DE1644913A1

DE1644913A1 - Waessrige Schmiermittelzusammensetzungen

Info

Publication number: DE1644913A1
Application number: DE19671644913
Authority: DE
Inventors: Davis Robert Hall
Original assignee: Mobil Oil AS
Current assignee: Mobil Oil AS
Priority date: 1967-06-01
Filing date: 1967-06-01
Publication date: 1971-01-21

Description

Wäßrge Schmiermittelzusammensetzungen

Zusatz zu Patent ....... (Patentanmeldung

851 111 !Vc/23 c)

Die Erfindung bezieht sich auf wäßrige Sehmiermittel-

-zusammensetzüngen mit einem Gehalt von einem Alkanolamin,

einer organischen Säure mit 6 bis 9 Kohlenstäftatomen und

einem Pol@oxyalltylenglycol nach Patent .,..... (Patentanmel-

dung S 9e.:111 IYe/23 c) und insbesondere auf wäßrige Zusam-

mensetzungen, die für die Verwendung als Schmiermittel und,

Kühlmittel bei Metallbearbeitungsvorgängen geeignet sind.

Bei maschinellen Bearbeitungen von_Metalleri, z.B:

Schneiden,- Schleifen, Drehen, Fräsen, Walzen o. dgl., ist

es üblich, das Werkzeug.-und das Werkstück mit einem Kühl-

mittel zu bespülen, um Wärme von dem Werkheug und dem Werk-

stück während der Beaifieitung abzuführen.. Es ist auch üblich,

diese Kühlmittel in Kombination mit verschiedenen Mitteln zu

verwenden, die Schmier--und Hochdruckeigenschaften aufweisen,

um die Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück, insbe-

sondere bei Arbeitsvorgängen wie Gewindeschneiden, Räumen

oder Nachbohren, zu verringern. In dieser Hinsieht war`»ee@bls-

her üblich, für derartige Zwecke wäßrige Zusammensetzungen

zu verwenden, die derartige Schmiermittel, wie emulgiertes

Erdöl oder nicht auf Erdöl beruhende Zusatzstoffe, enthiel-

ten. Derartige wäBrige Metallbearbeitungsflüssigkeiten müs-

sen bestimmte wichtige Bedingungen erfüllen; um zufrieden-

stellend zu arbeiten.

Zu den Anforderungen an zufriedenstellende Metallbearbei--

tungsflüssfgiteiten gehören korrosionshemmende Eigenschaften-

für eisenhaltige und kupferhaltige Legierungen sowie Stabili-

tät unter den Arbeitsbedingungen. Obgleich verschiedene Me- -

tallbearbeitungsflüssigkeiten derartige Eigenschaften aufwei-

sen können, gibt es jedoch weitere wichtige Anforderungen,.

die ebenfalls erfüllt werden sollen. Hierzu gehört die

Forderung, daß nach der maschinellen Bearbeitung keine-Rück-

stände oder Abscheidungen auf dem Werkzeug und dem Werk-

stick zurückbleiben sollen:, die sieh aus dem nachfolgenden

Trocknen .der Flüssigkeit ergeben und schwierig zu entfernen

sind. Andere wichtige Bedingungen umfassen die Verträglich-

keit in Lösungen in-hartem Wasser; so daß keine Ausfällung

der Schmiermittelkomponenten stattfindet, die Vermeidung

von klebrigen Rückständen, die den Betrieb der Maschine

stören, und die Vermeidung einer übermäßigen Schaumbildung.

Die bisher bekannten Metallbearbeitungsflüssigkelten haben

jedoch nicht alle die vorstehend angegebenen Forderungen in

zufriedenstellenbr Weise erfüllte

Es wurde nunmehr befunden, daß eine ausgeglichene

Zusammensetzung in einer .Schmiermittelmasse, die als Metall-

beärbeitungsflüssgkeit wirksam ist, erhalten werden kann, -

die verbesserte Schmier- und Kühlleistungseigenschaften

mit einer Komsionsbeständigkeit aufweist und im Verlauf

. J.er maschinellen Bearbeitungsvorgänge- ihre Transparenz in

Lösungen in hartem-Wasser beibehält, die Bildung von klebri-_

genwasserunlöslichen Rückständen vermeidet, von einer über-

m'äßi-gen Schaumbildung frei ist-und gegenüber einem Ranzig:-

werden "beständig ist.

Die vorstehend aufgeführten Verbesserungen werden, wie

nachstehend näher-erläutert, im allgemeinen mit wäßrigen

"Zusammen4etzungen erhalten,,, .die eine. ausgeglichene Stoff-

zusammensetz#ung aufweisen und als Hauptkomponenten einen

überwiegenden Anteil Wasser und im einzelnen geringere An-

teile einer Kombination aus einer gesättigten organischen

Säure, die sowohl gerad- als auch verzweigtkettig sein kann

und etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatome je Molekül aufweist,-einem

wasserlöslichen lkanolamin und einem wasserlöslichen Poly-

oxyalkylenglycol enthalten. In dieser Hinsicht wurde gefun-

den, daß die Alkanolaminkomporiente zusätzlich zu ihrer Wir-

kung als korrosionshemmendes Mittel, in dem die vorstehend

genannten organischen Säuren löslich sind, auch als Weich-

macher oder Plastifizierungsmittel wirkt, wobei während des

Gebrauchs eine Verdampfung von Wasser aus der Bearbeitungs-

flüssigkeit einen Rückstand auf Maschinenteilen zurückläBt,

der in erwünschter Weise weich oder halbflüssig ist. Die

Wirkung der organischen Säurekomponente in Verbindung mit

dem Alkanolamin ist hauptsächlich diejenige eines Korrosions-

verhütungsmittels, indem sie das entsprechende Aminsäuresalz

bildet. Das wasserlösliche PolyoXyalkylenglycol in der neu-

artigen Zusammensetzung gemäß der Erfindung wirkt als last-

tragendes Mittel.

Das ip der neuartigen Stoffzusammensetzung verwendete

wasserlösliche:Alkanolamin kann von irgendeinem Molercular-

gewicht sein, es soll jedoch vorzugsweise bei Raumtemperatur

flüssig sein. Verbindungen mit geringerem Molekulargewieht

werden im allgemeinen bevorzugt und es wurde für diesen Zweck

gefunden, daß derartige Alkanolamine, wie Mono-, Di- oder

Triäthanolamin, am wirksamsten sind. Es können auch andere

wasserlösliche Alkanolamine zur Anwendung gelangen, bei-

spielsweise Isopropanolamine, wie Mono-, Di- und Triisopropa-

' Di-

nolamin, d;gjd Methyläthanolamin, Diäthyläthanolamin, Amino -

äthyläthanolamin, N-Acetyläthanolamin, Phenyläthanolamin,

Phenyldiäthanolamin oder Mischungen davon.

Die organische Säurekomponente; umfaßt, wie vorstehend

angegeben, eine gesättigte, geradkettige oder verzweigt-

kettige organische Säure mit etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatomen

je Molekül oder Mischungen davon. In dieser Hinsicht wurde

gefunden, daß Säuren mit verhältnismäßig niedrigerem Mole-

kulargewicht mit etwa 1 bis 5 Kohlenstoffatomen je Molekül

keine zufriedenstellende Wirkung als Rastschutzmittel oder

Rostinhibitoren ergeben und auch infolge ihres starken Ge-

ruches nachteilig sind,. Andererseits wurde gefunden, daß bei

Verwendung von gesättigten organischen Säuren mit einem ver-

hältnismäßig hohen Molekulargewicht, d.h. Säuren mit mehr als

etwa 9 Kohlenstoffatomen je Molekül, eine sehr schlechte

Hartwassaratabilität, verringerte.karrosionsverhütende Eigen-

schaften.und starke Schaumbildungsneigung erhalten wird. Von

besonderr Brauchbarkeit im Hinblick auf die vorstehend genann-

ten gesäitigten organischen Säuren von mi',zlerem Molekularge-

wicht in s der verbesserten Stottxtsmmensetzui@g gom92 der Er-

findung pind H1xan säuro# Heptand&ure, Caprylaäure und

Pelargonsäure. In Verbindung mit den vorstehend genannten

wasserlöslichen Alkanolaminen und gesättigten organischen

Säuren werden die wasserlöslichen Polyoxyalkylenglycole als

lasttragende Mittel verwendet. Bevorzugte Verbindungen die-

ser Art umfassen wasserlösliche Öle, die durch Mischpolyme-

risation von Gemischen von Äthylenoxyd und Propylenoxyd er-

halten werden, beispielsweise Öle, die durch Mischpolymeri-

sation einer 50 : 50 - Mischung von Äthylabxyd und Propylen-

oxyd hergestellt wurden, wasserlösliche mischpolymere Hetero-

alkylenglycöle, deren Äther oder Ester, worin die verschiede-

nen Oxyalkyleneinheiten im wesentlichen innerhalb der gesam-

ten Polyoxyalkylenfette willkürlich verteilt sind, wasser-

lösliche Polyoxyalkylenverbindungen, die hydrophobe Nomopoly-

oxyalkyleneinheiten enthalten und polymere Mittel, die inn-

allgemeinen Blockmischpolymerisate von kogenären Mischungen

von konjugierten Polyoxyalkylenverbindungen mit einem Gehalt

von wenigstens einer hydrophoben Homopolyoxyalkyleneinheit,

die ein Einheitsgewicht von wenigstens etwa 800 besitzt, und

einer oder zwei anderen hydrophilen polymeren Einheiten, die

etwa 15 % bis 90 % der gesamten polymeren Verbindung umfassen

Die zur Verwendung in den Stoffzusammensetzungen gemäß der

Erfindung am besten geeigneten wasserlöslichen.Polyoxyalkylen-

glycole umfassen die Polyätherpolyole, die durch Umsetzung

von Äthylenoxyd und Propylenoxyd mit Hydroxylzahlen von etwa

22 bis -48 hergestellt sind. Erwünsct4ten:talls kann auch ein

Alkalinitrit in der neuartigen wäßrigen Schmiermittelzu-

sammensetzung verwendet werden, um dieser erhöhte Antl-

rosteigenschaften zu verleihen. In dieser Hinsicht wurde

festgestellt, daß eine besonders spezifische erhöhte Be-

ständigkeit gegen Kupferkorrosion durch die zusätzliche

Verwendung des Natriumsalzes von I@,lercaptobenzcbthiazol

oder -benzotriazol erhalten werden kann.

Die vorstehend genannten neuartigen Stoffzusammen-

sützungen aus einem wasserlöslichen Alkanolamin, einer

gesättigten organischen Säure und einem wasserlöslichen

Folynxyalkylenglycol gemäß der Erfindung sind dadurch ge-

kennzeichnet, daß sie ein Desinfektionsmittel, bestehend

aus einem halogenierten Kresol, einem Aldehyd oder einem

Aldehyd-freigebenden Mittel, zur Hemmung des bakteriellen

Wachstums enthalten. Für diesen Zweck geeignete Desinfektions-

mittel umfassen z.B. ein vollständig oder tei:@weise haloge-

niertes Kresol und können auch derartige Verbindungen, wie.

vollständig oder teilweise chlorierte, bromierte, fluorierte

oder jodierte Kresole, einschließen. Typische Beispiele für

diese Klasse von Materialien umfassen Chlor-, Dichlor-,

-Trichlor- und Tetrachlorkresole, Brom-, Dibrom-, Tribrom-

und Tetrabrornkresole oder irgendeine der vorstehend genannten

VerUidungen, worin die Chlor- oder Bromatome insgesamt oder

teilweise durch Fluor oder Jod ersetzt sind. Spezifischere

Verbindungen umfassen p-Chlor-m-kresol, p-Brom-m-kresol,

p-Fluor-m-kresol, p-Jod-m-kresol, 2,4-Dichlor-m-kresol,

2, 4, 5-Trichlor-m-kresol, 2,'4, 5, 6-Tetrachlor-m-kresol,

2,4-Dibrom-m-kresol, 2,4,5-Tribrom-m-kresol, 2,4,5,6-

Tetrabrom-m-kresol, oder irgendeine der vorstehend genann-

ten Verbindungen, worin die Chlor- oder Bromatome insge-

samt oder teilweise durch Fluor oder Jod ersetzt sind oder

irgendein entsprechendes o- oder p-Kresol der vorstehend

genannten Verbindungen anstelle der entsprechenden m-Kresole.

Andere Desinfektionsmittel, die in den vorstehend genann-

ten neuartigen Ansätzen verwendet werden können, umfassen

Antii->>ikrobielle Gase, z.B. in Form von Aldehyden, wie Form-

aldehyd abr Aldehyd freigebenden I-ritteln, wie Formaldehyd-

freisetzende l-ittel, d.h. i--Iaterialien, die bei Lagerung unter

Bildung de, ä-Ld@hy,ds oder der Aldehydverbindungen als Zer-

set ::z>zss@r:3@@ zersetzt werden. So wurde gefunden, daß Ver-

@;-.:r_ Tris-(hydroxymethyl)-nitromethan, in

Formaldehyd freise'fzen und dadurch

t.ber eine veriältnsai@äf.ig lange

Gase, die für d'.se n

c' 'S Y11Srhyy@.enoxyd -t,n"#2 -_

.-: . W ,... . #.

a #..;'.-#ft ti.@,iS.'@Jl"1L,wie 1-'"fetlyl#k#a'.

iyI.i@chole al.`.#-" t.'.@'.'Lilf:#,onsli.`#..L."o

er": wirksame Deziii' r3ktirinw%rillt .ä.t'.ve, .i. u-ä ,,: p'

se_ ,@ . @-,enverbndungen, insbesondere Jod u.",

1ä -°u@ dieser halogenc Spezifische Verb'..

dungen dieser Art sind zum Beispiel Calciumchlorid, (Chloride

of lime), und jodhaltige Verbindungen (iodophors). Außerdem

können als Desinfektionsmittel auch Verbindungen von Schwer-

metallen in den neuartigen Zusammensetzungen zur Anwendung

gelangen. Diese umfassen z.B. Bichlorid von Quecksilber und

organische quecksilberhaltige Verbindungen wie PZercurochrom,

F.ierthiolate (Na-Äthylmercurithiosalicylat@ i,Ietaphen, Silber-

nitrat und Kupfersulfat. Eskiinnen auch Desinfektionsmittel,

die Phenol oder dessen Derivate enthalten, in den neuartigen

Zusammensetzungen gemäß der Erfindung, die die vorstehend

genannten Kresole und Bis-Phenole enthalten, verwendet werden.

Synthetische Reinigungsmittel können ebenfalls als Desinfek-

tionsmittel, die einer nicht-phenolischen Art angehören,

verwendet werden. Diese umfassen z .B. Ammoniurrihalogerhide,

wie Airinoniumchlorid, worin die Wasserstoffatome durch orga-

nische Reste ersetzt worden sind. Besonders wirksam sind

quarternUre Verbindungen, in welchen die langkettigen orga-

nischen Reste (Alkylgruppen) 12 bis 16 Kohlenstoffatorne ent-

halten. Andere Materialien umfassen quarternäre Verbindungen,

in welchen die organische Gruppe aus einem Anion, z.B. Na-

triuriilaurylsulfat, besteht, sowie solche Verbindungen, die

keine Ionisation eingehen.

Die neuartigen Schmiermittelzusa-camensetzungen gemäß

der Erfindung, wie vorstehend angegeben, werden in be-

stimmten ausgewogenen Verhältnissen, ausgedrückt in Gew.-%,

hergestellt. So wird bei Anwesenheit von Wasser in jedem

Fall in überwiegendem Anteil das Alkanolamin in einer Menge

von etwa 5 bis 40-% und vorzugsweise von etwa 20 bis 35 %,

bezogen auf Gewicht, verwendet. Die organische Säurekompo-

nente wird in einer Menge von-etwa 0,1 bis 9 Gew.-% ver-

wendet. Das Polyoxyalkylenglycol wird in einer -Menge von

etwa 0,5 bis 20 Gew.4 und vorzugsweise in einer Menge von

etwa 0,5 bis 5 Gew. -%ö verwendet.-Das Desinfektionsmittel

wird in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 5 Gew.-% und -

vörzugsweise in einer Menge von etwa 0,5 bis 3 Gew.-% verwendet.

Das gegebenenfalls in der Zusammensetzung verwendete Alkali-

nitrt wird gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 -

Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 bis --

5 Gew.-% verwendet. Sofern das Natriumealz von Mercapto-

benzothazol. in der Zusammensetzung aufgenommen werden soll,

ist-es gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,1 bis 6.Gew.-%

und vorzugsweise- von etwa 0,1 bis 3 Gew.-% vorhanden.. Ge-

wünschtenfalle.,können andere Zusätze zur Erhöhung des Rost-

schutzes oder zur Steigerung des pH-Wertes des: Systems

verwendet werden. Derartige zusätzliche Zusätze können Bor-

säure oder Boroxyde zur Erhöhung-des Rostschutzes umfassen

und werden im allgemeinen in einer Menge-von etwa 0,1 bis

5 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 bin 3

Gew.'4f@, verwendet. Zur Steigerung des

Z0 .@._f?n .a#@-.

pH-Wertes des Systems können solche zusätzliche Zusätze

in Form von Alkalihydroxyden, einschließlich Natrium-,

Lithium- oder Kaliumhydraxyd, verwendet werden. Bei An-

wesenheit der letzteren werden sie im allgemeinen In einer

Menge von etwa 0,1 bis 3 Gew.-% und vorzugsweise irr einer

'-Ienge von etwa 0,1 bis 1,5 Gewa -% verwendet. Aeßerdem können

erwünschtenfa.lls verschiedene wasserlösliche (Vlat-bildende

Mittel ver wendet werden, um den Wasserträger weich zu .machen.

Diese umfassen zdB. Salze von Äthylendiamintetraessigsäure,

Nitrilotriessigsäure oder Diäthylentriaminpentaessigsäure.

Bei Verwendung irgendeines der vorstehend genannten Ghelat-

bildenden Mittel werden diese gewöhnlich in einer Renge von

etwa 0,1 bis 5 Gew.-% verwendet. In jedem Fall wird natürlich

eine ausreichende I,fenge an Wasser verwendet, die die Zusamaacen-

stzung ausgleicht,

Die neuartigan Sgimiermittel- oder I#ietallbearbeitgx-

zusammensetzungen gemäß der Erfindung werden vorzugsweise

nach einem Hischverfahren hergestellt, bei den man die -

Alkanolaminko izponente und organische Säurekomponente mit

etwa 10 bis 20 Teilen Wasser, das in der fertigen Zusammien-

Setzung anwesend sein soll, umsetzt. Dieses Mischverfahren

kann bei 1#autntemperatur ausgeführt werden Jedoch ist eis

Erhitzen auf etwa 490G (1200F) unter Rühren besonders zu-

friedenstellendö Die Restmenge. an Wasser, die in dem fertigen

Produkt vorhanden sein sallp wird zusammen mit dem Poly-

oxyalkylenglycol und irgendwelchen der vorstehend genannten

anderen gewünschten Komponenten zugegeben. Es ist jedoch -

zu beachten, daß, falls die Anwesenheit eines Alkal-initrits

in dem Endprodukt erwünscht ist, ein derartiges Material

zuletzt zugegeben wird, weil der Zusatz von Säuren, beispiels-

weise Caprylsäure, zu einer--Lösung von Natriumnitrit-gege-

benenfalls eine Zersetzung des Nitrits herbeiführen und da-

durch die rosthemmenden Wirkungen verringern oder zunichte

machen würde. Das eereKzide Mittel wird vorzugsweise mit:

dem Alkanolamin und der organischen Säure gemischt.

Die Zusammenstellung der neuartigen Zusammensetzungen

gemäß der Erfindung wird anhand der Herstellung von Schmier-

mittel--und Metallbearbeitungsflüssigkeiten aus den in den

nachstehenden Tabellen und Beispielen aufgeführten Ansätzen

erXutert. In den Tabellen sind. auch Vergleichswerte und die

Ergebnisse aufgeführt, die bei Herstellung von Zusammensetzun-

gen beobachtet wurden, die nicht sämtliche der wesentlichen

Komponenten, nämlich die gesättigte organische Säure, Alkanol-

amin, Pelyoxyalkylenglycol und Desinfektionsmittel, gemäß den -

verbesserte. Zuaammensützungen der Erfindung enthalten, In

dieser Hinsicbt gehören, wie vorstehend angegeben, zu den

hervorragenden

Schmiermittel-

zusammensetzungen gemäß der Erfindung deren Rost-Verhütungs-

Eigenschaften, Hartwasserstabilität und hohe Wirksamkeit bei

der maschinellen Metallbearbeitung. Es wurden daher diese

Utk iperletkl,

Zusammensetzungen für Bewertungszwecke den- nachstehenden

Prüfungen mit Bezug auf Korrosion,. Hartwasserstabilität

und Leistungsfähigkeit bei der maschinellen Verarbeitung

unterzogen.

Korrosionsprüfung: -

1 bis 3 g von Schmiedeeisenspänen werden in einen

Glasbehälter eingebracht, mit. der zu bewertenden Lösung

gewaschen, ablaufen gelassen.und in einer Atmosphäre mit

eineArelativen Feuchtigkeit von etwa 90 ö bei einerTempe-

ratur von etwa 210C (700F) während eine Dauer von etwa

72 Stunden stehengelassenNach dieser Zeitdauer wird die

Probe dann auf das Auftreten von Rost geprüft. Die Proben.

wurden entsprechend einer Bewertung-von 0 (kein'Rost) bis

3 (starke Rostbildung) entsprechend der folgenden Standard-

-

tabelle beurteilt. Diese Prüfung fand ein aua4führlicheres

allgemeines Verfahren zu deren Ausführung sind in der

Patentschrift 3 071 545 beschrieben.

Bewertung, :Beschreibung

0 Keine Rostbildung oder weniger als 1 ,% der

Metalloberfläche überzogen finit gelbem Eisen-

oxyd

1 Sehwache Rostbildung - Die Rostbildung auf-

höchstens 6 Stellen -mit.jeweils einem Durch-

messer von 1 mm oder weniger beschränkt

2 Mäßige Rostbildung-- Stärkere Rostbildung als

vorstehend, jedoch auf weniger als 5 % der

Oberfläche des "'Probestücks beschränkt

3 Starke Rostbildung - Die Rofbildung-bedeckt .

mehr als 5 % der Oberfläche .des Probestücks

Hartwasserstabilitätsprüfung:

Bei diesem Versuch wurde ein Teil der wäßrigen Metall-

bearbeitungsflüssigkeit mit 5 Teilen- eines harten Wassers

gemäß der Vorschrift ASTM-1478-57T, Paragraph 4a (vgl. nach-

stehende Tabelle T) gemischt und in einem 100 ml graduierten

Zylinder während einer Dauer von 72 Stunden bei einer Tempe-

ratur zwischen etwa 2.1,1° und 23,30C (70 und 750P) aufbe-

wahrt. Am Ende dieser Zeitdauer wurde das Volumen der Aus-

Scheidungen aufgezeichnet, die sich infolge der Wechsel-

Metall-

wirkung zwischen den Zusätzen in der Bearbeitungsflüssig-

ke-it und den in dem Wasser vorhandenen mehrwertigen Ionen

gebildet hatten, -

Prüfung der Wirksamkeit bei maschinellen Bearbeitungsvorgängen

Die Wirksamkeit oder Leistungsfähigkeit der neuartigen

Sehmiermittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung hei

maschinellen Bearbeitungsvorgängen wurde mit Bezug auf eine

Reihe von Löchern, die in einem Prüfstab aus heiß gewalz-

tem Stahl gebolpt waren und in die ein Gewinde einzuschne-

den war, bestimmt, Vor der Prüfung wurden Proben der Zusammen-

Setzungen gemäß der Erfindung unter Verwendung von 1 Gewö-

Teil des Zusatzkonzentrate auf 5 Gewo-Teile destilliertes

Wasser verdünnt. Die Flüssigkeit wurde dem Gewindebohrloch

mit einer Polyäthylenspritzflasohe zugeführt. Vier unbekannte' '-

proben wurden von zwei Standardproben-umschloseen. Die .

Zeistun#-.sfähigkeit bei der Gewindebohrung wurde berechnet,

indem die bei den unbekannten Proben ermittelte Drehkraft

(torque) durch die durchschnittliche Drehkraft bei den.

Standardproben dividiert und mit 10D multipliziert wurde-,

.Uiese Prüfung und eine ausführliche allgemeine Arbe.tsweiee

für deren Ausführung ist in dem Patent 3 071 545 beschrieben.

Gemäß den Angaben in der nachstehenden Tabelle I wurden

groben mit einem Gehalt an Triäthanolamin, einem Polyä-therpo-

lyol in Form eines Mischpolymerisats, das durch Umsetzung

von Äthylenoxyd und Propylenoxyd hergestellt worden war und

eine Hydroxylzahl von etwa 22 bis 38 aufwies, und einer

gesättigten organischen Säure mit 4 bis 9 Koh.enatoffatomen -

ja Molekül dem vorstehend beschriebenen Korrosionstest unter-.

worfen, wobei. die Zusammensetzung des verwendeten harten

Wassers von dem in ASTIk2-Test 1478-57T. Paragraph $a beschrie-

benen abgeleitet war und einen überwiegenden Gehalt an

Magnesium-- und Sulfatonen aufwies. Dieses Nasser amrde in

zweifacher Hinsicht abgeändert, nämlich,- es wurden die

aktiven Bestandteile- um 50% erhöht!" um die aosamthärte

von etwa 230 Teilen,/Million auf etwa 345 Teile--1/Iillm zu

erhöhen und den Sulfatgehalt auf etwa 270 Tele@t/Million zu

steigern.. Natriumhydroxyd wurde zur Neutralisation. des

überschüssigen Kohlendioxyds verwendet, das zur Stabili-

sierung für die Erzielung eines neutralen pH-Werts eingesetzt

wurde.

Aue der nachstehenden Tabelle I ist ersichtlich, daß

Proben, die Triäthanolamin, das Äthylenoxyd-Propylenoxyd-

Mischpolymerisat und entweder HexansäureHeptansäure, Capryl-

säure öder Pelargonsäure (Beispiele 3, 4e 5 und 6) enthiel-

ten, in wirksamer--Weise eine Rostbildung der Schmiedeeidsen-

späne verhinderten, wobei in jedem Fall die Bewertung 0

erhalten wurde. Andererseits trat bei Valeriansäure oder

Isobuttersäure als Säurekomponente (Beispiele 1 und 2)

eine starke Rostbildung mit einer Bewertung von 3 auf, wo-

durch deutlich die-Tatsache-angezeigt wurde, daß wenn die

Säurekomponente weniger als 6 Kohlenstoffatome je Molekül

enthältg sie-für den Gebrauch in Metallbsarbeitungsvorgän-

gen ungeeignet und unbefriedigend ist.

Tabelle I

Wäßrige Systeme mit einem Gehalt an Alkanolaminsalz von ge-

sättigten organischen Säuren mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen

und Äthylenoxyd-Fropylenexyd-rlischpolymerisat

Beispiel Nr 1 . 2 3 4 5

Gr-TNun. C1

Triäthanolamin (Gew.-@) 20. 20 20 20 20 20

V.

Isobuttersäure 3

Yaleriansäure 3 -

Hexansäure (Gewo-%) 3

Heptansäure (Gew.-%) 3

Caprylsäure (Gew.-%) - 3

Pelargonsäure (Gew.-%) 3

Mischpolymerisat@Gewo-%)@ 7 7 ?- 7 ? 7

desto Wasser (Gew.-%) 70 70 76.-, 70 70 70

Schmiedeeiisen-Rosttest

1 Teil Grundansatz auf

5 Teile hartes Wasser

gemäß ASTM 3 S 0 0 0 0

In 4:er naehstehenden Tabelle II wurden Proben mit einem

Gehalt ah Triäthanolamin, einem Mischpolymersat von .Äthylen-

Oxyd und Propylenoxyd9 wie in Tabelle I angegeben, und einer

geeättig@en organischen Säure mit 6 bis 10 Kohlenstoffato- .

men je Kolekuül einer Stabilitätsprüfung gegenüber hartem

Wasser unterworfen, die in folgender Weise ausgeführt-wurde:

1 Teil der besonderen wäßrigen Netallbearbetungeflüsegkeit

wurde mit-5 Teilen hartem Wasser gemäß ASTM, wie vorstehend

in Tabelle I beschriEben,- gemischt und in einem graduierten

100 ml Zylinder während einer Dauer von 72 Stunden und bei eine:

Temperatur von etwa 21,1 bis 23,9°C (70 bis 750F) aufbewahrt.

Am Ende dieser Zeitdauer wurde das Volumen der- Sedimentbil-

dung infolge der Wechselwirkung zwischen den Zusätzen in der

Metalltrearbeitungsflüssigkeit und den in dem-Wasser vorhandenen

:mehrwertigen Ionen aufgezeichnet.

Aus der nachstehenden Tabelle It ist ersichtlich, daß die

proben, die-Triäthanolamin,-das Äthylenoxyd-rropylenoxyd-Misch-

pohymerisat und entweder Hexansäure, Hept4nsäure;, Cäprylsäure

oder Pelargonsäure (Beispiele 1, 2, 3 und q-) enthielten, keine

Ausscheidung oder Abtrennung nach 72 Stunden aufweisen, Ande-

rerseits trat im Falle von Cg.prinsäure als Säurekomponente

(Beispiel 5)'-eine weiße unlösliche Seife (10 Vol.-%) am oberen

Teil der Mensur auf, Dieser auffa@ende Unterschied mit Bezug

auf gesättigte organische Säuren mit mehr-als 9 Kohlenstoffen

je Molekül ist ein Hinweis auf die Tatsache, daß die Verwendung

von derartigen höheren organischen Säuren zu verstopften Fil-

tern, einem schlechten Rostschutz und einer verringerten

Gebrauchsdauer des Werkzeugs in Bereichen, in welchen hartes

Wasser auftritt, führt.

- Tabelle II- - - .-

Wäßrige Systeme mit einem Gehalt an einem Alkanolaminsalz

von gesättigten organischen Säuren mit 6 bis 90 Kohlenstoffel

und einem Äthylenoxyd- ropylenoxyd-Igischpolymerisat

Beispiel Nra -@-

Grundansatz

iGew.-%i 1 2 3 4 : 5

Triäthanolamin 20 20 20 20 20

Hexansäure 3

Heptans4ure 3

Caprylsäure 3 _

Pelargonsäure 3 -

Caprinsäure 3

Mischpolymerisat -- ? 7 7 7 7

._

desto Wasser 70 70 70 7 0 70

Hartwasserstabilitätsprüfung - -

Vol.-% Abtrennung -

't Teil Grundansatz

auf 5 Teile Hart- '

Wasser gemäß ASTM keine keine keine keine 10eieiger un-

löslicher Rüak-

stand -

Zur Erläuterung der Wichtigkeit des vorstehend genann-

ten Polyoxyalkylenglykols als wirksames Lasttragmittl in

den neuartigen wäßrigen Schmiermittelzusammensetzungen ge-

mäß der Erfindung wird der nachstehenden Tabelle ITI

gezeigt, das weder das Triäthanolamin noch das vorstehend

angegebene Äthylenoxyd--Propylenoxyd-Misehpolymersat bei*

alleiniger- Verwendung oder deren Gemische (wie in den

nachstehenden Beispielen 1, 2 und 3) wirksame lasttragmit-

tel-sind, wie dies durch die jeweilige Leistungsfähigkeit

oder -Wirksamkeit bei der Gewindebohrprüfung in jedem -Fall

angezeigt wird, die unterhalb 79% liegt. Überdies ist aus

der-nachstehenden Tabelle.III ersichtlich, daß die geeät44g-

Aminsalze der vorstehend genannten gesättigten organischen

Säuren mit 6 bis 9 Kohlenstoffatomen, die von Heptansäure,

Caprylsäure und der verzweigtkettigen2-Äthylhexansäure dar-

gestellt werden, wirksamer sind, wobei jedoch die Leistungs-

fähigkeit--bei der B'ofhprüfung noch unterhalb 89 % liegt,

.Es ist jedoch ersichtlich, aß eine Kombination 01 von s

dem vorstehend angegebenen Äthylenexyd-Propylenoxyd-Misch-- -

polymerisät und den vorstehend genannten Aminsalzen eine

Gewindebohrwirksamkeit im Bereich von 93 bis 96% (vgl,

Beispiele 5, 7 und3) ergibt -Dies stellt eine beachtliche'

-Zunahme in der Gewindebohrwirksamkeit gegenüber den vorste-

hend genannten Aminsalzen bei alleiniger Verwendung (vglb

Beispiele 4, 6 und S)dar, Es ist daher ersichtlich, daß

ein, synergistfe r ochdruekeffekt (extreme pressure effeet)

zwischen dem vorstehend genannten Polyoxyalkylenglyl;ol--unc

den Aminealsn besteht

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß-die neuarti-

gen wäßrigen Schmiermittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung,

.die ein Alkanolamin, eine gesättigte, organische Säure mit

etwa 6 -bis 9 Kohlenstoffatomen je Molekül und ein Polyoxy-

alke»ylenglykol enthalten, hervorragende Eigenschaften-auf-

weisen, wie dies aus den vorstehend gebrachten Ergebnissen

mit Bezug auf Korrosionsbeständigkeit, Hartwasserstabilität

und Leistungsfähigkeit bei Inwendung für maschinelle 3e-

arbeitung ersichtlich ist.

Zur Erläuterung der Wirkung und der kritischen Funktion

der Verwendung eines Desinfektionsmittels, beispielsweise

eines halogenierten Itresols, in den Schmiermittelzusammen-

aetzungen gemäß der Erfindung in Verbindung mit dem vor-

stehend-beschriebenen Ansatz von Alkanolamirr, organischer'

Säure- und Polyoxyalkylenglykolkomponenten wurde eine Reihe

von Vergleichsversuchen ausgeführt, .-in welchen das, vor-

stehend genannte halogenierte Kresol, wie z3. p-Chlor-m-kresol,

und auch ändere ähnliche verwandete Desinfektionsmittel auf

ihre Wirkung bezüglich der Hemmung eines Bakterienwachstums in

den im übrigen identischen Schmiermittelzusammenaetzungen

bewertet wurden.

Die für diesen Zweck verwendete Prüfung ist ein biooider

Siebtest unter .Anwendung eines Schüttelverfahrens. Dieser

Test umfaßt_im allgemeinen die Verdünnung der Metallb-ear-

beitungsflüssigkeit, die bewertet werden soll,mit einer

sterilen Nährbrühe, wobei diese-Nährbrühe anstelle von de-

stilliertem Wasser verwendet wirr, um das bakterielle Wachs-

tum zu beschleunigeng die Beimpfung mit einer Standard-

Bakterienkultur und Inkubation während einer Zeitdauer

von q:8 Stunden bei 300C. Das Bakterienwachstum wird als

proportional zu der Zunahme an Trübung der Probe angesehen.

Insbesondere wird der vorstehend geschilderte bioöde

Siebtest, der zur Bestimmung der bactericiden Aktivität

mittels augenscheinlicher Beobachtung der Änderung der Trü-

-bune einer Probelösung angewendet wird,: in folgender Weise,

ausgeführt. Es wird. eine Nährbrühe mit: den folgenden Kompo-

nenten hergestellte

Komponente Gew.-AI

Pepton 0,5

Fleischextrakt 0,3

destilliertes Wasser 9992

"rtaprechend den vorstehend angegebenen Anteilen werden das

Pepton und der Fleischextrakt dem Wasser zugegeben und die

sich ergebende Mischung wird sterilisiert (Autoklav bei

etwa 1320G (2700F) während; 30 Minuten). Die sterile Brühe

wird dann aus dem Autoklaven entfernt und auf Raumtempo-

Tatur kühlen gelassen,

Der Inhalt einer Ampulle von gefriergetrocknetem Bak-

terienimpfmasse (bacteria inoculum)(hauptsächlich aus

Staphylococcus albus), die etwa 634 Millionen Bakteriab.

je ml ergibt, wenn der Inhalt der Ampulle 25 ml einer ste-

rilen Nährbrühe zugegeben uM wäiArend 24 Stunden bei 3000

incubiert wird, wird zu 1-00 ml der nach dem vorstehend be-

schriebenen Verfahren hergestellten Nährbrühe in einem

500 ml Erlenmeyer-Kolben zugegeben. Der Kolben wurde mit

seinem Inhalt in einen-Inkubator über Nacht bei einer Tem-

peratur von 3000 zur Wachstumsbildung eingebracht. Am Ende

dieser Zeitdauer wurde der Kolben entfernt und es wurden-

10 ml von sterilem Glycerin zugegeben und während einer

Dauer von 1 Minute wurde gemischt. Es wurden Fläschchen

mit einem Gehalt von 2 ml dieser Mischung (Impfstoff) berei-

tet und in eined Gefriereihrichtung bis zum Gebrauch einge-

bracht.

20 ml der in der vorstehend beschriebenen Weise herge-

stellten Nährbrühe werden in einen 5 0 ml Erlenmeyerkolben

gegeben, der mit Baumwolle verschlossen und einer Autokla- --

venbehandlung während 30 Mihuten bei etwa 132°C (2700F)

unterworfen wird. Der Kolben wird dann aus dem Autoklaven

entfernt und auf Raumtemperatur kühlen gelassen, 0,5 ml

des Impfstoffs und 0,5 ml der Versuchsprobe werden dann

in den Kolben eingebracht 9 der erneut mit Iteriler Baum-

wolle verschlossen und in einen Inkubatoraehüttelapparat

während 48 Stunden bei 300C eingebracht z%irrd. Die Anwesen-

heit der Trübung am Ende einer Versuchsdauer zeigte ein

bakterielles Wachstum an und demgemäß ein Versagen in dieser

Prüfung.

Die dabei erhaltenen Versuchswerte sind in der nachEt-

henäen Tabelle IV aufgeführt. Dabei wurden ein halogeniertes

Kresol als typisches Beispiel von Desinfektionsmitteln gemäß

der Erfindungg »lich p-Chlor-m-kresolg'und andere verwandte

Deßinfektionamittel auf ihre Hemmwirkungen mit Bezug auf ein

bakterielles Wachstum bewertet.

Aus den in der vorstehenden Täbellen I bis IV aufgeführten Ergebnissen ist es ersichtlich, daß die neuartigen, wäßrigen Schmiermittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung, die ein wasserlösliches Alkanolamin, eine gesättigte organischc Säure mit etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatomen je Molekül, ein wasse" lösliches Polyoxyalkylenglykol und ein Desinfektionsmittel, beispielsweise ein halogeniertes Kresol enthalten, ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit, Hartwasserstabilität, Leistungsfähigkeit bei Anwendung für maschinelle Bearbeitung und Wirksamkeit bei der Hemmung des bakteriellen Waschstums aufweisen. Es ist außerdem ersichtlich, daß die Desinfektionsmittel der Schmiermittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung in wirksamer Weise durch das Aminsalz stabilisiert werden, d.h. das Aminsalz neigt zu einer Löslichmachung des Desinfektionsmittels und vermeidet dadurch die Ausfällung des letzteren , wodurch

andererseits-die Leiisungsfähigkeit hinsichtlich der Schmier=

wirkung und bei Anwendung für maschinelle Metallbearbeitung gestört würde. Insbesondere ist mit Bezug auf die Wirksamkeit der halogenierten Kresole bei der wirksamen Hemmung des

c

bakteriellen Wachstums jzu beachtee aus der Tabelle IV/, daß

andere nah verwandte Verbindungen, wie p-Chlor-m-xylenol, Phe- nol oder o-8enzyl-p-chlorphenol unbefriedigend waren, was durch ein übermäßiges Wachstum in dem vorstehend beschriebenen biociden Siebtest angezeigt wurde.

Claims

Patentansprüche 1. Wä4ßige Schmiermittelzusammensetzungen mit einem Gehalt

an einem Alkanolamin, einer organischen, gesättigten Säure mit 6 bis 9 Kohlenstoffatomen im Molekül und einem Polyoxyalkylenglykol gem«iß Patent ....... (deutsche Patentanmeldung ,5 91 111 IVc/23 c), dadurch gekennzeich!et, daß sie ein Des-

infektionsmittel, bestehend aus einem halogenierten Kresol, einem Aldehyd oder einem Aldehyd freigebenden Mittel enthalten.
2. Schmiermittelzusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Alkanolamin in einer Menge von etwa 5 bis 40 Gewo-%, vorzugsweise von 20 bis 35 Gew.-%, die organische Säurekomponente in einer Menge von etwa 0,1 bis 9 Gew.=%, vorzugsweise 1 bis 4 Gewo-ä, das Polyoxyalkylenglykol in einer Menge von etwa 0,5 bis 20-Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 5 Gew.-%,und das Desinfektionsmittel in einer Menge von etwa 0,05 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-% enthalten.
3. Schmiermittelzusammensetzungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Desinfektionsmittel ein vollständig oder teilweise cl_loriertes, bromiertes, fluoriertes oder jodiertes Kresol enthalten.
4. Schmiermittelzusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dal sie als Desinfektionsmittel p-Chlor-m-kresol enthalten.