[0001] Die Erfindung betrifft eine kalt abwaschbare Schmiermittel-Zusammensetzung und eine
Trockenschmiermittel-Zusammensetzung sowie deren Verwendung zur Applikation auf einem
Metallband als Korrosionsschutz-, Wasch- und/oder Umformschmiermittel.
[0002] Schmiermittel in der Metallbearbeitung erfüllen verschiedene Aufgaben. Im Walzwerk
werden Walzöle oder Walzemulsionen verwendet, die auf das Metallband appliziert werden,
um die Reibbedingungen zwischen Walze und Band für ein optimales Walzergebnis zu beeinflussen.
Walzöle unterscheiden sich - je nach Metall und Werkzeug - in der Viskosität und im
Vorhandensein und der Konzentration von Additiven zur Verbesserung der Schmierfähigkeit,
polaren und unpolaren Additiven. Typische Additive sind Hochdruck-(EP-) Additive und
Antiverschleißadditive, wie Schwefel- oder Phosphorträger sowie Korrosionsinhibitoren,
z.B. Sulfonate.
[0003] Nach dem Walzen wird herkömmlicherweise im Stahl- (oder Aluminium-)werk ein Korrosionsschutzmittel
auf die Oberfläche der Metallbänder zur Verhinderung von Korrosion bei Lagerung und
Transport aufgebracht. Dadurch wird auch die Aneinanderhaftung der aufgeschichteten
oder zum Coil (Bandrollen) aufgerollten Metallbänder vermieden. Vor der Bearbeitung
beispielsweise in einem Press- oder Stanzwerkzeug oder in einem anderen Metallbearbeitungswerkzeug
wird dieses Korrosionsschutzmittel mittels eines Waschöls oder eines alkalischen Reinigers
entfernt und beispielsweise ein Zieh- oder Stanzöl aufgebracht, das die Reibung bei
der Umformung des Metallbands reduziert und damit die Bearbeitung erleichtert und
für verbesserte Umformergebnisse sorgt bzw. die Anzahl fehlerhafter Umformprodukte
verringert.
[0004] Als Korrosionsschutzmittel für Stahl- und Aluminiumbändern bzw. -coils werden zumeist
nicht-wassermischbare Öle oder wachsartige Produkte, sogenannte Hotmelts, eingesetzt,
die ebenfalls nicht wassermischbar sind.
[0005] Die im Metallbearbeitungswerk eingesetzten Wasch-, Zieh-, Stanz- oder sonstige Umformöle
können beispielsweise wässrige Emulsionen oder wässrige synthetische Lösungen oder
mittel- bis höherviskose Ölformulierungen sein.
[0006] Wichtig ist bei allen verwendeten Schmiermitteln, dass sie eine ausreichende Verträglichkeit
mit dem Gesamtprozess haben. Insbesondere im Automotive-Bereich bestehen hier hohe
Anforderungen, um Aufwand und Anzahl der Schritte, die auf die Metallbearbeitung folgen,
bei gleichzeitig geringem Ausschuss, z.B. im Decklack sichtbare Fehler aufgrund von
Schmierstoffresten, möglichst gering zu halten. Die Oberflächen der aus den Stahl-oder
Aluminiumbändern gefertigten Pressteile werden - gegebenenfalls nach dem Zusammenbau
von Pressteilen mit den gängigen Fügeverfahren - gereinigt, ehe die nachfolgenden
Behandlungsschritte wie Phosphatierung, Passivierung und elektrophoretische Tauchlackierung
durchgeführt werden. Zur Reinigung werden üblicherweise wässrigalkalische Reiniger
eingesetzt, die bei automobilen Rohkarossen bevorzugt aus einem Zweikomponenten-System
bestehen: eine Salzgerüst- (Builder-) Komponente und eine Tensidkomponente. Die Reinigung
erfolgt meist im Spritz-/Tauch-Verfahren bei typischen Anwendungstemperaturen von
50 bis 60°C.
[0007] Alternativ zu einem reinen Korrosionsschutzmittel kann im Stahl- bzw. Aluminiumwerk
nach dem Walzen zur Endbearbeitung des Walzgutes ein sogenanntes Prelube aufgebracht
werden.
[0008] Prelubes sind Zusammensetzungen, die die Eigenschaften eines Korrosionsschutzöls
mit der Schmierwirkung eines Ziehöls verbinden. Wie die Korrosionsschutzmittel verhindern
Prelubes Korrosion und Anhaften während Transport und Lagerung der Metallband-Coils,
dienen aber gleichzeitig als Ziehschmierstoff im Presswerk. Auch bei Prelubes ist
es insbesondere im Automotive-Bereich sehr wichtig, dass eine hervorragende Verträglichkeit
mit jedem einzelnen Prozess vom Kaltband bis zur Rohkarosse besteht. Wenn das Prelube
in der Produktionskette mit jedem Prozessschritt (insbesondere Schweißen, Kleben etc.)
bis einschließlich der Lackierung kompatibel ist, wird eine deutliche Verringerung
der Anzahl und Menge der im Presswerk verwendeten Schmierstoffe (Waschöle, Zieh-,
Stanz- oder sonstige Umformöle) sowie der durchzuführenden Arbeitsschritte ermöglicht.
[0009] DE 2 207 504 A offenbart ein emulgierbares Schmier- oder Gleitmittel für das Kaltwalzen von Metallen,
das mit Wasser zur Bildung einer gewünschten Schmiermittelemulsion vermischt werden
kann. Das Schmiermittel besteht aus 20 bis 60 Gew.-% Öl, 20 bis 59 Gew.-% festen aliphatischen
Monocarbonsäuren mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, 1 bis 15 Gew.-% Alkanolamin mit
2 bis 5 Kohlenstoffatomen, 1 bis 15 Gew.-% Emulgator, 0,05 bis 2 Gew.-% aromatischen
Sulfonat und 2 bis 15 Gew.-% Monoalkyl- oder Dialkylphosphat mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen
in der Alkylgruppe und gegebenenfalls 1 bis 5 Gew.-% flüssigen Fettsäure mit 12 bis
22 Kohlenstoffatomen in Kombination mit 4 bis 8 Gew.% aliphatischem Fettsäureamid
mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen. Zur Herstellung der Emulsion mit Wasser ist eine
Temperatur von über 60°C, vorzugsweise zwischen 80 und 90°C erforderlich.
[0010] Wässrige Schmiermittelemulsionen sind aber aufgrund des geringeren Korrosionsschutzes
nicht gleichermaßen als Prelube für Stahl- und Aluminium geeignet.
[0011] Ein trockenes Prelube-Schmiermittel (Hotmelt), das "kalt" abreinigbar sein soll,
ist in
US 5,069,806 offenbart. Dieses Schmiermittel, das in geschmolzener Form auf dem Stahlband appliziert
wird, so dass nach Abkühlen ein flexibler fester Schmiermittelfilm erhalten wird,
kann durch eine alkalische Lösung bei einer Temperatur von 49 bis 60°C (120 bis 140°F)
abgereinigt werden. Es basiert auf 80 bis 90 Gew.-% eines im Wesentlichen gesättigten,
raffinierten Esters, der aus einem aliphatischen, polyhydrischen Alkohol und einer
C
2-C
6- Carboxylsäure gebildet wird. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine hydrierte
Talg-Triglycerid-Schmiermittelbasis. Weitere Bestandteile sind 4 bis 14 Gew.-% partiell
verestertes Pflanzenöl (Rizinusöl) als Weichmacher und 2 bis 6 Gew.-% Tensid, das
ein aromatischer Polyether (Reaktionsprodukt eines aromatischen C
14-C
20 -Alkohols mit 5 bis 15 Mol Ethylenoxid und 10 bis 20 Mol Propylenoxid pro Mol Alkohol),
Stearamid-Alkanolamid, Isostearamid-Alkanolamid, eine Mischung aus einem Asparaginsäurediester
und Ölsäure, Imidazolinen oder Mischungen davon sein kann. Als Filmverstärker werden
0,1 bis 2 Gew.-% eines Ethylen-Carbonsäure-Copolymers eingesetzt, gegebenenfalls kann
das Schmiermittel noch zusätzlich als Korrosionsinhibitor 0,1 bis 3 Gew.-% eines Antioxidans,
vorzugsweise des gehinderten Phenol-Typs, enthalten.
[0012] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte kalt abwaschbare Schmiermittel-Zusammensetzung zur Applikation auf
einem Metallband bereitzustellen, die als Prelube bzw. Korrosionsschutz-, Umform-
und/oder Waschöl einsetzbar ist. Unter kalter Abwaschbarkeit wird hier das Entfernen
des Schmiermittels mit einem wässrig-alkalischen Reiniger, z.B. im Reinigungsbad,
bei Raumtemperatur bzw. ohne Zusatzerwärmung des Reinigungsbads verstanden, also deutlich
unterhalb der im Stand der Technik üblichen Temperaturen von 49 bis 60 °C.
[0013] Die Schmiermittel-Zusammensetzung soll gleichzeitig Schutz vor Korrosion und aneinander
Haftung der Metallbänder, ausreichende Schmierwirkung für Umformprozesse sowie Verträglichkeit
mit allen nachgelagerten Fertigungsstufen aufweisen. Zudem soll die Schmiermittel-Zusammensetzung
nach dem Auftragen auf das Metallband einen stabilen und homogenen Film bilden, preisgünstig
in Herstellung und Entsorgung, einfach in der Handhabung und geeignet für verschiedene
Stahl- und Aluminiumqualitäten sein.
[0014] Diese Aufgabe wird durch eine Schmiermittel-Zusammensetzung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
[0015] Ferner wird diese Aufgabe durch eine Trockenschmiermittel-Zusammensetzung mit den
Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
[0016] Anspruch 14 löst die Aufgabe der Bereitstellung einer verbesserten Verwendung einer
Schmiermittel-Zusammensetzung zur Applikation auf einem Metallband als Korrosionsschutz-,
Wasch- und/oder Umformschmiermittel.
[0017] Die erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung in einer ersten Ausführungsform
ist zur Applikation auf einem Metallband wie einem Stahl- oder Aluminiumband als Korrosionsschutz-,
Wasch- und/oder Umformungsschmiermittel vorgesehen. Vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße
Schmiermittel-Zusammensetzung kalt abwaschen, so dass Einrichtungen sowie Energie
und Kosten zur Beheizung von Reinigungsbädern bei der Vorbehandlung von umgeformten
Blechteilen eingespart werden können.
[0018] Eine erfindungsgemäße kalt abwaschbare Schmiermittel-Zusammensetzung zur Applikation
auf einem Metallband als Korrosionsschutz-, Wasch- und/oder Umformschmiermittel weist
50 bis 90 Gew.-% Basisfluid,
3 bis 15 Gew.-% sulfonatbasierter Korrosionsinhinbitor,
1 bis 20 Gew.-% Esterkomponente,
0,5 bis 3 Gew.-% Phoshorträgerkomponente oder 1 bis 10 Gew.-% Schwefelträgerkomponente
als Hochdruck-/Antiverschleißadditiv,
1 bis 15 Gew.-% Emulgator,
0,05 bis 1 Gew.-% Carbonsäurekomponente,
0,05 bis 1 Gew.-% aminisches und/oder phenolisches Antioxidans,
0,5 bis 5 Gew.-% Wachs- und/oder Verdickerkomponente,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, auf.
[0019] Ein Schmiermittel mit dieser Zusammensetzung lässt sich anders als bislang üblich
tatsächlich kalt, d.h. bei Temperaturen deutlich unter 50°C, insbesondere bei Raumtemperatur
mit einer wässrig-alkalischen Reinigungslösung abreinigen.
[0020] Bevorzugt kann der Anteil des Basisfluids in der Schmiermittel-Zusammensetzung bei
55 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt bei 60 bis 70 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung liegen. Je nach geplanter Anwendung der Schmiermittel-Zusammensetzung
als Waschschmiermittel, als walzwerkseitig aufgebrachtes Korrosionsschmiermittel bzw.
Prelube oder als Umformschmiermittel sind unterschiedliche Viskositäten vorgesehen,
die durch Auswahl und/oder Zusammensetzung des Basisfluids eingestellt werden. Um
eine gewünschte Viskosität einzustellen, kann als Basisfluid daher auch eine Mischung
aus zumindest zwei sich hinsichtlich ihrer kinematischen Viskosität bei 40°C unterscheidenden
Grundölen eingesetzt werden, die vorwiegend aus Grundölen der Gruppe I und Gruppe
II mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C von 3 bis 700 mm
2/s ausgewählt sind. Allerdings sind Gruppe III und Gruppe IV Grundöle nicht ausgeschlossen.
Durch Auswahl der hinsichtlich ihrer Viskosität unterschiedlichen Grundöle und deren
Gewichtsverhältnis zueinander lässt sich die kinematische Viskosität bei 40°C der
Zusammensetzung nach Bedarf in einem Bereich von 5 bis 300 mm
2/s einstellen.
[0021] Die erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung kann als Prelube-Schmiermittel
eingesetzt werden, die Korrosionsschutzfunktion mit Emulgierbarkeit und Schmierfähigkeit
bei Bearbeitungsprozessen verbindet. Als Korrosionsschutzschmiermittel wird die erfindungsgemäße
Zusammensetzung im Walzwerk aufgetragen, um das Metallband während der Lagerung und
dem Transport vor Aneinanderhaftung und Korrosion zu schützen. Gegebenenfalls kann
im weiterverarbeitenden Betrieb, beispielsweise Presswerk, erforderlich sein, zur
Umformung einen weiteren Schmierstoff zumindest punktuell aufzutragen. Auch dieser
Umform- oder Ziehölschmierstoff kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung mit angepasster
Viskosität aufweisen. Ebenso kann ein gegebenenfalls erforderliches Waschöl eine erfindungsgemäße
Zusammensetzung mit modifizierter Viskosität sein. Für Waschschmiermittel wird eine
kinematische Viskosität bei 40°C im Bereich von 5 bis 25 mm
2/s, bevorzugt 8 bis 15 mm
2/s, für walzwerkseitig aufgebrachte Korrosionsschmiermittel bzw. Prelubes 20 bis 120
mm
2/s, bevorzugt 60 bis 100 mm
2/s, und für Umformschmiermittel 60 bis 300 mm
2/s, bevorzugt 130 bis 200 mm
2/s, eingestellt werden.
[0022] Zum Einsatz als Prelube beispielsweise kann das Basisfluid einer besonders bevorzugten
Schmiermittel-Zusammensetzung ein erstes Grundöl mit einer kinematischen Viskosität
bei 40°C von 700 mm
2/s und ein zweites Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C von 40 mm
2/s aufweisen. Um eine kinematischen Viskosität bei 40°C von 100 ± 10 mm
2/s zu erreichen, wird ein Gewichtsverhältnis des ersten Grundöls zu dem zweiten Grundöl
in dem Basisfluid zwischen 3:1 bis 4:1 eingestellt.
[0023] Der sulfonatbasierte Korrosionsinhinbitor der Schmiermittel-Zusammensetzung ist aus
der Gruppe ausgewählt, die überbasische und neutrale Ca-Sulfonate, überbasische und
neutrale Na-Sulfonate und Mischungen davon umfasst, wobei eine erfindungsgemäße Zusammensetzung
zumindest ein überbasisches Sulfonat enthält. Bevorzugt kann die Zusammensetzung 0,5
bis 5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat und/oder 2 bis 10 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat
enthalten. Gegebenenfalls kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zusätzlich zu
dem zumindest einen überbasischen Sulfonat 1 bis 5 Gew.-% neutrales Ca-Sulfonat und/oder
1 bis 5 Gew.-% neutrales Na-Sulfonat aufweisen, jeweils unter der Voraussetzung, dass
die Gewichtsanteile der überbasischen und gegebenenfalls neutralen Sulfonate in Summe
3 bis 15 Gew.-% sulfonatbasierten Korrosionsinhinbitoren bezogen auf das Gesamtgewichts
der Zusammensetzung ergeben.
[0024] Ein bevorzugtes Sulfonatkonzept für eine erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung
weist 1 bis 5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat und 3 bis 5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat
auf. Besonders bevorzugt kann die Zusammensetzung als Korrosionsinhibitoren 1,5 Gew.-%
überbasisches Na-Sulfonat und 3,5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat aufweisen.
[0025] Ein alternatives Sulfonatkonzept sieht zusätzlich zu 1 bis 5 Gew.-% überbasisches
Na-Sulfonat und 3 bis 5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat 1 bis 5 Gew.-% neutrales
Ca-Sulfonat vor. Bevorzugt weist dieses Sulfonatkonzept 1,5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat
und 3,5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat und 3 Gew.-% neutrales Ca-Sulfonat auf.
[0026] Weitere alternative Zusammensetzungen weisen nur überbasisches Na-Sulfonat mit 3
bis 6 Gew.-%, bevorzugt 4,6 Gew.-%, oder nur überbasisches Ca-Sulfonat mit 3 bis 10
Gew.-%, bevorzugt 5,2 Gew.-%, auf.
[0027] Die angegebenen Gewichtsanteile beziehen sich jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
[0028] Ferner kann eine erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung zusätzlich 0,05 bis
1,7 Gew.-% zumindest einer weiteren Inhibitorkomponente bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung aufweisen. Die weitere Inhibitorkomponente in der Zusammensetzung
kann ausgewählt sein aus 0,05 bis 0,2 Gew.-% Triazolen, bevorzugt 0,1 Gew.-% Benzotriazol
oder wasserlöslich Benzotriazol-Derivaten, und/oder 0,1-1,5 Gew.-% Aminen, vorzugsweise
Trialkanolaminen wie etwa Triethanolamin.
[0029] Bei der Esterkomponente einer Schmiermittel-Zusammensetzung kann es sich um 10 bis
20 Gew.-% Fettsäureester oder 1 bis 5 Gew.-% Wollfettester, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung, handeln. Bevorzugt kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung
15 Gew.-% Fettsäurester bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweisen.
[0030] Bevorzugte Schmiermittel-Zusammensetzungen weisen als Hochdruck-/ Antiverschleißadditiv
eine Phosphorkomponente auf, deren Anteil insbesondere bei 2 Gew.-% bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung liegt. Bei der Phosphorträgerkomponente kann es
sich um ein Dialkylhydrogenphosphit handeln, wobei jeder Alkylrest gesättigt oder
ungesättigt ist und 14 bis 22 C-Atome aufweist, beispielsweise Di-Oleyl-Hydrogen-Phosphit.
[0031] Der Emulgator, der für die verbesserte Abreinigbarkeit mit einem wässrigen Reiniger
sorgt, kann aus nichtionischen Tensiden, insbesondere Fettalkoholalkoxylaten, ausgewählt
sein. Bevorzugte Fettalkoholethoxylate basieren auf Fettalkoholen mit 16 bis 18 C-Atomen
und weisen einen Alkoxylierungsgrad bzw. Ethoxylierungsgrad von 2 bis 5 Mol auf. Es
können auch Mischungen unterschiedlicher nichtionischer Tenside bzw. Fettalkoholalkoxylaten
eingesetzt werden, die sich z.B. im Alkoxylierungsgrad unterscheiden. Es können auch
propoxylierte oder gemischt ethoxylierte und propoxylierte Fettalkohole als Emulgatoren
eingesetzt werden.
[0032] Als alternative oder zusätzliche Emulgatoren können anionische Tenside, beispielsweise
Alkyl-Ethercarbonsäuren oder Phosphorestern, eingesetzt werden. Unter den Alkyl-Ethercarbonsäuren
sind C
14-22-Fettalkohol-Polyglykol-Ether-Carbonsäuren bevorzugt, die gesättigt oder ungesättigt
sein können. Als Phosphorester kommen alkoxylierte Fettalkohol-Phosphatester, bevorzugt
Phosphatester von gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 16 bis 18 C-Atomen
und einem Ethoxylierungsgrad von beispielsweise 5 Mol in Frage. Aber auch hier sind
Phosphatester von Fettalkoholen mit einem abweichenden Ethoxylierungsgrad oder propoxylierte
bzw. gemischt propoxylierte und ethoxylierte Fettalkohole denkbar.
[0033] Ein Anteil jeder Emulgatorkomponente allein oder in der Mischung beträgt jeweils
1 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, unter der Voraussetzung,
dass der Gesamtgehalt an Emulgator 15 Gew.-% nicht übersteigt.
[0034] Eine bevorzugte erfindungsgemäße Zusammensetzung weist 7,5 Gew.-% Fettalkoholalkoxylatgemisch
als Emulgator bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung auf, wobei das Fettalkoholalkoxylatgemisch
insbesondere aus 5 Gew.-% C
16-18- Fettalkohol mit einem Ethoxylierungsgrad von 5 Mol und 2,5 Gew.-% C
16-18- Fettalkohol mit einem Ethoxylierungsgrad von 2 Mol gebildet wird.
[0035] Die Carbonsäurekomponente einer Schmiermittel-Zusammensetzung kann aus gesättigten
oder ungesättigten Carbonsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen, wie beispielsweise Tallölfettsäuren,
Ölsäure und Behensäure, oder Dimersäuren ausgewählt sein, die durch Dimerisierung
ungesättigter Fettsäuren aus Tallöl hergestellte Dicarboxylsäuren sind. Auch Mischungen
davon sind denkbar. Eine bevorzugte Zusammensetzung kann 0,5 Gew.-% Tallölfettsäure
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweisen. Bevorzugt werden Tallölfettsäuren
mit einem hohen Fettsäuregehalt und einem niedrigen Gehalt an Harzsäuren eingesetzt.
[0036] Das in der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung enthaltene aminische Antioxidans
kann ein Reaktionsprodukt aus N-Phenyl-benzolamin mit 2,4,4-Trimethylpenten (Irganox®
L57) sein. Das phenolische Antioxidans kann beispielsweise aus Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat
(Irganox® L135), Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat (IRGANOX®
L107) ausgewählt sein. Eine bevorzugte Zusammensetzung kann 0,25 Gew.-% aminisches
Antioxidans und 0,25 Gew.-% phenolisches Antioxidans, bevorzugt Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweisen.
[0037] Die Wachs- und/oder Verdickerkomponente einer erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung
kann aus
- paraffinischen Wachsen,
- Rizinusölderivaten, insbesondere auf hydriertem Rizinusöl basierende thixotrope Verdicker,
- Fettsäurederivaten, insbesondere Fettsäureester oder Fettsäureamide der C16-20 gesättigten
und ungesättigten Fettsäuren, beispielsweise Methyl-12-hydroxystearat, Octadecylstearate
oder raffiniertes Ölsäureamid,
- Polymeren, beispielsweise Blockpolymeren, insbesondere linearen Triblock-Copolymeren
basierend auf Styrol und Ethylen/Butylen mit PS-PE/PB-PS und 30% PS, Polymethacrylaten
in Mineralöl und niedermolekularen Polyisobutenen (Pib 1300), ausgewählt sein.
[0038] Eine bevorzugte Zusammensetzung kann 3 Gew.-% paraffinisches Wachs mit Erstarrungspunkt
bei 64 bis 66°C als Wachs- und/oder Verdickerkomponente aufweisen.
[0039] Eine weitere erfindungsgemäße Zusammensetzung bezieht sich auf ein Trockenschmiermittel,
auch Hotmelt genannt, wobei anstelle eines Basisfluids Wachse eingesetzt werden. Die
Hotmelt-Zusammensetzung wird als Korrosionsschutzschmiermittel oder Prelube zur Applikation
auf einem Metallband erwärmt oder kann gegebenenfalls auch als wässrige Dispersion
zum Einsatz kommen, kann aber dennoch in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ebenfalls
kalt abgereinigt werden. Die kalt abwaschbare Trockenschmiermittel-Zusammensetzung
weist auf:
10 bis 90 Gew.-% Wachskomponente,
3 bis 15 Gew.-% sulfonatbasierter Korrosionsinhinbitor,
0,05 bis 1,7 Gew.-% zumindest einer weiteren Inhibitorkomponente,
0,5 bis 3 Gew.-% Phoshorträgerkomponente oder 1 bis 10 Gew.-% Schwefelträgerkomponente
als Hochdruck-/Antiverschleißadditiv,
0 bis 15 Gew.-% Emulgator,
0,05 bis 1 Gew.-% Carbonsäurekomponente,
0,05 bis 1 Gew.-% aminisches und/oder phenolisches Antioxidans,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
[0040] Je nach Anteil der Wachskomponente kann gegebenenfalls der Zusatz eines Basisfluids
zur Ergänzung der 100 Gew.-% der Zusammensetzung erforderlich sein.
[0041] Die Wachskomponente ist aus einer oder mehreren organischen Verbindungen ausgewählt,
die einen Schmelzbereich von 35 bis 75°C, vorzugsweise 40 bis 70°C, haben und kann
ein Polyalkylenglykol, Polyalkylenglykol-Ester, ein Ester, Ester-Ethoxylat, ein Carbonsäure-Ethoxylat
oder eine Ethercarbonsäure oder deren Alkali- und Erdalkaliseifen, Glycerin-Fettsäure-Ester,
ein Polyol-Ester oder Sorbitol-Ester oder deren Ethoxylate, ein Alkohol oder Fettalkohol
oder deren Ethoxylate sein oder aufweisen.
[0042] Beispiele sind Polyethylenglykole1500, 2000 und 4000, Polyalkylenglykol-Ester, Sorbitan-Tristearat,
Sorbitan-Tristearat-Ethoxylat, Sorbitan-Monostearat, Sorbitan-Monostearat-Ethoxylat,
Stearylalkohol, Stearyl-Cetyl-Alkohol, 12-Hydroxy-Stearinsäure, Methyl-12-Hydroxy-Stearat,
Glycerolmonostearat, Glycerolmonolaureat, PEG1500-Monostearat, Pentaerythriol-Tetrastearat.
[0043] Auch Kombinationen der genannten Wachskomponenten sind denkbar, z.B. Sorbitan-Tristearat
und Sorbitan-Tristearat Ethoxylat (z.B. im Verhältnis 40:60) oder Sorbitan-Monostearat
und Sorbitan-Monostearat Ethoxylat (z.B. im Verhältnis 75:25). Es sind aber auch andere
Kombinationen der genannten Wachskomponenten denkbar.
[0044] Bei festen Wachskomponenten bzw. Verdickern, die selbst emulgierende Wirkung haben
(z.B. die vorgenannten Sorbitan-Ethoxylate), kann gegebenenfalls die Zugabe der flüssigen
Emulgatoren entfallen.
[0045] Eine Ausführungsform der Trockenschmierstoff-Zusammensetzung kann vorsehen, dass
als Wachskomponente eine Mischung aus 7,5 Gew.-% Sorbitan-Tristearat und 7,5 Gew.-%
Sorbitan-Tristearat-Ethoxylat (20 EO) eingesetzt wird, und die übrigen Komponenten
wie oben angegeben enthalten sind, d.h. dass der Emulgator entfallen kann; hier wird
ein Grundöl zur Ergänzung der 100 Gew.-% der Zusammensetzung zugegeben.
[0046] Die Wachskomponente kann ferner wie oben in der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung
aus
- paraffinischen Wachsen,
- Rizinusölderivaten, insbesondere auf hydriertem Rizinusöl basierende thixotrope Verdicker,
- Fettsäurederivaten, insbesondere Fettsäureester oder Fettsäureamide der C16-20 gesättigten
und ungesättigten Fettsäuren, beispielsweise Methyl-12-hydroxystearat, Octadecylstearate
oder raffiniertes Ölsäureamid,
ausgewählt sein.
[0047] Unterschiedliche Wachskomponenten können auch gemischt werden, um der Trockenschmiermittel-Zusammensetzung
die gewünschten Eigenschaften zu verleihen.
[0048] Die weiteren Komponenten können in Weiterbildungen der Trockenschmiermittel-Zusammensetzung
entsprechend den obigen Angaben zu der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung
ausgebildet sein.
[0049] In der vorliegenden Anmeldung werden die erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzungen
als Korrosionsschutz-, Wasch- und/oder Umformschmiermittel und Trockenschmiermittel-Zusammensetzungen
als Korrosionsschutz-Schmiermittel bzw. Prelube beschrieben. Als Korrosionsschutzmittel
bzw. Prelube ausgeführte erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzungen sowie die
Trockenschmiermittel-Zusammensetzungen werden walzwerkseitig aufgetragen, Wasch- und
Umformschmiermittel im Presswerk. Unter Korrosionsschutzmittel bzw. Prelubes, Wasch-
und Umformschmiermittel sollen sämtliche synonym verwendeten Begriffe verstanden werden,
die sich auf solche Schmiermittel beziehen. Korrosionsschutzmittel können beispielsweise
auch als Korrosionsschutzöl etc. und Prelubes beispielsweise als Korrosionsschutzöl
mit Umformeigenschaften etc. bezeichnet werden. Für Trockenschmiermittel werden auch
Bezeichnungen wie Hotmelt, Hotmelt Drylube, Drylube oder Trockenschmierstoff verwendet.
Waschschmiermittel werden beispielsweise auch als Waschöl oder öliges Waschfluid bezeichnet
und unter Umformschmiermittel fallen Ziehöl, Umformschmierstoff, Ziehschmierstoff,
Zusatzschmiermittel etc.
[0050] Eine erfindungsgemäße Verwendung der ebenfalls erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung
bezieht sich auf deren Applikation auf einem Metallband als Korrosionsschutz-, Wasch-
und/oder Umformschmiermittel. Die Schmiermittel-Zusammensetzung gestattet kaltes Abwaschen
mit einem alkalisch-wässrigen Reiniger. Da bei der Abreinigung des Metallbands der
in der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung enthaltene Emulgator in den
alkalisch-wässrigen Reiniger eingetragen wird, muss dessen Tensidkomponente entsprechend
geringer nachdosiert werden; d.h., dass die Tensidkonzentration des alkalisch-wässrigen
Reinigers auf den Emulgatorgehalt der Schmiermittel-Zusammensetzung abgestimmt ist.
[0051] Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren
Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung
deutlich und besser verständlich.
[0052] Die erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung bezieht sich auf den Produktbereich
Korrosionsschutzöle und Umformschmierstoffe sowie Waschöle, vor allem im automobilen
Rohkarossenprozess. Dieser beginnt mit der Applikation des Korrosionsschutzöls bzw.
Prelubes auf das Blech im Stahl- oder Aluminiumwerk und endet beim Aufbringen der
Grundlackierung mittels kathodischer Tauchlackierung (KTL). Zielproduktabhängig kommen
dabei Prelube bzw. Korrosionsschutzöl, Waschöl und Ziehöl zum Einsatz. Vor der KTL
werden alle Öle durch ein alkalisch-wässriges Reinigersystem entfernt, wozu bislang
eine Temperatur von etwa 55°C erforderlich ist.
[0053] Kommen als Prelube bzw. Korrosionsschutzöl, Waschöl und Ziehöl erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzungen
zum Einsatz, können diese auch bei niedrigen Reinigertemperaturen vom Blech (Beispiel:
Auto-Rohkarosse) vollständig entfernt werden, sodass Kosten und Energie durch die
Beheizung von Reinigerbädern eingespart werden.
[0054] Die in der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zusammensetzung als reinigungswirksame
Bestandteile eingesetzten Emulgatoren stören dabei die Haupteigenschaften der Öle
-je nach Produkttyp sind dies Korrosionsschutz, Schmier- und/oder Waschwirkung - nicht,
insbesondere bei Verwendung nichtionischer Tenside. Zudem erfüllen die eingesetzten
Emulgatoren die Anforderungen an die Verträglichkeit mit nachfolgenden Prozessschritten
(u.a. Rohbau-Kleben, Schweißen, kathodische Tauchlackierung).
[0055] Weiter erfüllt die erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung die Anforderungen
bezüglich der Applikationsfähigkeit im Stahl- bzw. Aluminiumwerk. Eine gängige Applikationsart
dort ist elektrostatisches Sprühen; es können aber auch andere Applikationsarten,
beispielsweise herkömmliches Sprühen eingesetzt werden. Hierfür geeignete Zusammensetzungen
weisen eine kinematische Viskosität bei 40°C im Bereich von 20 bis 120 mm
2/s auf. Zum Sprühen kann eine leichte Erwärmung auf 50 bis 60°C zur vollständigen
Auflösung des enthaltenen Wachses/Verdickers erforderlich sein. Für andere Applikationsformen,
beispielsweise mittels Rollcoater oder ähnlichen Beschichtungsanlagen, oder wenn die
Zusammensetzung als Wasch- oder Umform- bzw. Ziehöl konzipiert ist, kann die Zusammensetzung
aber auch in einem anderen Viskositätsbereich eingestellt sein und eine Erwärmung
zur Applikation entfallen. Gegebenenfalls kann eine erfindungsgemäße Schmiermittel-Zusammensetzung
auch als wässrige Dispersion appliziert werden. Üblicherweise erfolgt die Applikation
von Umformölen mittels Sprühen, oder seltener durch Rollcoater. Zur Applikation von
Waschölen hingegen werden eher Filz-, Abquetsch- und/oder Gummiwalzen eingesetzt.
[0056] Mit einer geeignet eingestellten Viskosität lässt sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung
als gleichmäßige, dünne Schicht als Korrosionsschmiermittel bzw. Prelube im Bereich
von 0,5 bis 2,5 µm, bevorzugt etwa 1 µm, als Umformschmiermittel im Bereich von 1
bis 10 µm, bevorzugt etwa 2 µm, und als Waschschmiermittel im Bereich von 1 bis 5
µm, bevorzugt 0,5 bis 1 µm, auf dem Metallband auftragen, und läuft infolge der enthaltenen
Wachse/Verdicker nicht ab. Eine Gesamtdicke der aus verschiedenen Zusammensetzungen
gebildeten Schicht liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 µm, besonders bevorzugt
bei etwa 2 µm. So bietet die erfindungsgemäße Zusammensetzung nicht nur Korrosionsschutz
sowohl für Stahl als auch Aluminium während Lagerung und Transport sondern wirkt bei
der Umformung als Schmiermittel. Die der Umformung nachfolgenden Fügeverfahren wie
Schweißen, Kleben, Bördeln oder Clinchen können ohne Reinigung, d.h. mit anhaftender
Schmiermittel-Zusammensetzung durchgeführt werden, die somit mit den meisten oder
allen gängigen Rohbauklebern wie hochfesten Konstruktionsklebern oder Dichtungsklebern
kompatibel ist.
[0057] Vor der Phosphatierung und Lackierung wird die Schmiermittel-Zusammensetzung mittels
eines alkalisch wässrigen Reinigers im Tauch-/Sprühbad entfernt. Vollständiges Entfernen
ist wichtig, um Lackfehler aufgrund von Schmiermittelrückständen zu vermeiden.
[0058] Durch die von den zu reinigenden Blechteilen entfernte Schmiermittel-Zusammensetzung
gelangen die in der Schmiermittel-Zusammensetzung enthaltenen Emulgatoren in das Reinigungsbad
und erhöhen somit dort die Konzentration der Tenside bzw. Emulgatoren, da die Reinigungsbäder
aufbereitet und rezirkuliert werden. Da ein Anstieg dieser Komponenten ohne entsprechende
Berücksichtigung im Reinigungsprozess zu Störungen führen würde, muss die durch die
Korrosionsschutz- und Bearbeitungsöle eingetragene Emulgatormenge bei der Dosierung
der Reinigungsbäder berücksichtigt werden, indem die Tensidkomponente entsprechend
geringer nachdosiert wird.
Tabelle 1 zeigt eine besonders bevorzugte Schmiermittel-Zusammensetzung, die eine
kinematische Viskosität bei 40°C von 100 mm
2/s aufweist:
Gew.-% |
Komponente |
Beispiel |
66,4 |
Basisfluid |
|
-52,2 |
Gruppe I Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 700 mm2/s |
PIONIER® 4529 (H & R KG, Hamburg, DE) |
-14,2 |
Gruppe II Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 40 mm2/s |
Chevron Neutral Oil 220 R (Chevron, Gent, Belgien) |
5 |
Sulfonatkomponente überbasisches Na-Sulfonat |
|
- 1,5 |
Lubrizol ® 5318A (Lubrizol Company, Wickliffe, Ohio, USA) |
-3,5 |
überbasisches Ca-Sulfonat |
Calcinate™ OR (Chemtura Corp. Petroleum Additives, Middlebury, CT, USA) |
0,1 |
Inhibitorkomponente |
Benzotriazol |
15 |
Esterkomponente gesättigter Fettsäureester, 2-Ethylhexylpalmitat |
Metalest-EHP 99 (FACI Metalest, Zaragoza, Spanien)/ Radia 7780 (Oleon GmbH, Wiesbaden,
DE) |
2 |
Phosphorträgerkomponente Di-Oleyl-Hydrogen-Phosphit |
Doverphos® 253 (Dover Chemical Corp., Dover, Ohio, USA) |
7,5 |
Emulgator nichtionisches Tensid, Fettalkoholethoxylat, 5 mol |
Emulsogen M (Clariant, Muttenz, Schweiz) Rhodasurf CET 5 (Rhodia Novecare, Courbevoie,
Frankreich) |
-5 |
|
-2,5 |
nichtionisches Tensid, Fettalkoholethoxylat, 2 mol |
Rhodasurf CET 2 (Rhodia Novecare, Courbevoie, Frankreich) |
0,5 |
Carbonsäurekomponente |
Tallölfettsäure for2 (Forchem Oy, Rauma, Finland) |
0,25 |
aminisches Antioxidans |
Irganox L57 (Ciba Spezialitätenchemie, Basel, Schweiz) |
0,25 |
phenolisches Antioxidans |
Irganox L135 (Ciba Spezialitätenchemie, Basel, Schweiz) |
3 |
Wachskomponente paraffinische Wachse, Erstarrungspunkt 64-66°C |
HR 64-66 (H & R KG, Hamburg, DE) |
[0059] Alternative Zusammensetzungen variieren vor allem im Hinblick auf das Sulfonatkonzept,
das als Korrosionsinhibitor eingesetzt wird. In geringerem Umfang kann auch das Grundölgemisch,
das das Basisfluid bildet, variieren, um die Viskosität im gewünschten Bereich einzustellen.
[0060] Während die erste, besonders bevorzugte Schmiermittelzusammensetzung nur überbasische
Na- und Ca-Sulfonate aufweist, können in einer alternativen Zusammensetzung überbasische
und neutrale Sulfonate enthalten sein:
Tabelle 2 zeigt Basisfluid und Sulfonatkomponente einer alternativen Schmiermittel-Zusammensetzung,
die weiteren Komponenten entsprechen Tabelle 1:
Gew.-% |
Komponente |
Beispiel |
63,4 |
Basisfluid |
|
- 49,2 |
Gruppe I Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 700 mm2/s |
PIONIER® 4529 (H & R KG, Hamburg, DE) |
-14,2 |
Gruppe II Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 40 mm2/s |
Chevron Neutral Oil 220 R (Chevron, Gent, Belgien) |
8 |
Sulfonatkomponente |
|
- 1,5 |
überbasisches Na-Sulfonat |
Lubrizol ® 5318A (Lubrizol Co, Wickliffe, Ohio, USA) |
- 3,5 |
überbasisches Ca-Sulfonat |
Calcinate™ OR (Chemtura Corp. Petroleum Additives, Middlebury, CT, USA) |
3 |
neutrales Ca-Sulfonat |
Arcot 626F (PCAS, Longjumeau, Frankreich) |
[0061] Tabelle 3 und 4 zeigen weitere alternative Zusammensetzung, die jeweils nur überbasisches
Na-Sulfonat oder nur überbasisches Ca-Sulfonat enthalten. Auch hier entsprechen die
weiteren Komponenten denen in Tabelle 1.
Tabelle 3
Gew.-% |
Komponente |
Beispiel |
66,8 |
Basisfluid |
|
- 52,6 |
Gruppe I Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 700 mm2/s |
PIONIER® 4529 (H & R KG, Hamburg, DE) |
-14,2 |
Gruppe II Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 40 mm2/s |
Chevron Neutral Oil 220 R (Chevron, 9052 Gent, Belgien) |
4,6 |
überbasisches Na-Sulfonat |
Lubrizol ® 5318A (Lubrizol Co, Wickliffe, Ohio, USA) |
Tabelle 4
Gew.-% |
Komponente |
Beispiel |
66,2 |
Basisfluid |
|
- 52 |
Gruppe I Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 700 mm2/s |
PIONIER® 4529 (H & R KG, Hamburg, DE) |
-14,2 |
Gruppe II Grundöl, kin. Viskosität (40°C) = 40 mm2/s |
Chevron Neutral Oil 220 R (Chevron, Gent, Belgien) |
5,2 |
überbasisches Ca-Sulfonat |
Calcinate™ OR (Chemtura Corp. Petroleum Additives, Middlebury, CT, USA) |
[0062] Es wird betont, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung nicht auf die hier beispielhaft
angeführten besonders bevorzugten Zusammensetzungen beschränkt sein soll.
[0063] Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Zusammensetzung innerhalb der beanspruchen
Grenzen geändert werden kann, um bestimmte Eigenschaften der Zusammensetzung zu modifizieren.
Auch sind Alternativen zu den genannten Komponenten und Beispielen innerhalb des Schutzumfangs
ohne weiteres denkbar.
[0064] So kommen anstelle der beiden in den Tabellen 1 bis 4 angeführten Grundöle, die das
Basisfluid bilden, auch andere Gruppe I und Gruppe II Öle in Betracht, die abweichende
kinematische Viskositäten haben können - insbesondere, wenn die kinematische Viskosität
(40°C) der Zusammensetzung abweichend von den obigen 100 mm
2/s innerhalb des beanspruchten Bereichs von 8 bis 200 mm
2/s eingestellt werden soll.
Tabelle 5 gibt weitere Grundöle an, die in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung
zur Bildung des Basisfluids mit der gewünschten Viskosität herangezogen werden können:
Grundöl |
kinematische Viskosität (40°C) |
Beispiel |
naphthenisch |
kV40=7,6 mm2/s |
NS 8 (Nynas, Stockholm, Schweden) |
naphthenisch |
kV40=8 mm2/s |
T9 (Nynas, Stockholm, Schweden)/ GADUS NH 8/40 (Shell, Den Haag, Niederlande) |
Gruppe I |
kV40=114 mm2/s |
SN 600 (Shamrock, Limassol, Zypern) |
Gruppe I |
kV40=500 mm2/s |
BRIGHTSTOCK 460 (Total Lubrifiants, LeHavre, Frankreich) |
Gruppe II |
kV40= 102 mm2/s |
CHEVRON NEUTRAL 600 R (Chevron, Gent, Belgien) |
Gruppe II |
kV40=3,5 mm2/s |
Base Oil PL 35 (Fa. Petro Canada, Calgary/Canada) |
[0065] Bezüglich der Sulfonatkomponente kann als überbasisches Ca-Sulfonat auch Calcinate™
OTS (Chemtura Corp. Petroleum Additives, Middlebury, CT, USA) eingesetzt werden. Als
neutrales Na-Sulfonat kommt beispielsweise Petronate® H (Sonneborn, Amsterdam, Niederlande)
in Frage.
[0066] Außer Benzotriazol können als Inhibitorkomponente wasserlösliche Benzol-Derivate,
z.B. Irgamet 42 (Ciba Spezialitätenchemie, Basel, Schweiz), oder Triethanolamin in
den beanspruchten Grenzen eingesetzt werden.
Tabelle 6 gibt weitere, alternativ geeignete Esterkomponenten an:
Fettsäure-Ester |
FS-Ester gesättigt, TMP, verzweigt |
PRIOLUBE 1968 (Croda, Nettetal, DE) |
Fettsäure-Ester |
FS-Ester gesättigt, TMP C8-10 |
PRIOLUBE™ 3970 (Croda, |
|
|
Nettetal, DE) |
Fettsäure-Ester |
NPG diisostearat |
PRIOLUBE™ 1973 (Croda, Nettetal, DE) |
Fettsäure-Ester |
TMPO |
RADIALUBE 7364 (Oleon GmbH, Wiesbaden, DE) |
Fettsäure-Ester |
Triglycerid C8-C10 |
RADIAMULS MCT 2106 (Oleon GmbH, Wiesbaden, DE) |
Fettsäure-Ester |
KW, Butylester |
Alphanox 2015 (alpha Chemie, Freital, DE) |
Wollfettester |
Wollfettester (PE) |
Ewasol EPS 24 (H. Erhard Wagner GmbH, Bremen, DE) |
Wollfettester |
Wollfettester |
Ewasol LY10 (H. Erhard Wagner GmbH, Bremen, DE) |
Tabelle 7 listet weitere, alternative EP/AW-Komponenten:
Phosphorträger |
Oleylalkohol-ethoxylat-Phosphat |
Rhodafac PA 35 (Rhodia Novecare, Courbevoie, Frankreich) |
Phosphorträger |
Dimethyloctadecenylphosphonat |
Duraphos 100 (Rhodia Novecare, Courbevoie, Frankreich) |
Phosphorträger |
Triarylthiophosphat |
Irgalube TPPT (Ciba Spezialitätenchemie, Basel, Schweiz) |
Schwefelträger |
geschwefelter Kohlenwasserstoff |
TPS® 20 (Arkema Inc., King of Prussia, Pennsylvania, USA) |
Schwefelträger |
Schwefel-Polymer aus Lardöl |
Additin RC 8000 (Rhein-Chemie Additives, Mannheim, DE) |
Schwefelträger |
überbasisches Na-Thiophosphonat |
Roscan 491 (PCAS, |
|
|
Longjumeau, Frankreich) |
Schwefelträger |
S-Ester |
Additin RC 2415 (Rhein-Chemie Additives, Mannheim, DE) |
Schwefelträger |
S-Ester (Ölsäuremethylester) |
Additin RC 2411 (Rhein-Chemie Additives, Mannheim, DE) |
Schwefelträger |
Amindialkyldithiophosphat |
Additin RC 3880 (Rhein-Chemie Additives, Mannheim, DE) |
Schwefelträger |
Ethylhexyl-Zn-dithiophosphat |
Additin RC 3080 (Rhein-Chemie Additives, Mannheim, DE) |
[0067] Neben den bevorzugten nichtionischen Tensiden können auch anionische Tenside wie
Alkyl-Ethercarbonsäure, z.B. Akypo RCP 105 (Kao Chemicals Europe, Barcelona, Spanien),
oder Phosphatester wie Rhodafac PA 35 (Rhodia Novecare, Courbevoie, Frankreich), eingesetzt
werden.
[0068] Als Carbonsäuren kommen auch reine Ölsäure, Dimersäure (z.B. Pripol 1022, (Croda,
Nettetal, DE)) oder Behensäure (Prifrac 2989 (Croda, Nettetal, DE)) in Frage.
[0069] Alternative phenolische Antioxidantien sind z.B. Butylhydroxytoluol oder Irganox®
L 107 (BASF, Ludwigshafen, DE).
[0070] Alternative Wachse oder Verdicker zur Einstellung der Viskosität/Rheologie der Zusammensetzung
können aus Tabelle 8 ausgewählt werden:
paraffinische Wachse |
Erstarrungspunkt 63°C |
Sasolwax 6072 Sasol, Hamburg, DE) |
Rizinusölderivat |
Rizinusölderivat |
LUVOTIX R (Lehmann &Voss&Co. KG, Hamburg, DE) |
Rizinusölderivat |
hydriertes Rizinusölderivat, mikronisiert |
Albothix 82-32 (Alberdingk Boley GmbH, Krefeld, DE) |
Fettsäuren und -derivate |
Methyl-12-hydroxystearat |
NORACID 1115 (Nordmann Rassmann GmbH, Hamburg, DE) |
Fettsäuren und -derivate |
Octadecylstearat, Stearylstearat |
|
Fettsäureamid |
Raffiniertes Ölsäureamide |
Crodamide OR (Croda, Nettetal, DE) |
Blockpolymer |
PS-PE/PB-PS (30% PS) Typ ABA |
KRATON® G1650 EU (Kraton Polymers, Frankfurt a.M., DE) |
PMA |
Polymethacrylat in Mineralöl |
Viscoplex® 1-360 (Evonik, Essen, DE) |
PIB |
Polyisobutylene 1300 |
|
1. Kalt abwaschbare Schmiermittel-Zusammensetzung zur Applikation auf einem Metallband
als Korrosionsschutz-, Wasch- und/oder Umformschmiermittel,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung
50 bis 90 Gew.-% Basisfluid,
3 bis 15 Gew.-% sulfonatbasierter Korrosionsinhinbitor,
1 bis 20 Gew.-% Esterkomponente,
0,5 bis 3 Gew.-% Phosphorträgerkomponente oder 1 bis 10 Gew.-% Schwefelträgerkomponente
als Hochdruck-/Antiverschleißadditiv,
1 bis 15 Gew.-% Emulgator,
0,05 bis 1 Gew.-% Carbonsäurekomponente,
0,05 bis 1 Gew.-% aminisches und/oder phenolisches Antioxidans,
0,5 bis 5 Gew.-% Wachs- und/oder Verdickerkomponente
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist.
2. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung
55 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 70 Gew.-% Basisfluid bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist, wobei durch Auswahl und/oder Zusammensetzung
des Basisfluids. die kinematische Viskosität bei 40°C der Zusammensetzung in einem
Bereich von 5 bis 300 mm2/s einstellbar ist, wobei die kinematische Viskosität bei 40°C für Waschschmiermittel
im Bereich von 5 bis 25 mm2/s, bevorzugt 8 bis 15 mm2/s, für walzwerkseitig aufgebrachte Korrosionsschmiermittel bzw. Prelubes 20 bis 120
mm2/s, bevorzugt 60 bis 100 mm2/s, und für Umformschmiermittel 60 bis 300 mm2/s, bevorzugt 130 bis 200 mm2/s, eingestellt wird.
3. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Basisfluid eine Mischung aus zumindest zwei sich hinsichtlich ihrer kinematischen
Viskosität bei 40°C unterscheidenden Grundölen ist, die aus Grundölen der Gruppe I
und Gruppe II mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C von 3 bis 700 mm2/s ausgewählt sind, wobei für ein Korrosionsschutzschmiermittel bevorzugt das Basisfluid
ein erstes Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 40 °C von 700 mm2/s und ein zweites Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C von 40 mm2/s aufweist, wobei besonders bevorzugt ein Gewichtsverhältnis des ersten Grundöls
zu dem zweiten Grundöl in dem Basisfluid 3:1 bis 4:1 beträgt und die kinematischen
Viskosität bei 40°C bei 100 ± 10 mm2/s liegt.
4. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der sulfonatbasierte Korrosionsinhinbitor aus der Gruppe ausgewählt ist, die überbasische
und neutrale Ca-Sulfonate, überbasische und neutrale Na-Sulfonate und Mischungen davon
umfasst, wobei
die Zusammensetzung
0,5 bis 5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat, und/oder
2 bis 10 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat,
und gegebenenfalls zusätzlich
1 bis 5 Gew.-% neutrales Ca-Sulfonat, und/oder
1 bis 5 Gew.-% neutrales Na-Sulfonat,
unter der Voraussetzung, dass die Summe der Gewichtsanteile der sulfonatbasierten
Korrosionsinhinbitoren die 3 bis 15 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung
ausmacht.
5. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung
- 1 bis 5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat und 3 bis 5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat,
besonders bevorzugt 1,5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat und 3,5 Gew.-% überbasisches
Ca-Sulfonat, oder
- 1 bis 5 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat und 3 bis 5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat
und 1 bis 5 Gew.-% neutrales Ca-Sulfonat, besonders bevorzugt 1,5 Gew.-% überbasisches
Na-Sulfonat und 3,5 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat und 3 Gew.-% neutrales Ca-Sulfonat,
oder
- 3 bis 6 Gew.-% überbasisches Na-Sulfonat, besonders bevorzugt 4,6 Gew.-% überbasisches
Na-Sulfonat, oder
- 3 bis 10 Gew.-% überbasisches Ca-Sulfonat, besonders bevorzugt 5,2 Gew.-% überbasisches
Ca-Sulfonat,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist.
6. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung zusätzlich
0,05 bis 1,7 Gew.-% zumindest einer weiteren Inhibitorkomponente bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung aufweist,
wobei die weitere Inhibitorkomponente in der Zusammensetzung vorzugsweise ausgewählt
ist aus
0,05 bis 0,2 Gew.-% Triazolen, bevorzugt 0,1 Gew.-% Benzotriazol oder ein Benzotriazol-Derivaten,
und/oder
0,1 bis 1,5 Gew.-% Aminen, vorzugsweise Trialkanolaminen.
7. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung als Esterkomponente
10 bis 20 Gew.-% Fettsäureester oder 1 bis 5 Gew.-% Wollfettester bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist,
wobei die Zusammensetzung bevorzugt 15 Gew.-% Fettsäurester bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung aufweist.
8. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung
2 Gew.-% Phosphorträgerkomponente bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung
als Hochdruck-/Antiverschleißadditiv aufweist, wobei die Phosphorträgerkomponente
besonders bevorzugt Dialkylhydrogenphosphit ist, wobei jeder Alkylrest 14 bis 22 C-Atome
aufweist.
9. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Emulgator ausgewählt ist aus
- nichtionischen Tensiden, insbesondere Fettalkoholalkoxylaten, die bevorzugt auf
Fettalkoholen mit 16 bis 18 C-Atomen basieren und einen Ethoxylierungsgrad von 2 bis
5 Mol aufweisen, und Mischungen davon, und
- anionischen Tensiden, insbesondere Alkyl-Ethercarbonsäuren, besonders bevorzugt
eine C14-22-Fettalkohol-Polyglykol-Ether-Carbonsäuren, oder Phosphorestern, insbesondere alkoxylierte
Fettalkohol-Phosphatester, besonders bevorzugt Phosphatester von Fettalkoholen mit
16 bis 18 C-Atomen und einem Ethoxylierungsgrad von 5 Mol, und
wobei ein Anteil jeder Komponente allein oder in der Mischung jeweils 1 bis 5 Gew.-%
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beträgt, unter der Voraussetzung,
dass der Gesamtgehalt an Emulgator 15 Gew.-% nicht übersteigt, wobei die Zusammensetzung
bevorzugt
7,5 Gew.-% Fettalkoholalkoxylate als Emulgator bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung
aufweist, insbesondere 5 Gew.-% C
16-18- Fettalkohol mit einem Ethoxylierungsgrad von 5 Mol und 2,5 Gew.-% C
16-18- Fettalkohol mit einem Ethoxylierungsgrad von 2 Mol.
10. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Carbonsäurekomponente aus Carbonsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen, insbesondere Tallölfettsäure,
Ölsäure und Behensäure, oder Dimersäuren, die durch Dimerisierung ungesättigter Fettsäuren
aus Tallöl hergestellte Dicarboxylsäuren sind, oder Mischungen davon, ausgewählt ist,
wobei die Zusammensetzung bevorzugt 0,5 Gew.-% Tallölfettsäure bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung aufweist.
11. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das aminische Antioxidans ein Reaktionsprodukt aus N-Phenyl-benzolamin mit 2,4,4-Trimethylpenten
ist und
das phenolische Antioxidans aus Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat und/oder
Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat ausgewählt ist, wobei
die Zusammensetzung 0,25 Gew.-% aminisches Antioxidans und 0,25 Gew.-% phenolisches
Antioxidans, bevorzugt Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist.
12. Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wachs- und/oder Verdickerkomponente ausgewählt ist aus
- paraffinischen Wachsen,
- Rizinusölderivaten, insbesondere auf hydriertem Rizinusöl basierende thixotrope
Verdicker,
- Fettsäurederivaten, insbesondere Fettsäureester oder Fettsäureamide der C16-20 gesättigten
und ungesättigten Fettsäuren,
- polymeren Verdickern,
wobei die Zusammensetzung bevorzugt 3 Gew.-% paraffinisches Wachs mit Erstarrungspunkt
bei 64 bis 66°C als Wachs- und/oder Verdickerkomponente aufweist.
13. Kalt abwaschbare Trockenschmiermittel-Zusammensetzung zur Applikation auf einem Metallband
als Korrosionsschutzschmiermittel oder Prelube,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung
10 bis 90 Gew.-% Wachskomponente,
3 bis 15 Gew.-% sulfonatbasierter Korrosionsinhinbitor,
0,05 bis 1,7 Gew.-% zumindest einer weiteren Inhibitorkomponente,
0,5 bis 3 Gew.-% Phosphorträgerkomponente oder 1 bis 10 Gew.-% Schwefelträgerkomponente
als Hochdruck-/Antiverschleißadditiv,
0 bis 15 Gew.-% Emulgator,
0,05 bis 1 Gew.-% Carbonsäurekomponente,
0,05 bis 1 Gew.-% aminisches und/oder phenolisches Antioxidans,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist.
14. Verwendung einer Schmiermittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche
1 bis 12 oder 13 zur Applikation auf einem Metallband als Korrosionsschutz-, Wasch-
und/oder Umformschmiermittel, wobei die Zusammensetzung mit einem alkalisch-wässrigen
Reiniger kalt abwaschbar ist.
15. Verwendung nach Anspruch 14,
wobei die Tensidkonzentration des alkalisch-wässrigen Reinigers auf den Emulgatorgehalt
der Schmiermittel-Zusammensetzung abgestimmt wird.