Verfahren zur Herstellung und Aufbringung von emulgatorfreien Öl-in-Wasser-Dispersionen als Trennmittel oder Kühlschmierstoff

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Aufbringung von emulgatorfreien, mittel- und niedrigviskoser Öl-in-Wasser-Dispersionen.

[0002] Mittel- und niedrigviskose Öl-in-Wasser-Dispersionen finden in vielen industriellen Bereichen Anwendung, z.B. als Trennmittel in der Bauindustrie z.B. zum Entschalen von gegossenem Beton, in der Metallindustrie beim Druckgussverfahren, beim Schmieden oder der pharmazeutischen Industrie, bei der Herstellung von Tabletten und Dragees, als Kühlschmierstoff bei der spanenden Metallbearbeitung, d.h. beim Bohren, Drehen, Fräsen oder dergleichen. Trennmittel und Kühlschmierstoffe sind vorwiegend in Form von Öl-in-Wasser-Emulsionen formuliert

[0003] Zur Stabilisierung werden den Dispersionen Dispergiermittel zugesetzt, welche die Grenzflächenspannung zwischen den einzelnen Phasen herabsetzen, um eine Entmischung der Phasen über einen längeren Zeitraum zu vermeiden und so eine mikroskopische Feinstverteilung der dispergierten Phase(n) in der kontinuierlichen Phase auch über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten. Der Anteil an Emulgatoren hängt von der speziellen Anwendung ab und beträgt in handelsüblichen Betontrennmitteln und Kühlschmierstoffen bis zu 30 Gew.-%.

[0004] Die bisher für erforderlich gehaltenen Emulgatoren weisen anwendungstechnische Nachteile auf, welche selbst durch den Zusatz geeigneter Hilfsstoffe oftmals lediglich teilweise kompensiert werden können. Bei der Anwendung von Betontrennmitteln bspw. können Emulgatoren aufgrund deren hohen Grenzflächenaffinität und Grenzflächenaktivität eine zumindest partielle Emulgierung der Grenzfläche Trennmittel/Betonkörper bewirken, wodurch ein Teil des Trennmittels in die Betonoberfläche eindringt und nach Aushärtung zu einer entsprechend verminderten Oberflächenqualität des Betonkörpers führt. Um diese anwendungstechnischen Nachteile zumindest teilweise zu kompensieren ist ein erheblicher Entwicklungsaufwand für die Auswahl und Testung geeigneter Hilfsstoffe notwendig.

[0005] Ein weiterer Nachteil der Emulgatoren besteht darin, dass diese eine zuverlässige und ausreichend lange Stabilisierung nur innerhalb eines sehr engen Konzentrations- und Temperaturbereichs gewährleisten. Ein Über- oder Unterschreiten der kritischen Konzentrationsgrenzwerte bspw. durch Verdunsten oder durch Aufnahme von Fremdsubstanzen infolge unsachgemässer Lagerung wie etwa Verdünnung der Dispersion mit Kondens- oder Regenwasser, führt ebenso wie entsprechende Temperatursprünge, insbesondere solche unterhalb des Gefrierpunkts (Frost-Tau-Wechsel), zu einer irreversiblen Instabilisierung der Dispersion bzw. Emulsion. Sofern die Instabilität nicht erkannt und die Dispersion in dieser Form verwendet wird, führt dies zwangsläufig zum Verlust der damit bearbeiteten Produkte.

[0006] Ferner stellen die Emulgatoren aufgrund des hohen Mengenanteils in den Dispersionen und nicht zuletzt auch deshalb, weil für die jeweiligen Anwendungen nur ausgewählte, häufig speziell für die Anwendung synthetisierte Emulgatoren eingesetzt werden können, einen erheblichen Kostenfaktor dar.

[0007] Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, den Anteil an Emulgatoren in Dispersionen bzw. Emulsionen zu reduzieren.

[0008] Aus der DE 44 00 272 A1 ist ein Formtrennmittel für Beton bekannt, welches als Ölkomponente, ggf. neben anderen Substanzen, eine mit Wasser nicht mischbare und bei Temperaturen zwischen 5 und 15°C flüssige, monofunktionelle C6- bis C30-Alkoholkomponente, vorzugsweise einen ungesättigten C12- bis C22- Fettalkohol, C16- bis C28- Guebertalkohol, C8- bis C15- Oxo-Alkohol oder einen gesättigten C6- bis C10-Alkohol, enthält. Als Emulgatoren werden vorzugsweise Fettsäuremonoglycerinester oder Ethoxylate von Fettalkoholen, von Alkylphenolen oder von Fettsäuren, und besonders bevorzugt Natrium- oder Kaliumseifen von gesättigten und ungesättigten C₁₂-bis C22-Fettsäuren, eingesetzt. Aufgrund der stark emulgierenden Wirkung dieser Alkohole sollen schon durch den Zusatz vergleichsweise geringer Emulgatormengen stabile Emulsionen erhalten werden. Allerdings weisen auch diese Betontrennmittel wegen der Verwendung von Emulgatoren die oben beschriebenen Nachteile auf.

[0009] In der DE 199 11 777 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von hochviskosen kosmetischen oder pharmazeutischen Formulierungen offenbart, bei dem zwei oder mehrere flüssige Komponenten unmittelbar vor der Verwendung der Formulierung aus getrennten Vorratskammern miteinander vermischt werden, indem sie durch einen Mikromischer geführt werden. Durch die Verwendung des Mikromischers soll eine homogene Verteilung aller Inhaltsstoffe bei extrem hochviskosen Formulierungen mit einer Viskosität von 67.000 mPa.s ohne Zusatz von Emulgatoren erreicht werden können. Allerdings sieht auch dieses Verfahren vor, Zusammensetzungen mit einer Viskosität von weniger als 50.000 mPa.s in Abhängigkeit von der Viskosität 2 bis 50 Gew.-% an Emulgatoren zuzusetzen, wobei, im Einklang mit dem physikalischen Prinzip, wonach die Entmischung nichtmischbarer Phasen mit abnehmender Viskosität schneller vonstatten geht, mit abnehmender Viskosität mehr Emulgator zugesetzt werden muss.

[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Öl-in-Wasser-Dispersionen mittlerer bis niedriger Viskosität zur Verwendung als Trennmittel oder Kühlschmierstoffe ohne Zusatz an Emulgatoren hergestellt werden können, welche, verglichen mit den bekannten Dispersionen gleichen Typs, zumindest vergleichbare, vorzugsweise bessere anwendungstechnische Eigenschaften aufweisen.

[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

[0012] Überraschenderweise wurde gefunden, dass allein durch eine entsprechend intensive Vermischung der Phasen emulgatorfreie mittel- und niedrigviskose Öl-in-Wasser-Dispersionen erhalten werden können, welche selbst bei - abgesehen von dem Emulgator - gleicher Zusammensetzung wie die bisher für die einzelnen Anwendungen bekannten Dispersionen eine für die jeweilige Anwendung ausreichende Homogenität und zudem hinreichende Stabilität aufweisen. Die Stabilitätsdauer der erfindungsgemässen semistabilen Dispersion hängt im Wesentlichen von der Qualität und dem Grad des Energieeintrags bei der Durchmischung ab und muss für die jeweilige Anwendung optimiert werden. Sowohl für Kühlschmierstoffe bei der spanenden Bearbeitung als auch für die Herstellung von Betontrennmitteln müssen die entsprechenden Energieeintragparameter bei der Durchmischung so eingestellt werden, dass die Öl-in-Wasser-Emulsion eine Stabilität von < 10 Sekunden, entsprechend der benötigten Zeitspanne für das Verteilen und Verlaufen des Trennmittels in der Form, aufweist.

[0013] Vorzugsweise werden die Dispersionen unmittelbar vor der Verwendung hergestellt. So wird gewährleistet, dass die Dispersion bei der Anwendung die größtmögliche Homogenität aufweist.

[0014] Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren emulgatorfreie Dispersionen erhalten werden, kann auf den Zusatz der den bisher bekannten Öl-in-Wasser-Dispersionen üblicherweise zur Kompensation der anwendungstechnisch nachteiligen Nebeneffekte der Emulgatoren zugefügten Hilfsstoffe verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass nur noch die organische Phase vor der Anwendung gelagert werden muss, da in der Regel am Verwendungsort Wasser aus Wasserleitungen zur Verfügung steht. Da ferner die Wasser- und Ölphasen unmittelbar vor der Verwendung in definierten Volumenverhältnissen zusammengeführt werden, kann ein Über- oder Unterschreiten der kritischen Konzentrationsgrenzwerte infolge unsachgemässer Lagerung, bspw. durch Aufnahme von Fremdsubstanzen oder durch ungleichmässige Verdunstung einzelner Phasen, nicht mehr auftreten. Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den bisher bei Öl-in-Wasser-Dispersionen zur Vermeidung des Wachstums von Mikroorganismen zwingend erforderlichen Zusatz von Bioziden oder sonstigen Konservierungsstoffen größtenteils oder sogar ganz verzichtet werden kann, weil nur noch eine etwaig vor der Anwendung gelagerte wässrige Phase oder ein wässriges Konzentrat, welches unmittelbar vor der Herstellung mit Leitungswasser verdünnt wird, nicht jedoch organische Phase, in der eine Vermehrung von Mikroorganismen ohnehin nicht stattfindet, entsprechend zu behandeln sind. Schließlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, das Verhältnis der Öl- und Wasserphase unmittelbar vor der Verwendung den speziellen Gegebenheiten vor Ort flexibel anzupassen, wohingegen bei den bisher bekannten Dispersionen das entsprechende Verhältnis durch die Emulsion zwangsläufig vorgegeben ist.

[0015] Die Durchmischung der wenigstens zwei Phasen kann auf jede dem Fachmann zu diesem Zweck bekannte Weise durchgeführt werden, bspw. durch Einspritzen einer Phase in die wenigstens andere Phase, durch turbulentes Mischen, durch Anwendung von Schwingungen und Kavitation, wie etwa Ultraschall, mittels Homogenisatoren oder anderer handelsüblicher Mischeinrichtungen.

[0016] Als besonders geeignet für diesen Zweck, insbesondere zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen, haben sich statische Mikromischer erwiesen, wie sie z.B. in der DE 199 28 123 A1 beschrieben sind, die hiermit als Referenz eingeführt wird und somit als Teil der Offenbarung gilt. Bei diesen statischen Mikromischern werden die einzelnen Phasen durch einzelne Führungskanäle definierter Ausmaße geführt und in eine Vielzahl von Flüssigkeitslamellen aufgeteilt, bevor die einzelnen Flüssigkeitslamellen unter Fragmentation wenigstens einer der Phasen zusammengeführt werden. Diese statischen Mikromischer ermöglichen einen sehr hohen Energieeintrag während der Vermischung, wodurch semistabile Öl-in-Wasser-Emulsionen vergleichsweise langer Stabilität erhalten werden können. Zum anderen gewährleisten diese Mischer einen gleichmäßigen Energieeintrag, was zu einer hohen Reproduzierbarkeit hinsichtlich der Homogenität, der Teilchengrössenverteilung und der Stabilität der so hergestellten Dispersionen führt. Die Größenverteilung der die emulgierte Phase bildenden Tröpfchen kann durch die Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Phasen gezielt auf einen für die spezielle Anwendung geeigneten Wert eingestellt werden.

[0017] Auch die Durchmischung der wenigstens zwei Phasen durch Membranemulgierung, wie sie bspw. von Vladisavljevic, Goran T.; Tesch, Sabine und Schubert, Helmar in Chemical Engineering and Processing 2002, 41 (3), S. 231-238 beschrieben wurde, die hiermit als Referenz eingeführt und somit als Teil der Offenbarung gilt, hat sich insbesondere zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen als praktikabel erwiesen. Bei der Membranemulgierung wird die wenigstens eine zu dispergierende Phase durch eine mikroporöse Membran, bspw. eine Polypropylenmembran mit einer Porengrösse von 0,4 mu m, in die kontinuierliche Phase gepresst. Die Tröpfchengröße der dispergierten Phase sowie die Tröpfchengrößenverteilung hängt insbesondere von der Vorbehandlung der Membran und dem Druck, mit welchem die zu dispergierende Phase durch die Membran gepresst wird, ab, wobei sogar Tröpfchen mit einem geringeren Durchmesser als dem der Membranporen gebildet werden können. Erfindungsgemäß wird hierbei auf die Zugabe von Emulgatoren, wie sie bisher vorgesehen war, verzichtet.

[0018] Ebenfalls als besonders geeignet für die Durchmischung der wenigstens zwei Phasen haben sich dynamische Mikromischer erwiesen, wie sie z.B. in der DE 199 17 148 A1 beschrieben sind, die hiermit als Referenz eingeführt wird und somit als Teil der Offenbarung gilt. Bei diesen Mikromischern wird die Fragmentation der wenigstens einen Phase beim Zusammenführen der Flüssigkeitslamellen zusätzlich durch mechanische Schwingungen unterstützt. Mit derartigen Mikromischern kann die Größenverteilung der die emulgierte Phase bildenden Tröpfchen durch die Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Phasen, die Frequenz sowie Intensität der mechanischen Schwingungen gezielt auf einen für die spezielle Anwendung geeigneten Wert eingestellt werden.

[0019] In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, das erfindungsgemässe Verfahren in Form eines Kreislaufprozesses durchzuführen. Zunächst werden wie zuvor beschrieben, semistabile Öl-in-Wasser-Dispersionen hergestellt und der Verwendung zugeführt. Anschließend werden die Dispersionen aufgefangen und zwecks Separation der einzelnen Phasen bspw. in einem Scheidetrichter inkubiert, bevor die wenigstens zwei Phasen ggf. nach Abtrennung von aus der Anwendung resultierenden Verunreinigungen sowie ggf. nach Ausgleich etwaiger Flüssigkeitsverluste mittels Dosierpumpen erneut der Mischvorrichtung zugeführt werden, in der die Phasen miteinander zu semistabilen Dispersionen vermischt werden.

[0020] Ein solcher Kreislaufprozess eignet sich insbesondere für die Kühlung und Schmierung bei der spanenden Metallbearbeitung, bei der die Öl-in-Wasser-Emulsion nur kurzzeitig mit dem zu bearbeitenden Produkt in Berührung kommt und die durch die Anwendung verursachten Verunreinigungen in Form von Spänen besonders einfach abgetrennt werden können. Etwaig bei der Kühlschmierung auftretende Flüssigkeitsverluste der einzelnen Phasen können dann vor der Vermischung durch entsprechende Zudosierung einfach ausgeglichen werden. Biozide oder sonstige Konservierungsstoffe müssen nur der wässrigen Phase zugefügt werden, da das Wachstum von Mikroorganismen in der organischen Phase ohnehin gehemmt ist. Im Falle einer Entsorgung ist nur die organische Phase als chemischer Sondermüll zu behandeln, da die allenfalls schwach organisch belastete Wasserphase in herkömmlichen Kläranlagen beseitigt werden kann. So können im Vergleich zu den bisher verwendeten stabilen Emulsionen erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden.

[0021] Ein solches kontinuierliches Verfahren lässt sich bspw. auch für Trennmittel, insbesondere im pharmazeutischen Bereich bei der Herstellung von Tabletten und Dragees, anwenden. Der Fachmann erkennt sofort, dass ein solches kontinuierliches Verfahren nicht auf Öl-in-Wasser-Dispersionen mittlerer und niedriger Viskosität beschränkt ist, sondern mit jeder Art von dispergiermittelfreier Dispersionen durchführbar ist. Weitere Beispiele sind die Herstellung von Kuchen, Bonbons, Pralinen oder Gummibären.

[0022] Abgesehen von den Dispergiermitteln können die erfindungsgemäß hergestellten Öl-in-Wasser-Dispersionen hinsichtlich der Inhaltsstoffe und der Mengenanteile der Inhaltsstoffe dieselbe Zusammensetzung aufweisen wie die bisher bekannten stabilen Öl-in-Wasser-Dispersionen gleichen Typs. Allerdings kann auf die in vielen bekannten Öl-in-Wasser-Dispersionen zur Kompensation der negativen anwendungstechnischen Effekte der Dispergiermittel zugesetzten Hilfsstoffe verzichtet werden. Des weiteren ist ein Zusatz an Bioziden oder Konservierungsstoffen nur dann erforderlich, wenn die wässrige Phase oder ein entsprechendes Konzentrat vor der Herstellung der semistabilen Dispersion über einen längeren Zeitraum gelagert wird oder sofern die semistabile Dispersion über einen längeren Zeitraum mehrfach verwendet werden soll.

[0023] Die erfindungsgemäß hergestellten Trennmittel können als Ölphase bspw. Mineralöle, Weissöle, Wachse, Triglyceride, Ester aus aliphatischen Carbonsäuren und ein- oder mehrwertigen Alkoholen, Alkohole oder Ether oder eine Mischung aus zwei oder mehreren Substanzen aus einer oder mehreren der zuvor genannten Gruppen enthalten. Das Verhältnis der wässrigen zu der organischen Phase beträgt vorzugsweise zwischen 20:1 und 1:1.

[0024] Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß hergestellten Trennmittel als Ölphase eine Mischung aus 90 bis 98 Gew.-% eines Grundöls, 0 bis 10 Gew.-% einer trennwirksamen Komponente, 0,2 bis 1 Gew.-% eines Korrosionsschutzadditivs sowie 0,2 bis 5 Gew.-% eines Netzmittels. Als Grundöl eignen sich insbesondere Kohlenwasserstoffe, Triglyceridgemische, Ester, ganz besonders bevorzugt Ester aus einer Carbonsäure mit mehr als 16 Kohlenstoffatomen und einer Alkoholkomponente mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen, Fettalkohole sowie eine Mischung aus zwei oder mehreren Substanzen aus einer oder mehreren der zuvor genannten Gruppen. Beispiele für trennwirksame Komponenten sind Mischungen aus Fett und Harzsäuren, Triglyceridgemische, Ester und Polyolakoholderivate sowie deren Mischungen. Als Korrosionsschutzadditiv seien lediglich bspw. Bernsteinsäureester, Aminphosphate, Sulfonat/Carboxylat-Mischungen, Imidazol-Derivate, N-Oleylsarkosin sowie Phosporsäureester genannt, die sowohl alleine als auch in Kombination miteinander eingesetzt werden können. Geeignete Netzmittel sind Fettsäurepolyethylenglycolester, Na-Diisooctylsulfosuccinat, Sorbitantrioleat, Glycerinmonooleat, Glycerindioleat, Alkoholderivate, Esterderivate und Silikonadditive, welche sowohl alleine als auch in Kombination miteinander eingesetzt werden können.

[0025] Kühlschmierstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung können z.B. als organische Phase eine Mischung aus 5 bis 80 Gew.-% Grundöl, 5 bis 20 Gew.-% Korrosionsschutzadditiven sowie Metallinhibitoren, ggf. Konservierungsstoffe und andere gängige Additive enthalten. Als Grundöl eignen sich Esteröle, paraffinische oder naphthenische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ether, Polyisobutene, Polyalkylenglykole sowie Mischungen aus zwei oder mehreren Substanzen aus einer oder mehreren der vorstehend aufgeführten Gruppen. Als Korrosionsschutzadditive kommen insbesondere Phosphorsäureester, Triazole, Thiadiazole, Umsetzungsprodukte von Borsäure mit primären oder tertiären Alkanolaminen, Fettsäuren, Fettsäurealkanolamine oder Mischungen aus zwei oder mehreren Substanzen aus einer oder mehreren der vorstehend aufgeführten Gruppen in Betracht. Ferner kann die Ölphase Alkylbernsteinsäureimide, Castoroilethoxylate, Petrolsulfonate, Festschmierstoffe, Toluyltriazole, Entschäumer und/oder Antinebelzusätze als weitere, gängige Additive enthalten. Der Anteil der Ölphase kann in dem erfindungsgemässen Kühlschmierstoff zwischen 2 und 25 Gew.-% betragen.

[0026] Bevorzugte Anwendungen der erfindungsgemäß hergestellten Öl-in-Wasser-Dispersionen sind:

a) Die Verwendung des erfindungsgemäßen Trennmittels für das Formtrennen eines hydraulischen Bindemittels, bspw. Beton,

b) die Verwendung des erfindungsgemäßen Kühlschmierstoffs bei der spanenden Bearbeitung von Metallen,

c) die Verwendung der erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser-Dispersion als Trennmittel beim Schmieden,

d) die Verwendung der erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser-Dispersion in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, bspw. zur Herstellung von Kuchen, Bonbons, Pralinen, Gummibären oder dergl.,

e) die Verwendung der erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser-Dispersion bei der Herstellung von Autoreifen, von Polymeren oder polymerhaltigen Zusammensetzungen, bspw. von Gleitlacken und Gleitfilmen.

Beispiele

[0027] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele 1 bis 3 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

Beispiel 1

[0028] Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Betontrennmittelformulierung in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsionen wurde zunächst eine Ölphase aus den folgenden Komponenten hergestellt:

90 Gew.-%	Spindelöl
5 Gew.-%	Rapsöl
3 Gew.-%	Ölsäure
0,5 Gew.-%	Bernsteinsäureester
0,5 Gew.-%	Fettsäurepolyethylenglykolester

Anschließend wurde über einen statischen Mikromischer, wie er in Beispiel 1 der DE 199 28 123 A1 beschrieben ist, die Ölphase mit Wasser zu einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Ölanteil von 5,5 Gew.-% vermischt.

[0029] Die Viskosität der Ölphase, die Viskosität der Emulsion sowie der mittlere Durchmesser der Öltröpfchen ist in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Beispiel 2

[0030] Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Betontrennmittelformulierung in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsionen wurde zunächst eine Ölphase aus den folgenden Komponenten hergestellt:

98 Gew.-%	Rapsöl
1 Gew.-%	AdditinRC 4820 (Handelsprodukt)
1 Gew.-%	Isooctylsulfosuccinat

Anschließend wurde die Ölphase wie in Beispiel 1 beschrieben mit Wasser zu einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Ölanteil von 13,3 Gew.-% vermischt.

[0031] Die Viskosität der Ölphase, die Viskosität der Emulsion sowie der mittlere Durchmesser der Öltröpfchen ist in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Beispiel 3

[0032] Zur Herstellung einer erfindungsgemässen Betontrennmittelformulierung in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsionen wurde zunächst eine Ölphase aus den folgenden Komponenten hergestellt:

91,2 Gew.-%	Isooctyloleat
5 Gew.-%	Ölsäure
0,8 Gew.-%	AdditinRC 4220 (Handelsprodukt9
3 Gew.-%	Glycerinoleat

[0033] Anschließend wurde die Ölphase wie in Beispiel 1 beschrieben mit Wasser zu einer zu einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Ölanteil von 24,4 Gew.-% vermischt. Die Viskosität der Ölphase, die Viskosität der Emulsion sowie der mittlere Durchmesser der Öltröpfchen ist in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Beispiel	1	2	3
Viskosität (20°C) Ölphase (mm2/s)	17,1	15,0	39,7
Viskosität (20°C) Emulsion (mm2/s)	7,1	3,1	2,4
Partikelgrössenverteilung / Volumenverteilung Mittlerer Durchmesser (µm)	6,67	7,62	6,74

[0034] Alle vorstehenden Öl-in-Wasser-Emulsionen wurden erfolgreich als Trennmittel bei der Entschalung von Betonkörpern eingesetzt. Alle Emulsionen wiesen eine ausreichend lange Stabilitätsdauer und hervorragende anwendungstechnische Eigenschaften auf.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung und Aufbringung eines Trennmittels oder eines Kühlschmierstoffs, wobei das Trennmittel oder der Kühlschmierstoff eine emulgatorfreie Öl-in-Wasser-Dispersion mit einer Viskosität von weniger als 10.000 mPa.s, vorzugsweise weniger als 5.000 mPa.s, besonders bevorzugt weniger als 1.000 mPa.s, ist, und die Öl-in-Wasser-Dispersion aus

(a) wenigstens einer ersten im Wesentlichen wässrigen Phase und

(b) wenigstens einer weiteren mit der ersten nicht mischbaren Phase, besteht,

und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

- Zusammenführen der die Phasen bildenden Komponenten und

- intensives Vermischen unter Eintrag von Energie und ohne Zugabe eines Emulgators, so dass man eine wenigstens 5 Sekunden stabile Dispersion erhält, und

- unmittelbares Aufbringen der so intensiv durchmischten semistabilen Dispersion auf der Form oder Bearbeitungsoberfläche, wobei

(b.1) zur Herstellung des Trennmittels, die wenigstens eine mit der ersten nicht mischbaren Phase (b) eine Ölphase ist, hergestellt unter Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend eine Mischung der Komponenten:

90 bis 98 Gew.-%	eines Grundöls,
0 bis 10 Gew.-%	einer trennwirksamen Komponente,
0,2 bis 1 Gew.-%	eines Korrosionsschutzadditivs sowie
0,2 bis 5 Gew.-%	eines Netzmittels ist oder

(b.2) zur Herstellung des Kühlschmiermittels, die wenigstens eine mit der ersten nicht mischbare Phase (b) eine organische Phase ist, hergestellt unter Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend eine Mischung der Komponenten:

5 bis 80 Gew.-%	Grundöl und
5 bis 20 Gew.-%	Korrosionsschutzadditive sowie Metallinhibitoren, ggf. Konservierungsstoffe und andere Additive.

2. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Phase (a) durch Verdünnen eines Konzentrats mit Wasser herstellt, bevor man diese mit der wenigstens einen weiteren Phase (b) vermischt.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die wenigstens zwei Phasen durch Einspritzen einer Phase in die wenigstens andere Phase, durch turbulentes Mischen, durch Anwenden von Schwingungen und Kavitation, wie etwa Ultraschall, oder mittels Homogenisatoren, vermischt.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die wenigstens zwei Phasen mittels eines statischen oder eines dynamischen Mikromischers vermischt.

5. Verfahren zur Herstellung einer emulgatorfreien Öl-in-Wasser-Dispersion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die wenigstens zwei Phasen mittels eines Mikromischers vermischt, wobei die einzelnen Phasen durch einzelne Führungskanäle definierter Bemessung geführt und in eine Vielzahl von Flüssigkeitslamellen aufgeteilt werden, bevor die einzelnen Flüssigkeitslamellen unter Fragmentation wenigstens einer der Phasen zusammengeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fragmentation der wenigstens einen Phase beim Zusammenführen der Flüssigkeitslamellen zusätzlich durch mechanische Schwingungen unterstützt.

7. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer emulgatorfreien Dispersion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dispersion, nachdem sie der Aufbringung zugeführt wurde, auffängt und zwecks Separation der einzelnen Phasen, bspw. in einem Scheidetrichter inkubiert, bevor man die wenigstens zwei Phasen erneut miteinander zu semistabilen Dispersionen vermischt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Auffangen der Dispersion und vor dem erneuten Vermischen der wenigsten zwei Phasen aus der Anwendung resultierende Verunreinigungen von der Dispersion bzw. von den separierten Phasen der Dispersion abtrennt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Auffangen der Dispersion und vor dem erneuten Vermischen der wenigsten zwei Phasen die infolge der Verwendung erlittenen Flüssigkeitsverluste durch Zudosierung ausgleicht.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Anwendung als Trennmittel beruht und das Verhältnis der wässrigen zu der Ölphase insbesondere zwischen 20:1 und 1:1 1 beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Anwendung als Trennmittel für das Formtrennen eines hydraulischen Bindemittelmaterials besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Anwendung als Trennmittel für das Formtrennen von Beton besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Anwendung als Trennmittel bei der Herstellung von Kuchen, Bonbons, Pralinen oder Gummibären besteht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung in einer Anwendung als Kühlschmiermittel bei der spanenden Bearbeitung von Metallen besteht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öl-in-Wasser-Emulsion eine Stabilität von kleiner 10 Sekunden, entsprechend der benötigten Zeitspanne für das Verteilen und Verlaufen des Trennmittels in der Form bzw. des Kühlschmiermittels auf der Bearbeitungsoberfläche hat.

Claims

1. Method for manufacturing and applying a release agent or a cooling lubricant, wherein the release agent or cooling lubricant is an emulsifier-free oil-in-water dispersion with a viscosity of less than 10,000 mPa.s, preferably less than 5,000 mPa.s., and in particular preference less than 1,000 mPa.s, and wherein the oil-in-water dispersion consists of

(a) at least a first essentially aqueous phase and

(b) at least a further phase immiscible with the first phase
and the method comprises the following steps:

- combining the components forming the phases and

- intensive mixing with the admission of energy, and without the addition of an emulsifier, so that a dispersion is obtained that is stable for at least 5 seconds, and

- immediate application of the thus intensively mixed semi-stable dispersion to the mould or working surface, wherein

(b.1) for the manufacture of the release agent, at least one phase (b) not miscible with the first phase is an oil phase, manufactured using a composition comprising a mixture of the components:

90 to 98% by weightof a base oil,

0 to 10% by weight of an active parting component,

0.2 to 1% by weight of a corrosion protection additive and

0.2 to 5% by weight of a wetting agent, or

(b.2) for the manufacture of the cooling lubricant, at least one phase (b) not miscible with the first phase is an organic phase, manufactured using a composition comprising a mixture of the components:

5 to 80% by weight of a base oil and

5 to 20% by weight of a corrosion protective additive and metal inhibitors, and optional preservatives and other additives.

2. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the aqueous phase(a) is manufactured by diluting a concentrate with water before mixing it with at least one further phase (b).

3. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the at least two phases are mixed by injecting one phase into at least the other phase, by turbulent mixing, applying vibrations and cavitation, such as by ultrasound, or by means of bomogenisers.

4. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the at last two phases are mixed by means of a static or dynamic micro-mixer.

5. Method for the manufacture of an emulsifier-free oil-in-water dispersion according to any of the preceding claims, characterised in that the at least two phases are mixed by means of a micro-mixer, wherein the individual phases are guided through individual guide channels of defined dimensions and are divided into a plurality of liquid lamellae before the individual liquid lamellae are combined by fragmentation of at least one of the phases.

6. Method according to Claim 5, characterised in that the fragmentation of at least one phase, when combining the liquid lamellae, is additionally supported by mechanical vibrations.

7. Method for the continuous manufacture of an emulsifier-free dispersion according to any of the preceding claims, characterised in that the dispersion is collected, after it has been supplied for application, and for separating the individual phases incubated in a separatory funnel for example, before the at least two phases are again mixed together to form semi-stable dispersions.

8. Method according to Claim 7, characterised in that contaminations resulting from the application are separated from the dispersion or from the separated phases of the dispersion after the dispersion is collected and before re-mixing the at least two phases.

9. Method according to Claim 7 or 8, characterised in that after collection of the dispersion and before re-mixing of the at least two phases the liquid losses suffered as a result of the application are compensated by additional dosing.

10. Method according to any of the preceding claims, characterised in that the method consists in the application as a release agent and in that the ratio of the aqueous phase to the oil phase is, in particular, between 20:1 and 1:1.

11. Method according to Claim 10, characterised in that the method consists in the application as a release agent for the mould separation of an hydraulic bonding agent material.

12. Method according to Claim 10, characterised in that the method consists in the application as a release agent for the mould separation of concrete.

13. Method according to Claim 10, characterised in that the method consists in the application as a release agent in the manufacture of cakes, sweets, pralines or jelly bears.

14. Method according to any one of Claims 1 to 9, characterised in that the application consists in the application as a cooling lubricant when cutting metal.

15. Method according to either of Claims 12 or 14, characterised in that the oil-in-water emulsion has a stability of less than 10 seconds, corresponding to the time required for dividing and dispersing the release agent in the mould or the cooling lubricant on the machining surface.

Revendications

1. Procédure pour la fabrication et l'application d'un agent séparateur ou d'un agent lubrifiant de refroidissement, dans laquelle l'agent séparateur ou l'agent lubrifiant de refroidissement est une dispersion aqueuse sans émulsificateur avec une viscosité de moins de 10 000 mPa.s, de préférence de moins de 5 000 mPa.s, ou mieux de moins de 1 000 mPa.s. La dispersion aqueuse (H-E) se compose :

a) au moins d'une phase fondamentalement aqueuse et

b) d'au moins une autre phase immiscible
et la procédure comprend les étapes suivantes :

- assemblage des composants formant les phases et

- mélange intensif avec ajout d'énergie et sans ajout d'émulsificateur, pour obtenir une dispersion stable pendant au moins 5 secondes, et

- application immédiate de la dispersion semi-stable intensivement mélangée sur le moule ou sur la surface de traitement.

(b.1) Pour la fabrication de l'agent séparateur, une phase (b) huileuse immiscible avec la première est un assemblage des composants :

90 à 98 % en poids d'une huile de base,

0 à 10 % en poids d'un composant séparateur efficace,

0,2 à 1 % en poids d'un additif de protection contre la corrosion, et

0,2 à 5 % en poids d'un agent mouillant, ou

(b.2) pour la fabrication d'un agent lubrifiant de refroidissement, une phase organique immiscible avec la première phase (b) est un assemblage des composants :

5 à 80 % en poids d'une huile de base et

5 à 20 % en poids d'un additif de protection contre la corrosion et d'inhibiteurs de métal, le cas échéant des produits de conservation et d'autres additifs.

2. Procédure selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la phase aqueuse (a) est créée par la dilution d'un concentré par de l'eau, avant de la mélanger avec au moins une phase suivante (b).

3. Procédure selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins deux phases sont mélangées par l'injection d'une phase dans au moins une autre, par un mélange par turbulence, par l'utilisation de vibrations et de cavitation (comme par exemple les ultrasons) ou par l'aide d'un homogénéisateur.

4. Procédure selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins deux phases sont mélangées à l'aide d'un micromélangeur statique ou dynamique.

5. Procédure pour la fabrication d'une dispersion aqueuse (H-E) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins deux phases sont mélangées à l'aide d'un micromélangeur, dans laquelle les phases individuelles sont conduites par des canaux de conduite de grandeur définie et sont divisées par des lamelles de liquide avant que les lamelles ne soient rassemblées par la fragmentation d'au moins une phase.

6. Procédure selon la revendication 5, caractérisée en ce que la fragmentation d'au moins une phase lors de l'assemblage des lamelles de liquide est soutenue par une oscillation mécanique.

7. Procédure pour la fabrication continue d'une dispersion sans émulsificateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la dispersion est recueillie après son application et est incubée pour la séparation des phases individuelles, avant que celles-ci ne soient à nouveau mélangées en une dispersion semi-stable.

8. Procédure selon la revendication 7, caractérisée en ce que les impuretés résultant de l'application de la dispersion sont prélevées des phases séparées après le recueillement de la dispersion et avant leur nouveau mélange.

9. Procédure selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que la perte de liquide pendant l'utilisation est compensée avant le nouveau mélange des phases.

10. Procédure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la procédure est une utilisation comme agent séparateur, et que la relation de la phase aqueuse à la phase huileuse est entre 20:1 et 1:1.

11. Procédure selon la revendication 10, caractérisée en ce que la procédure est une utilisation comme agent séparateur pour le démoulage d'un matériel liant hydraulique.

12. Procédure selon la revendication 10, caractérisée en ce que la procédure est une utilisation comme agent séparateur pour le démoulage du béton.

13. Procédure selon la revendication 10, caractérisée en ce que la procédure est une utilisation comme agent séparateur lors de la fabrication de gâteaux, de bonbons ou de pralinés.

14. Procédure selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par l'utilisation comme agent lubrifiant de refroidissement lors de l'usinage de serrage de métaux.

15. Procédure selon l'une des revendications 12 ou 14, caractérisée en ce que l'émulsion aqueuse (H-E) a une stabilité de moins de 10 secondes, conformément à la période nécessaire pour la distribution et la dispersion de l'agent séparateur dans le moule ou sur la surface de traitement.