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Schmierfette
Die Erfindung betrifft Schmierfette, die sich durch besondere Tropenbeständigkeit auszeichnen und auf der Basis von mit Alkaliseifen höherer Fettsäuren gedickten Mineralschmierölen aufgebaut sind.
Die Herstellung tropenbeständiger Schmiermittel gewinnt umsomehr an Bedeutung, als die Anwendung von Schmierfetten in feuchtwarmen Klimaten nur dann möglich ist, wenn deren Stabilität durch den Einfluss des feuchtwarmen Klimas nicht gefährdet wird.
Bisher galt die Regel, dass tropenfeste Schmierfette nur auf der Basis des Kations Lithium herstellbar sind, wobei die Wasserbeständigkeit, das Korrosionsverhalten, der Schimmel- und Schädlingsbefall, die Oxydationsbeständigkeit und die Beständigkeit über längere Zeiträume gegenüber 93% rel. Luftfeuchtigkeit bei 50 C die Kennzeichen für die Tropenfestigkeit darstellen.
Erfindungsgemäss sind auch tropenfeste Alkaliseifenschmierfette möglich, wenn die Fette als einzigen Verdicker eine Seife einer geradkettigen gesättigten Wachssäure mit einer Kettenlänge von C28 und mehr, vorzugsweise Natrium- oder Kaliumseifen der n-Oktacosansäure (Montansäure) C28Hs602, enthalten.
Die Verwendung von Seifen aus Fettsäuren ab 22 C-Atomen als Schmierfettbestandteile in Verbindung mit andern Seifen ist an sich bekannt. Man hatte jedoch nicht erkannt, dass es unter den angeführten Bedingungen gelingt, Tropenfestigkeit bei Schmierfette auch mit Alkaliseifenfetten zu erzielen. Bei Anwesenheit auch nur geringfügiger Anteile kürzerkettiger Säuren, Glycerin und anderer Alkohole, Ester Lactone und Ketone sowie ungesättigter Fettsäuren geht nämlich der Effekt der Tropenbeständigkeit von Natrium- bzw. Kaliumfetten verloren. Ausserdem sind Fettsäuregemische aus Fettsäuren verschiedener Kettenlängen, auch wenn es sich um Produkte aus der Paraffinoxydation sowie Oxy- und Dicarbonsäuren handelt, für den erfindungsgemässen Effekt von Nachteil.
Die aus Braunkohlenwachs isolierte n-Oktacosansäure (Montansäure) CHO ist in zwei Handelsformen bekannt, u. zw. in Form der
EMI1.1
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ergebnisse gestatten einen Vergleich der Tropenfestigkeit von Na- bzw. K-Schmierfetten in Abhängigkeit vom Seifenanion (Fettsäure).
Die Erläuterungen zu diesen beiden Darstellungen sind bezüglich der eingesetzten Fettsäuren wie folgt : - A-Montansäure NZ 130 mg KOH/g = Mol.-Gew. 424 - B-Stearinsäure NZ 203, 2 mg KOH/g = mittl. Mol.-Gew. 275 - C-Natürliches Fettsäuregemisch VZ 198, 8 mg KOH/g = mittl. Mol.-Gew. 280 - D-Synth. Fettsäuregemisch mittl. Kettenlänge VZ 217 mg KOH/g mittl. Mol.-Gew. 258 - E-Synth. Fettsäuregemisch längerer Kettenlänge VZ 140 mg KOH/g mittl. Mol.-Gew. 400 - F-Anox. Paraffin VZ 112, 1 mg KOH/g = mittl. Mol.-Gew. 500.
Als Seifenkation ist einmal Natrium und zum andern Kalium verwendet. Die Zusatzmenge der Seife beträgt in jedem Falle 12 Gew.-% bezogen auf Gesamtfett.
Die so erhaltenen Schmierfette wurden untersucht auf a-Wasserbeständigkeit b-Korrosionsverhalten c-Schimmel-und Schädlingsbefall d-Oxydationsbeständigkeit e-Beständigkeit über lange Zeiträume f-Tropfpunkt g-Penetration
Zur Beurteilung der Tropenfestigkeit sind die Kriterien nach a-e wichtig, weshalb in die Diagramme auch nur diese aufgenommen wurden.
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EMI2.1
Die Tropfunkte und Penetrationen der einzelnen Schmierfette sind bei Einsatz der Fettsäuren A-F :
Kation Natrium
EMI2.2
<tb>
<tb> A-Tropfpunkt........................................ <SEP> 153 C <SEP>
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C.................................. <SEP> 198 <SEP> 1110 <SEP> mm <SEP>
<tb> B-Tropfpunkt <SEP> ................................................. <SEP> 141 <SEP> C
<tb> Walkpenetration/20 C.................................... <SEP> 205 <SEP> 1110 <SEP> mm
<tb> C-Tropfpunkt........................................ <SEP> 138 C <SEP>
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> <SEP> C............................... <SEP> 237 <SEP> 1110 <SEP> mm
<tb> D-Tropfpunkt........................................ <SEP> 154 C <SEP>
<tb> Walkpeneration/20 C <SEP> ............................................. <SEP> 185 <SEP> 1/10 <SEP> mm
<tb> E-Tropfpunkt <SEP> ....................................................
<SEP> 132 <SEP> C
<tb> Walpenetration/20 <SEP> C......................................... <SEP> 188 <SEP> 1/10 <SEP> mm <SEP>
<tb> F-Tropfpunkt <SEP> 153 C <SEP>
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C..................................... <SEP> 148 <SEP> 1/10 <SEP> mm <SEP>
<tb>
EMI2.3
EMI2.4
<tb>
<tb> A-Tropfpunkt <SEP> .................................................... <SEP> 144 <SEP> C
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C <SEP> ........................................... <SEP> 217 <SEP> 1/10 <SEP> mm
<tb> B-Tropfpunkt.1 <SEP> 141 <SEP> C <SEP>
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> <SEP> C............................... <SEP> 234 <SEP> 1/10 <SEP> mm <SEP>
<tb> C-Tropfunkt <SEP> ....................................................... <SEP> 129 <SEP> C
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C...............................
<SEP> 264 <SEP> lilo <SEP> mm
<tb> D-Tropfunkt <SEP> ....................................................... <SEP> 143 <SEP> C
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C............................... <SEP> 203 <SEP> 1/10 <SEP> mm
<tb> E-Tropfunkt <SEP> ....................................................... <SEP> 127 <SEP> C
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> <SEP> C............................... <SEP> 209 <SEP> 1/10 <SEP> mm
<tb> F-Tropfunkt <SEP> ....................................................... <SEP> 146 <SEP> C
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C............................... <SEP> 213 <SEP> o <SEP> mm <SEP>
<tb>
Die mit den Schmierfetten A-F nach a-e erhaltenen Ergebnisse sind in den graphischen Darstellungen gemäss Fig. 1 und 2 der Übersichtlichkeit halber wie folgt festgelegt :
1. - sehr gut 2.-gut 3.-genügend
EMI2.5
5.-ungenügend.
Der Gesamtkomplex der Tropenfestigkeit ist erst dann erreicht, wenn die Kriterien a-e mindestens nach 2 deklariert werden können. Das ist aber, wie ersichtlich, bei Verwendung der Kationen Na und K nur erreichbar, wenn als Anion die n-Oktacosansäure allein verwendet wird.
In nachstehenden Ausführungsbeispielen sind einige Variationen der Herstellung mit den beschriebenen Ausgangsprodukten dargestellt.
1. a) Rezeptur :
150 kg Montansäure, VZ 116 mg KOH/g
850 kg Maschinenöl V50 = 4,5 E
17, 4 kg KOH (100% ig). b) Herstellung des Schmiermittels :
Die Gesamtmenge KOH wird in Wasser zu einer etwa 20% igen wässerigen Kalilauge gelöst. Mit dieser Lauge wird ein beheizbarer Rührkessel von zirka 1500 kg Fassungsvermögen beschickt und darin auf etwa 90 C erhitzt. Sodann werden 150 kg Montansäure geschmolzen, wobei die Temperatur zwischen 90 und 95 C betragen soll, und die erwärmte Lauge unter Rühren eingetragen. Anschliessend verseift man zirka zwei Stunden. Nach dieser Zeit gibt man etwa die Hälfte der Gesamtölmenge zu und kocht unter dauerndem Rühren so lange, bis der Hauptanteil des Wassers verdampft ist.
Nunmehr wird die Restmenge des Öles zugepumpt und der Sud bis zur Erreichung einer Temperatur von etwa 115 C weitergekocht. Das fertige Schmierfett wird heiss in Eisenfässer gefüllt und in diesen zirka acht Tage zum Erkalten und Nachreifen gelagert. Sodann erfolgt die Egalisierung und Homogenisierung in an sich bekannter Weise über einen Dreiwalzenstuhl und mittels einer hydraulischen Presse über feine Haarsiebe.
Eine Abwandlung des Herstellungsverfahrens ist auch dahingehend möglich, dass die Säure in Öl gelöst und mit Lauge in wässeriger und alkoholischer Lösung bzw. in Öl dispergiert bei über 100 C zuge- geben wird. Die Nachbehandlung erfolgt analog dem beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Man kann schliesslich auch die Seife in reiner Form herstellen und in Öl bei hohen Temperaturen aufquellen.
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Nachfolgende Analysendaten zeigen die Eigenschaften der auf diesem Wege hergestellten Schmierfette :
EMI3.1
<tb>
<tb> Tropfpunkt <SEP> nach <SEP> Ubbelohde <SEP> 144 <SEP> C <SEP>
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C <SEP> ................................................... <SEP> 217 <SEP> 1/10 <SEP> mm
<tb> Wasserbeständigkeit <SEP> gut
<tb> Korrosionsverhalten <SEP> t <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Beständigkeit <SEP> gegen <SEP> Schimmel-und <SEP> Schädlingsbefall <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Oxydationsbeständigkeit <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Beständigkeit <SEP> über <SEP> längere <SEP> Zeiträume <SEP> gegenüber <SEP> 93% <SEP> rel. <SEP> Luftfeuchtigkeit/50 <SEP> C <SEP> ...................................................
<SEP> gut
<tb>
EMI3.2
EMI3.3
<tb>
<tb> Tropfpunkt <SEP> nach <SEP> Ubbelohde <SEP> ......................................... <SEP> 1530 <SEP> C <SEP>
<tb> Walkpenetration/20 <SEP> C <SEP> .......................................... <SEP> 198 <SEP> /ia <SEP> mm
<tb> Wasserbeständigkeit <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Korrosionsverhalten <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Beständigkeit <SEP> gegen <SEP> Schimmel- <SEP> und <SEP> Schädlingsbefall <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Oxydationsbeständigkeit <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Beständigkeit <SEP> über <SEP> längere <SEP> Zeiträume <SEP> gegenüber <SEP> 93% <SEP> rel. <SEP> Luftfeuchtigkeit/50 <SEP> C <SEP> ................................................... <SEP> gut
<tb>