92,4 20 8500648

Claims (10)

1. Roestwerend smeermiddel voor metalen platen , met het kenmerk, dat het een mengsel omvat van : a} mengsel A dat 65-95 gew.% van een minerale olie bevat 6 *6 2 met een viscositeit van 15x10 -30x10 m /sec 5 bij 40°C , en 5-35 gew.% van een basisch calcium- zout van een alkylarylsulfonzuur gemengd met een andere roestwerende verbinding gekozen uit petrolatum-oxydaten , calciumzouten van petrolatumoxydaten en calciumzouten van mahoniesulfonzuren, en 10 b} mengsel B, in een hoeveelheid van 0,75-5 gew.% , ge baseerd op het gewicht van mengsel A , welk mengsel B een verzadigd hoger vetzuur bevat met 12-18 kool-stofatomen , een verzadigde niet-ionogene oppervlakte-aktieve verbinding en een warmtestabiele fenolver-15 binding als anti-oxydant.

2. Preparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat mengsel A 75-90 % minerale olie bevat.

3. Preparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de minerale olie een naftheen- of paiaffLneolie is met 6 6 2 o 20 een viscositeit van 18 x 10 - 25 x 10 m /sec bij 40 C.

4. Preparaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het basische calciumzout van alkylarylsulfonzuur het basische calciumzout van een zuur is met de formule R Ar S0,H , waarin Ar een arylradicaal is, R een alifatisch 25 n 3 koolwaterstofradicaal is met 7-12 koolstofatomen en n 2 of 3 is.

5. Preparaat volgens conclusie 4, met het kenmerk,dat het basische calciumzout een basiciteit heeft van 1-300.

6. Preparaat volgens conclusie 5, met het kenmerk,dat 30 de basiciteit 10-60 bedraagt.

7. Preparaat volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding van het basische 85 00 6 48 v .....................- 12 -..... * calciumzout van alkylarylsulfonzuur in het mengsel A ten opzichte van de andere bestanddelen van het mengsel A 80:20 tot 20:80 bedraagt.

8. Preparaat volgens één van de voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat de fenolverhinding in mengsel B de formule op bijgaand formuleblad heeft, waarin R^ H of CH^ is en H of een alkylradicaal met 1-4 koolstofatomen is.

9. Preparaat volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, cfefc mengsel B 50-75 gew.% verzadigde hogere 10 vetzuren bevat.

10. Roestwerend smeermiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het nagenoeg overeenkomt met het in voorbeeld I, II of lil beschreven preparaat. 15 8500648