CH240801A - Verfahren zur Herstellung von Emulsionen des Typs Öl in Wasser, insbesondere zur Verwendung als Kühl- und Schmiermittel bei Werkzeugmaschinen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Emulsionen des Typs Öl in Wasser, insbesondere  zur     Verwendung    als     Kühl-    und     Schmiermittel    bei Werkzeugmaschinen.    Es ist bekannt, dass mit Wasser verdünn  bare Emulsionen vom Typ 01 in     Wasser,    wie  sie     unter        anderem    als Schneideflüssigkeit,  das     heisst    als Schmierkühlmittel, bei der Be  arbeitung von Metallen mit schneidenden  Werkzeugen, verwendet werden, durch     Ver-          seifung    von Produkten,

       wie    beispielsweise       Tallöl    oder     Tallölsäuren        (Tallölfettsäuren)     oder auch von     tierimhen    und pflanzlichen       ölen,    wie Tran und     Rüböl,    hergestellt wer  den     können.    Die dabei erhaltenen Emulsionen       sind    aber in bezug auf ihre Standfestigkeit  oft nicht so gut wie zu     wünschen    wäre, und  insbesondere     sind    sie     empfindlich    gegen       gälte,    so dass die Emulsionen brechen, wenn  sie starker gälte ausgesetzt werden.

   Über  raschenderweise hat es sich nun nach vorlie  gender     Erfindung    gezeigt, dass     äusserst    sta  bile,     mit    Wasser     verdünnbare    Emulsionen des  Typs 01 in Wasser durch Zufügung von  Alkali und Wasser zu einer freie Säure ent  haltenden     öligen-    Flüssigkeit dadurch her  gestellt werden können, dass man zu     einer     öligen Flüssigkeit mit einer Säurezahl von    wenigstens<B>7,0</B> bei einer Temperatur von 100  bis 120 C wässeriges Alkali,

   hierauf höch  stens wenig     Alkali    enthaltendes Wasser und  schliesslich bei einer     Temperatur    von 45 bis       60     C nochmals wässeriges Alkali hinzufügt,  wobei die gesamte     Alkalimenge    so     gross    ist,  dass das Enderzeugnis einen zwischen 8 und  9 liegenden     p$-Wert    erhält. Es hat sich ge  zeigt, dass bei der Herstellung der Emulsion  in dieser Weise der     Dispersionsgrad    der dis  persen Phase der Emulsion äusserst hoch wird,  in     gewissen    Fällen sogar so hoch, dass die  Emulsion klar und durchsichtig wird.

   In  folge dieses hohen     Dispersionsgrades    wird die       Emulsion        überaus    stabil, so dass sie :sogar       Gefrierung    in feste Form und     Wiederauf-          tauung    sowie auch ziemlich hohe     Erwärmung     verträgt, ohne Schaden zu erleiden, was für  die Lagerung., den Versand und die Verwen  dung der Emulsion als Schneideflüssigkeit  von     nicht    geringer praktischer     Bedeutung    ist.  



  Es hat sich erwiesen, dass bei der Herstel  lung von Emulsionen aus     Tallöl    oder     Tall-          ölsäuren        (Tallölfettsäuren)    durch     Verseifung         der Nachteil eintritt, dass die gewonnene       Emulsion    trocknend und somit     pechend    wird.  Dieser Nachteil kann durch     Krackdestillation     des     Tallöls    oder der     Tällölsäuren    vermieden  werden.

   Durch die     Krackdestillation    wird die  Säurezahl herabgesetzt; aber es hat sich ge  zeigt, dass die     Krackdestillation    zwecks Er  reichung des mit derselben beabsichtigten  Effektes nicht weiter betrieben zu werden  braucht, als dass das Destillat noch eine  Säurezahl von wenigstens 70 aufweist.

   In  dieser Weise behandeltes     T'allöl        bezw.        Tall-          ölsäuren        (Tallölfettsäuren)    mit einer Säure  zahl von wenigstens 70 eignet sich besonders  als Ausgangsstoff für das erfindungsgemässe  Verfahren, wobei eine klare, stabile und  gleichzeitig nicht trocknende oder     pechende     Emulsion erhalten     wird.     



  Ausser     Tallöl    oder     Tallölsäuren        (Tallöl-          fettsäuren)    kommen für das Verfahren nach  der Erfindung auch tierische Öle (beispiels  weise Tran) sowie pflanzliche Öle (beispiels  weise     Rüböl)    in Frage, die von solcher Art  oder so vorbehandelt worden sind, dass ihre  Säurezahl wenigstens 70 beträgt. Eine solche       Vorbehandlung    kann zum Beispiel im Falle  des     Rüböls    in einer weit betriebenen Erhit  zung bestehen, wodurch das     Rüböl    umgewan  delt und die     ,Säurezahl    erhöht wird.

   Mineral  öle und Teeröle sowie tierische oder pflanz  liche Öle mit zu niedriger Säurezahl werden  für das Verfahren brauchbar, wenn sie mit       tierischen    oder pflanzlichen Ölen. mit hoher  Säurezahl oder mit     Fettsäuren,    zum Beispiel       Olein    oder     Tallölfettsäuren,    oder mit andern  geeigneten Säuren vermischt werden, derart,  dass die Mischung eine Säurezahl von wenig  stens 70 aufweist.  



       Verschmierseifung,    das heisst     Verseifung     mit     galiumhydroxyd,    ist der     Verseifung    mit       Natriumhydroxyd        vorzuziehen.    Bei Verwen  dung von     Natriumhydroxyd    werden nämlich  bei Zimmertemperatur unlösliche oder aus  flockende Seifen gebildet. Bei der Ausschei  dung von diesen erhält man aber ein auch bei       Zimmertemperatur    klares Erzeugnis, das  jedoch dünner ist als das, welches man bei der       Verwendung    von     Kaliumhydroxyd    erhält.

      Auch flüchtiges Alkali (Ammoniak) kann  verwendet werden, aber infolge der Flüchtig  keit des Ammoniaks wird das Erzeugnis labil  bei Aufbewahrung oder Verwendung unter  solchen Umständen, dass das Ammoniak Ge  legenheit zur Verflüchtigung bekommt. Für  die meisten praktischen Zwecke kommt des  halb     flüchtiges    Alkali nicht in Frage.  



  Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ausser  dem Alkali kleine Mengen von Salzen hinzu  zusetzen, besonders Phosphate, zum Beispiel       Natriumdiphosphat,    was, wie es sich gezeigt  hat, eine Verbesserung des Erzeugnisses hin  sichtlich dessen Eigenschaften als Schneide  flüssigkeit bewirkt.  



  <I>Beispiel 1:</I>  Das Ausgangsmaterial (das     Tallöl,    die       Tallölsäuren        [Tallölfettsäuren],    das     -Öl    oder  die     Ölmischung)        wird    vorsichtig bis auf 100  bis 110  C erwärmt. Auf dieselbe Temperatur  wird eine für die     Verseifung    nur eines Teils,  zum Beispiel 60 %, der in dem Ausgangs  material     vorkommenden    freien Säuren berech  nete Menge in Wasser gelösten Alkalis er  wärmt, die unter kräftigem Umrühren nach  und nach hinzugesetzt wird.

   Wenn die Re  aktion abgeschlossen ist, wird unter kräftigem  Umrühren eine zweckmässig bemessene Menge  bis auf etwa 80  C erwärmten, vorzugsweise  enthärteten Wassers allmählich hinzugesetzt.  In dem Masse,     wie    das Wasser hinzugefügt;  wird,     nimmt    die Masse eine immer dickere  Konsistenz und     ein        sahnenartiges    Aussehen an.  <B>Es</B> wird nun eine kleine Menge     Natrium-          diphosphat    oder ein anderes entsprechend       wirkendes    Salz in Wasser gelöst hinzugesetzt.  Nachdem auch diese Lösung in der Masse gut  vermischt worden ist, wird diese auf zwischen  50 und 55  C abgekühlt.

   Zu dieser Masse, die  das Wasser als     disperse    Phase enthält und  deshalb nicht wasserlöslich ist,     wird    unter  starkem Umrühren     eine    so bemessene Menge  in Wasser gelösten Alkalis von Zimmer  temperatur gefügt, dass diese zur vollständi  gen     Verseifung    des     Restes    der freien Säuren  und zur Erzielung     eines:.pH-Wertes    von 8-9  im     Enderz*s-4usxeicht.    Der letztgenannte           Alkalizüsatz    muss vorsichtig vor sich gehen:

         Wenn    ein Teil der fraglichen     Alkalimenge     hinzugesetzt worden ist, ändert die Masse wie  der ihre physikalische     Struktur,    indem sie  halbdurchsichtig und blank wird. Bei wei  terem     Alkalizusatz    geht die Masse in eine  sehr     dicke    und plastische, zähe, aber durch  scheinende Form über, die sich noch     immer     nicht in Wasser löst. Bei Zusatz von mehr  Alkali geht die Masse in eine relativ dünn  flüssige, etwas     milchartige    Flüssigkeit über,  die das<B>01</B> als     disperse    Phase enthält     und     sich deshalb in Wasser löst.

   Bei weiterem       Alkalizusatz    wird die     Flüssigkeit    vollkom  men klar und durchsichtig oder nur schwach  opalisierend. Während des ganzen allmäh  lichen Zusatzes der letzten     Alkalimenge    muss  für jeden kleinen Zusatz von Alkali genau  darauf geachtet werden, dass die Masse voll  kommen homogen ist, bevor der nächste     kleine          Alkalizusatz    hinzugefügt wird.  



  Der Zusatz von     Natriumdiphosphat    be  einträchtigt den     Verseifungsvorgang    nicht,  aber selbstverständlich muss auf die     Alkalität     des :Salzes bei der Berechnung derjenigen  Menge Alkali, die verwendet werden soll,       Rücksicht    genommen werden. Es ist nämlich  für die Erreichung des Hauptergebnisses von  Wichtigkeit, dass der Herstellungsvorgang  derart ausgeführt wird, dass das Enderzeug  nis einen zwischen 8 und 9, vorzugsweise     bei     8,5 oder in der Nähe davon, liegenden       p11-Wert    erhält.  



  <I>Beispiel 2:</I>  4 Gewichtsteile     eines    durch     Krackdestilla-          tion    von     Tallöl    oder     Tallölsäuren        (Tallölfett-          säuren)    gewonnenen Destillates     mit        einer     Säurezahl von 96,6, gegebenenfalls     mit    Zu  satz     einer        kleineren    Menge eines geeigneten       geruchverdrängenden    Parfüms werden bei  einer     Temperatur    von 100-107  C mit 0,

  4  Gewichtsteilen auf ungefähr dieselbe Tem  peratur erwärmter 47prozentiger     Kalilauge          portionenweise    und unter starkem Um  rühren versetzt, und danach werden eben  falls unterstarkem Umrühren 5 Ge  wichtsteile auf     etwa    80  C     erwärmten,    ent-    härteten Wassers zugesetzt.     Hierbei    wird eine  dicke     sahnenartige    Masse gebildet.

   Nach oder  gleichzeitig mit dem Wasserzusatz wird  0,1 Gewichtsteil     in    Wasser (dem Wasser) ge  lösten     Natriumphosphates        zugefügrt.    Nach  Temperaturherabsetzung auf etwa 50 C wird  eine     zur    vollständigen     Verseifung    des Restes  der freien Säuren und zur Erreichung eines       pH-Wertes    von 8-9 in dem Enderzeugnis er  forderliche Menge Alkali, und zwar etwa  0,3     Gewichtsteil    47prozentiger Kalilauge von       Zimmertemperatur    vorsichtig und unter Um  rühren hinzugesetzt.

       Die    sahneähnliche Masse  geht hierbei schliesslich in eine klare und  durchsichtige     Flüssigkeit    über, welche bei  Verwendung als Schneideflüssigkeit unter  Beibehaltung von ausreichenden schmieren  den und kühlenden     sowie    dem Rosten ent  gegenwirkenden     Eigenschaften        in        ziemlich     hohem     Verhältnis    mit     Wasser    verdünnt wer  den kann.  



  <I>Beispiel<B>3:</B></I>  <I>'</I>  Ein Gemisch von 2,50 kg     Spindelöl    oder*  eines andern Mineralöls und 1,50 kg     Olein     werden bei     einer    Temperatur von etwa 100  C       portionenweise    und     unter    kräftigem Umrüh  ren mit 0,30, kg auf ungefähr dieselbe Tem  peratur erwärmter 47prozentiger Kalilauge  versetzt.

   Danach wird, ebenfalls unter kräf  tigem Umrühren, 5,46 kg     erwärmten,    vorteil  haft weichen Wassers zugesetzt, und gleich  zeitig mit oder nach dem     Wasserzusatz     0,10 kg     Natriumdiphosphat        hinzugefügt.     Nach Temperaturherabsetzung auf     etwa        50 '    C  wird 0,14 kg 47prozentiger Kalilauge vor  sichtig und     unter        Umrühren    zugesetzt.

   Die  sich ergebende Emulsion wird klar und  äusserst stabil.     Eine        Parfümierung    des Er  zeugnisses     ist        in    diesem     Ausführungsbeispiel     für die meisten     Verwendungszwecke    nicht er  forderlich.

   Dagegen kann sich ein     kleiner    Zu  satz von zum Beispiel     Natriumbenzoat    oder  einem andern     Konservierungsmittel    als rat  sam     erweisen    mit Rücksicht auf die Neigung  der     Schmierseifen    der Ölsäure     zum        Schim-          meln.    Die gewonnene Emulsion ist in einem  höheren Grade     verdünnbar    als die nach Bei  spiel e.

        <I>Beispiel</I>  Ein     Gemisch    von 2,4 kg Mineralöl und  1;6 kg     Tallölfettsäure        wird    bei einer Tempe  ratur von ungefähr 100  C     portionenweise    und  unter kräftigem     Umrühren    mit 0,3 kg auf  ungefähr dieselbe Temperatur erwärmter       47prozentiger        Kalilauge        versetzt.    Danach  wird, ebenfalls unter kräftigem Umrühren,  5,6 kg erwärmten Wassers zugesetzt, und  gleichzeitig     mit    oder nach dem Wasserzusatz  wird 0,1 kg     Natriumdiphosphat    hinzugefügt.

    Nach Herabsetzen der Temperatur bis auf       etwa    50  C wird 0,17 kg 47prozentiger     gäli-          lauge    vorsichtig und unter Rühren zugesetzt.       ssei    einer passenden     Gelegenheit        während,des     Laufes der Herstellung oder gegebenenfalls  erst     in    dem fertigen Erzeugnis wird 0,001 kg       irgendeines    geeigneten     Parfüms    zugesetzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von mit Was ser verdünnbaren Emulsionen des Typs 01 in Wasser durch Zufügung von Alkali und Wasser zu einer freie Säure enthaltenden öligen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, däss man zu einer öligen Flüssigkeit mit einer Säurezahl von wenigstens 70 bei einer Tem peratur von 100-120 C wässeriges Alkali, hierauf höchstens wenig Alkali enthaltendes Wasser und schliesslich bei einer Temperatur von 45-60 C nochmals wässeriges Alkali hinzufügt,

   wobei die gesamte Alkalimenge so gross ist, däss das Enderzeugnis einen zwi- schen $ und 9 liegenden pH-Wert erhält. UNTERANSPRÜCHE: i. Verfahren nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als ölartige Flüssigkeit Mineralöl verwendet wird, das mit einem die Säurezahl auf wenigstens 70 erhöhenden Zusatz vermischt wurde. 2.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als ölartige Flüs sigkeit Teeröl verwendet wird, das mit einem die Säurezahl auf wenigstens 70 erhöhenden Zusatz vermischt wurde. Verfahren nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass als ölartige Flüssigkeit eine Mischung von Mineralöl und Olein verwendet wird. 4. Verfahren nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass als ölartige Flüssigkeit eine Mischung von Mineralöl und Tallölfettsäuren verwendet wird. 5.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine ölartige Flüssigkeit verwendet wird, die dadurch er halten wurde, dass ein 01, dessen Säurezahl niedriger war als 70, einer die Säurezahl auf wenigstens 70 erhöhenden Krachbehandlung unterzogen wurde. 6. Verfahren nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem eine geringe Menge eines wasserlöslichen Phos phates zugesetzt wird. 7.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine ölartige Flüssigkeit verwendet wird, die durch Krach destillation von Tallöl unter Herabsetzung der Säurezahl auf nicht weniger als 70 er halten wurde.