AT217610B

AT217610B - Emulgierbare Mineralölzubereitung

Info

Publication number: AT217610B
Application number: AT332260A
Authority: AT
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1959-05-04
Filing date: 1960-05-02
Publication date: 1961-10-10

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Emulgierbare Mineralölzubereitung 
 EMI1.1 
 sionen emulgiert werden kann. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf derartige   Wasser-in-Öl-Flüssig"   keiten und -Schmiermittel, die in Bergwerken und Zechenbetrieben verwendet werden, und die feuer- und verschleissfest und stabil sind und nicht korrodierend wirken. 



   Obwohl bestimmte Emulsionen üblicherweise als Kühlmittel und Schmiermittel bei   Met : a1lverarbei-   tungen verwendet werden, war die Anwendung der Emulsionen in hydraulischen Systemen beschränkt, da sie nicht verschleissfest, stabil und auch nicht sehr feuerfest waren. 



   Bei Anlagen, wie sie in Bergwerken verwendet werden, z. B. bei verschiedenen hydraulischen Maschinen, wie Bremsanlagen für Winden, Waggonkipper mit hydraulischen Hebern, Grubenstützen und Maschinen zum Begradigen von Deckenverstrebungen, mechanische Ladevorrichtungen und verschiedene andere flüssigkeitsgetriebene Mechanismen, die Belastungen, Stössen und Vibrationen ausgesetzt sind, ist es wesentlich, dass die verwendete hydraulische Flüssigkeit sich nicht leicht entzündet und auch keine toxische Wirkung zeigt. 



   Im Handel ist eine Vielzahl der sogenannten feuerfesten Flüssigkeiten, wie Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis, erhältlich, jedoch wurde gefunden, dass sie bei niederer Temperatur ungünstige Viskostätseigenschaften aufweisen, und dass sie toxisch sind.   Wasser/Glykol-Lösungen   oder verschiedene Wasser-   Öl-Emulsionen   haben die Tendenz, unter hohem Druck Stoffe abzuscheiden, und sind noch dazu   kostspie-   lig. 



   Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Zubereitung herzustellen, die leicht zu einer feuerfesten Flüssigkeit mit guten Schmiereigenschaften emulgiert werden kann. Ein anderes Ziel ist es, eine Flüssigkeit herzustellen, die nach dem EmulgIeren ein entsprechendes Schmiermittel   füf hydraulische   Anlagen bei Bergwerks- und Zechenmaschinen ist, welches stabil, nicht toxisch, feuerfest und gegenüber Zersetzungen widerstandsfähig ist, nicht korrodierend wirkt und eine entsprechende Verschleissfestigkeit aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine   Wasser/Mineralöl-Emulsion,   die als Schmiermittel und als feuerfeste hydraulische Flüssigkeit für verschiedene Anlagen geeignet ist und in   hydraulischen Anlagen in Bergwerks-   und   Hüttenanlagen   angewendet werden kann. 



   Diese und weitere Ziele werden erfindungsgemäss in der Weise erreicht, dass ein   Mineralöl   mit zwei verschiedenen nichtionogenen oberflächenaktiven Mitteln in ganz bestimmten Mengen verwendet wird, so dass die Ölzubereitung mit grossen Wassermengen leicht zu einer stabilen feuerfesten Wasser-in Emulsion emulgiert werden kann, die sich für die erwähnten Zwecke eignet. 



   Die Erfindung bezieht sich somit auf eine enudgierbare Mineralölzubereitung. die ein Schmieröl mit einem   Viskositätsindex   von mindestens 80 enthält, und die als Additive   (1)     1 - -4 Gew. -0/0   eines Monoesters einer Fettsäure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen mit einem Alkitan und (2) 0,   5-3 Gew.   eines   Alkylphenoxy-polyoxyalkylenglykols   mit der Formel   R-phenyl- (OR') -OR"-OH   aufweist, wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 6, R ein Alkylradikal mit 4 - 20 Kohlenstoffatomen und   R'und R"Alkylengruppen sind.    

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   Das Mineralöl soll   einen Viskositätsindex   von mindestens 80, vorzugsweise zwischen 90 und 100, aufweisen.   Mineralölfraktionen   dieses Typs werden aus Rohprodukten auf Paraffin, Naphthen oder einer gemischten Basis hergestellt. Sie sollen auch im Bereich des Schmieröls sein und bei 37, 80 C eine Viskosität von 14,5 bis 54 cSt, vorzugsweise zwischen 21 und 32 eSt, aufweisen.

   Ein typisches Mineralöl dieser Art ist ein raffinlertes   Mineralschmieröl   mit hohem Viskositätsindex und mit folgenden Eigenschaften : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Gr, <SEP> API  <SEP> 600 <SEP> C <SEP> 32. <SEP> 2 <SEP> 
<tb> Farbe, <SEP> ASTM <SEP> 1
<tb> Stockpunkt, <SEP> C-15
<tb> Flammpunkt, <SEP>   <SEP> C <SEP> 188 <SEP> 
<tb> Brennpunkt, <SEP> 0 <SEP> C <SEP> 224 <SEP> 
<tb> Viskosität, <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C <SEP> in <SEP> cSt <SEP> 21, <SEP> 5
<tb> Viskositätsindex <SEP> 93
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0,01.
<tb> 
 Jedes der beiden Additive muss In bestimmten Mengen vorliegen, von denen der   Monoester (l) in   
 EMI2.2 
 -0/0 ZUdroxylgruppen in dem Molekül gebildet wird. Beispiele hiefür sind Sorbit,   Mannit,-Xylit, Dulcit   usw. 



  Fettsäuren, die zur Bildung der Monoester der Alkitane angewendet werden, sind gesättigte und ungesättigte Fettsäuren, die mindestens 8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 - 18 Kohlenstoffatome, enthalten, wie Laurin-, Stearin-, Olein-,   Linolein-,   Rizinolsäure u. dgl. Monoester dieses Typs sind Sorbitanmonolaurat,   Sorbitanmonostearat,   Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonorizinolat, Mannitanmonolaurat, Mannitanmonooleat und Mischungen davon. 



   Das zweite wesentliche Additiv ist ein   öllösliche   Alkyphenoxy-polalkylenglykol mit der Formel 
R-phenyl- (OR') n-OR"-OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6, vorzugsweise   3 - 4.   bedeutet, R ein Alkylradikal von 4 bis 20 Koh- 
 EMI2.3 
 
Kohlenstoffatomen,thylphenol, ebenso Biphenole, wie 4,4'-Methylen-bis-(2,6-ditert.-butylphenol). Beispiele für Amine sind Arylamine, wie   Phenyl-&alpha;-naphthylamin   oder Phenyl-ss-naphtylamina. 



   Beispiele der erfindungsgemässen   Mineralölzubereitungen,   die mit etwa 20 bis etwa 45%, vorzugsweise mit etwa 30 bis etwa 40% Wasser, zu einer stabilen feuerfesten hydraulischen Flüssigkeit emulgiert werden, sind folgende : 
Zubereitung A : 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> Sorbitaumonooleat <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (V. <SEP> I <SEP> = <SEP> 93, <SEP> Viskosität
<tb> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C, <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> cSt) <SEP> als <SEP> Rest
<tb> 
 

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 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Zubereitung <SEP> B <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Sorbitänmonooleat <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-Butyl-4-methylphenol <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (wie <SEP> bei <SEP> A) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 
<tb> Eigenschaften <SEP> : <SEP> 
<tb> Gr <SEP> API  <SEP> 60 C <SEP> 31,3
<tb> Farbe <SEP> nach <SEP> ASTM <SEP> 1
<tb> Stockpunkt, <SEP>   <SEP> C-12 <SEP> 
<tb> Flammpunkt, <SEP>  C <SEP> 192
<tb> Viskosität, <SEP> in <SEP> cSt, <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C <SEP> 23, <SEP> 5
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0,25
<tb> Zubereitung <SEP> C <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Sorbitanmonooleat <SEP> l, <SEP> 5 <SEP> Gew.-%
<tb> Nonylphenoxy <SEP> (äthoxy)2-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 4, <SEP> 4'-Methlen-(2,6-ditert.-butylphenyl) <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;-naphahylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (V. <SEP> I. <SEP> = <SEP> 80, <SEP> Viskosität <SEP> 
<tb> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C, <SEP> 32 <SEP> eSt) <SEP> als <SEP> Rest
<tb> Zubereitung <SEP> D <SEP> : <SEP> 
<tb> Mannitanmonostearat <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-Butyl-4-methylphenol <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 
<tb> Phenyl-ct-naphthylamin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (wie <SEP> bei <SEP> A) <SEP> als <SEP> Rest
<tb> Zubereitung <SEP> E <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Mannitanmonostearat <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (propyoxy)2-propanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-Butyl-4-methylphenol <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;-naphthylamino <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (wie <SEP> bei <SEP> A) <SEP> als <SEP> Rest
<tb> 
 
Die endgültige Emulsionsflüssigkeit wird durch langsames Hinzufügen von 20% bis 45%,   bezögen   auf die Gesamtzubereitung, eines   wässerigen Mittels,   wie Wasser, das gegebenenfalls 0, 1-1% eines Korro- 
 EMI3.2 
 Ausgangsstoffe durch eine Kolloidmühle geführt werden, bis eine homogene, stabile   Wasser-in-Öl-EmtL..-   sion gebildet wird.

   Aus praktischen Gründen wird Wasser zum Öl in den erwünschten Mengen erst dann 

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 hinzugefügt, wenn die Emulsion benützt werden soll. Es lässt sich aber auch eine stabile Wasser-in-ÖlEmulsion herstellen und dann eine Zeit lang aufbewahren. 



   Eine   endgijltige     Wasser-in-Öl-Emulsion   der Zubereitung 1 wurde hergestellt, indem 60% der Zubereitung B mit   40%   Wasser gemischt wurden. Die Mischung wurde dann durch eine Kolloidmühle geleitet, bis eine stabile homogene Wasser-in-Öl-Emulsion gebildet worden war. 



   Die Eigenschaften der Zubereitung 1 waren folgende : 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Spez. <SEP> Gewicht <SEP> 0, <SEP> 9165
<tb> Farbe <SEP> weiss
<tb> Neutralisationszahl <SEP> 0. <SEP> 12
<tb> Viskosität <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80 <SEP> C, <SEP> in <SEP> cSt <SEP> 79
<tb> Viskositätsindex <SEP> 144
<tb> Weitere <SEP> Endzubereitungen <SEP> sind <SEP> : <SEP> 
<tb> Zubereitung <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> 30%
<tb> Zubereitung <SEP> A <SEP> 7 <SEP>   <SEP> o <SEP> 
<tb> Zubereitung <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> mit <SEP> 0,1% <SEP> Calciumacetat <SEP> 40%
<tb> Zubereitung <SEP> B <SEP> 6010
<tb> Zubereitung <SEP> 4 <SEP> : <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> mit <SEP> 0,1% <SEP> NaNo2 <SEP> 35%
<tb> Zubereitung <SEP> C <SEP> 65%
<tb> Zubereitung <SEP> 5 <SEP> :

   <SEP> 
<tb> Wasser
<tb> ZubereitUng <SEP> D <SEP> 600/0 <SEP> 
<tb> 
 
Die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemässen Zubereitungen werden im Vergleich mit andern Emulsionen in der folgenden Tabelle gezeigt. Die Stabilität der Versuchszubereitung wurde bestimmt, indem die Abtrennung des Wassers und des Öls aus einer 37,   8    C-Probe einer End-Wasser-in-ÖlEmulsionszubereitung bei 600 C bestimmt wurde. Die Verschleissfestigkeit wurde nach dem Vickers "hydraulischen Pumpenversuch"bestimmt, der in "Lubrication Engineering", Februar 1949 auf den Seiten 16 und 17 beschrieben wurde. Die Feuerfestigkeit wurde nach einem Rohr-Reiniger-Versuch, wie er in "Lubrication Engineering", März-April 1955, S. 86-87 beschrieben wurde, bestimmt. 

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  Tabelle 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> i <SEP> II <SEP> Xa) <SEP> yb) <SEP> zc) <SEP> ; <SEP> 
<tb> Zusammensetzung <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser, <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser, <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser, <SEP> freies <SEP> Öl, <SEP> freies <SEP> Wasser,
<tb> Stabilitätsversuch <SEP> Vol.

   <SEP> -% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> Vol.-%
<tb> 1 <SEP> Tag <SEP> 1 <SEP> wenig <SEP> 1 <SEP> wenig <SEP> instabil <SEP> wenig <SEP> 2
<tb> 6 <SEP> Tage <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 10 <SEP> Tage <SEP> 9 <SEP> wenig <SEP> 9 <SEP> wenig <SEP> instabil <SEP> 50 <SEP> 20
<tb> 17 <SEP> Tage <SEP> 21 <SEP> wenig <SEP> 20 <SEP> wenig <SEP> instabil <SEP> 20
<tb> 27 <SEP> Tage <SEP> 42 <SEP> wenig <SEP> 40 <SEP> wenig <SEP> instabil
<tb> Vickers' <SEP> Hydrau- <SEP> 0, <SEP> 32 <SEP> 1,44 <SEP> 6, <SEP> 6
<tb> lischer <SEP> Pumpen- <SEP> (1000 <SEP> Std.) <SEP> (200 <SEP> Std.) <SEP> (120 <SEP> Std.)
<tb> versuch <SEP> d)
<tb> 
 
 EMI5.2 
 

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   In dem Rohr-Reiniger-Versuch wurde die Zubereitung 1 über 50-mal zirkuliert, während sich Mineralöl oder das Mineralöl, das   40/0Calcium-Petroleumsulfonate   und bzw. oder    Ca1cium-C -Alkylsalicy-   lat enthielt, schon nach etwa 5-maligem Zirkulieren entzündete. 



   Aus den in der Tabelle gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Zubereitungen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung besser als die Zubereitungen X, Y und Z hinsichtlich der Stabilität und des Verschleisses sind, obwohl diese Zubereitungen auch Wasser-in-Öl-Emulsionen sind, jedoch andere nichtionogene oberflächenaktive Mittel enthalten, als jene, die in den   erfindungsgemässen   Zubereitungen verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Emulgierbare Mineralölzubereitung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mineralöl mit einem Viskositätsindex von mindestens 80 enthält, das als Additive (1) 1 -4 Gew. *0 eines Monoesters aus einer Fettsäure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen und einem Alkitan und (2) 0, 5-3 Gew.-% eines Alkylphenoxy-polyoxyalkylenglykols folgender Formel R-phenyl- (OR') -OR"-OH enthält, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6, R ein Alkylradikal mit 4-20 Kohlenstoffatomen und R' und R"Alkylengruppen darstellen, 2. Mineralölzubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl einen Visko- sitätsindex zwischen 90 und 100 aufweist.

3. Mineralölzubereitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (1) in einer Menge von 1, 5 bis 3 Gel.-% vorliegt.

4. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (2) in einer Menge von 1 bis 2 Gel.-% vorliegt.

5. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (1) ein Monoester einer Fettsäure mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen im Molekül ist.

6. Mineralölzubereitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (1) ein Sorbitanmonooleat ist.

7. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der allgemeinen Formel für das Additiv (2) n 3 oder 4 bedeutet.

8. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der allgemeinen Formel für das Additiv (2) R ein Alkylradikal mit 4 - 12 Kohlenstoffatomen bedeutet.

9. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der allgemeinen Formel für das Additiv (2) R' und R" beide Äthylengruppen bedeuten.

10. Mineralölzubereitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (2) Diisobutyl- phenoxy (äthoxy)-äthanol ist.

11. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0, 01- 3 Gew. % eines öllöslichen Antioxydationsmittels oder eine Mischung derartiger Antioxydationsmittel enthält.

12. Mineralölzubereitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0, 2-1 Gew.-lo eines Antioxydationsmittels oder eine Mischung von Antioxydationsmitteln enthält.

13. Mineralölzubereitung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antioxyda- tionsmittel eine phenolische oder eine Arylaminverbindung oder eine Mischung dieser Verbindungen ist.

14. Mineralölzubereitung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Antioxydationsmittel 2, 6-Ditert.-butyl-4-methylphenol oder Phenyl-cc-naphthylamin oder eine Mischung davon enthält.

15. Unter Verwendung einer emulgierbaren Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 EMI6.1 - 45%80% der Ölphase enthält.

16. Wasser-in-Öl-Emulsion nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0, 1 - 1 Gew. -%. bezogen auf die. Wasserphase, eines Korrosions- oder Verschleissinhibitors enthält.

17. Wasser-in-Öl-Emulsion nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhibitor Calciumacetat ist.

18. Wasser-in-Öl-Emulsion nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhibitor Natriumnitrit ist.