{"id":5774,"date":"2023-03-17T10:15:24","date_gmt":"2023-03-17T09:15:24","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=5774"},"modified":"2026-01-12T16:04:36","modified_gmt":"2026-01-12T15:04:36","slug":"emulgatoren-zur-herstellung-von-kuehlschmierstoffen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/emulgatoren-zur-herstellung-von-kuehlschmierstoffen\/","title":{"rendered":"Emulgatoren zur Herstellung von K\u00fchlschmierstoffen"},"content":{"rendered":"

Emulgatoren bewirken, dass alle Bestandteile wassermischbarer K\u00fchlschmierstoffe w\u00e4hrend des Einsatzes gleichm\u00e4\u00dfig in der Fl\u00fcssigkeit verteilt bleiben. Nur so lassen sich der reibungsmindernde Effekt von \u00d6len und die hervorragende K\u00fchlwirkung des Wassers f\u00fcr die Zerspanung und die Umformung von Metallen nutzen. Erfahren Sie hier mehr \u00fcber die Funktion von emulgierenden Stoffen im K\u00fchlschmiermittel.<\/strong><\/p>\n

Was sind Emulgatoren?<\/h2>\n

Emulgatoren geh\u00f6ren zu den Tensiden. Dabei handelt es sich um chemische Stoffe mit einem besonderen Molek\u00fclaufbau. Die Molek\u00fcle setzen sich aus einem wasserliebenden (hydrophil) und einem \u00f6lliebenden (lipophil) Teil zusammen. Das Gr\u00f6\u00dfenverh\u00e4ltnis der beiden Teile bestimmt, ob ein Tensid eher wasser- oder eher \u00f6ll\u00f6slich ist. Der Aufbau der Molek\u00fcle hat zur Folge, dass sich diese an Grenzfl\u00e4chen ansammeln und zu ihrer Lieblingsseite ausrichten. Eine Grenzfl\u00e4che ist zum Beispiel die Oberfl\u00e4che einer Fl\u00fcssigkeit, in der sie mit der Umgebungsluft in Kontakt steht.<\/p>\n

Grenzfl\u00e4chen bilden sich auch zwischen Fl\u00fcssigkeiten, die nicht ineinander l\u00f6slich sind. Die schwerere Fl\u00fcssigkeit sammelt sich am Boden (sedimentiert), die leichtere Fl\u00fcssigkeit steigt nach oben (rahmt auf). Befinden sich Tenside im Gemisch, besetzen sie die Fl\u00e4che, die die beiden Phasen voneinander trennt. Mischt man die beiden Phasen durch kr\u00e4ftiges Sch\u00fctteln oder intensives R\u00fchren miteinander, bilden sich Tropfen aus. Die Oberfl\u00e4che eines Tropfens stellt ebenfalls eine Grenzfl\u00e4che dar, an der sich die Tenside anlagern. Gelingt es dadurch, ein stabiles Gemisch zu erzeugen, wird dieses als Emulsion bezeichnet. Die Tenside fungieren in diesem System als Emulgatoren.<\/p>\n

\"Emulsionsvogang,<\/p>\n

A) Zwei nicht mischbare Fl\u00fcssigkeiten, noch nicht emulgiert
\n<\/span>B) Eine (fl\u00fcchtige) Emulsion (Vermischung) mit den zwei Fl\u00fcssigkeiten
\nC) Die instabile Emulsion trennt sich fortschreitend
\nD) Erst das Tensid (Umriss um die Partikel) sorgt f\u00fcr eine stabile Emulsion<\/span><\/p>\n

Anforderungen an Emulgatoren f\u00fcr wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe<\/h2>\n

Chemische Stabilit\u00e4t der Emulgatoren<\/h3>\n

Wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe<\/a> sind Konzentrate, deren Hauptbestandteile Grund\u00f6le sind. Die \u00d6le wirken als Schmiermittel. Damit sich die Schmierstoffe im Wasser verteilen k\u00f6nnen, enthalten die Konzentrate Emulgatoren. Au\u00dferdem sind den Konzentraten weitere Zusatzstoffe beigemischt, die unter anderem die Emulsionen zus\u00e4tzlich stabilisieren, die Werkstoffe vor Korrosion sch\u00fctzen, die Vermehrung von Mikroorganismen behindern und eine \u00fcberm\u00e4\u00dfige Schaumbildung unterbinden. Die einzelnen Bestandteile m\u00fcssen ihre Eigenschaften w\u00e4hrend der Lagerung und im Betrieb beibehalten. Nur so k\u00f6nnen sie ihre unterschiedlichen Aufgaben im K\u00fchlschmiermittel<\/a> erf\u00fcllen. Das bedeutet, die Komponenten d\u00fcrfen untereinander und mit Wasser keine chemischen Verbindungen bilden.<\/p>\n

\"Nachhaltige<\/p>\n

Anpassung der Emulgatoren an die Wasserh\u00e4rte<\/h3>\n

Wassergemischte K\u00fchlschmierstoffe sind Emulsionen, die sich aus Konzentraten und Wasser zusammensetzen. F\u00fcr den Ansatz verwendet man in der Regel normales Leitungswasser, das stets einen bestimmten Anteil an gel\u00f6sten Mineralien (haupts\u00e4chlich Magnesiumsalze, Kalziumsalze, Salze der Kohlens\u00e4ure) enth\u00e4lt. Die Menge der gel\u00f6sten Mineralien bestimmt die Wasserh\u00e4rte, die in der Ma\u00dfeinheit \u00b0dH angegeben wird. Liegt der Wert unter 5 \u00b0dH, neigen die Emulsionen zu starker Schaumbildung. \u00dcbersteigt er 20 \u00b0dH, k\u00f6nnen sich wasserunl\u00f6sliche Kalkseifen bilden und auf den Oberfl\u00e4chen der Werkzeuge und Werkst\u00fccke ablagern. Die Auswahl von geeigneten Emulgatoren f\u00fcr K\u00fchlschmierstoffe kann diese Probleme etwas entsch\u00e4rfen. Besser ist es jedoch die Wasserh\u00e4rte durch Verd\u00fcnnen mit vollentsalztem Wasser oder Aufh\u00e4rten mit entsprechenden Salzen in den optimalen Bereich zu bringen.<\/p>\n

\"HAKUFORM<\/a><\/p>\n

Hydrophil-lipophiles Gleichgewicht<\/h3>\n

Das hydrophil-lipophile Gleichgewicht (englisch: hydrophilic-lipophilic balance, abgek\u00fcrzt HLB) ist ein Ma\u00dfstab zur Einteilung der Tenside nach ihren Anwendungsbereichen. Die Werte reichen von 0 bis 20, wobei der Wert 0 einen vollst\u00e4ndig \u00f6ll\u00f6slichen, wasserabweisenden Stoff kennzeichnet. Der Wert 20 steht f\u00fcr einen vollst\u00e4ndig wasserl\u00f6slichen, \u00f6labweisenden Stoff. Dazwischen sind die Tenside eingeordnet. F\u00fcr die Auswahl geeigneter Emulgatoren ist das Mengenverh\u00e4ltnis von \u00d6l und Wasser in der Emulsion ausschlaggebend. In den meisten F\u00e4llen \u00fcberwiegt eine Komponente (kontinuierliche Phase). Die andere Komponente ist darin tropfenf\u00f6rmig verteilt (disperse Phase). Wassergemischte K\u00fchlschmierstoffe haben in der Regel einen Konzentrat-Anteil von 5 – 10 %. Die kontinuierliche Phase ist demzufolge das Wasser. F\u00fcr ein stabiles K\u00fchlschmiermittel sind Emulgatoren erforderlich, die in Wasser gleichgut oder etwas besser l\u00f6slich sind als in \u00d6l. Ihr HLB-Wert liegt zwischen 8 und 18. Die Auswahl des optimalen Emulgators ist davon abh\u00e4ngig, welche Schmiermittel und welche weiteren Zusatzstoffe zu den Bestandteilen der K\u00fchlschmierstoffe geh\u00f6ren.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
HLB-Wert<\/th>\nVerwendung<\/th>\nMischbarkeit mit H2<\/sub>O<\/th>\n<\/tr>\n
1,5 bis 3<\/td>\nEntsch\u00e4umer<\/td>\nunl\u00f6slich<\/td>\n<\/tr>\n
3 bis 8<\/td>\nf\u00fcr\u00a0W\/O-Emulsionen<\/td>\nmilchig beim R\u00fchren<\/td>\n<\/tr>\n
7 bis 9<\/td>\nNetzmittel<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
8 bis 18<\/td>\nf\u00fcr\u00a0O\/W-Emulsionen<\/td>\nstabile (milchige) Emulsion<\/td>\n<\/tr>\n
13 bis 15<\/td>\nWaschaktive Substanzen<\/td>\nklare Emulsion \/ klare L\u00f6sung<\/td>\n<\/tr>\n
12 bis 18<\/td>\nL\u00f6sungsvermittler<\/td>\nklare Emulsion \/ klare L\u00f6sung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Einfluss der Tropfengr\u00f6\u00dfe<\/h3>\n

Die Stabilit\u00e4t einer Emulsion ist auch von der Gr\u00f6\u00dfe der Tropfen in der dispersen Phase abh\u00e4ngig. Je kleiner der Durchmesser ist, umso stabiler ist das Gemisch. Mit der Erzeugung sehr kleiner Tr\u00f6pfchen ist allerdings ein hoher Aufwand verbunden. Zum einen wird sehr viel mechanische Energie ben\u00f6tigt, um Tropfen immer weiter zu zerkleinern. Andererseits vergr\u00f6\u00dfert sich dabei die insgesamt vorhandene Grenzfl\u00e4che, was einen h\u00f6heren Verbrauch an Emulgatoren bedeutet. Es ist au\u00dferdem zu ber\u00fccksichtigen, dass sich zwischen den an die disperse Phase angelagerten und den in der kontinuierlichen Phase gel\u00f6sten Emulgator-Molek\u00fclen ein Gleichgewicht einstellt. Es wird also mehr Emulgator ben\u00f6tigt, als die Tropfenoberfl\u00e4chen aufnehmen k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"Gelbe
\u00a9 Warakorn – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Herstellung von K\u00fchlschmiermittel-Emulsionen<\/h2>\n

Die meisten K\u00fchlschmierstoffe geh\u00f6ren zu den grobdispersen Makroemulsionen mit Tropfen, deren Durchmesser gr\u00f6\u00dfer als 1 um sind. Das Anmischen der K\u00fchlschmiermittel erfolgt h\u00e4ufig mit regelbaren Dosierger\u00e4ten, die an eine Frischwasserleitung angeschlossen sind. Kernst\u00fcck der Ger\u00e4te ist eine Venturid\u00fcse. Der freie Durchmesser dieser D\u00fcse verj\u00fcngt sich bis zu einer Engstelle, danach wird er wieder gr\u00f6\u00dfer. Weil die Str\u00f6mungsgeschwindigkeit des Wassers in der Engstelle sehr gro\u00df ist, sinkt der Druck dort stark ab (Gesetz von Bernoulli). Das reicht aus, um \u00fcber einen an die Engstelle angeschlossenen Schlauch K\u00fchlschmierstoffe anzusaugen. W\u00e4hrend das Konzentrat von der Str\u00f6mung mitgerissen wird, bildet sich die Emulsion mit den erforderlichen Tropfendurchmessern aus.<\/p>\n

\"Wasserl\u00f6slicher<\/a><\/p>\n

Eine andere M\u00f6glichkeit, wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe zu Emulsionen zu verarbeiten, besteht darin, eine exakt abgemessene Menge Wasser in einen Beh\u00e4lter zu f\u00fcllen und die erforderliche Menge Konzentrat zuzuf\u00fcgen. Die Fl\u00fcssigkeiten werden zun\u00e4chst langsam miteinander vermischt. Anschlie\u00dfend lassen sich ausreichend kleine Tropfen mit Hilfe eines R\u00fchrwerks erzeugen.<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Emulgatoren bewirken, dass alle Bestandteile wassermischbarer K\u00fchlschmierstoffe w\u00e4hrend des Einsatzes gleichm\u00e4\u00dfig in der Fl\u00fcssigkeit verteilt bleiben. Nur so lassen sich der reibungsmindernde Effekt von \u00d6len und die hervorragende K\u00fchlwirkung des Wassers f\u00fcr die Zerspanung und die Umformung von Metallen nutzen. Erfahren Sie hier mehr \u00fcber die Funktion von emulgierenden Stoffen im K\u00fchlschmiermittel. 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