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La présente invention consiste dans un perfectionne- ment ou une variante de celle qui fait l'objet du brevet principal du 7 août 1947, qui concerne les graisses lubri- fiantes contenant une base lubrifiante de formation de la graisse et un savon de lithium d'un ou plusieurs acides hy- droxy ou polyhydroxy stéariquesen proportion choisie de façon à rendre la graisse plus susceptible de conserver sa consistance lorsqu'elle subit un travail mécanique.
Suivant les indications du brevet précité, la proportion du savon de lithium contenu dans la graisse peut atteindre 50 % du poids total de la graisse . Ces compositions de graisses sont caractérisées uniformément par une stabilité mécanique satisfaisante et ainsi qu'il est indiqué dans le brevet précité cette caractéristique avantageuse se conserve si la graisse contient outre les savons de li- thium précités une faible proportion d'autres savons, tels que par exemple les savons de sodium des acides gras.
L'exemple 1 du brevet précité concerne une composition de graisse contenant un mélange de savons de cette nature.
A la suite des recherches approfondies au sujet de cette question, on a constaté d'une manière absolument inattendue qu'il est possible de faire acquérir aux graisses précitées contenant non seulement un savon de lithium d'un ou plusieurs acides hydroxy ou polyhydroxy stéariques, mais encore une faible proportion d'un savon de sodium d'un acide gras, des propriétés avantageuses surprenantes, en déterminant spécialement la valeur de l'un ou l'autre ou de deux facteurs, qui sont la teneur totale en groupe hydroxyle du mélange de savons et le rapport en poids entre les savons de lithium et de sodium dans le mélange de savons.
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Suivant une caractéristique de l'invention, la graisse lubrifiante en question comporte un lubrifiant de base formant la graisse et un mélange de savons de lithium et de sodium d'acides gras, dans lequel les savons de sodium sont en faible proportion et les savons de lithium contiennent ou consistent en savons de li- thium d'acides hydroxy ou polyhydroxy stéariques en proportions telles que la teneur en groupes hydroxyle du mélange de savons soit comprise entre les limites de 3, 2 et 4,0 % en poids.
De préférence la teneur en groupes hydroxyle de ce mélange de savons est comprise entre 3,3 et 3,9 % en poids et en déterminant ainsi la teneur en groupes hydroxyle. , il est possible de préparer des graisses qui non seulement possèdent en même temps une stabilité mécanique très satisfaisante, mais encore une stabilité satisfaisante lorsqu'elles subissent un chauffage statique, et une stabilité satisfaisante en magasin. En conséquence il est possible de préparer par ce moyen des compositions de graisses, qui ne se décomposent pas, même lorsqu'elles ont à assurer un service de lubri- fication très dur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,les graisses lubrifiantes en question contiennent un lubri- fiant de base de formation de la graisse, puis un mélange de savons de lithium et de sodium d'acides gras dans lequel la proportion en poids entre les savons de sodium et de lithium du mélange est comprise entre les limites de 5': 95 et 10 : 90 et dans lequel les savons de lithium contiennent ou consistent en savons de lithium d'un ou plusieurs acides hydroxy stéariques ou polyhydroxy stéari- ques. Avantageusement la teneur en groupes hydroxyle du mélange de savons de cette graisse est comprise entre les limites indiquées ci-dessus de 3,2 et 4,0 % en poids
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et de préférence de 3,3 et 3,9 % en poids.
On a consta- té qu'en déterminant dans ces conditions la proportion de savon, on peut obtenir des graisses possédant une stabilité mécanique maximum à la température ambiante.
De plus, il résulte de l'état physique général des compositions de graisses ainsi obtenues que des caracté- ristiques graisseuses nettement définies se manifestent au cours du refroidissement pendant la préparation de ces compositions et qu'il est facile de plastifier ensuite les produits pour obtenir une structure de graisse uni- forme et stable .
Les proportions en poids adoptées de préférence entre les savons de sodium et de lithium des mélanges de savons précités sont comprises entre 6 : 94 et 10 : 90 et suivant un cas particulier simple de cette caractéris- tique de l'invention les savons existants peuvent être dérivés en totalité des acides hydroxy ou polyhydroxy stéa riques ou d'un mélange d'acides hydroxy et polyhydroxy stéariques avec l'acide stéarique .
Les mélanges de savon spécialement énumérés dans le paragraphe précédent ne constituent cependant qu'une forme de réalisation simple de l'invention et en aucune manière limitative et l'invention s'applique également à divers autres mélanges de savons formés de savons de lithium des acides hydroxy ou polyhydroxy stéariques, par exemple de l'acide 12-hydrostéarique et de savons de sodium d'autres acides gras, substitués ou non.
Pour obtenir la teneur totale en groupes hydroxyle du mélange de savons comprise entre les limites indiquées suivant une caractéristique de l'invention, le savon de lithium peut consister dans un mélange approprié d'un savon de lithium d'un ou plusieurs acides hydroxy ou polyhydroxy stéariques et d'un autre savon de lithium quelconque ne contenant pas de groupes hydroxyle de substitution,
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par exemple le savon de lithium des acides stéarique, palmitique, oléique , laurique ou myristique.
En ce qui concerne le rapport en poids entre le savon de sodium et le savon de lithium à envisager dans un cas particulier quelconque, il est facile de calculer les proportions du mélange éventuel de savon de lithium d'acide lydroxy ou polyhydroxy stéarique et de savon de lithium d'un autre acide gras qui est nécessaire pour obtenir une teneur % donnée en g roupes hydroxyle dans le mélange de savons considéré.
Si on désire employer à titre de matières première dans la préparation des mélanges de savons qui constituent une caractéristique essentielle des graisses lubrifiantes suivant l'inve- tion, des acides hydroxy ou polyhydroxy stéariques conta- minés par des proportions non définies d'acides gras non hydroxylés, la teneur en groupes hydroxyle du savon ou du mélange de savons est facile à déterminer par les procédés analytiques ordinaires- Par exemple, on chauffe un poids déterminé de l'échantillon à essayer avec un poids déterminé d'un mélange de 3 parties en poids de pyridine anhydre et une partie en poids d'anhydride acétique, on hydrolyse l'excès d'anhydride acétique, on refroidit et on détermine la quantité d'acide acéti- que formé par titrage par une solution de potasse alcoo- lique ,
en effectuant en même temps une détermination témoin identique à la détermination effective , mais en l'absence de l'échantillon. La diminution de la teneur en acide acétique résultant de la présence de l'échan- tillon est une mesure de la teneur en groupes hydroxy- le de cet échantillon en tenant compte d'uneianière appropriée de l'acidité de l'échantillon lui-même.
Pour préparer les graisses lubrifiantes suivant
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l'invention, on peut opérer dans les mêmes conditions de préparation techniques que celles qui sont indiquées dans le brevet précité n 475.171, mais on peut aussi appliquer un procédé de formation plus courant sans exercer d'effet nuisible sur les propriétés du produit fini. Par exemple, on peut mélanger intimementle mé- lange de savons appropriés et le lubrifiant de base et homogénéiser le mélange par chauffage et agitation, puis couler la composition homogène en couches minces dans les bassins dans lesquels on, la laisse refroidir pendant quelques heures avant de lui faire subir une opération de broyage pour lui faire acquérir la structu- re de graisse définitive.
La teneur de la graisse en savon de lithium est celle qui est indiquée dans le brevet précité, mais peut varier entre des limites étendues jusqu'à un maxi- mum de 50 % de savon de lithium dans la graisse finie de ce brevet. En conséquence, quoique la teneur en savon de lithium puisse atteindre 50 % en poids de la composi- tion de la graisse, il est possible en choisissant d'une manière appropriée le lubrifiant de base de formation de la graisse de préparer des graisses lubrifiantes don- nant satisfaction et ne contenant qu'environ 10 % ou même moins en poids du mélange précité de savons de sadium et de lithium. En réalité, on peut obtenir des produits donnant toute satisfaction avec une teneur en savon totale d'environ 8 en poids de la graisse finie.
La nature des lubrifiants de base de formation de la graisse, qui servent à préparer les graisses sui- vant l'invention, peut varier entre des limites étendues et ces lubrifiants consistent dans une huile minérale
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lubrifiante quelconque convenant à la préparation des compositionss de graisse. Par exemple, on peut ohoisir une huile édéléanisée ou huile lubrifiante préparée par un autre procédé d'extraction par un solvant quel- conque , par exemple par le procédé d'extraction Duosol. Les lubrifiants de base indiqués dans le brevet précité conviennent également à la préparation des graisses suivant l'invention.
Les exemples suivants ont trait à diverses composi- tions de graisses suivant l'invention, les pourcenta- ges étant indiqués en poids, à moins d'indications contraires.
Exemple 1 - On prépare une graisse avec une huile édéléanisée de base, d'un poids spécifique à 15 15 C de 0,906, une viscosité (C.S.) de 139,1 à 37,7 C, de 41,7 à 60 C et de 10,49 à 98,8 C, une viscosité (Redwood I) de 171 à 60 C et un indice de viscosité cinétique de 46 et le mélange de savons suivant : hydroxy stéarate de lithium, préparé à partir de l'acide gras d'huile de ricin hydrogénée par neutralisation par l'hydrate de lithium, stéarate de lithium et hydroxy stéarate de sodium.
On choisit le mélange de savons de façon que la proportion entre le savon de sodium et le savon de lithium soit de 6 : 94 et que la teneur en groupes soit hydroxyle du mélange de savons/de 3,6 %.
On mélange avec l'huile de base le mélange de savons en proportion totale de $ % du poids total de la composition et on chauffe le mélange à 220 C environ é en l'agitant, jusqu'à homogénisation complète . Puis on le verse légèrement refroidi en couches minces dans des bassins dans lesquels le refroidissement se termi- ne pendant la nuit et on broie finalement la composi-
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tion dans un broyeur à trois cylindres, pour obtenir la graisse finie . La composition acquiert des caractéristiques de graisse nettement définies à une température d'environ 145 C au comms de l'opération de refroidissement faisant suite à l'homogénéisation.
Exemple 2 - On prépare une graisse à partir d'un lubrifiant de base se composant de 45 parties de l'huile édéléanisée de l'exemple précédent et 55 par- ties d'une huile lubrifiante d'un poids spécifique à 60/l6 C de 0,867, d'une viscosité (C.S.) de 14,2 à 37,7 C, de 6,9 à 60 C et de 2,94 à 98,8 C et d'une viscosité (Redwood 1) de 44 à 60 C.
Le mélange de savons est le même que celui de l'exemple précédent et la graisse a également été pré- parée de la même manière . Le mélange de savons cons- titue 8 % de la composition de graisse finie .
Exemple 3 - On prépare une graisse à partir du luprifiant de base de l'exemple 1 et d'un mélange d'hydroxy stéarate de lithium, de stéarate de lithium et d'hydroxy stéarate de sodium . La proportion entre le savon de sodium et le savon de lithium de ce mélange de savons est de 8:92 et la teneur totale en groupes hydroxy du savon est de 3,6 % . On prépare la graisse par le procédé de l'exemple 1 et la teneur en savon de la composition de graisse finie est d'environ 8 %.
Le produit obtenu suivant chacun des exemples qui précèdent est caractérisé par une consistance uniforme, une grande stabilité mécanique, une stabilité très satisfaisante dans des conditions de chauffage statique et en magasin et à ce point de vue les pro- duits sont supérieurs aux graisses correspondantes dont la teneur totale d'un mélange de savons formé des trois savons indiqués ci-dessus est la même,mais
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dans lesquelles la proportion entre le savon de sodium et le savon de lithium n'est pas comprise entre les li- mites précitées, ou la teneur en groupes hydroxyle du savon n'est pas comprise entre les limites indiquées ci-dessus de la teneur en groupes hydroxyle .
Il y a lieu cependant de remarquer que si la teneur en groupes hydroxyle du mélange de savons est supérieure à la limite supérieure indiquée, on n'obtient pas des produits dont la cons i sta nce et la stabilité sont aussi nettement diffé- rentes que dans le cas où la teneur en groupes hydroxyle est inférieure à la limite inférieure indiquée ci-dessus.
On constate que lorsque la proportion entre le savon de sodium et le savon de lithium n'est pas comprise entre les limites indiquées, ces écarts exercent une action nuisible sur la stabilité mécanique à la température ambiante et lorsque la graisse :ne contient pas de savon de sodium, les caractéristiques de décomposition (saigne- ment) des compositions de graisses lubrifiantes ainsi obtenues sont inférieures aux caractéristiques correspon- dantes des compositions suivant l'invention.
Les graisses lubrifiantes suivant l'invention peuvent contenir des produits d'addition qu'on incorpore souvent aux graisses fabriquées suivant la pratique cou- rante, par exemple on peut y incorporer en faibles propor- tions des anti-oxydants tels que la phénylène diamine
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ou la phényl-bêta-naphtyla.mine . Elles peuvent aussi contenir d'autres produits d'addition connus ayant pour effet de modifier les caractéristiques d'une compo- sition lubrifiante, par exemple des produits d'addition qui empêchent toute tendance de la composition de graisse à exercer une action corrosive .
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The present invention consists of an improvement or a variation of that which is the subject of the main patent of August 7, 1947, which relates to lubricating greases containing a lubricating base of formation of the grease and a lithium soap of. one or more hydroxy or polyhydroxy stearic acids in a proportion chosen so as to make the fat more likely to retain its consistency when it undergoes mechanical work.
According to the indications of the aforementioned patent, the proportion of lithium soap contained in the fat can reach 50% of the total weight of the fat. These grease compositions are uniformly characterized by satisfactory mechanical stability and as indicated in the aforementioned patent this advantageous characteristic is retained if the grease contains, in addition to the aforementioned lithium soaps, a small proportion of other soaps, such as for example sodium fatty acid soaps.
Example 1 of the aforementioned patent relates to a fat composition containing a mixture of soaps of this nature.
As a result of extensive research on this question, it has been found in an absolutely unexpected way that it is possible to acquire the aforementioned fats containing not only a lithium soap of one or more hydroxy or polyhydroxy stearic acids, but still a small proportion of a sodium soap of a fatty acid, surprising advantageous properties, especially determining the value of one or the other or two factors, which are the total content of hydroxyl group of the mixture of soaps and the weight ratio of lithium and sodium soaps in the soap mixture.
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According to one characteristic of the invention, the lubricating grease in question comprises a base lubricant forming the grease and a mixture of lithium soaps and sodium fatty acids, in which the sodium soaps are in small proportion and the soaps of sodium. lithium contain or consist of lithium soaps of hydroxy or polyhydroxy stearic acids in proportions such that the content of hydroxyl groups in the mixture of soaps is between the limits of 3, 2 and 4.0% by weight.
Preferably the content of hydroxyl groups of this mixture of soaps is between 3.3 and 3.9% by weight and thus determining the content of hydroxyl groups. , it is possible to prepare greases which not only have at the same time a very satisfactory mechanical stability, but also a satisfactory stability when undergoing static heating, and a satisfactory stability in store. Accordingly, it is possible to prepare by this means fat compositions which do not decompose even when they have to perform a very heavy lubrication service.
According to another characteristic of the invention, the lubricating greases in question contain a basic lubricant for forming the grease, then a mixture of lithium soap and sodium fatty acid in which the proportion by weight between the soaps sodium and lithium of the mixture is between the limits of 5: 95 and 10: 90 and wherein the lithium soaps contain or consist of lithium soaps of one or more hydroxy stearic or polyhydroxy stearic acids. Advantageously, the content of hydroxyl groups in the mixture of soaps of this fat is between the limits indicated above of 3.2 and 4.0% by weight.
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and preferably 3.3 and 3.9% by weight.
It has been found that by determining the proportion of soap under these conditions, greases can be obtained which have maximum mechanical stability at room temperature.
In addition, it follows from the general physical state of the fat compositions thus obtained that clearly defined fat characteristics are manifested during cooling during the preparation of these compositions and that it is easy to subsequently plasticize the products to obtain. a uniform and stable fat structure.
The proportions by weight preferably adopted between the sodium and lithium soaps of the abovementioned mixtures of soaps are between 6: 94 and 10: 90 and according to a simple particular case of this feature of the invention, the existing soaps can be. wholly derived from hydroxy or polyhydroxy stearic acids or from a mixture of hydroxy and polyhydroxy stearic acids with stearic acid.
The soap mixtures specially listed in the previous paragraph, however, only constitute a simple embodiment of the invention and in no way limiting and the invention also applies to various other soap mixtures formed from lithium acid soaps. hydroxy or polyhydroxy stearics, for example 12-hydrostearic acid and sodium soaps of other fatty acids, substituted or not.
To obtain the total content of hydroxyl groups in the mixture of soaps between the limits indicated according to a characteristic of the invention, the lithium soap can consist of an appropriate mixture of a lithium soap of one or more hydroxy or polyhydroxy acids. stearics and any other lithium soap not containing substituted hydroxyl groups,
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for example lithium soap of stearic, palmitic, oleic, lauric or myristic acids.
With regard to the weight ratio between sodium soap and lithium soap to be considered in any particular case, it is easy to calculate the proportions of the possible mixture of lithium soap of hydroxy or polyhydroxy stearic acid and soap. lithium of another fatty acid which is necessary to obtain a given% content of hydroxyl groups in the soap mixture considered.
If it is desired to use, as starting materials in the preparation of mixtures of soaps which constitute an essential characteristic of the lubricating greases according to the invention, hydroxy or polyhydroxy stearic acids contaminated with undefined proportions of non-fatty acids. hydroxyl groups, the content of hydroxyl groups in the soap or mixture of soaps is easily determined by ordinary analytical methods - For example, a determined weight of the sample to be tested is heated with a determined weight of a mixture of 3 parts in weight of anhydrous pyridine and a part by weight of acetic anhydride, the excess acetic anhydride is hydrolyzed, cooled and the quantity of acetic acid formed is determined by titration with an alcoholic potassium hydroxide solution,
by performing at the same time a control determination identical to the actual determination, but in the absence of the sample. The decrease in acetic acid content resulting from the presence of the sample is a measure of the hydroxyl group content of that sample taking into account an appropriate balance of the acidity of the sample itself. .
To prepare the following lubricating greases
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invention, one can operate under the same technical preparation conditions as those indicated in the aforementioned patent no. 475,171, but it is also possible to apply a more common forming process without exerting a detrimental effect on the properties of the finished product. For example, one can intimately mix the mixture of suitable soaps and the base lubricant and homogenize the mixture by heating and stirring, then pour the homogeneous composition in thin layers in the basins in which it is allowed to cool for a few hours before being used. subject it to a grinding operation to acquire the final fat structure.
The content of the lithium soap grease is that stated in the aforementioned patent, but can vary between wide limits up to a maximum of 50% lithium soap in the finished grease of this patent. Accordingly, although the content of lithium soap can reach 50% by weight of the composition of the grease, it is possible by suitably selecting the base grease-forming lubricant to prepare lubricating greases thus. - Not satisfactory and containing only about 10% or even less by weight of the aforementioned mixture of sadium and lithium soaps. In fact, satisfactory products can be obtained with a total soap content of about 8 by weight of the finished fat.
The nature of the basic grease-forming lubricants which serve to prepare the greases according to the invention can vary within wide limits and these lubricants consist of mineral oil.
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any lubricant suitable for the preparation of grease compositions. For example, one can choose an edeleanized oil or lubricating oil prepared by any other extraction process with any solvent, for example by the Duosol extraction process. The basic lubricants indicated in the aforementioned patent are also suitable for the preparation of the greases according to the invention.
The following examples relate to various fat compositions according to the invention, the percentages being given by weight, unless otherwise indicated.
Example 1 - A fat is prepared with an edeleanized base oil having a specific gravity at 15 C of 0.906, a viscosity (CS) of 139.1 to 37.7 C, of 41.7 to 60 C and of 10.49 to 98.8 C, a viscosity (Redwood I) of 171 to 60 C and a kinetic viscosity index of 46 and the following mixture of soaps: lithium hydroxy stearate, prepared from the fatty acid of castor oil hydrogenated by neutralization with lithium hydrate, lithium stearate and sodium hydroxy stearate.
The mixture of soaps is chosen so that the proportion between the sodium soap and the lithium soap is 6: 94 and the content of groups is hydroxyl in the mixture of soaps / 3.6%.
The mixture of soaps is mixed with the base oil in a total proportion of $% of the total weight of the composition and the mixture is heated to approximately 220 ° C. with stirring, until complete homogenization. Then it is poured slightly cooled in thin layers into tanks in which the cooling is terminated overnight and the composition is finally ground.
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tion in a three-roll mill, to obtain the finished fat. The composition acquires clearly defined grease characteristics at a temperature of about 145 ° C at the start of the cooling operation following homogenization.
Example 2 - A grease is prepared from a base lubricant consisting of 45 parts of the edeleanized oil of the previous example and 55 parts of a lubricating oil with a specific gravity of 60/16 C 0.867, viscosity (CS) of 14.2 to 37.7 C, 6.9 to 60 C and 2.94 to 98.8 C and viscosity (Redwood 1) of 44 to 60 vs.
The soap mixture is the same as in the previous example and the fat was also prepared in the same way. The soap mixture constitutes 8% of the finished fat composition.
Example 3 - A grease is prepared from the base lubricant of Example 1 and a mixture of lithium hydroxy stearate, lithium stearate and sodium hydroxy stearate. The sodium soap to lithium soap ratio of this soap mixture is 8:92 and the total hydroxy content of the soap is 3.6%. The fat was prepared by the method of Example 1 and the soap content of the finished fat composition was about 8%.
The product obtained according to each of the preceding examples is characterized by a uniform consistency, a high mechanical stability, a very satisfactory stability under static heating conditions and in store and from this point of view the products are superior to the corresponding greases of which the total content of a mixture of soaps formed from the three soaps indicated above is the same, but
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in which the proportion between sodium soap and lithium soap is not between the aforementioned limits, or the content of hydroxyl groups in the soap is not between the limits indicated above for the content of hydroxyl groups.
It should be noted, however, that if the content of hydroxyl groups in the soap mixture is greater than the stated upper limit, products are not obtained whose consistency and stability are as markedly different as in the case where the content of hydroxyl groups is less than the lower limit given above.
It can be seen that when the proportion between sodium soap and lithium soap is not between the limits indicated, these differences have a detrimental effect on the mechanical stability at room temperature and when the grease: does not contain soap sodium, the decomposition (bleeding) characteristics of the lubricating grease compositions thus obtained are inferior to the corresponding characteristics of the compositions according to the invention.
The lubricating greases according to the invention may contain adducts which are often incorporated into the greases produced in accordance with current practice, for example antioxidants such as phenylene diamine may be incorporated therein in low proportions.
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or phenyl-beta-naphthyla.mine. They may also contain other known adducts having the effect of modifying the characteristics of a lubricating composition, for example adducts which prevent any tendency of the grease composition to exert a corrosive action.