DE1033825B

DE1033825B - Verfahren zur Herstellung von transparentwasserloeslichen Metallbearbeitungs- und Kuehlkonzentraten

Info

Publication number: DE1033825B
Application number: DEH29181A
Authority: DE
Inventors: Hugo Hamker; Kurt Leuthaeusser
Original assignee: Hamker & Rieth
Current assignee: Hamker & Rieth
Priority date: 1957-01-31
Filing date: 1957-01-31
Publication date: 1958-07-10

Description

Verfahren zur Herstellung von transparentwasserlöslichen Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentraten Die meisten bekannten wasserlöslichen Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentrate sowie die daraus durch Einmischung mit Wasser hergestellten Metallbearbeitungs- und Kühlflüssigkeiten befriedigen die Anforderungen der Praxis wegen Fäulnisanfälligkeit nicht. Durch Fäulnis werden wirksame Bestandteile der Flüssigkeiten nach verhältnismäßig kurzem Gebrauch abgebaut. Auch zeigen sich die Funktionen der Flüssigkeiten beeinträchtigende Entmischungserscheinungen und fehlt oder geht häufig verloren die Transparenz der Flüssigkeit, die von den Betriebsleuten zur Beobachtung des Metallbearbeitungsvorganges gewünscht wird oder sogar erforderlich ist.
Die beschriebenen Nachteile gelten auch für solche bekannten wasserlöslichen Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentrate, die aus aminverseiften höheren Fettsäuren und pflanzlichen Neutralölen hergestellt werden. Im einzelnen hat man bei derartigen Produkten die pflanzlichen Neutralöle, wie Rizinusöl, mit Kalium- oder Natriumhydroxyd vollständig verseift und dieser Seife organische Amine, wie Triäthanolamin, bzw. dadurch anverseifte pflanzliche Neutralöle, zugegeben bzw. auch die pflanzlichen Neutralöle durch Kaliumhydroxyd und organische Amine, die pflanzlichen Neutralöle und Fettsäuren gemischt verseift. Derartige Mischungen sind nicht in allen Fällen transparentwasserlöslich und daher für viele Verwendungszwecke nicht einsetzbar, nämlich dort nicht, wo der Betriebsmann transparente Wasserlöslichkeit verlangt, um den Bearbeitungsvorgang beobachten zu können. Darüber hinaus neigen derartige Mischungen zu Fäulniserscheinungen, was man durch den Zusatz von Inhibitoren zu verhindern versucht hat. Inhibitoren sind jedoch nicht beliebig lange wirksam, so daß in Abhängigkeit von der Lagerdauer die Wirksamkeit der Inhibitoren verlorengeht und folglich Fäulniserscheinungen u. dgl. beobachtet werden. Die Nachteile . bestehen j edoch vor allem auch darin, daß sich auf den Werkstücken ein harziger, klebender Belag bildet, was außerordentlich nachteilig ist.
Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von transparentwasserlöslichen Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentraten die pflanzlichen Neutralöle durch besondere Maßnahmen umzuwandeln, und zwar in einem besonderen Verfahren durch katalytische Dehydratisation (d. b. Entwässerung) bei verhältnismäßig hohen Temperaturen. Der Denydratisierungsprozess ist dabei ein besonderer. vor der eigentlichen Verseifung durchzuführender und sogar umständlicher Arbeitsvorgang, darüber hinaus aber eine Reaktion, die häufig nicht hinreichend vollständig verläuft und im Endergebnis zu nicht transparentwasserlöslichen oder nicht dauerhaft transparentwasserlöslichen Produkten finit llarzig#,ii, zur Verklebung neigenden Rückständen auf den behandelten Werkstücken führt. Zumeist lassen sich aus diesen Stoffen nur Emulsionen herstellen, die bekanntlich milchig und daher für die Zwecke nicht zu verwenden sind, bei denen Transparenz der Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentrate verlangt wird.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein transparentwasserlösliches Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentrat herzustellen, das von den beschriebenen Nachteilen frei ist, und zwar sowohl seinen transparenten Charakter bei langem Gebrauch beibehält als auch weder Fäulnis noch Entmischungen zeigt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von transparentwasserlöslichen Metallbearheitungs- und Kühlkonzentraten aus aminverseiften Fettsäuren und pflanzlichen Neutralölen. Die Erfindung besteht darin, 3 bis 8 Gewichtsprozent pflanzliche Neutralöle mit etwa 27 bis 35 Gewichtsprozent organischen Aminen auf etwa 100 bis 110° C anzuverseifen und der so gewonnenen Substanz C8-, Cla-und CD-Fettsäuren einzeln oder in Mischung und in Mengen von etwa 20 bis 30 Gewichtsprozent zuzusetzen sowie bei etwa 80° C das Gemisch zu verseifen. Als gerade Fettsäuren der angegebenen Reihe C8, Cl() bzw. Cl. werden zweckmäßig gesättigte Fettsäuren, wie Kaprylsäure oder Kaprinsäure, verseift.
Die Erfindung arbeitet also mit den geraden Fettsäuren und verzichtet auf die obenerwähnten dehydratisierenden Maßnahmen, d. h. auf die nach dem Stand der Technik erforderlichen Maßnahmen zum Wasserentzug.
Im einzelnen läßt sich das nach erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt auf verschiedene Weise weiter aufbauen; einbesonderer Vorschlag der Erfindung besteht darin, in bei Bearbeitungsmitteln bekannter Weise eine Zumischung niederer aliphatischer Alkohole vorzunehmen; als solche empfehlen sich Isopropanol und Butanol, wodurch der Kühleffekt wesentlich verbessert wird.
Die Verseifung erfolgt vorteilhaft in an sich bekannter Weise mit Triäthanolamin als organischen Aminen oder auch mit anderen organischen Aminen. Es kann vorteilhaft sein, als Karbonate bzw. Nitrite der Alkalimetalle Natriumnitrit bzw. Karbonate beizugeben. Auch Phenol kann beigegeben werden. Außerdem kann man Parfümöl und Entschäumer zugeben. Die letzterwähnten Zusatzstoffe, aber auch andere Stoffe, wieKorrosionsschutzstoffe,Bakterizide, Wasserenthärtungsmittel und Antischaummittel, zuzusetzen, ist an sich bekannt. Auf den bearbeiteten Werkstücken selbst bildet sich kein verharzender oder klebender Film, was als besonderer Vorteil empfunden wird.
Die erfindungsgemäß hergestellten Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentrate bilden auf Grund ihres Gehaltes an polaren Filmbildnern auf der Metalloberfläche wirksame feinste oleophile Schichten mit guter Adhäsion, die den Bearbeitungsvorgang unterstützen und nachher als Korrosionsschutzüberzug wirksam werden. Des weiteren wird die Kühlwirkung des Ansatzwassers durch die in der Flüssigkeit enthaltenen stark polaren Kohlenwasserstoffe unterstützt und die Abdunstung der wäßrigen Phase nach dem Bearbeitungsvorgang durch Ausbildung azeotropischer Gemische begünstigt. Das Druckaufnahmevermögen des Filmbildners auf dem Werkstück wird erhöht durch einen Gehalt an neutralem, pflanzlichem, mit den Komponenten mischbarem Öl; so sind die erfindungsgemäßen Konzentrate in beliebigem Verhältnis mit Wasser bis zu 20° deutscher Härte und darüber hinaus mischbar und ergeben sie transparente Lösungen, die stabil sind, sich nicht mehr trennen und bei denen gegenüber den bisher gebräuchlichen Emulsionen die Einmischungskonzentration nur mehr die Hälfte beträgt. Ebenso spielt die Temperatur beim Einmischungsvorgang sowie die Reihenfolge der Zugabe keine Rolle mehr.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels ausführlicher erläutert: Um ein besonders wirksames Metallbearbeitungs-und Kühlkonzentrat, welches transparent wasserlöslich ist, nach der Erfindung herzustellen, werden etwa 3 bis 8% Rizinusöl als pflanzliches Neutralöl, vorzugsweise 5% davon, zusammen mit etwa 27 bis 350/0 Triäthanolamin als organische Amine, vorzugsweise 30% davon, in einem Gefäß auf etwa 100 bis 110° C z erwärmt und zur Anverseifung gebracht. Nach Erreichung der Anverseifung werden, z. B. kalt, als gerade C8 bis C,2-Fettsäuren etwa 20 bis 30% gesättigter Fettsäuren dieser Art, vorzugsweise 26% Kaprylsäure oder Kaprinsäure, zugesetzt und bei einer 5 Endtemperatur von etwa 80° C zu Ende verseift. Die so gebildeten Seifenkörper enthalten einen geringen Überschuß von Triäthanolamin, was vorteilhaft ist.
Inzwischen setzt man in einem zweiten Gefäß in wäßriger Lösung mit etwa 20,5% Wasser in bezug auf die Gesamtzusammensetzungsverhältnisse dieses Beispiels je 1 bis 3%, vorzugsweise 2% Natriumkarbonat bzw. Natriumnitrit als Karbonate und Nitrite der Alkalimetalle an. Dann setzt man der Reihe nach etwa 0,2 bis 0,8 0% Phenole, vorzugsweise 0,5 % Phenol und 12 bis 20% aliphatische Alkohole, vorzugsweise 14% in der Zusammensetzung 10% Isopropanol, 4% Butanol, der wäßrigen Lösung zu, der danach noch Farbstoff beigegeben werden kann.
Die noch überschuß an Triäthanolamin enthaltenden Seifenkörper sowie die erwähnte wäßrige Lösung werden danach bei beliebiger Temperatur unter Rühren vereinigt, wobei sich der Zusatz von Entschäumer während des Rührens empfiehlt, der einerseits die einfache Mischung der beiden Flüssigkeiten zuläßt und andererseits in dem so gebildeten Konzentrat später noch entschäumend wirkt. Deckparfümöl kann in ausreichender Menge noch zugegeben werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von transparent wasserlöslichen Metallbearbeitungs- und Kühlkonzentraten aus aminverseiften Fettsäuren und pflanzlichen Neutralölen, dadurch gekennzeichnet, daß 3 bis 8 Gewichtsprozent pflanzliche Neutralöle mit etwa 27 bis 35 Gewichtsprozent organischen Aminen auf etwa 100 bis 110° C anverseift werden und der so gewonnenen Substanz C8-, Cio-und C12-Fettsäuren einzeln oder in Mischung in Mengen von etwa 20 bis 30 Gewichtsprozent zugesetzt und bei etwa 80° C das Gemisch verseift wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die C8 , C1.- bzw. Ciz Fettsäuren gesättigte Fettsäuren, wie Kaprylsäure oder Kaprinsäure, sind.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseifung in an sich bekannter Weise mit Triäthanolamin geführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Konzentrat als Zusatz von Metallbearbeitungsmitteln an sich bekannte Verbindungen, wie niedere Alkohole, z. B. Isopropanol und Butanol, Phenole oder Carbonate bzw. Nitrite der Alkalimetalle, z. B. Natriumnitrit bzw. Natriumcarbonate, beigegeben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 738 461; USA.-Patentschriften Nr. 2 238 478, 2 470 913, 2625509.