DE10154105A1

DE10154105A1 - Emulgatorsystem, Korrosionsschutz- und Kühlschmierstoffemulsion

Info

Publication number: DE10154105A1
Application number: DE10154105A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Oelscher; Juergen Geke
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-15
Also published as: US20030087770A1; US6780824B2

Abstract

Emulgatorsystem, enthaltend a) Ethoxylaten/Propoxylaten von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten, b) Fettalkoholen und/oder Fettalkoholpropoxylaten mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und/oder Destillationsrückstand dieser Fettalkohole und c) Phosphorsäureestern, ausgewählt aus: c1) Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit Alkanolen mit 10-20 C-Atomen, c2) Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit ethoxylierten und/oder propoxylierten Alkanolen mit 10-20 C-Atomen und/oder c3) Phosphorsäureestern von Polyethylenglykol- und/oder Polypropylenglykolethern, sowie jeweils deren wasserlöslichen Salzen, im Gewichtsverhältnis a : b : c = 1 : 0,3 : 0,1 bis 1 : 4 : 1; Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem mit diesen Komponenten, Emulsionskonzentrat mit diesen Komponenten, hieraus erhältliche Öl-in-Wasser-Emulsion und deren Verwendung als Reinigungs-, Korrosionsschutz- und Kühlschmierstoffemulsion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Emulgatorsystem, das sich zur Herstellung von schwachschäumenden Öl-in-Wasser-Emulsionen in weichem und in hartem Wasser eignet. Das Emulgatorsystem kann mit geeigneten Carbonsäuren zu einem Korrosionsschutzsystem ergänzt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein ölhaltiges, wassermischbares Emulsionskonzentrat, das das erfindungsgemäße Emulgatorsystem enthält, sowie hieraus hergestellte anwendungsfertige Öl-in-Wasser-Emulsionen. Diese Emulsionen zeigen auch in weichem Wasser nur geringe Schaumneigung und können für unterschiedliche technische Metallbearbeitungsprozesse eingesetzt werden, beispielsweise als Reinigungs-, Korrosionsschutz- oder Kühlschmierstoffemulsionen. Die Emulsionen können auch mit hartem Wasser eingesetzt werden. Sie sind auch bei höheren Wasserhärten stabil und haben den zusätzlichen Vorteil, daß sie Wasserhärte (Calciumcarbonat) dispergiert halten.
Korrosionsschutzemulsionen werden als Passivierungsmittel zum temporären Schutz metallischer Werkstücke vor atmosphärischen, eine Korrosion bewirkenden Einflüssen eingesetzt. Sie enthalten im wesentlichen unpolare oder polare Öle, Emulgatoren, Korrosionsinhibitoren und Wasser. Handelsübliche Systeme basieren auf Ölkonzentraten, die Emulgatoren und Korrosionsinhibitoren, jedoch wenig oder kein Wasser, enthalten. Die verwendeten Emulgatoren und Korrosionsinhibitoren müssen daher öllöslich sein. Für die Herstellung von Öl-in- Wasser-Emulsionen ("O/W-Emulsionen"), die in mit Wasser verdünnter Form zur Anwendung gelangen, müssen derartige Systeme selbstemulgierend sein.
Kühlschmierstoffemulsionen, die bei der spanlosen oder spanabhebenden Umformung von metallischen Werkstücken eingesetzt werden, weisen eine ähnliche Zusammensetzung wie Korrosionsschutzemulsionen auf, da sie ebenfalls eine korrosionsinhibierende Wirkung zeigen müssen. Durch Zusatz geeigneter Schmieradditive läßt sich die Schmierwirkung verbessern.
Allen diesen Emulsionstypen ist gemeinsam, daß sie wegen der eingesetzten Emulgatoren zur Schaumbildung neigen. Die Schaumneigung ist besonders ausgeprägt, wenn das Emulgatorsystem anionische Tenside enthält. Beim Einsatz in hartem Wasser wird die Schaumneigung dadurch verringert, daß die anionischen Tenside mit Calciumionen schwerlösliche Salze bilden können, die schaumhemmend wirken. In weichem bis mittelhartem Wasser, also in Wasser mit weniger als 12° und insbesondere mit weniger als 8° dH, sind derartige Emulsionen wegen der hohen Schaumneigung zumindest dann nicht einsetzbar, wenn im Spritzverfahren gearbeitet wird.

Die DE-A-197 03 083 offenbart ein schaumarmes Emulgatorsystem, bestehend aus

a) Ethoxylaten/Propoxylaten von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten und
b) Fettalkoholen und/oder Fettalkoholpropoxylaten mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und/oder Destillationsrückstand dieser Fettalkohole im Gewichtsverhältnis a : b = 1 : 0,3 bis 0,3 : 1. Dieses Emulgatorsystem ist zur Herstellung von Emulsionen mit weichem Wasser geeignet, da es diesen Emulsionen nur eine sehr geringe Schaumneigung verleiht. Für die Herstellung von Emulsionen mit mittelhartem oder hartem Wasser, d. h. mit Wasser einer Härte von mehr als 8° dH, insbesondere mit mehr als 12° dH, ist dieses Emulgatorsystem jedoch weniger geeignet, da die mit derartigem Wasser angesetzten Emulsionen keine zufriedenstellende Stabilität aufweisen.

Verbessert wird diese gemäß der Lehre der DE-A-199 56 237. Dieses Dokument beschreibt ein Emulgatorsystem, bestehend aus

a) Ethoxylaten/Propoxylaten von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten,
b) Fettalkoholen und/oder Fettalkoholpropoxylaten mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und/oder Destillationsrückstand dieser Fettalkohole und
c) Ethercarbonsäuren der allgemeien Formel (I) oder deren Anionen,

R-O-(CHA-CH₂O)_n-(CH₂)_m-COOH (I)

wobei R für einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkylrest mit 5 bis 22 C-Atomen,
A für Wasserstoff oder eine Methylgruppe,
n für eine Zahl im Bereich von 1,5 bis 15 und
m für eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 3 steht im Gewichtsverhältnis a : b : c = 1 : 0,3 : 0,1 bis 1 : 4 : 1.

Weiterhin offenbart das genannte Dokument ein Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem, bestehend aus
8 bis 40 Gewichtsteilen einer oder mehrerer geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen, oder deren Anionen, und
7 bis 50 Gewichtsteilen Emulgatorkomponente, die sich zusammensetzt aus

a) Ethoxylaten/Propoxylaten von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten,
b) Fettalkoholen und/oder Fettalkoholpropoxylaten mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und/oder Destillationsrückstand dieser Fettalkohole Fettalkohole und
c) Ethercarbonsäuren der allgemeien Formel (I) oder deren Anionen

Weitere Gegenstände des genannten Dokuments sind ölhaltige Emulsionskonzentrate und hieraus erhältliche Korrossionsschutz- und Kühlschmierstoffemulsionen.

Emulsionen gemäß dem vorstehend genannten Dokument, die Ethercarbonsäuren enthalten, zeigen im Praxisbetrieb anfänglich gute Schaumeigenschaften. Jedoch hat es sich in der Praxis gezeigt, daß das Schaumverhalten mit zunehmender Anwendungszeit schlechter wird. In Kühlschmierstoff-Anlagen, die mit entsprechenden Emulsionen befüllt werden, kommt es anfangs nur zu vernachlässigbarem Schäumen. Nach einigen Tagen Einsatzdauer kann jedoch eine unterschiedlich starke und unerwünschte Schaumbildung auftreten. Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Emulgatorsystem, dieses enthaltende Emulsionskonzentrate sowie hieraus erhältliche Korrosionsschutz- und Kühlschmierstoffemulsionen zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Emulgatorsystem, enthaltend

a) Ethoxylate/Propoxylate von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten,
b) Fettalkohole und/oder Fettalkoholpropoxylate mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und
c) Phosphorsäureester, ausgewählt aus
- 1. Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit Alkanolen mit 10-20 C- Atomen,
- 2. Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit ethoxylierten und/oder propoxylierten Alkanolen mit 10-20 C-Atomen und/oder
- 3. Phosphorsäureestern von Polyethylenglykol- und/oder Polypropylenglykolethern sowie jeweils deren wasserlöslichen Salzen.

im Gewichtsverhältnis a : b : c = 1 : 0,3 : 0,1 bis 1 : 4 : 1, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis 1 : 1 : 0,1 bis 1 : 3 : 0,5.

Dabei können alle genannten Alkohole geradkettig, verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein. Geradkettige Alkohole sind besonders bevorzugt. Als Phosphorsäureester der Gruppe c) verwendet man bevorzugt die Monoester der Phosphorsäure mit ethoxylierten, geradkettigen Alkoholen mit 10-20 C-Atomen. Außer den sauren Estern der Gruppe c) können deren wasserlösliche Salze verwendet werden, also Salze, die in den nachstehend beschriebenen Konzentrationsbereichen bei üblichen Arbeitstemperaturen zwischen 15 und 95°C wasserlöslich sind. Hierfür kommen insbesondere die Natrium-, Kalium-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze in Betracht.

Die Verwendung von Phosphorsäureester c) in Reinigungs- und Korrosionsschutzmitteln ist aus EP-B-124 851 bekannt. Die dort aufgeführten Ester sind auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar. Als Phosphorsäureester mit ethoxylierten und/oder propoxylierten Alkanolen mit 10-20 C-Atomen (Gruppe c2) kommen insbesondere solche in Betracht, die 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 14 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxideinheiten aufweisen. Phosphorsäureester der Gruppe c3) lassen sich beispielsweise erhalten, indem man 10 Teile Dipropylenglykol mit 282 Teilen Propylenoxid und 30,5 Teilen Polyphosphorsäure zur Reaktion bringt. Durch Änderung der Mengenverhältnisse erhält man entsprechend abgewandelte Ester.

An die Zusammensetzung des Emulgatorsystems und die molekulare Struktur der verwendeten Emulgatoren sind also enge Anforderungen zu stellen. Zum einen müssen gemäß a) Fettalkoholethoxylate/Propoxylate vorhanden sein, die sowohl 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten als auch 4 bis 8 Propylenoxideinheiten tragen. Diese hydrophileren Komponenten sind zu kombinieren mit den hydrophoberen Komponenten b) unalkoxylierte Fettalkohole mit 12 bis 24 C-Atomen oder deren Alkoxylierungsprodukte mit bis zu im Mittel höchstens 3 Propylenoxideinheiten. Weiterhin ist das angegebene ungefähre Gewichtsverhältnis zu beachten. Dieses Emulgatorsystem kann, wie nachstehend beschrieben, mit weiteren Komponenten zu Reinigungs-, Korrosionsschutz- und/oder Kühlschmierstoffemulsionen ergänzt werden. Das Emulgatorsystem kann jedoch auch als solches in den Handel kommen. Der Abnehmer kann dann mit seiner Hilfe den gewünschten Emulsionstyp zusammenstellen. In einem ersten Schritt kann das Emulgatorsystem mit einer Korrosionsschutzkomponente ergänzt werden, woraus durch Ölzusatz ein Konzentrat für eine Korrosionsschutzemulsion hergestellt werden kann. Daher betrifft die Erfindung in einem zweiten Aspekt ein Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem, enthaltend 8 bis 40 Gewichtsteile einer oder mehrerer geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen, oder deren Anionen, und 7 bis 50 Gewichtsteile Emulgatorkomponente, die sich zusammensetzt aus

a) Ethoxylaten/Propoxylaten von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten,
b) Fettalkoholen und/oder Fettalkoholpropoxylaten mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und
c) Phosphorsäureestern, ausgewählt aus
- 1. Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit Alkanolen mit 10-20 C- Atomen,
- 2. Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit ethoxylierten und/oder propoxylierten Alkanolen mit 10-20 C-Atomen und/oder
- 3. Phosphorsäureestern von Polyethylenglykol- und/oder Polypropylenglykolethern sowie jeweils deren wasserlöslichen Salzen.

im Gewichtsverhältnis a : b : c = 1 : 0,3 : 0,1 bis 1 : 4 : 1, vorzugsweise 1 : 1 : 0,1 bis 1 : 3 : 0,5.

Für die bevorzugt einzusetzenden Alkohole, Phosphorsäureester der Gruppe c) und deren wasserlösliche Salze gelten die vorstehenden Ausführungen.

Da Korrosionsschutzemulsionen üblicherweise neutrale bis basische pH-Werte aufweisen, ist es vorzuziehen, die Carbonsäuren zumindest teilweise in neutralisierter Form, also als Salze, einzusetzen. Als basische Komponente zur Neutralisation eignen sich insbesondere Kalilauge und/oder Alkanolamine, wobei letztere die Korrosionsinhibitorwirkung verstärken. Wegen der Gefahr einer Nitrosaminbildung ist dabei der Einsatz von Dialkanolaminen weniger bevorzugt. Stattdessen verwendet man Monoalkanolamine oder Trialkanolamine oder bevorzugt Mischungen hiervon. Insbesondere werden Ethanolamine eingesetzt.

Die korrosionsinhibierend wirkenden Carbonsäuren können geradkettig oder verzweigt sein. Gemische unterschiedlicher Säuren können besonders vorteilhaft sein. Bevorzugte Beispiele derartiger Carbonsäuren sind Caprylsäure, Ethylhexansäure, Isononansäure und Isodecansäure.

Soll das Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem auch zur Herstellung von Emulsionen geeignet sein, mit denen Leichtmetalle, beispielsweise Aluminium, Magnesium oder jeweils deren Legierungen, behandelt werden sollen, so setzt man dem Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem vorzugsweise Alkylphosphonsäuren mit 4 bis 18 C-Atomen, vorzugsweise mit 6 bis 12 C- Atomen, oder jeweils deren Salze zu. Vorzugsweise enthält das Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem diese Phosphonsäuren bzw. deren Anionen in einer Menge von 0,1 bis 4, vorzugsweise von 0,2 bis 2 Gewichtsteilen. Ein spezielles Beispiel einer geeigneten Phosphonsäure ist n-Alkylphosphonsäure.

Soll das Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem zusätzlich für Emulsionen geeignet sein, die für die Behandlung von Buntmetallen wie beispielsweise Kupfer, Bronze oder Messing geeignet sind, enthält es vorzugsweise Buntmetallinhibitoren. Diese können ausgewählt sein aus der Gruppe der Triazole, insbesondere aus Benzotriazolen und Tolyltriazolen. Das Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem enthält dann vorzugsweise etwa 0,1 bis 1 Gewichtsteile an Buntmetallinhibitoren.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein ölhaltiges, wassermischbares Emulsionskonzentrat, enthaltend
15 bis 50 Gewichtsteile einer Ölkomponente,
30 bis 80 Gewichtsteile des Korrosionsschutz- und Emulgatorsystems nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5
und erwünschtenfalls weitere Hilfs- oder Wirkstoffe.

Ein derartiges Konzentrat kann durch Zugabe der entsprechenden Gewichtsteile einer Ölkomponente zu dem vorstehend beschriebenen Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem erhalten werden. Selbstverständlich ist es möglich, ein derartiges Konzentrat dadurch herzustellen, daß man die Ölkomponente, die einzelnen Emulgatoren des Emulgatorsystems und die Carbonsäuren in beliebiger Reihenfolge zusammenmischt. Dabei kann man die Carbonsäuren direkt als Salze einsetzen. Verfahrenstechnisch vorteilhafter ist es jedoch, die Säuren als solche den anderen Komponenten zuzumischen und erst nach Abmischung mit der Ölkomponente und dem Emulgatorsystem durch Zugabe von Alkalimetallauge, insbesondere von Kalilauge, und/oder Alkanolaminen zu neutralisieren.

Als Ölkomponente können unpolare oder polare Öle petrochemischen oder nativen Ursprungs (= basierend auf pflanzlichen oder tierischen Ölen oder Fetten) eingesetzt werden. Weiterhin sind synthetische Ölkomponenten geeignet. Beispiele einsetzbarer Ölkomponenten sind paraffinisches oder naphtenisches Mineralöl, Dialkylether mit 12 bis 20 C-Atomen und/oder Esteröle.

Als fakultative weitere Hilfs- oder Wirkstoffe sind zu nennen: Schmieradditive allgemein und insbesondere sogenannte "Extreme-Pressure"-Additive (sogenannte EP-Additive), weitere Korrosionsinhibitoren wie beispielsweise Borsäure (auf die jedoch, wie weiter unten angeführt, vorzugsweise verzichtet wird) oder zusätzliche Alkanolamine, Lösevermittler wie beispielsweise Glykole, Glycerin oder Na-Cumolsulfonat. Weiterhin können Biozide zugesetzt werden, die die Standzeit der Emulsion verlängern.

Weiterhin betrifft die Erfindung die anwendungsfertige Öl-in-Wasser-Emulsion, die dadurch erhältlich ist, daß man etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsteile des vorstehend beschriebenen Konzentrats mit etwa 99,5 bis etwa 90 Gewichtsteile Wasser versetzt. Aufgrund der selbstemulgierenden Eigenschaften des Emulsionskonzentrats bildet sich die anwendungsfertige Emulsion beim Versetzen mit Wasser spontan oder nach geringfügiger mechanischer Bewegung wie beispielsweise Rühren. Diese Emulsion kann beispielsweise als Reinigungs-, Korrosionsschutz- oder Kühlschmierstoffemulsion eingesetzt werden. Bei Verwendung von weichem Wasser zum Ansetzen der Emulsion weist diese den großen Vorteil auf, nur wenig zur Schaumbildung zu neigen. Sie ist daher in Spritzverfahren im Temperaturbereich zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt der Emulsion einsetzbar und erfordert keine Mindesttemperatur für Spritzanwendungen. Auch bei der Verwendung als Kühlschmierstoffemulsion macht sich die Schaumarmut positiv bemerkbar.

Die Emulsionen können mit Wasser jeder vorkommenden Härte angesetzt werden, d. h. sowohl mit weichem Wasser mit einer Härte unterhalb von 8° dH oder sogar unterhalb von 4° dH, jedoch auch in mittelhartem oder hartem Wasser, d. h. in Wasser mit einer Härte oberhalb von 8° dH, oberhalb von 12° dH und selbst im Bereich von 30 bis 40° dH. Aufgrund des neuen Emulgatorsystems sind die Emulsionen auch bei den genannten höheren Wasserhärten stabil. Sie weisen den zusätzlichen Vorteil auf, daß Wasserhärte (Calciumcarbonat) dispergiert bleibt und sich nicht auf Werkstücken, Werkzeugen oder Anlagenteilen niederschlägt. Demnach ist es aufgrund der vorliegenden Erfindung möglich, unter Verwendung eines einzigen Konzentrats anwendungstaugliche Emulsionen mit Wasser sehr unterschiedlicher Härtegrade herzustellen. Die Emulsionen sind ausreichend schaumarm, um bei jeder Temperatur gespritzt werden zu können. Sie zeigen auch die erforderliche Langzeitstabilität.

In einer speziellen Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung einer Öl-in-Wasser-Emulsion, die dadurch erhältlich ist, daß man 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines ölhaltigen, wassermischbaren Emulsionskonzentrats, das 15 bis 50 Gewichtsteile einer Ölkomponente, 30 bis 80 Gewichtsteile des Korrosionsschutz- und Emulgatorsystems nach Anspruch 4 und erwünschtenfalls weitere Hilfs- oder Wirkstoffe enthält, mit 99,5 bis 90 Gewichtsteilen Wasser vermischt, als Kühlschmierstoff bei der spanabhebenden Bearbeitung von Leichtmetallen.

Dabei werden unter Leichtmetallen insbesondere Aluminium und Magnesium sowie jeweils deren Legierungen verstanden, die zu mehr als 50 Atomprozent aus Aluminium oder Magnesium bestehen. Für die bevorzugt zu verwendenden Komponenten dieser Emulsion gelten die vorstehenden Ausführungen.

In einem weiteren speziellen Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung einer Öl-in-Wasser-Emulsion, die dadurch erhältlich ist, daß man 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines ölhaltigen, wassermischbaren Emulsionskonzentrats, das 15 bis 50 Gewichtsteile einer Ölkomponente, 30 bis 80 Gewichtsteile des Korrosionsschutz- und Emulgatorsystems nach Anspruch 5 und erwünschtenfalls weitere Hilfs- oder Wirkstoffe enthält, mit 99,5 bis 90 Gewichtsteilen Wasser vermischt, als Kühlschmierstoff bei der spanabhebenden Bearbeitung von Buntmetallen.

Unter Buntmetallen werden hierbei besonders Kupfer und dessen Legierungen, beispielsweise Messing oder Bronze verstanden. Auch hier gelten für die bevorzugten Komponenten dieser Emulsion die vorstehenden Ausführungen.

Insbesondere sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Emulsionskonzentrate und Emulsionen bevorzugt, die sowohl die genannten Alkylphosphonsäuren als Leichtmetallinhibitoren als auch die genannten Buntmetallinhibitoren enthalten. Derartige Emulsionen haben den Vorteil, daß sie für die Bearbeitung von Bauteilen aus praktisch allen der im Geräte- und Fahrzeugbau vorkommenden Metalle und Metallegierungen geeignet sind. Daher muß bei der Bearbeitung unterschiedlicher Metalltypen die Emulsion nicht gewechselt werden.

Insbesondere ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß die erfindungsgemäße Emulsion keine Borverbindungen enthält. Hierdurch treten keine anwendungstechnische Probleme infolge harter Rückstände auf den Teilen und keine Umweltprobleme durch borhaltiges Abwasser auf.

Ausführungsbeispiele

Nachstehend sind einige Beispiele erfindungsgemäßer Emulsionskonzentrate aufgeführt, die das erfindungsgemäße Emulgatorsystem enthalten. Sie wurden durch Zusammenrühren der Komponenten in der angegebenen Reihenfolge erhalten. Die Tabelle 1 zeigt die beispielshaft hergestellten Emulsionskonzentrate. EO steht für Ethylenoxid, PO für Propylenoxid, FA für Fettalkohol. Angaben in Gewichtsteilen. Tabelle 1
Diese Aufmischungen ergaben jeweils klare und homogene Konzentrate, von denen jeweils 5%-ige Emulsionen in VE-Wasser (0° dH) und in DIN-Wasser (20° dH) hergestellt wurden.
Wasser gemäß DIN 51360 wird auf folgende Weise hergestellt: Man bereitet eine Lösung A, indem man 39 g Calciumchlorid-hexahydrat mit vollentsalztem Wasser zu einem Volumen von einem Liter löst. Weiterhin bereitet man eine Lösung B, indem man 44 g Magnesiumsulfat-heptahydrat mit vollentsalztem Wasser zu einem Volumen von einem Liter löst. Man nimmt 17 ml der Lösung A und 3 ml der Lösung B und versetzt diese mit 980 ml vollentsalztem Wasser.
Desweiteren wurden 5%-ige Emulsionen in beiden Wasserqualitäten, denen zuvor jeweils 0,5% Natriumchlorid zur Erhöhung des Elektrolytgehaltes zugemischt wurde, hergestellt. Kenndaten der Wässer
Von den vorgenannten - insgesamt 12 Emulsionen - wurde die Emulsionsstabilität nach DIN 51367: "Prüfung der Beständigkeit in hartem Wasser emulgierter Kühlschmierstoffe" untersucht.

Ergebnis nach 24 Stunden bzw. nach 5 Tagen

(Die Beständigkeit nach DIN 51367 wird in % auf ganze % gerundet angegeben):
Diese experimentellen Daten zeigen deutlich den positiven Einfluss der Phosphorsäureester auf die Emulsionsstabilität in härteren Wässern bzw. bei erhöhter Elektrolytbelastung.
Zum Vergleich der Schaumeigenschaften einer erfindungsgemäßen Emulsion mit einer ansonsten gleich zusammengesetzten Emulsion, bei der jedoch gemäß DE- A-199 56 237 anstelle des Phosphorsäureesters eine Ethercarbonsäure eingesetzt wurde, wurde folgender Versuch durchgeführt. Verglichen wurde das Schaumverhalten von erfindungsgemäßen Emulsionen aus dem Konzentrat gemäß Beispiel 2 mit Emulsionen gleicher Zusammensetzung wie Beispiel 2 mit der Ausnahme, daß anstelle des Phosphorsäureesters eine C_12-14-Fettalkohol × 2,5 EO - Ethercarbonsäure verwendet wurde.
Versuchsdurchführung: 100 ml frisch hergestellte 5%-ige Emulsionen in Wasser von 20° dH, 10° dH und in vollentsalztem Wasser werden in einem verschlossenem 250 ml Schüttelzylinder 20 mal kräftig geschüttelt und danach die Zeit bis zum völligen Schaumzerfall gemessen.
Schaumzerfallszeit von frisch hergestellter Emulsion: 7 Sekunden
Schaumzerfallszeit nach 24 Stunden Stehenlassen: 3 Minuten
Schaumzerfallszeit nach 48 Stunden Stehenlassen: > 7 Minuten, 10 ml stabiler Restschaum
Ähnliche Ergebnisse wurden auch mit anderen Schaumtestmethoden, z. B. Ultraturrax (2 Minuten bei 10.000 Umdrehungen pro Minute) oder im 4 l- Umpumptest erzielt.
Nach Austausch der Ethercarbonsäuren durch den Phosphorsäureester trat diese störende Schaumbildung nicht mehr auf: mehrere Tage alte Emulsionen zeigen gleich schnellen Schaumzerfall wie frisch hergestellte. In Praxisversuchen über mehrere Monate wurde dies bestätigt.

Claims

1. Emulgatorsystem, enthaltend

a) Ethoxylate/Propoxylate von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten,

b) Fettalkohole und/oder Fettalkoholpropoxylate mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und

c) Phosphorsäureester, ausgewählt aus

1. Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit Alkanolen mit 10-20 C- Atomen,

2. Mono- und/oder Diestern der Phosphorsäure mit ethoxylierten und/oder propoxylierten Alkanolen mit 10-20 C-Atomen und/oder

3. Phosphorsäureestern von Polyethylenglykol- und/oder Polypropylenglykolethern

sowie jeweils deren wasserlöslichen Salzen

im Gewichtsverhältnis a : b : c = 1 : 0,3 : 0,1 bis 1 : 4 : 1.

2. Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem, enthaltend
8 bis 40 Gewichtsteile einer oder mehrerer geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen, oder deren Anionen, und
7 bis 50 Gewichtsteile Emulgatorkomponente, die sich zusammensetzt aus

a) Ethoxylaten/Propoxylaten von Fettalkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkohol mit 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten und 4 bis 8 Propylenoxideinheiten,

b) Fettalkoholen und/oder Fettalkoholpropoxylaten mit 12 bis 24 C-Atomen im Alkohol und 0 bis 3 Propylenoxideinheiten und

c) Phosphorsäureestern, ausgewählt aus

sowie jeweils deren wasserlöslichen Salzen

im Gewichtsverhältnis a : b : c = 1 : 0,3 : 0,1 bis 1 : 4 : 1.

3. Korrosionschutz- und Emulgatorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäuren teilweise oder vollständig als Kalium- und/oder Alkanolammoniumsalze vorliegen.

4. Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem, nach einem oder beiden der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Leichtmetallinhibitoren, vorzugsweise Alkylphosphonsäuren mit 4 bis 18 C- Atomen oder deren Anionen enthält, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 4 Gewichtsteilen.

5. Korrosionsschutz- und Emulgatorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Buntmetallinhibitoren, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Triazole, insbesondere aus Benzotriazolen und Tolyltriazolen enthält, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 1 Gewichtsteil.

6. Ölhaltiges, wassermischbares Emulsionskonzentrat, enthaltend
15 bis 50 Gewichtsteile einer Ölkomponente,
30 bis 80 Gewichtsteile des Korrosionsschutz- und Emulgatorsystems nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5.

7. Emulsionskonzentrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Ölkomponente paraffinisches oder naphthenisches Mineralöl, Dialkylether mit 12 bis 20 C-Atomen und/oder Esteröle enthält.

8. Emulsionskonzentrat nach einem oder beiden der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß es als weitere Hilfs- oder Wirkstoffe Schmieradditive, EP- Additive, weitere Korrosionsinhibitoren und/oder Biozide enthält.

9. Öl-in-Wasser-Emulsion, erhältlich durch Vermischen von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen eines Emulsionskonzentrats nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8 mit 99, 5 bis 90 Gewichtsteilen Wasser.

10. Öl-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie keine Borverbindungen enthält.

11. Verwendung der Emulsion nach einem oder beiden der Ansprüche 9 und 10 als Reinigungs-, Korrosionsschutz- oder Kühlschmierstoffemulsion.

12. Verwendung einer Öl-in-Wasser-Emulsion, die dadurch erhältlich ist, daß man 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines ölhaltigen, wassermischbaren Emulsionskonzentrats, das 15 bis 50 Gewichtsteile einer Ölkomponente, 30 bis 80 Gewichtsteile des Korrosionsschutz- und Emulgatorsystems nach Anspruch 4 und erwünschtenfalls weitere Hilfs- oder Wirkstoffe enthält, mit 99,5 bis 90 Gewichtsteilen Wasser vermischt, als Kühlschmierstoff bei der spanabhebenden Bearbeitung von Leichtmetallen.

13. Verwendung einer Öl-in-Wasser-Emulsion, die dadurch erhältlich ist, daß man 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines ölhaltigen, wassermischbaren Emulsionskonzentrats, das 15 bis 50 Gewichtsteile einer Ölkomponente, 30 bis 80 Gewichtsteile des Korrosionsschutz- und Emulgatorsystems nach Anspruch 5 und erwünschtenfalls weitere Hilfs- oder Wirkstoffe enthält, mit 99,5 bis 90 Gewichtsteilen Wasser vermischt, als Kühlschmierstoff bei der spanabhebenden Bearbeitung von Buntmetallen.