185244. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémek hideg megmunkálására poliolefin kenőanyagok alkalmazásával
1 185 244 2 A bejelentés tárgya eljárás fémek hideg formálására 2-4 szénatomú monomerek polimerizációjával '» készített viasz-szerű poliolefinekkel. Ismeretes, hogy a fémek hideg alakításánál, különösen a mélyhúzásnál különböző kenőanyagokat szoktak használni abból a célból, hogy a mélyhúzáshoz szükséges erő és munkaszükséglet csökkenjen, a mélyhúzott munkadarab felületjósága (külső megjelenése) javuljon. Ilyen kenőanyagok lehetnek szervetlen vegyületek, különböző szerves vegyületek kombinációja, köztük szénhidrogének, mint pl. olajok, viszonylag nagy molekulákból álló vegyületek, mint faggyú stb. (I.: Dr. Márton Tibor, Forgács nélküli alakítás technológiája és gépei, Műszaki Könyvkiadó, 1976). Az utóbbi időben kis polimerizációs fokú szintetikus polimereket, így poliolefineket is alkalmaztak. így pl. a 79-83 663 sz. japán szabadalmi leírás szerint (CA 92 10 070 m) alumínium ötvözetek extrudálásánál polietilén viasz petroléter oldatát alkalmazzák. Ismeretes továbbá, hogy a poliolefinekből vizes emulzió csak emulgáló szerekkel (anionos, kationos vagy nemionos) készíthető, és ezeket az emulziókat általában a polimerizáció folyamán képezik (2 542 783 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Az 505 020 sz. francia szabadalmi leírásban a könnyebb emulzióképzés érdekében maleinsavanhidriddel reagáltatott epolietilénből nemionos emulgátorral vizes emulzió készítését ismertetik. Az 1 146 479 sz. angol szabadalmi leírás szerint polietilén emulgálásához kationos emulgálószert alkalmaznak. Az emulziót fémek hideg hengerléséhez használják. A Mater. Plast. (Bukarest, 1973, 10/1/ 30) cikk szerint szintén kationos emulgátor segítségével készítenek polietilén oldatból vizes emulziót. Azt tapasztaltuk, hogy a fémek mélyhúzásánál, de általában hideg alakításánál előnyös kenő hatást érünk el, ha kismolekulasúlyú poliolefinekbe karbonil-csoportot tartalmazó vegyületeket, mint aldehideket, ketonokat, karbonsavakat, karbonsavanhidrideket vagy ezek keverékét adagoljuk kis mennyiségben. E vegyületek többsége homogén módon keveredik a viasz-szerű poliolefinben, még 6-8% mennyiségben is, némelyikkel azonban csak kis koncentrációjú (0,0-0,5%) homogén keverék érhető el, mint pl. a benzoesavval, fumársavval, ftálsavval. Ezen utóbbiak kenésjavító hatása is észlelhető azonban, de kisebb mértékben, mint azoké a vegyületeké, melyek nagyobb koncentrációjú homogén elegyet képeznek, mint pl. a propionsav, butiraldehid. Azt is tapasztaltuk, hogy olyan karbonil vegyületek, melyek 3 szénatomnál kevesebbet tartalmaznak, mint pl. az ecetsav, számottevő kenésjavító hatást nem okoznak. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy ezekből az adalékolt poliolefin viaszokból könnyűszerrel vizes emulziót lehet készíteni, ha stabilizátort tartalmazó vízbe adagoljuk azokat, és közben hatásos aprítást alkalmazunk, tehát anélkül emulgálunk, hogy ún. emulgátort adtunk volna az elegyhez. Ezzel a vizes emulzióval gyakorlatilag ugyanolyan jó kenőhatást érünk el, mint a homogén viasszal. Ez a körülmény rendkívül kedvező abban az esetben, ha a kenőhatást tűzveszélyes helyen kell alkalmazni, vagy a kenőhatás mellett egyúttal hűtőhatás is kívánatos. A találmány célja olyan kenőanyag kidolgozása fémek hideg formálásánál, amely a szükséges energiamennyiséget és ezáltal a formázó gép igénybevételét csökkenti, mindamellett viszonylag olcsón előállítható. A találmány további célja olyan kenőanyag kidolgozása, amely gazdaságosan átalakítható vizes szuszpenzióvá, és ezáltal alkalmazásának olyan területeken is lehetővé tétele, ahol különben tűzveszély miatt az adott kenőanyag nem lenne használható. A találmány alapja az a felismerés, hogy 2000-13 000 molekulasúly tartományú poliolefin kenő hatása jelentősen megjavul, ha a poliolefin 0,01-3%, legalább 3 szénatomú alifás, vagy egy aromás gyűrűt tartalmazó oxo-vegyületet, karbonsavat, dikarbonsavat vagy karbonsavanhidridet vagy ezek keverékét tartalmazza homogén eloszlásban. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy a viasz-szerű poliolefinek könnyen emulgálhatók, ha 0,1-5% oxo-vegyületet, karbonsavat vagy karbonsavanhidridet vagy ezek keverékét tartalmazzák homogén eloszlásban. A fenti felismerés azért meglepő, mert a kenőanyag hatásosságát mindeddig ún. foszfátozással, azaz a formálandó felületnek cinkfoszfáttal való kezelésével fokozták, ami a kenőanyag (olaj, zsír, molibdén-szulfid) tapadását van hivatva elősegíteni. Alumínium kenésére főként feloldott faggyút, olajat, hengerolajat, cink-sztearátot alkalmaztak, tehát az általunk javasolttól eltérő természetű vegyületeket, és így nem lehetett arra következtetni, hogy az általunk leírt vegyületek a kenőhatást fokozottan javítják. A találmány további alapja az a felismerés, hogy az általunk adalékként alkalmazott vegyületek a viasz-szerű poliolefinnek vízzel való emulgálását lehetővé teszik. Ez a felismerés azért meglepő, mert mind ez ideig szénhidrogének emulgálására szerves vegyületek szulfonátjait, valamint hosszú szénláncú savésztereket, mint pl. sztearinsavésztert alkalmaztak. Fentiek alapján a találmány eljárás fémek hideg alakítására etilén, propilén, butilén, valamint butadién gyökös vagy ionos polimerizációjával készített viasz-szerű, 2000-13 000 molekulasúlyú poliolefineket tartalmazó kompozíciókkal. Az eljárást az jellemzi, hogy a poliolefinek mellett homogén eloszlásban a poliolefinek súlyára vonatkoztatva 0,01-3%, előnyösen 0,1-1% 3-5 szénatomú alifás karbonsavat, karbonsavanhidridet, ketont, ill. aldehidet vagy 1-5 szénatomú alkilcsoporttal szubsztituált benzaldehidet keverünk és adott esetben az így nyert keverékből legfeljebb 60%-ot 5-12%, előnyösen 6,5-8% ismert emulzió-stabilizálószert tartalmazó vizes oldatban emulgáljuk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosilási módja szerint 2000-13 000 moisúlytartományú tiszta poliolefinben homogenizálunk a poliolefinre számított 0,01-3%, előnyösen 0,1-1%, legalább 3 szénatomot tartalmazó alifás vagy egy aromás gyűrűt tartalmazó oxo-vegyületet, karbonsavat, dikarbonsavat, karbonsavanhidridet vagy ezek keverékeit, a homogenizált anyagot vékony réteg-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
