AT255624B

AT255624B - Schmiermittel

Info

Publication number: AT255624B
Application number: AT1072765A
Authority: AT
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1964-11-30
Filing date: 1965-11-29
Publication date: 1967-07-10

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Schmiermittel 
 EMI1.1 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 ;Eigenschaften : 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> API-Dichte <SEP> bei <SEP> 15, <SEP> 60 <SEP> C <SEP> 32, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> Farbe, <SEP> ASTM <SEP> 1
<tb> Stockpunkt, <SEP>  C-15
<tb> Flammpunkt, <SEP>  CCOC <SEP> 188
<tb> Brennpunkt, <SEP> 0 <SEP> C <SEP> 224
<tb> Viskosität, <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C <SEP> 103
<tb> Viskositätsindex <SEP> (Dean-Davis) <SEP> 93
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0,01.
<tb> 
 



   Eine Schmiermittelemulsion, die zur Verwendung beim Heisswalzen von Nichteisenmetallen verwendet werden kann, enthält erfindungsgemäss einen überwiegenden Anteil Wasser und einen geringeren Anteil des löslichen Öls. Das Schmiermittel kann eine günstige Kühlung und Schmierung beim Heisswalzen von Aluminium ausüben sowie guten Oberflächenglanz und Beständigkeit gegen Fleckenbildung und Metallaufnahme verleihen. 



   Das Schmiermittel kann   2 - 10   (z. B.   3 - 6) Vol. -%   des Öls enthalten. Das Schmiermittel ist so beschaffen, dass sich eine stabile   Öl-in-Wasser- oder   stabile Wasser-in-Öl-Emulsion voraussichtlich spontan bei der Herstellung ergibt. Diese Emulsionen bilden sich leicht, was vorteilhaft ist, wenn das Mischen des Öls und Wassers am Anwendungsort geschehen soll, beispielsweise durch Rühren oder Mischen mit einem Propellerrührer. Bei der Bildung der Emulsion kann weniger Öl verwendet werden als im Falle, in dem ein übliches lösliches Öl verwendet wird. 



   Eine Schmiermittelemulsion gemäss der Erfindung kann auch einen Zusatz zur Verbesserung ihrer Eigenschaften enthalten. So kann sie ein germizides Mittel enthalten. Dieses Mittel kann in Mengen bis zu 5 (beispielsweise 0,   l-l) Gew.-%   des löslichen Öls vorhanden sein. Beispiele von solchen Mitteln sind eine wässerige Lösung von etwa 40   Gew. -0/0   Formaldehyd (sogenanntes Formalin), ein Phenol, ein Chlorphenol (beispielsweise Tetrachlorphenol), oder ein Phenylphenol (beispielsweise o-Phenylphenol). Ein phenolisches, germizides Mittel wird bevorzugt. Ein weiterer Zusatz kann ein Antioxydationsmittel sein. Eine geringe Menge des Antioxydationsmittels kann verwendet werden, beispielsweise 0, 1 
 EMI2.3 
 



   Bei Verwendung der Ansätze wird die folgende Vorgangsweise gewählt :
Die Fettsäure und ein Teil des Glykols oder Diols werden miteinander vermischt und auf etwa 76, 70 C erhitzt. Dann gibt man Äthanolamin zu. Die Temperatur der entstehenden Mischung wird auf etwa 82, 20 C erhöht und dann für etwa 1 1/2 h auf diesem Wert gehalten, damit die Fettsäure mit dem Äthanolamin reagiert. Die entstehende Mischung wird mit dem Öl bei etwa   37,     8-48, 90 C   abgemischt, worauf die Zugabe der angegebenen Zusätze erfolgt.

   Der Rest des Glykols wird dann zugegeben und die entstehende Mischung wird mechanisch 1/2 h gerührt. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Beispiel 1 : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Gel.-%
<tb> Emery <SEP> 3305 <SEP> Fettsäure <SEP> 15, <SEP> 0
<tb> Diäthanolamin <SEP> 2,0
<tb> Hexylenglykol <SEP> 3,8
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (Dean-Davis
<tb> Viskositätsindex <SEP> 94 <SEP> ; <SEP> Viskosität
<tb> 105 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37. <SEP> 8  <SEP> C) <SEP> 79,2
<tb> 
 
 EMI3.2 
 Beispiel 2 : 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> Gew.-%
<tb> Ölsäure <SEP> 12,0
<tb> Diäthanolamin <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Hexylenglykol <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (das <SEP> gleiche
<tb> wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 82,8
<tb> 100, <SEP> 0.
<tb> 
 



  Beispiels : 
 EMI3.4 
 
<tb> 
<tb> Gew.-%
<tb> Ölsäure <SEP> 17,0
<tb> Triäthanolamin <SEP> 2,2
<tb> Hexylenglykol <SEP> 3,9
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (das <SEP> gleiche
<tb> wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 76,4
<tb> Germizides <SEP> Mittel <SEP> [0, <SEP> 25 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> 0- <SEP> Phenylphenol <SEP> (Dowicide <SEP> C. <SEP> O.)
<tb> + <SEP> 0,25 <SEP> Gew.-% <SEP> 2, <SEP> 3, <SEP> 4, <SEP> 6-Tetrachlorphenol <SEP> (Dowicide <SEP> 6)] <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 100, <SEP> 0.
<tb> 
 



  Beispiel 4 : 
 EMI3.5 
 
<tb> 
<tb> Gew. <SEP> -%
<tb> Emery <SEP> 3305 <SEP> Fettsäure <SEP> 18, <SEP> 0
<tb> Diäthanolamin <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Pentan-l, <SEP> 5-diol <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (das <SEP> gleiche
<tb> wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 75, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> 100, <SEP> 0.
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Beispiel 5 : 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Gel.-%
<tb> Emery <SEP> 3252 <SEP> Fettsäure <SEP> 25,0
<tb> Diäthanolamin <SEP> 1, <SEP> 5
<tb> Hexylenglykol <SEP> 7,5
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (das <SEP> gleiche
<tb> wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 66,0
<tb> 100,0
<tb> + <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> 2, <SEP> 6-ditert. <SEP> -Butyl-4-methylphenol <SEP> und <SEP> 50 <SEP> Gew.Teile/Million <SEP> Dimethylpolysiloxan <SEP> 
<tb> (Dow <SEP> Corning <SEP> Antifoam <SEP> A).
<tb> 
 



   In der nachstehenden Tabelle 1 sind die Eigenschaften der gemäss den Beispielen 1 und 5 angesetzten Öle den Eigenschaften eines Vergleichsöls gegenübergestellt, das nicht gemäss der Erfindung zusammengesetzt ist. 



   Der Ansatz zur Herstellung des Vergleichsöls ist wie folgt zusammengesetzt : 
 EMI4.2 
 
<tb> 
<tb> Gel.-%
<tb> Emery <SEP> 3305 <SEP> Fettsäure <SEP> 20,0
<tb> Diäthanolamin <SEP> 4, <SEP> 1
<tb> Hexylenglykol <SEP> 2,5
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (das <SEP> gleiche
<tb> wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 62,9
<tb> Zinkoxyd <SEP> 0, <SEP> 5
<tb> Lösliche <SEP> Ölbase <SEP> 10, <SEP> 0
<tb> 100,0.
<tb> 
 



  Der Ansatz zur Herstellung der löslichen Ölbase ist wie folgt zusammengesetzt : 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> Gew.-%
<tb> Ölsäure <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Triäthanolamin <SEP> 2,3
<tb> Hexylenglykol <SEP> 3,9
<tb> Wasser <SEP> 6,8
<tb> Natriumsulfonate <SEP> (40 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumsulfonate <SEP> in <SEP> Öl) <SEP> 85,4
<tb> 100, <SEP> 0.
<tb> 
 



   Die Natriumsulfonate haben ein Molekulargewicht von etwa 470.   Sie werden durch Sulfonieren   eines   monoaromatischen,   aus einer Schmierölfraktion stammenden Materials erhalten. So wird ein Raffinat, das ein Molekulargewicht von etwa 375 aufweist, mittels Oleum sulfoniert und mit kaustischer Soda neutralisiert, wobei rohe Natriumsulfonate (etwa 18   Gel.-%   in Öl) erhalten werden, welche dann durch Extraktion mit   tert.-Butylalkohol   und Wasser angereichert werden. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



  Tabelle 1 : 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Ansatz <SEP> gemäss <SEP> Ansatz <SEP> gemäss
<tb> Eigenschaften <SEP> : <SEP> Beispiel <SEP> 1 <SEP> : <SEP> Beispiel <SEP> 5 <SEP> : <SEP> Vergleichsöl <SEP> : <SEP> 
<tb> Dichte, <SEP> 0 <SEP> API <SEP> 29, <SEP> 5 <SEP> 29, <SEP> 4 <SEP> 20,0
<tb> Stockpunkt, <SEP>  C <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP> -23,3 <SEP> -26, <SEP> 1
<tb> Flammpunkt. <SEP> COC, <SEP> 0 <SEP> C <SEP> 129 <SEP> 141 <SEP> 149
<tb> Viskosität, <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C <SEP> 134 <SEP> 113 <SEP> 750
<tb> Anfangs-pH <SEP> 7,9 <SEP> 7, <SEP> 7
<tb> TBN-E <SEP> 9,2 <SEP> 7, <SEP> 4 <SEP> 25,0
<tb> TAN-E <SEP> 25, <SEP> 5 <SEP> 44, <SEP> 3 <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Verhältnis <SEP> TBN-E <SEP> :

   <SEP> TAN-E <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 1,14
<tb> Verseifungszahl, <SEP> mg <SEP> KOH/g <SEP> 29,2 <SEP> 46, <SEP> 0
<tb> Asche <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0. <SEP> 002 <SEP> 1,33
<tb> Wasser <SEP> Spur-0, <SEP> 6
<tb> 
 Tabelle 2 zeigt die Emulsionsstabilität eines Öls gemäss der Erfindung. 



   Tabelle 2 : 
 EMI5.2 
 
<tb> 
<tb> Aluminium <SEP> suspendiert,
<tb> Gew. <SEP> - <SEP> % <SEP> der <SEP> Emulsion <SEP> : <SEP> Aluminium-Emulsions- <SEP> 
<tb> sediment <SEP> stabilität <SEP> 
<tb> Ölemulsion <SEP> nach <SEP> nach <SEP> am <SEP> Boden <SEP> Abscheidung
<tb> 6 <SEP> Vol.-% <SEP> 10 <SEP> min <SEP> 1 <SEP> h: <SEP> nach <SEP> 4 <SEP> h <SEP> : <SEP> in <SEP> 4 <SEP> h <SEP> : <SEP> 
<tb> Ansatz <SEP> nach
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 0,007 <SEP> 0,004 <SEP> Spuren <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 1,0%
<tb> Vergleichsöl <SEP> 0, <SEP> 153 <SEP> a) <SEP> 0, <SEP> 111 <SEP> a) <SEP> schwer <SEP> 1% <SEP> cremeartig <SEP> und
<tb> dicklich
<tb> 
 a) enthält etwa 0,060   Gel.-%   Zinkseifen. 



   Zur Erzielung der oben angeführten Emulsionsstabilitäten gemäss Tabelle 2 wird eine Emulsion aus Öl (6   Vol.-%)   und destilliertem Wasser angesetzt. Dann wird die Abscheidung des Öls und Wassers aus 100 cm3 -Proben am Ende der 4. Stunde gemessen. Die Affinität des Öls für Metall zeigt sich bei einem Versuch, bei welchem Aluminiumspäne (95% gehen durch ein 200 Maschen-Tyler Standardsieb ; 80 bis   900lu   durch ein 325 Maschen-Tyler Standardsieb ;

   lichte Maschenweite 0, 074 bzw.   0, 04   mm) (0,1 Gew.-% der Emulsion) bei Zimmertemperatur mit einer Emulsion von Öl (6   Volt -0/0)   und destilliertem Wasser gemischt werden und die Abscheidungsgeschwindigkeit der Teilchen festgestellt wird, indem eine Probe der Emulsion abfiltriert und die Menge des aus der Probe rückgewonnenen Aluminiums gewogen wird. 



   Aus Tabelle 2 ergibt sich, dass Ansätze gemäss Beispiel 1 im Hinblick auf die Metallaufnahme stabiler und wesentlich besser sind als das Vergleichsöl. 



   Die folgenden Beispiele 6 und 7 veranschaulichen ein Schmiermittel gemäss der Erfindung. 



     Beispiel 6 :   Aus einem gemäss Beispiel 1 angesetzten Öl wurden Wasser-in-Öl-Emulsionen her- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 gestellt. Sie enthielten   5 - 10 Volt -0/0   des Öls. 



   Die Emulsionen wurden beim Heisswalzen von Aluminiumlegierungen 1230,7075 ummantelt, 6053 und 7072 bei einem   8"-3-Ständer-"Bliss"-Tandem-Walzenstuhl   verwendet. 



   Im Rahmen der Erfindung sind die Aluminiumlegierungen als Standardlegierungen angeführt und die Zahlen, die dieselben charakterisieren, beruhen auf den Angaben der American Standards Association (ASA) Publikation H 35. 1-1962. 



   Beim Walzvorgang ergaben sich keine Schwierigkeiten in bezug auf Walzenangriff und Metallaufnahme und es wurde Metall mit einem hellen, glatten Aussehen erhalten. 



   Die Aluminiumspäne in den Emulsionen konnten leicht entfernt werden, wodurch die Emulsionen eine lange Gebrauchsdauer aufwiesen. 



     Beispiel 7 : Wasser-in-Öl-Emulsionen   wurden aus einem nach Beispiel 5 angesetzten Öl hergestellt. Sie enthielten   2,     5-5 Öl.   



   Ein handelsübliches,   germizidesTrishydroxymethylnitromethan (unter der Handelsbezeichnung"Tris   Nitro" hergestellt) wird den Emulsionen zugesetzt. In jedem Falle wurden 0,01   Grew.-%   des Trishydroxymethylnitromethans, bezogen auf das Gewicht des Öls, das zum Ansatz gemäss Beispiel 5 verwendet worden ist, eingesetzt. 



   Die Emulsionen wurden beim Heisswalzen von Aluminiumlegierungen auf einem 8"-3-Ständer-   -"Bliss"-Tandem-Walzenstuhl   verwendet. 



   Die Qualität der gewalzten Legierungen war gut, auch in solchen Fällen, wie sie in Beispiel 6 angegeben sind, und bei den Legierungen 5052 und 5252 mit hohem Magnesiumgehalt. 



   Zur Erhöhung der Lebensdauer wurden nach 3 Wochen Verwendung etwa   10-20 Vol.-%   jeder Emulsion jede Woche durch eine frische Emulsion ersetzt. 



   Am Ende der 3 Wochen betrug der Aschegehalt auf Grund der Anhäufung von Aluminiumteilchen in der Emulsion 0, 03 - 0, 04   Gel.-%.   Vergleichsweise betrug der Aschegehalt eines handelsüblichen löslichen Öls am Ende von 3 bis 4 Wochen   0, 12 Gew.- b,   und das Öl war zu verwerfen. 



   Das frische handelsübliche, lösliche Öl hatte als typische Eigenschaften ein Verhältnis von TBN-E zu TAN-E von 0, 57, eine Verseifungszahl von 26,9 und eine API-Dichte von 25,8. 



   Der pH-Wert jeder Emulsion war relativ konstant bei etwa 7, was zeigte, dass die Emulsionen eine gute Beständigkeit gegen Luftoxydation aufwiesen. 



   Jede Emulsion blieb relativ frisch bei einer niedrigen Bakterienzahl von 2 Millionen. In deutlichem Gegensatz dazu hatte das handelsübliche, lösliche Öl nach 3 Wochen oft eine Bakterienzahl von 100 Millionen bis 200 Millionen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Lösliches Öl, das zum Vermischen mit Wasser geeignet ist, enthaltend ein Reaktionsprodukt einer Fettsäure und eines Alkanolamins ; eine freie   Fettsäure ;   ein Alkylenpolyol ; und eine grössere Menge eines Mineralschmieröls mit einem Viskositätsindex (Dean-Davis) von wenigstens 80, wobei das Verhältnis der Gesamtbasenneutralisationszahl (TBN-E) des löslichen Öls zur Gesamtsäureneutralisationszahl (TAN-E) des löslichen Öls   0.   15-0, 4 beträgt.

Claims

2. Lösliches Öl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Reaktionsprodukt und freie Säure ein durch Behandeln einer Fettsäure mit einem Alkanolamin erhaltenes Produkt enthält. EMI6.1 <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 das Reaktionsprodukt von Diäthanolamin ableitet.

11. Lösliches Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es 2-8 Gew.-% Alkylenpolyol enthält.

12. Lösliches Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylenpolyol ein Alkylendiol ist. EMI7.2 xylenglykol ist.

15. Lösliches Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Gesamtbasenneutralisationszahl (TBN-E) des löslichen Öls zur Gesamtsäureneutralisationszahl (TAN-E) des löslichen Öls 0, 15 - 0, 3 beträgt. EMI7.3 Schmieröl einen Viskositätsindex nach Dean-Davis von 90 bis 100 aufweist.

17. Lösliches Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schmieröl eine Viskosität von 75 bis 250 SUS bei 37, 8 C aufweist.

18. Lösliches Öl nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl eine Viskosität von 100 bis 150 SUS bei 37, C aufweist. EMI7.4 Trishydroxymethylnitromethan ist.

21. Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Antioxydationsmittel enthält.

22. Lösliches Öl nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass es als Antioxydationsmittel 2, 6-ditert.-Butyl-4-methylphenol enthält.

23. Schmiermittel zur Verwendung beim Heisswalzen von Nichteisenmetallen, enthaltend Wasser und 2-10 Vol.-% eines löslichen Öls nach einem der Ansprüche 1 bis 22.