DE843459C - OEle fuer die Metallverarbeitung - Google Patents

Description

• Ole für die Metallverarbeitung bei der Bearbeitung von Aletallen verwendet maii entweder pflanzliche Ole bzw. reine Mineralle oder wässerige Mineralölemulsionen, sogenannte Bohröle. Diese Bohröle enthalten neben Mineralöl Seifen oder andere organische Emulgatoren. Derartige wässerige Mineralölenulsionen geben bei der Bearbeitung von AIetallen sehr häufig Veranlassung zur Rostbildung.
• Es wurde nun gefunden daß sich Öle oder ihre wässerigen Dispersionen mit einem Gehalt an Verbindungen der allgemeinen Formel R.X.R1.COOH in welcher R einen geraden oder verzweigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, X eine Heteroatomgruppe, welche den Rest -CO.N< bzw. -C.S.N< enthält, und R1 einen niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffrest, der durch ein Heteroatom unterbrochen sein kann, bedeuten, oder ihren wasserlöslichen Salzen mit Vorteil bei der Bearbeitung von Metallen verwenden lassen. Dabei wird eine Rostbildung weitgehend vermieden. Besonders geeignet sind solche Stoffe, in denen der Rest R ein verzweigter Kohlenwasserstoftrest ist, weil diese eine größere 01-löslichkeit und erhöhte Emulgierwirkung besitzen.
• Als Heteroatomgruppen, welche den Rest -CO.N< bzw.-C.S.N<enthalten, seien beispielsweise genannt: Carbonamidgruppen. Urethan- gruppen, Harnstoffgruppen, Thioharnstoffgruppen, Biuretgruppen usw. Die Gruppen können auch am Stickstoff substituiert sein. -Geeignete Carbonamidocarbonsäuren erhält man z. B. durch U Umsetzung von Carbonsäuren mit Arninocarbonsäuren. Als Carbonsäuren können die natürlichen pflanzlichen oder tierischen Fetts.iuren sowie Naphthensäuren verwendet werden.
• Weiterhin eignen sich z. B. die durch Oxydation von hochmolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffen entstehenden Carbonsäuregemische sowie die bei der Oxydation oder Kalischmelze der nach dem französischen Patent 860 289 zugänglichen Alkohole erhaltenen Carbonsäuregemische. Gerade diese Carbonsäuregemische ergeben Produkte, die sich durch hervorragende Ollöslichkeit und Emulgiereigenschaften auszeichnen.
• Die Carbonsäuren werden zweckmäßig in Form ihrer Chloride mit Aminocarbonsäuren nach bekannten Methoden umgesetzt. Als Aminocarbonsäuren seien beispielsweise genannt: Glykokoll, Sarkosin, Alanin, e-Aminocapronsäure und Anthranilsäure. Auch hier können technische Gemische von Aminocarbonsäuren, wie man sie durch teilweisen oder völligen Abbau von Eiweißprodukten erhält, verwendet werden.
• Zu Carbonamidocarbonsäuren gelangt man auch, wenn man auf Carbonsäureamide Formaldehyd und Aminocarbonsäuren, z. 13. Sarkosill, einwirken lcißt, wohei Produkte folgender Konstitution entstehen: Ein weiterer Weg zur Herstellung von Carbonamidocarbonsäuren besteht darin, daß man höhermolekulare Amine mit Dicarbonsäuren bzw. ihren Anhydriden umsetzt. Geeignete Dicarbonsäuren sind z. 13. Oxalsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Adipinsäure, Diglykolsäure, Thiodiglykolsäure, Dipropyläther-6', 1-dicarbonsäure Als Amine werden beispielsweise genannt: Dodecylamin, Tetradecylamin, Oleylamin, Amine, die man aus Kokosfettsäuren durch Überführung in Nitrile und deren katalytische ] Hydrierung erhält, sowie Amine, die aus Chlorierungsprodukten von synthetischen Kohlenwasserstoffgemischen durch Umsetzung mit z. 6. Ammoniak zugänglich sind.
• Ein Weg zur Herstellung von Urethancarbonsäuren besteht darin, daß man von aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkoholen mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen ausgeht und sie nach Überführung in Chlorkohlensäureester mit den bereits erwähnten Aminocarbonsäuren kondensiert. Als Alkohole, die hierfür geeignet sind, seien genannt: die den höhermolekularen Fettsäuren entsprechenden Alkohole, z. B. Hexadecylalkohol Oleylalkohol, Spermölalkohol undAlkylcyclohexanole. Technisch leicht zugängliche Alkoholgemische, die für die vorliegenden Zwecke ebenfalls geeignet sind, werden erhalten durch Oxydation von Paraffin, wobei sowohl die primär anfallenden Paraffinalkohole als auch diejenigen, die man durch katalytische Hochdruckhydrierung der entstandenen Carbonsäuren erhält, geeignet sind. Besonders wertvolle Produkte erhält man, wenn man von den sogenannten Alkoholen, wie sie nach dem französischen Patent 860 289 hergestellt werden, ausgeht, da sie sowohl Gemische von Homologen und Isomeren darstellen.
• Zu Ureidocarbonsäuren gelangt man, wenn man von höhermolekularen aliphatischen oder cycloaliphatischen Aminen, wie sie bereits erwähnt sind, ausgeht und diese Amine, die sowohl primär wie sekundär sein können, in Form der Isocyanate oder Carbaminsäurechloride mit Aminocarbonsäuren kondensiert. Verwendet man an Stelle der genannten Isocyanate die entsprechenden Senföle, so erhält man analog die elfenfalls brauchbaren Thioureidocarbonsäuren.
• Die Zumischung der Carbonsäuren oder ihrer Salze zu den in der Metallbearbeitung üblichen Ölen kann auf verschiedene Weise erfolgen. Man kann den Ölen den gewünschten Anteil an den Produkten in Form der freien Carbonsäuren zusetzen und dann eine Neutralisation der Garboxylgruppe, zweckmäßig mit Ammoniak oder organischen Basen, wie z. B. Cyclohexylamin, vornehmein. Man kann aller auch so vorgehen, daß man die nach den verschiedenen Verfahren hergestellten Carbonsäuren in Form ihrer Alkalisalze den Ölen einverleibt, wobei in manchen Fällen die Zugabe von geringen Wassermengen oder Lösungsvermittlern, wie z. B. Methylhexalin, Cyclohexanol, Methylcyclohexanol usw. von Vorteil sein kann. Die so erhaltenen Metallbearbeitungsöle pflanzlicher bzw. mineralischer Herkunft zeichnen sich durch eine außerordentlich hohe Korrosionsschutzwirkung aus, die berbeiteten Werkstücke neigen auch bei sehr langem Liegen in feuchter Luft in keiner Weise zum Ansetzen von Rost. Bei der Herstellung von nohrölemulsionen geht man im allgemeinen so vor, daß man die Produkte, wie oben beschrieben, in den Metallbearbeitungsölen löst und dann diese Konzentrate zur Herstellung der Bohrölemulsion durch Eingießen in Wasser auf die gewünschte Konzentration verdünnt oder durch allmähliches Einrühren der benötigten Wassermengen in die Konzentrate die Emuslionen herstellt.
• Man kann aber auch bei der Herstellung von Bohrölemulsionen so vorgehen, daß man die Produkte in Form der freien Säuren im Mineralöl löst und bei der Herstellung der Emulsionen durch Eingießen in verdünnte wässerige Lösungen von Alkalien mit der Herstellung der Emulsion gleichzeitig die Neutralisation der Lösuiig vornimmt.
• Da die neuen Produkte härtebeständig sind, kann man bei der Herstellung von Bohrölemulsionen gewöhnliches Leitungswasser verwenden.
• Verwendet man Mischungen von wenig Mineralöl mit den wasserlöslichen Salzen der erwähnten Produkte, in denen z. 13. das Mischungsverhältnis 1 : I ist, so erhält man beim Verdünnen mit Wasser keine Emulsionen, sondern eiiie fast klare hoch- lisperse Verteilung des Mineralöls in der wässe/ rigeii Phase. Auch diese Systeme lassen sich mit großem Vorteil in der Metallbearbeitung verwenden, wobei man mit ihnen bei den verschiedenen Metallbearbeitungsvorgängen die gleiche, oft auch eiiie bessere Wirkung erzielen kann wie mit nohrölemulsionen, Außer dem Vorteil einer ganz erheblichen Einsparung an Mineralöl ergibt sich noch die Möglichkeit eines sauberen Arbeitens als mit Bohrölemulsionen. Die Standfestigkeiten der Werkzeuge werden in keiner Weise ungünstig beeinflußt.
• Bei der Herstellung der wässerigen Dispersionen von Metallbearbeitungsölen mit den beanspruchten Stoffen hat es sich in manchen Fällen als zweckmäßig herausgestellt, iioch Dispergiermittel, wie höhermolekulare Sulfo- und Carbonsäuren bzw. ilercii Salze zuzusetzen, worduch die Wirkung gesteigert oder abgestimmt werden kann. Auch ist in niaiiclieii Fällen ciii geringer Zusatz von Nitriten und Alkalisilikaten bzw. von Harnstoff von Vorteil. Als l)esonders vorteilhaft hat sich in den meisten Fällen ein Zusatz von begrenzt wasserlöslichen Produkten, die einen geraden oder verzweigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen enthalten, erwiesen. Solche Produkte sind z. B. höhermolekulare aliphatische Sulfonamide, wie sie beispielsweise aus Kohlenwasserstoffen mittels Schwefeldioxyd und Chlor und anschließende Umsetzung mit Ammoniak oder Aminen erhalten werden, weiterhin höhermolekulare Carbonsäureamide, höhermolekulare Carbonsäureäthanolamide, höhermolekulare Carbonsäurediäthanolamide, ferner die Einwirkungsprodukte von wenig Äthylenoxyd auf höhermolekulare Carbonsäuren, Carbonsäureamide, Alkohole, Amine, Alkylphenole usw. Diese Produkte besitzen die Eigenschaft, daß sie, obwohl sie nicht wasserlöslich sind, begrenzte Wassermengen in ihren Molekülverband aufnehmen können. Sie bewirken schon in geringen Mengen eine erhebliche Erhöhung des Dispersitätsgrades und der Stabilität der wässerigen Emulsionen der Metallbearbeitungsöle.
• Die beschriebenen Mischungen können zum Schneiden, Drehen, Bohren, Fräsen, Tiefziehen, Drahtziehen und Walzen verwandt werden.
• B e i s p i e l e 1. 98 g technische 90%ige Oleoylmethylamidoessigsäure mit cincr Säurezahl von 143.42 und einem Äquivalentgewicht von 392 g, werden bei 20 mit 115g eines Spindelöles und 23,5 g eines Sulfamids gemischt, das durch Behandlung einer hydrierten Kohlenwasserstofffraktion aus der Kohlenoxydreduktion, mit den Siedegrenzen 240 bis 320, mit Chlor und Schwefeldioxyd, bis etwa die Hälfte in Sulfochloride umgewandelt ist. Umsetzung dieses Gemischs mit Ammoniak und Abtrennen der unveränderten Kohlenwasserstoffe entstanden ist. Diese Mischung wird under Rühren langsam mit 25 g 40°/oiger Natronlauge und hierauf mit 4 g Diacetonalkohol versetzt. Durch Verrühreii von 10 Teilen dieses Öls mit go Teilen Wasser entsteht eine äußerst feinverteilte Öl-in-Wasser-Emulsion, welche besonders vorteilhaft als Bohröl verwendbar ist. Sie zeigt auf Gußeisen keinerlei Korrosionswirkung.
• 2. 392 g Oleylmethylamidoessigsäure mit einem Äquivalentgewicht von 392 g werden mit 461 g Spindelöl und 94 g Olsäureamid verrührt und die Mischung unter Rühren langsam mit 100 g 40%iger Natronlauge versetzt. Durch Einrühren von weiteren Iojg Oleylmethylamidoessigsäure bei 600 erhält man 1152 g eines klaren Öls. Eine hieraus hergestellte 10%ige Öl-in-Wasser-Emulsion ist vorzüglich beständig und verhindert, als Bohröl verwendet, bei Gußeisen jegliches Rosten.

Claims (2)

1. 3. 283 g einer Mischung von Säuren der Formel (C13H27- bis C18H37-) O.CO.N. (C H3) C H2 CO OG, wie sie aus synthetischen Alkoholen (hergestellt nach dem französischen Patent 860 289) durch Umsetzung mit Phosgen zum Chlorkohlensäureester und weiterer Umsetzung mit Sarkosin erhalten werden kann, mit dem Äquivalentgewicht von 378 g, werden mit 230 g leichten Spindelöls und hierauf mit 50 g 40%iger Natronlauge bei 200 verrührt. 10 Teile dieser Mischung mit goTeilen Wasser ve!rrührt ergeben eine stabile Emulsioii, welche als Kühlmittel in der Metallsägerei verwendet werden kann.

   4. Ein durch katalytische Hydrierung der Oxyde des Kohlenstoffs erhaltenes Gemisch aliphatischer Kohlenwasserstoffe wird durch Destillation zerlegt. Die Fraktion, die zwischen 220 und 320° siedet, wird bei 85 bis 950 durch Einleiten von trockenem Chlor in ein Gemisch chlorierter Kohlenwasserstoffe mit einem Chlorgehalt von 40% übergeführt. Diese Chlorkohlenwasserstoffe werden sodann mit einem starken Überschuß von moniak (enweder verwendet man flüssiges Ammoniak oder eine alkoholische Lösung) behandelt. Das erhaltene Amingemisch besitzt einen Gehalt von 5,3 50/o Gesamtstickstoff, 5,04% titrierbarem Stickstoff, 4,670/0 primärem Stickstoff, 6,870/0 Chlor.

   56 Gewichtsteile dieses Amingemischs werden nun mit 24 Gewichtsteilen Diglykolsäureanhydrid verrührt, wobei die Temperatur auf 70 liis 80° steigt. Man rührt noch ½ Stunde bei dieser Temperatur uiid stellt nach Zugabe von Natronlauge auf PH 7,0 ein. Das so erhaltene Gemisch besitzt schon iti einer Konzentration von 0,1% sowohl in destilliertem wie in hartem Wasser eine ausgezeichnete korrosionsschützende Wirkung. Man kann das Produkt in Kombination mit einem Mineralöl iii Emulsionsform auch als Bohröl verwenden.

   P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Verwendung von Ölen oder ihren wässerigen Dispersionen mit Gehalt an Verbindungen der allgemeinen Formel R.N.R1.COOH in welcher l einen geraden oder verzweigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlen- wasserstoffrest mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, X eine Heteroatomgruppe, welche den Rest -CO.N< bzw. C.S.N< enthält, und R1 einen niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffrest, der durch ein Heteroatom unterbrochen sein kann, bedeuten, oder ihren wasserlöslichen Salzen bei der Bearbeitung von Metallen.
2. 2. Verwemdimg von Olen oder ihren wässerigen Dispersionen nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an begrenzt wasserlöslichen Produkten, die einen geraden oder verzweigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen enthalten.

   Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 219 938; USA.-Patentschrift Nr, 2 236 529.