SE461984B - Rostskydds- och smoerjkomposition foer metallplaatar - Google Patents

Description

461 984 Förslag för undanröjande av denna nackdel har gjorts, och användandet av kompositioner som verkar både som rost- skyddsagens och som smörjmassa har redan föreslagits.

Emellertid uppvisar de flesta av dessa kända kompositioner en dålig smörjningsförmàga eller åstadkommer fläckar pá de behandlade plåtarna, T ex resulterar användandet av kompositioner som innehåller omättade högre fettsyror, sàsom oljesyra, eller tvàlar i bildandet av fläckar på stålplåtarna. Andra kompositioner som innehåller mineral- oljor har även denna nackdel eller är inte speciellt effek- tiva smörjmedel. Det har även föreslagits att använda kompositioner som innehåller polybutener eller liknande polymerer istället för mineraloljor, men dessa komposi- tioner uppfyller inte kraven som för närvarande ställs på behandlingen av stálplátar, i synnerhet tillåter de ' inte höga produktionshastigheter.

Tillfredsställande kompositioner måste besitta vissa egen- skaper som nu fordras av industrin. De måste vara till- räckligt flytande för att snabbt kunna anbringas pà stál- plàtarna. I övrigt fordras det att kompositionerna bör vara lätt borttagbara från de pressade plåtarna, efter det att plàtarna har bearbetats. Dessutom fordrar en del industrier, såsom den automatiska industrin, att komposi- tionerna förblir beständiga under termiska behandlingar av de belagda stålplàtarna vid temperaturer som kan uppgå till 140oC och mer.

Således finns det ett behov av rostskydds- och smörjkom- positioner som uppfyller vissa specifika och ofrånkomliga krav. För att vara mera exakt måste kompositionerna: a) tilldela ett effektivt skydd mot rostbildning under lagring av plátstál både till rullar av stålplåtar och till orullade och pressade plåtar, 3 461 984 b) besitta en smörjverkan för att göra pressandet av plåtarna lättare, c) förbli beständiga vid temperaturer av ca 140°C, och d) vara kapabla att lätt och fullständigt borttagas fràn plåtarna medelst vanliga lösningsmedel eller alkaliska lös- ningar.

Rostskydds/smörjmedelskompositionerna måste även vara lätt anbringbara, ogiftiga och billiga.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning syftar till att tillhandahålla kompo- sitioner som uppfyller dessa krav och besitter dessa egen- skaper.

I enlighet därmed tillhandahåller den föreliggande uppfinningen rostskydds- och smörjkompositioner som innefattar en blandning äVï a) blandning A som innehåller 65 till 95 vikt-% mineralolja med en viskositet av 15 x 10-6 till 30 x 10-6 m2/sek vid 40°C och 5 till 35 vikt-% av ett basiskt kalciumsalt av en alkylarylsul- fonsyra 'tillblandat med en annan förening' mot rostbildning, vilken förening utvalts bland oxidationsprodukter av petrola- tum, kalciumsalter av oxidationsprodukter av petrolatum och kalciumsalter av mahognysulfonsyra, och b) blandning B i en mängd av 0,75 till 5 vikt-% med avseende pà vikten av blandning A, varvid blandning B innehåller en mättad högre fettsyra med 12 till 18 kolatomer, en mättad non-jonaktiv, ytaktiv förening som är utvald från gruppen bestående av produkterna från kondensation av 1 till 6 grupper etylenoxid och/eller propylenoxid med högre fettalkoholer, alkylfenoler 461 984 4 eller fettsyraestrar, och en värmebestândig, antioxiderande fenolförening med formeln ÜH UH I'\J R \ m2 / I 1 u _, I varvld R ar H eller CH3 och R2 ar H eller en alkylradlkal som innehåller 1 till 4 kolatomer.

J! 5 461 984 Huvudkomponenten hos vätskekompositionerna hos den förelig- gande uppfinningen är en mineralolja, vilken, av giftighets- skäl, har en låg aromatisk halt. Föredragna mineraloljor är nafteniska eller paraffinska oljor som har en viskosi- tet inom variatíonsvidden 15 x 10-6 till 30 x 10-6 m2/sek, i synnerhet från 18 x 10-6 till 25 x 10-6 m2/sek, vid 40OC. Mängden av mineralolja i blandningen A kan variera från 95 till 65 vikt-% och företrädesvis från 90 till 75 vikt-%.

Resten av blandningen A innefattar ett basiskt kalcíumsalt av en alkylarylsulfonsyra, vilket verkar som en rostförhind- rande förening. De motsvarande bariumsalterna är också rostförhindrande föreningar, men användandet av dessa är nu förbjudet i många länder av giftighetsskäl. Andra salter, såsom alkaliska och magnesiumsalter, är mindre effektiva och nâgra av dem bildar fläckar på de behand- lade stålplàtarna. Kalciumsalter av alkylarylsulfonsyra är därför föredragna att användas. Dessa föredragna syror har den allmänna formeln RnAr SO3H, varvid Ar är en aryl- radikal, såsom bensen, naftalen och antracen, R är en rak eller förgrenad alifatradikal som i allmänhet besitter 7 till 12 kolatomer och n är 2 eller 3. Utväljandet av sulfonsyran beror på dess pris och effektiviteten hos dess kalciumsalt med avseende på dess rostskyddsegenska- per. Kalciumsalter av dialkylnaftalensulfonsyror, sådana som dinonylnaftalensulfonsyra, kan fördelaktigt användas.

Kalciumsaltet är ett basiskt salt. Basiciteten bestäms genom titrering och uttrycks genom antalet milligram av KOH som skulle behövas för neutraliserande av mängden av syra som har använts för neutralisationen av kalcium- saltet (förfarande ASTM D.664). I kompositionerna hos denna uppfinning har kalciumsalterna en basicitet som kan variera inom vida gränser och kan nå upp till 300, men som vanligtvis är mellan 10 och 60. 461 984 Kalciumsaltet av alkylarylsulfonsyra används i en till- blandning med en'annan roštskyddsförening som kan vara en oxidationsprodukt av petrolatum, ett kalciumsalt av oxidationsprødukter av petrolatum eller ett kalciumsalt av nahogny- sulfonsyra. 0 Mikrokristallina vaxer, som även kallas netrolatum, kan oxideras och de erhållna oxidaten som även deras kal- ciumsalter kan användas som rostförhindrande föreningar.

En annan grupp av rostskyddsprodukter består av kalcium- salter av mahognysulfonsyra. Dessa syror erhålls genom att petroleum bringas att reagera med en stark sulfone- ringsagens, såsom oleum, och de är oljelösliga. Petroleum- oxidaten, deras kalciumsalter och kalciumsalterna av mahognysulfonsyra är förenliga med kalciumsalterna av alkylarylsulfonsyra och de förbättrar rostskyddsegenska- perna hos den sistnämnda.

De respektive mängderna av kalciumsalt av alkylarylsul- fonsyra å ena sidan och petroleumoxidat, kalciumsalt av petroleumoxidat eller kalciumsalt av mahognysulfonsyra å andra sidan, kan variera inom vida gränser, såsom från 80:20 till 20:80. T ex kan med fördel blandningar av rost- skyddsföreningar som innehåller 50 till 60 vikt-% av pet- roleumoxidat och 50 till 40 vikt-% av kalciumsalt av di- nonylnaftalensulfonsyra användas.

Kompositionerna enligt den föreliggande uppfinningen inne- håller även en mättad alifatisk kraboxvlsyra som har 12 till 18 kolatomer, såsom laurin-, myristin- eller stearin- syra, eller en blandning av dessa syror, såsom fettsyrorna som erhålls från kokosnötter eller sojanönor. Det har befunníts att mättade fettsyror är mera passande än omät- W tade syror, eftersom användandet av de sistnämnda resul- terar i bildandet av fläckar på de behandlade plåtarna.

I övrigt förbättrar upptagandet av mättade fettsyror i de uppfinningsenliga kompositionerna inte bara rostskydds- 7 461 984 egenskaperna hos dessa kompositioner utan även deras smörj- effekt. Dessutom genomgår åtminstone en del av de mättade fettsyrorna en förtvålningsreaktion i de uppfinnings- enliga kompositionerna och de resulterande tvàlarna gör det efterföljande borttagandet av rostskyddskompositio- nerna från plåtarna för att rengöra metallplåtarna lättare.

Detta rengöringssteg förbättras genom upptagande av en non-jonaktiv vätningsagens eller en ytaktiv substans i de uppfinningsenliga kompositionerna. I övrigt förbättrar den non-jonaktiva vätningsagensen adhesionen av komposi- tionerna pà metallplåtarna. Typiska non-jonaktiva agenser är produkterna som bildas genom kondensation av 1 till 6 grupper av etylenoxid och/eller propylenoxid på högre fettalkoholer, alkylfenoler eller fettsyraestrar.

De uppfinningsenliga kompositionerna innefattar även ett fenoliskt anti-oxideringsmedel som skyddar filmen som erhålls genom anbringandet av dessa kompositioner på me- tallplåtar mot den skadliga inverkan av ljus och mot oxi- dation.

Utväljandet av fenolföreningen beror inte enbart på dess pris utan även på dess värmebeständighet. Faktiskt kan metall- plåtarna som har belagts med de skyddande kompositionerna utsättas för en termisk behandling vid temperaturer som kan nå upp till 14000 eller mer. Efter denna behandling måste kompositionerna fortsätta att utföra sin skyddande verkan. Anti-oxideríngsagenser som har den allmänna for- meln: ÛH OH 461 984 8 föredrages. I denna formel är R1 H eller CH3 och R2 är H eller en alkylradikal som innehåller 1 till 4 kolatomer.

Exempel på sådana anti-oxideringsagenser är metylen-bis- fenol, metylen-bis-(4-metyl-6-tert.butylfenol) och bland- ningar av dessa.

Den totala mängden fettsyra, non-jonaktiv ytaktiv agens och anti-oxideringsfenolförening (eller blandning B) är vanligtvis 0,75 till 5 vikt-% med avseende på vikten av blandning A. Denna blandning B innehåller en huvuddel av mättade alifatiska monokarboxylsyror, varvid mängden av dessa syror i blandning B företrädesvis är i området av 50 till 75 vikt-%. De båda andra komponenterna av tflandning B används i väsentligen lika mängd.

De uppfinningsenliga kompositionerna uppfyller de ovan nämnda kraven. Dessa fördelaktiga egenskaper resulterar av den synergetiska effekten hos några av komponenterna.

T ex verkar det vara riktigt att kalciumtvålar framställs in situ i dessa kompositioner av fettsyrorna och/eller av petroleumoxidatet. Dessa kalciumtválar förbättrar smörj- effekten hos kompositionerna, säkerställer en bättre sprid- ning på metallplàtarna och gör borttagandet av belägg- ningen medelst lösningsmedel eller alkaliska lutar lättare.

För övrigt uppvisar kompositionerna en låg viskositet och därför är de lätta att anbringa på metallplàtarna med bildande av en vidhäftande beläggning. Rullarna med belagda plåtar kan därefter rullas ut och pressas utan någon bristning eller bildande av sprickor i beläggningen.

Detta karaktäristika är speciellt viktigt och uppnås när kompositionerna enligt uppfinningen appliceras inte bara på stålplàtar utan även pà zinkbelagda plåtar, eftersom dessa kompositioner är mycket förenliga med zink.

Fastän uppfinningen har beskrivits under hänvisning till specifika utföranden kan modifikationer göras av en 11 9 461 984 fackman på uppfinningens område utan att avlägsna sig från ramen av uppfinningsidén. T ex kan kompositionerna enligt uppfinningen även innehålla en liten mängd vax, polyvalent metallfosfat, mera speciellt ett fosfat av en metall ur grupp IV A, ytterligare oxidations- och/eller ljusstabiliserande agenser eller andra liknande tillsat- Ser .

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN AV UPP- FINNINGEN De följande exemplen hjälper till att ytterligare illustrera den föreliggande uppfinningen och är inte avsedda att begränsa denna uppfinning.

Exempel 1 En blandning A som innehåller: 90 viktsdelar naftenisk olja, 10 viktsdelar av en blandning av kalciumsalt av dinonyl- naftalensulfonsyra (5 delar) och oxidationsprodukter av petrolatum (5 delar) i framställdes vid en temperatur av 60°C, under omrörning.

En blandning B tillsattes till blandning A, varvid bland- ning B innehöll (vikt-% med avseende på vikten av bland- ning A): 0,3% metylen-bis-(4-metyl-6-tert.butylfenol), 0,3% etoxylerad 1æflfiflaUKm01 (6 grupper av etylenoxid) och 1,5% smält stearinsyra.

Blandningen av blandningarna A och B var en oljig, trans- parent vätska som hade en densitet av 0,86 g/cm3 vid 461 984 1° 20°C, en viskositet av 21 x 10-6 m2/sek vid 4OOC och en grumlingspunkt av 7OC.

Kompositionen anbringades på stàlplattor och bildade en film som uppvisade en tjocklek av 3 mikrometer.

Rostskyddsegenskapen hos den skyddande filmen bestämdes medelst saltspraytesten (ASTM B.117;5% NaCl). Rost började dyka upp först efter 24 timmar.

Bestämningen av smörjförmàgan hos kompositionerna under pressningstester utfördes enligt Erichsen-förfarandet (norm DIN 50101) för uppskattande av pressningsdugligheten hos en metallplàt. Den testade kompositionen jämfördes med en standardiserad referenssmörjolja som är en grafit- innehållande smörjolja definierad enligt denna norm DIN 50101. Man använder Erex indexet som beräknas enligt for- meln: Erex index = på x 100 pG varvid pL = pressningsdjup (i mm) med den testade kompo- sitionen, och pG = pressningsdjup (i mm) med referenssmörjoljan.

Erew indexet hos kompositionen enligt detta exempel var 94,2.

Jämförelsevis framställdes följande kompositioner: Jämförelsekompositíon A: Denna komposition var liknande kompositionen i exemplet, men den var fri fràn fettsyra. 1* 461 984 Rost uppstod efter 7 timmar.

Jämförelsekomposition B: Denna komposition var liknande komposítionen i exemplet, men den var fri från fenolförening och från non-jonaktiv ytaktiv substans.

Rost uppstod efter 12 timmar.

Jämförelsekomposition C: Denna komposition var liknande komposítionen i exemplet, men den var fri från fettsyra och från non-jonaktiv yt- aktiv substans.

Rost u -stod efter 4 timmar.

Jämförelsekomposition D: Denna komposition var liknande komposítionen i exemplet, men en anjonaktiv ytaktiv substans (sorbitolmonooleat) användes istället för den non-jonaktiva ytaktiva sub- StänSGfi .

Rost uppstod efter 12 timmar.

Jämförelsekomposítion E: Denna komposition var liknande komposítionen i exemplet, men den var fri från oxidationsprodukter av petrolatum.

Rost uppstod efter 12 timmar. För övrigt upptäcktes det efter borttagande av komposítionen att metallplâten var fläckig. 12 461 984 Exempel 2 En komposition framställdes genom användande av en bland- ning A som innehöll: 6 90 viktsdelar naftenisk olja (viskositet: 20 x 10* m2/sek vid 4o°c), 5 viktsdelar kalciumsalt av dinonylnaftalensulfonsyra, och 5 viktscelwr kalciumsalt av mahognysulfonsvra.

Blandningan B var den samma som i exempel 1.

Följande resultat uppnåddes: - rost uppstod efter 24 timmar, - Erex index: 93,8.

Exempel 3 En komposition framställdes genom blandande av följande blandningar: Blandning A: 78 viktsdelar mineralolja (viskositet: 22,5 X 1o'6 m2/sek vid 4o°c), 11 viktsdelar kalciumsalt av díbutylnaftalen- sulfonsyra, 11 viktsdelar kalciumsalt av oxidationsprodukter av petrolatum.

Blandning B: (viktsdelar med avseende på vikten av bland- ning A) 0,3 delar metylen-bisfenol, 0,5 delar etoxylerade högre alfatiska alkoholer C12-C14 (4 grupper etylenoxid), 1,5 delar kokosnötsfettsyra. 13 461 984 Följande resultat uppnåddes: - rost uppstod efter 22 timmar - Erex index: 92,4.

Claims (8)

461 984 /1/ Patentkrav
1. l. Rostskydds- och smörjkomposition för metallplåtar, k ä n n e t e c k n a d därav, att den består av en blandning aV: a) blandning A som innehåller 65 till 95 vikt-% mineralolja med en viskositet av l5 x 10'6 till 30 x 10-6 m2/sek vid 4006 och 5 till 35 vikt-% av ett basiskt kalciumsalt av en alkylarylsul- fonsyra tillblandat med en annan förening mot rostbildning, vilken förening utvalts bland oxidationsprodukter av petro- latum, kalciumsalter av oxidationsprodukter av petrolatum och kalciumsalter av mahognysulfonsyra, och b) blandning B i en mängd av 0,75 till 5 vikt-% med avseende på vikten av blandning A, varvid blandning B innehåller en mättad högre fettsyra med 12 till 18 kolatomer, en mättad non-jon- aktiv, ytaktiv förening som är utvald från gruppen bestående av produkterna från kondensation av l till 6 grupper etylenoxid och/eller' propylenoxid. med. högre fettalkoholer, alkylfenoler eller fettsyraestrar, och en värmebeständig, antioxiderande fenolförening med formeln: " H D H 0 R- ÉH lf ”F 461 984 varvid Rl är H eller CH3 och R2 är H eller en alkylradikal som innehåller 1 till 4 kolatomer.
2. 2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att blandning A innehåller 75 till 90 % mineralolja.
3. 3. Komposition enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att mineraloljan är en naftenisk eller paraffinsk olja som har en viskositet av ca 18 x 10-6 till 25 x 10-6 m2/sek vid 4o°c.
4. 4. Komposition enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att det basiska kalciumsaltet av alkylarylsulfonsyra utgörs av det basiska kalciumsaltet av en syra med formeln RnAr S03H, varvid Ar är en arylradikal, R radikalen av en alifat som har 7 till 12 kolatomer och n 2 eller 3.
5. 5. Komposition enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att det basiska kalciumsaltet har en basicitet av 1 till 300.
6. 6. Komposition enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att basiciteten är 10 till 60.
7. 7. Komposition enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att viktsförhållandet mellan det basiska kalciumsaltet av alkylarylsulfonsyra i blandning A och de andra komponenterna av blandning A är från 80:20 till 20:80.
8. 8. Komposition enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att blandning B innehåller 50 till 75 vikt-% mättade, högre fettsyror.