DE69118879T2

DE69118879T2 - Ester und diese enthaltende flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69118879T2
Application number: DE69118879T
Authority: DE
Inventors: Rainer Benda; Allen David Godwin; Bernard Victor Raimon Wallaert
Original assignee: Exxon Chemical Patents Inc
Current assignee: ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: KR100209827B1; EP0523122B1; ATE136881T1; ES2085991T3; GB9007193D0; JPH05505806A; WO1991015455A1; DE69118879D1; CA2079103A1; KR930700407A; EP0523122A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft synthetische Ester und Schmierstoff zusammensetzungen, die synthetische Ester enthalten, einschließlich wäßriger Schmierstoff zusammensetzungen, wobei die Schmierstoffe insbesondere als Schneidflüssigkeiten und Hydraulikflüssigkeiten brauchbar sind und die Ester als Ölphase oder Additive solcher Flüssigkeiten verwendet werden können. Die Erfindung betrifft auch Additivkonzentrate, die solche Ester enthalten, zur Einbringung in solche Flüssigkeiten.
Metallbearbeitungs- oder Schneidflüssigkeiten werden als Schmierstoffe und Kühlmittel in beispielsweise Verfahren wie Schneiden, Bohren, Fräsen, Gewindeschneiden, Drehen, Austreiben und Schleifen verwendet. Bei solchen Verfahren ist es üblich, das Werkzeug und das Werkstück mit Flüssigkeit zu spülen, um die erzeugte Wärme abzuleiten. Die Flüssigkeiten können Öle oder organisches Schmiermittel enthaltende Flüssigkeiten auf Wasserbasis sein, die bevorzugt sind, da sie die hervorragende Wärmeübertragungskapazität von Wasser sowie die Schmierfähigkeit der organischen Komponente auszunutzen.
Ein Problem, das mit Schneidflüssigkeiten auf Wasserbasis auftritt, ist ihre Anfälligkeit gegenüber biologischem Abbau. Die in solchen Flüssigkeiten üblicherweise vorhandenen Additive, beispielsweise Korrosionsschutzmittel, Antischaummittel, Extremdruckmittel, Antiverschleißmittel, Tenside und Verdickungsmittel, wirken allgemein als Nährstoffe für Mikroorganismen und selbst wenn diese Organismen die Leistung der Flüssigkeit nicht nachteilig beeinträchtigen, wie durch Absenken ihres pH-Werts, so daß sie korrosiv für Metall werden, oder durch Brechen der Emulsion, macht das Wachstum von Bakterien oder Pilzen die Flüssigkeit so übelriechend, daß sie weggeworfen werden muß. Gesetzgebungen zur Beseitigung des Ausflusses haben zu dem Wunsch beigetragen, die Anfälligkeit der Schneidflüssigkeiten für biologischen Abbau zu verringern.
Es bleibt außerdem die Notwendigkeit bestehen, die Schmiereigenschaften von Schneidflüssigkeiten zu verbessern, beispielsweise im Fall von Lösungen durch Zugabe eines spezifischen Öligkeitsmittels und Ersetzen von einigen der Mineralölanteile durch ein Produkt mit höheren Schmierqualitäten im Fall von Emulsionen. Außerdem bleibt auch der Bedarf nach Materialien, die verbesserte Verwendbarkeit in Mikroemulsionen zeigen, die derzeit aufgrund ihrer Stabilität bevorzugt sind, da die geringe Größe der Teilchen der organischen dispergierten Phase die Neigung zum Koaleszieren verringert.
Wir haben nun gefunden, daß bestimmte Ester zur Verbesserung der Eigenschaften, insbesondere der Schmierfähigkeit, von solchen Materialien verwendet werden können und daß diese Ester im Vergleich mit vergleichbaren Estern des Stands der Technik wie denen, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 637 22 60 und Eigenschaften haben.
Die vorliegende Erfindung liefert demnach einen Ester aus einem aliphatischen Polyol mit mindestens drei Hydroxygruppen mit einer verzweigten aliphatischen C&sub1;&sub0;- bis C&sub1;&sub5;-Carbonsäure, die durchschnittlich mehr als eine Verzweigung pro Molekül enthält, wobei sich nicht mehr als 20 % der Verzweigung an dem 2-Kohlenstoffatom befinden.
Die Erfindung liefert auch Konzentrate zur Zugabe zu 1, um eine wäßrige Emulsion zu bilden, die mindestens einen solchen Ester als Teil der Ölphase enthält. Die Erfindung liefert außerdem eine Hydraulikflüssigkeit und eine Metallbearbeitungsflüssigkeit, insbesondere eine wäßrige Metallbearbeitungsflüssigkeit, insbesondere eine Schneidflüssigkeit, die einen oder mehrere solcher Ester als Teil der oder als die Ölphase enthält. Die Erfindung liefert außerdem die Verwendung eines solchen Esters, insbesondere als die Schmierfähigkeit erhöhende Komponente, in einer Schneidflüssigkeit.
Die Erfindung liefert außerdem die Verwendung von solchen Estern als synthetische Schmierstoffe und als Additive, um natürlichen oder synthetischen Schmierstoff zusammensetzungen Schmierfähigkeit zu verleihen.
Das zur Herstellung der Ester verwendete aliphatische Polyol enthält vorzugsweise 4 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatome, es können beispielsweise eines oder mehrere von Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Glycerin, Trimethylolethan, Sorbit, Dipentaerythrit und anderen oligomeren von Pentaerythrit verwendet werden. Von diesen Polyolen sind solche mit mindestens drei primären Hydroxygruppen wie Pentaerythrit und Trimethylolpropan bevorzugt. Es ist auch bevorzugt, daß das Polyol mit der Säure vollständig verestert wird.
Die aliphatische Polyhydroxyverbindung kann außer den Hydroxygruppen keine weiteren funktionalen Gruppen enthalten oder sie kann andere funktionale Gruppen enthalten, beispielsweise Amingruppen. Sie ist vorzugsweise allerdings frei von schwefelhaltigen Substituenten.
Die Säuren sind vorzugsweise Monocarbonsäuren mit der Formel
R- -COOH
, in der * das Kohlenstoffatom in 2-Position ist, und können nach dem Oxoverfahren hergestellt werden, bei dem ein oder mehrere olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe durch Umsetzung mit Synthesegas (Wasserstoff und Kohlenmonoxid, üblicherweise in einem Gewichtsverhältnis zwischen 0,9:1 und 1,5:1) in Gegenwart eines Katalysators, allgemein einem Kobaltcarbonyl, bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck (typischerweise zwischen 125ºC und 175ºC und 150 bis 300 atm (150 bis 300 bar)) hydroformyliert werden, um einen Aldehyd mit einem Kohlenstoffatom mehr als das Ausgangsolef in zu bilden. Der resultierende Aldehyd wird nachfolgend zu der entsprechenden Säure oxidiert. Das Ausgangsolefin enthält normalerweise einen wesentlichen Anteil an verzweigten Kohlenwasserstoffen, aber in jedem Fall verursachen die während des Oxoverf ahrens stattfindenden Reaktionen, daß das Produkt eine in hohem Maße verzweigte Struktur und normalerweise eine Mischung aus solchen hochverzweigten Strukturen hat. Beispielsweise ist die Tridecancarbonsäure eine Mischung aus Trimethyldecancarbonsäuren, Tetramethylnonancarbonsäuren und Dimethylundecancarbonsäuren, wobei sich die Verzweigung über die Alkylgruppe verteilt.
Typischerweise enthalten solche Säuremischungen weniger als 40 %, allgemein weniger als 20 % und häufig weniger als 10 Gew.% lineare Säuren, weniger als 20 Gew.% am 2-Kohlenstoffatom (dem Kohlenstoffatom in α-Stellung zu der Carboxylgruppe) verzweigte Säuren, und der Gehalt an am 3-Kohlenstoffatom oder höher verzweigten Säuren ist gleich oder höher als 40 Gew.%. Die Säuren haben auch vorzugsweise durchschnittlich mehr als 2, typischerweise zwischen 2 und 4 Verzweigungen pro Molekül und die Verzweigungen sind allgemein kurzkettig (C&sub1; bis C&sub4;), üblicherweise Methyl- oder Ethylgruppen. Die Verzweigung wird durch Protonen- NMR gemessen, typischerweise unter Verwendung eines 220 MHz-Geräts.
Vorteilhafterweise enthält die Säure 11 bis 13 Kohlenstoffatome. Aus Gründen der Verfügbarkeit und der Wirtschaftlichkeit sind bevorzugte Säuren die C&sub1;&sub1;- und C&sub1;&sub3;-Säuren, wobei die letztere, wie normalerweise im Handel erhältlich und bevorzugt erfindungsgemäß verwendet, eine Mischung aus C&sub1;&sub2;- und C&sub1;&sub3;-Säuren ist.
Die Ester können nach Standard-Veresterungsverfahren hergestellt werden, wobei allgemein ein Mol Säure pro Hydroxygruppe in dem aliphatischen Alkohol umgesetzt wird.
Es liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung, Estersäuren zu verwenden, die anders als durch das Oxoverfahren hergestellt sind, vorausgesetzt, daß sie mehrfach verzweigte Säuren innerhalb der Definition der Erfindung und insbesondere Mischungen aus mehrfach verzweigten Säuren sind, die solchen entsprechen, die aus dem Oxoverfahren resultieren. Ein solches Verfahren ist derzeit allerdings nicht wirtschaftlich bevorzugt gegenüber der Verwendung von aus dem Oxoverfahren stammenden Materialien.
Ein erfindungsgemäßes Emulsionskonzentrat umfaßt eine wäßrige Dispersion von mindestens einem erfindungsgemäßen Ester und umfaßt insbesondere den Ester, einen Emulgator und Wasser, gegebenenfalls zusammen mit anderen Komponenten, die normalerweise in Schneidflüssigkeiten oder Hydraulikflüssigkeiten vorhanden sind. Ein solches Konzentrat enthält normalerweise 10 bis 80 Gew.%, vorteilhaft 20 bis 75 Gew.%, insbesondere 50 bis 75 Gew.% aktive Bestandteile, wobei der Rest Wasser ist. Das Konzentrat kann leicht durch den Endanwender mit größeren Mengen Wasser verdünnt werden, um die erfindungsgemäße Hydraulik- oder Schneidflüssigkeit zu ergeben, wobei letztere 0,1 bis 15 Gew.%, vorteilhaft 0,5 bis 10 Gew.% und vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.% aktive Bestandteile enthalten kann, wobei der Rest Wasser ist. Die Emulsionen können Wasser-in-Öl- oder Öl-in-Wasser-Emulsionen sein, wobei die 1 bis 10 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.% Öl enthaltenden Öl-in-Wasser-Emulsionen am meisten bevorzugt sind.
Allgemein wird das hydrophil-lipophile Gleichgewicht (HLB- Wert) des Emulgators oder der Emulgatoren auf den der vorhandenen Basisöle oder synthetischen Flüssigkeiten abgestimmt, die für ein paraffinisches Öl zwischen 9,0 und 10,5 liegen, während sie für ein naphthenisches Öl zwischen 10,5 und 11,5 betragen. Emulgatorkomponenten mit HLB-Werten im Bereich von 5 bis 15 können verwendet werden, um ein geeignetes Gleichgewicht zu erhalten.
Es ist keine Veränderung des Formulierungsverfahrens durch Beifügen eines erfindungsgemäßen Esters erforderlich, wenn Probleme bei der Dispergierung des Esters auftreten, kann ein Anteil oder ein erhöhter Anteil eines Emulgators mit einem HLB im Bereich von 9 bis 11 verwendet werden.
Als geeignete Emulgatoren können insbesondere nicht-ionische und anionische Tenside erwähnt werden. Als Beispiel können Kondensate eines Alkylenoxids mit einer ein aktives Wasserstoffatom und allgemein mindestens 6 Kohlenstoffatome enthaltenden organischen Verbindung genannt werden, beispielsweise ein Kondensat mit einem Alkohol, einem Phenol, insbesondere einem Alkylphenol, einem Thiol, einem primären oder sekundären Amin oder einer Carbon- oder Sulfonsäure oder einem Amid derselben, Blockcopolymere aus Ethylen- und Propylenoxid, ethoxylierte Alkylphosphate, Alkylsulfate und -sulfonate, Alkarylsulfonate und deren Salze, Derivate von Polyisobutylenbernsteinsäuren und deren Anhydriden, Fettsäuresalze und Alkanolamine.
Die Komponenten des Emulsionskonzentrats können nach im Stand der Technik normalen Verfahren gemischt werden, es ist keine spezielle Technik notwendig. Wie im Stand der Technik üblich, werden die Komponenten unter Rühren bei Umgebungstemperatur oder etwas darüber, beispielsweise bei 40ºC bis 60ºC, für eine ausreichende Zeit zusammengemischt, um eine gleichförmige Zusammensetzung zu ergeben. Die erfindungsgemäßen Ester sind öllöslich, das Konzentrat wird vorzugsweise durch Mischen des Esters mit Öl oder Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, Zugabe des Emulgators und danach der Wasserphase, die die wasserlöslichen Additive enthält, hergestellt. Falls erforderlich wird das Konzentrat nachfolgend mit weiteren Mengen an Wasser gemischt, um die gewünschte Konzentration des aktiven Bestandteils zu ergeben.
Die erfindungsgemäßen Ester können in Schneidflüssigkeiten aller Art, wäßrigen Systemen, die weiße Emulsionen und insbesondere Mikroemulsionen einschließen, und auch in Metallbearbeitungsflüssigkeiten auf Basis von Öl oder anderem Kohlenwasserstofflösungsmittel verwendet werden, beispielsweise zur Verwendung bei Walzverfahren.
Die Ester können als Additive verwendet werden, die dem Schmierstoff milde Extremdruck- und Antiverschleißeigenschaften verleihen, oder sie können als Ölersatz verwendet werden. Das erfindungsgemäße Emulsionskonzentrat enthält daher allgemein bis zu 75 %, vorzugsweise 2 bis 70 %, insbesondere 5 bis 70 % und am meisten bevorzugt 10 bis 65 Gew.% des Esters, bezogen auf das Gesamtgewicht der von Wasser verschiedenen Komponenten, wobei der Anteil am oberen Ende des Bereichs liegt, wenn der Ester bis zu beliebigem Ausmaß Mineralöl ersetzt. Diese Konzentrate werden typischerweise mit Wasser verdünnt, um die fertige Flüssigkeit zu liefern, die typischerweise 3 bis 15 Gew.% des Konzentrats enthält.
Das Emulsionskonzentrat und die resultierende Hydraulik- oder Metallbearbeitungsflüssigkeit können beliebige oder alle der üblichen Additive enthalten, z. B. Korrosionsschutzmittel, Antischaummittel, Extremdruckmittel, Antiverschleißmittel, Stockpunktsenkungsmittel, Antioxidantien, Verdickungsmittel und Biozide. In den folgenden Beispielen wird allerdings ein vereinfachtes System verwendet, das nur Öl, Ester oder Vergleichsmate rial, Korrosionsschutzmittel, Emulgator und Wasser enthält.
Die Ester können auch in wasserfreien Systemen verwendet werden, die mitunter als Blanköle bekannt sind, sie können dort als Schmierfähigkeit lieferndes Additiv verwendet werden, wobei 2 bis 10 Gew.% die Schmierfähigkeit von Mineralölen oder anderen synthetischen Ölen wie Poly-α-olefinen erhöht. Alternativ können die Ester verwendet werden, um Mineralöl zu ersetzen, wobei in diesem Fall erheblich größere Mengen verwendet werden.

Beispiel 1

Herstellung von Trisundecancarbonsäureester von Trimethyloloropan

Ein 3 L-Dreihalsrundkolben, der mit einem mechanischen Rührer und Dean-Stark-Abscheider ausgerüstet war, wurde mit 1562,2 g (8,41 Mol) einer Undecancarbonsäure, die durch Oxidation eines C&sub1;&sub1;-Aldehyds hergestellt wurde, der nach dem Oxoverfahren hergestellt war (im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichnung "Cekanoic Oil Acid"), 3087,2 g (2,3 Mol) Trimethylolpropan und 12,2 g para-Toluolsulfonsäure als Katalysator beschickt. Die Reaktionsmischung wurde mit Stickstoff gespült, dann unter einem Vakuum von 300 mm Hg auf 100ºC erhitzt. Über einen Zeitraum von 3,5 Stunden wurde die Reaktionstemperatur auf 140ºC erhöht und der Druck auf 100 mm Hg verringert. Wasser wurde in dem Dean-Stark-Abscheider aufgefangen, wobei insgesamt 114 ml gewonnen wurden. Das Erhitzen wurde fortgesetzt, um nicht umgesetzte Säure aufzufangen, die Mischung wurde auf 110ºC abgekühlt und 18,7 g Natriumcarbonat wurden zugesetzt. Die resultierende Mischung wurde 30 Minuten lang gerührt, dann wurden unter Rühren 300 ml Wasser zugesetzt und die Mischung wurde in einen Scheidetrichter überführt.
Nachdem die Reaktionsmischung stehen gelassen wurde, wurde die wäßrige Phase abgezogen und dann wurde das Waschen mit Wasser fortgesetzt, bis die Wasserphase eine neutrale Reaktion ergab. Die verbleibende überschüssige Säure wurde durch Strippen mit Dampf bei 140ºC, 200 mm Hg entfernt. Nach dem Strippen wurde der Ester filtriert, die Ausbeute betrug 1255,8 g. Die Eigen schaften sind in Tabelle 1 nach Beispiel 4 unter der Überschrift TMP C&sub1;&sub1; angegeben.
Die Protonen-NMR-Analyse des Aldehyds, aus dem die Säure hergestellt wurde, zeigte, daß er durchschnittlich 2,96 Methyl enthaltende Verzweigungen enthielt, während die C¹³-NMR-Analyse 10,9 % Verzweigungen am 2-Kohlenstoffatom, 49,9 % am 3-Kohlenstoffatom, 23,6 % am 4-Kohlenstoffatom und 15,6 % am 5. oder höheren Kohlenstoffatom zeigte.

Beispiel 2

Herstellung des Tetraundecancarbonsäureesters von Pentaervthrit

Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 unter Verwendung von 1499 g (8,06 Mol) der Säure, 258,4 g (1,9 Mol) Pentaerythrit und 11,4 g des Katalysators verwendet. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 unter der Überschrift PE-C&sub1;&sub1; angegeben.

Beispiel 3

Herstellung des Tristridecancarbonsäureesters von Trimethylolpropan

Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 unter Verwendung von 1531,2 g (7,16 Mol) einer Säure aus dem Oxoverfahren, die durch Oxidation eines nach dem Oxoverfahren erhaltenen C&sub1;&sub3;-Aldehyds erhalten worden war, 301,5 g (2,25 Mol) Trimethylolpropan und 11,9 g des Katalysators angewendet. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 unter der Überschrift TMP-C&sub1;&sub3; angegeben. Die Protonen-NMR-Analyse zeigte, daß der Ester durchschnittlich 2,96 Methyl enthaltende Verzweigungen enthielt, während die C¹³-NMR- Analyse 8,4 % Verzweigungen am 2-Kohlenstoffatom&sub1; 47,7 % am 3- Kohlenstoffatom, 26,9 % am 4-Kohlenstoffatom und 17,0 % am 5. oder höheren Kohlenstoffatom zeigte.

Beispiel 4

Herstellung des Tetratridecancarbonsäureesters von Pentaerythrit

Der Ester wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 aus Tridecancarbonsäure und Pentaerythrit hergestellt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 unter der Überschrift PE-C&sub1;&sub3; angegeben. Tabelle 1 Säurezahl mg KOH/g Farbe FAC Verseifungszahl mg KOH/g Festwerdepunkt (Stockpunkt) ºC Viskosität cSt 40ºC Viskosität cSt 100ºC

Beispiele 5 bis 7

Gemäß den in Tabelle 2 aufgeführten Zusammensetzungen wurden unterschiedliche Konzentrate hergestellt. In dieser Tabelle bezieht sich HVI 60 auf ein von Shell verkauftes paraffinisches Öl und NYNAS T22 auf ein von Nynas verkauftes naphthenisches Öl. Der Ester aus Beispiel 3 wird als TMP C&sub1;&sub3; bezeichnet, Synacto 3001 ist ein Emulgator, der von Exxon Chemical Limited im Handel erhältlich ist und eine Öllösung einer Mischung von Salzen von Alkarylsulfonsäuren und Salzen von Carbonsäuren mit einem HLB- Wert von ungefähr 10,8 ist, und in den TMP C&sub1;&sub3; enthaltenden Formulierungen ist Synacto 3002 ein ähnlicher Emulgator, der aber einen HLB-Wert von ungefähr 9,2 hat. Emulsogen BLM ist ein im Handel erhältliches Fettsäureamid. Die Konzentrate wurden mit 25 Teilen Wasser verdünnt, um milchige Emulsionen herzustellen, die in dem Falex-Schmierstofftestgerät gemäß ASTM D 3233 untersucht wurden, wobei der Test modifiziert wurde, um den Reibungskoeffizienten und die Temperaturerhöhung bei einer Last unter dem Bruchwert, 400 kg, während eines Zeitintervalls von 5 Minuten gemäß dem Verfahren von IP 241 Verfahren D zu messen. Tabelle 2 (Die Proportionen sind in Gewichtsteilen angegeben) Beispiel Nr. (Vergleich) Synacto 3001 Synacto 3002 Emulsogen BLM Falex-Ergebnisse Reibungskoeffizient Temperaturerhöhung, ºC
Die Resultate zeigen die signifikante Erhöhung der Schmierung, die durch Ersetzen zunehmender Anteile von Basisöl durch den Ester erhalten werden.

Beispiele 8 bis 11

Um die erfindungsgemäßen Ester mit bekannten Schmierfähigkeitsadditiven zu vergleichen, wurde eine Standardformulierung in Form einer Mikroemulsion hergestellt, wobei das Konzentrat in Gew.% die in Tabelle 3 aufgeführten Komponenten umfaßte. Synacto 2000 ist ein im Handel erhältliches Tensid, das eine Öllösung ist, die 50 Gew.% Salze von Alkylarylsulfonsäuren mit einem HLB- Wert von etwa 11 enthält, BDG ist Butyldiglykol. Das Korrosionsschutzmittel ist eine wäßrige Lösung von Alkanolaminsalzen von einer Mischung aus Weinsäure und Borsäure Tabelle 3 Nynas T22 Synacto 2000 Korrosionsschutzmittel Wasser Ester oder Vergleichssubstanz
Das Konzentrat wurde dann in einem Verhältnis von 1:25 mit Wasser gemischt.
Die verwendeten Materialien waren wie folgt: Vergleich A Trimethylolpropan (TMP) trioleat Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10 Beispiel 11
Ein Werkstück aus Stahl (Bezeichnung des Stahls 35 NCD 16) wurde mit einer Schleif scheibe (Materialbezeichnung 99 A60M6 V36) unter Verwendung der oben als Schneidflüssigkeit aufgeführten Materialien geschliffen, und das Verhältnis G der von dem Werkstück entfernten Materialmasse zu der von der Scheibe entfernten Materialmasse wurde gemessen. Die Variationsbreite Ra der Oberflächenbeschaffenheit (Ra des ersten Stücks, Ra des 10. Stücks) in µm von dem Werkstück wurden auch gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Vergleich Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10 Beispiel 11 bis
Diese Resultate zeigen eine Verbesserung in der Konsistenz der Beschaffenheit unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ester gegenüber der Vergleichssubstanz.

Beispiele 12 bis 14

Unter Verwendung der gleichen Formulierung wie in den Beispielen 8 bis 11 wurden die folgenden Beispiele verwendet, um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Ester als Komponenten von Schneidflüssigkeiten beim Ausräumen von Aluminium unter den folgenden Bedingungen zu testen: Werkstück Referenz 5U 3Y 30, Werkzeug HSS.E mit 5 % Kobalt, Ausräumen von 750 Löchern, Untersuchung des Profils von jedem dritten Loch mittels Perthometer M 3A, Ra ist der Mittelwert dieser Resultate in µm.
Die Resultate sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 Vergleich A TMP-trioleat Vergleich B Di(tridecyl)phthalat Beispiel 12 Beispiel 13 Beispiel 14
Diese Resultate zeigen, daß die erfindungsgemäßen Ester eine signifikant bessere Leistung als ein Diester bei der Oberflächenbeschaffenheit zeigen.

Beispiele 15 bis 17

Die Verfahren der Beispiele 5 bis 7 wurden nachgearbeitet, um die in Tabelle 6 gezeigten Emulsionskonzentrate herzustellen. Diese wurden dann mit 25 Teilen Wasser verdünnt, um eine Mikroemulsion zu ergeben. Tabelle 6 zeigt auch die Falex-Ergebnisse. Tabelle 6 Beispiel Nr. Vergleich Korrosionsschutzmittel Synacto 3001 Synacto 3002 Wasser Falex-Ergebnisse Reibmigskoeffizient Temperaturerhöhung ºC
Die Resultate zeigen, daß unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ester eine hochwirksame synthetische Emulsion formuliert werden kann, die im wesentlichen kein Mineralöl enthält (weniger als 1 % Mineralöl, die aus dem Synacto 3001 und 3002 in das Konzentrat eingebracht werden).

Claims

1. Esterzusammensetzung einer verzweigten aliphatischen C&sub1;&sub0;- bis C&sub1;&sub5;-Carbonsäure, die durchschnittlich mehr als eine Verzweigung pro Molekül enthält, wobei sich nicht mehr als 20 % der Verzweigung an dem 2-Kohlenstoffatom befinden, und eines aliphatischen Alkohols mit mindestens drei Hydroxygruppen.

2. Esterzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Säure nach dem Oxoverfahren hergestellt worden ist.

3. Esterzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die von einer C&sub1;&sub1;-Säure abgeleitet ist.

4. Esterzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die von einer C&sub1;&sub3;-Säure abgeleitet ist.

5. Esterzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Säure zwischen 2 und 4 Verzweigungen enthält.

6. Esterzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Säure eine Mischung von Säuren ist, die weniger als 40 Gew.% lineare Säure enthält, und der Gehalt an am 3-Kohlenstoffatom und höheren Kohlenstoffatomen verzweigten Säuren gleich oder höher als 40 % ist.

7. Esterzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der aliphatische Alkohol mindestens drei primäre Hydroxygruppen enthält.

8. Esterzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die von Trimethylolpropan abgeleitet ist.

9. Esterzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die von Pentaerythrit abgeleitet ist.

10. Trimethylolpropan-tri-undecanoat, bei dem die Undekansäure aus einem C&sub1;&sub1;-Aldehyd aus dem Oxoverfahren stammt.

11. Trimethylolpropan-tri-tridecanoat, bei dem die Tridecansäure aus einem C&sub1;&sub3;-Aldehyd aus dem Oxoverfahren stammt.

12. Pentaerythrit-tetra-undecanoat, bei dem die Undekansäure aus einem C&sub1;&sub1;-Aldehyd aus dem Oxoverfahren stammt.

13. Pentaerythrit-tetra-tridecanoat, bei dem die Tridecansäure aus einem C&sub1;&sub3;-Aldehyd aus dem Oxoverfahren stammt.

14. Hydraulikflüssigkeit oder Schmierstoff, die bzw. der eine Esterzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 umfaßt.

15. Schneidflüssigkeit, die Wasser und Emulgator und eine Esterzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 umfaßt.

16. Schneidflüssigkeit nach Anspruch 15, die auch ein Mineralöl oder synthetisches öl umfaßt.

17. Schneidflüssigkeit nach Anspruch 15, die im wesentlichen frei von Mineralöl ist.

18. Emulsionskonzentrat, das eine Esterzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, einen Emulgator und Wasser umfaßt.

19. Emulsionskonzentrat nach Anspruch 18, bei dem die Esterzusammensetzung bis zu 75 % des Gesamtgewichts der von Wasser verschiedenen Komponenten ausmacht.

20. Emulsionskonzentrat nach Anspruch 18, bei dem die Esterzusammensetzung 2 bis 70 % des Gesamtgewichts der von Wasser verschiedenen Komponenten ausmacht.

21. Emulsionskonzentrat nach Anspruch 18, bei dem die Esterzusammensetzung 10 bis 65 % des Gesamtgewichts der von Wasser verschiedenen Komponenten ausmacht.

22. Verfahren zur Metallbearbeitung, das als Schmierstoff oder Schneidflüssigkeit eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 21 verwendet.

23. Verwendung einer Esterzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 als Schmierhilfsmittel in einer Schneidflüssigkeit.