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tU:"Hft- f
La présente invention se rapporte à des compositions nouvelles et utiles et plus particulièrement à des compositions convenant comme graisses et à des matières pouvant être utilisées dans ces compositions.
Les compositions pouvant être utilisées comme graisses sont à bsse de liquides ayant des propriétés lubrifian- tes, tels que, par exemple, des huiles minérales, des huiles végéta- les, des lubrifiants synthétiques du type ester, des paraffines halogénées, des organopolysiloxanes liquides, des polyglycols, etc.; elles sont fort connues et très utilisées.
Ces compositions compren- nent normalement un liquide ayant des propriétés lubrifiantes et un épaississant qui peut être une matière inorganique, telle qu'une silice, un savon métallique tel qu'un sel d'aluminium, de calcium,
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de baryum, de zinc, de magnésium, de plomb, de lithium, de sodium ou de potassium de l'acide stéarique, oléique, palmitique ou autre acide gras analogue, ou une matière telle que le graphite ou le carbon black. On incorpore habituellement aussi d'autres consti- tuants, tels que des antioxydants, des améliorateurs de l'indice de viscosité, etc.
Les graisses disponibles actuellement, à base d'un lubrifiant liquide et d'une silice finement divisée servant d'épais- sissant ne donnent pas toujours entière satisfaction. Certaines ont tendance, par exemple, à être instables au malaxage, en particulier après chauffage, et à se décomposerpar conséquent en un fluide. On a essayé de supprimer ces inconvénients par divers procédés, par exemple en traitant la silice par un agent tensio-actif ou par des chlorosilanes ou en l'estérifiant, par exemple avec du butanol. Ces procédés n'ont toutefois pas apporté une solution entièrement satis- faisante au problème.
Cela étant, la présente invention a pour but de procurer de nouvelles compositions de graisse à base d'une silice finement divisée et d'un lubrifiant liquide. Un autre but est de procurer de telles compositions qui soient stables au malaxage. Un autre but est de procurer une charge ou épaississant pouvant être utilisé -dans ces compositions- D'autres buts encore ressortiront ci-après.
Ces buts sont atteints, suivant la présente invention, par une composition comprenant un ou plusieurs lubrifiants liquides, une proportion mineure d'une silice finement divisée et une pro- portion mineure d'un composé du bore, comme défini ci-après.
La présente invention a également :pour objet une silice La présente invention également pour objet une silice finement divisée pouvant être utilisée comme charge dans des com- positions lubrifiantes et dans d'autres applications et qui a été traitée par un composé du bore, comme défini ci-après.
Des lubrifiants liquides appropriés qui peuvent être utilisés dans les compositions lubrifiantes de la présente in- vention sont notamment des huiles minérales, des huiles végétales,
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des lubrifiants synthétiques du type ester, des paraffines halogé- nées, des organopolysiloxanes liquides, des polyglycols, etc.
On préfère toutefois utiliser des organopolysiloxanes liquides, ceux-ci donnant en effet le plus d'avantages dans les compositions de la présente invention, Ils sont bien connus et facilement acces- sibles et sont préparés par hydrolyse suivie de condensation d'organosilanes hydrolysables. Ils peuvent être, si on le désire, bloqués aux extrémités et les groupes organiques qui sont présents peuvent être des groupes alkyle tels que des groupes méthyle ou éthyle, des groupes :aryle tels que des groupes phénylé ou tolyle ou des groupes non saturés tels que des groupes vinyle ou allyle.
On peut utiliser n'importe quelle silice finement divisée dans les compositions lubrifiantes ou la silice traitée de la pré- sente invention. Ces silices peuvent être, par exemple, des silices dont la granulométrie va jusqu'à environ 100 m/u. Des silices dont la granulométrie n'est pas supérieure à 50 m/u sont toutefois préférées. Des silices appropriées comprennent des aérogels de silice, des silices précipitées, des fumées de silice, des silices naturelles, etc. On préfère toutefois utiliser une fumée de silice ou un aérogel de silice.
La silice peut être utilisée en une quantité mineure quelconque, mais il est préférable d'utiliser une quantité supérieu- re à environ 7% et inférieure à environ 30% en poids de la composi- tion lubrifiante et elle peut être incorporée à celle-ci par n'im- porte quel procédé classique. Toutefois, il est particulièrement préférable d'utiliser des quantités -allant d'environ 7 à environ 15%.
La consistance des graisses obtenues variera évidemment avec la viscosité du lubrifiant liquide et-avec la proportion de silice utilisée.
Par l'expression ^composé du bore" utilisée dans le présent mémoire, on entend un composé choisi parmi les acides ortho- borique, métaborique ettétraborique, les esters méthyliques, éthyli- ques, propyliques et butyliques de ces acides et l'anhydride borique.
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On préfère toutefois utiliser les esters des acides boriques, et en particulier les esters méthyliques. Lorsqu'on utilise les esters, le résultat final est, croit-on, dans de nombreux cas la présence d'un acide borique formé par hydrolyse. Le composé du bore peut être utilisé en quantités allant jusqu'à environ 10% en poids (cal- culées en acide orthoborique) de la silice. On préfère normalement utiliser des quantités de l'ordre d'environ 2 à environ 6%.
La silice traitée de la présente invention peut être préparée en mélangeant intimement la silice et le composé du bore et en chauffant ensuite le mélange dans un récipient clos, par exemple à des températures de l'ordre d'environ 40 à environ 120 C.
On préfère cependant mélanger la silice à la température ,ambiante avec un ester alkylique inférieur de l'acide ortho- ou métaborique. Dans ce procédé, l'ester borique est de préférence normalement hydrolysé en acide borique par l'eau présente sur la surface des particules de silice. Dans le cas où l'humidité pré- sente serait insuffisante, la quantité requise d'eau peut être ajoutée à la silice, soit avant, soit après le traitement par l'ester borique. L'alcool libéré peut être facilement éliminé par un léger chauffage, par exemple sous vide.
Pour préparer les compositions lubrifiantes de la pré- sente invention, il est préférable d'utiliser de la silice traitée au préalable. Des compositions ayant des propriétés analogues, mais néanmoins pas aussi bonnes peuvent toutefois être obtenues en incorporant le composé du bore en même temps que le lubrifiant liquide.
Les compositions de la présente invention peuvent évi- demment c@utenir d'autres constituants, tels que des antioxydants, des améliorateurs de l'indice de viscosité et d'autres additifs connus pour lubrifiants. Il est-clair que les graisses à base d'organopolysiloxanes fluides ne nécessitent pas l'utilisation d'améliorateurs de l'indice de viscosité et qu'elles n'en tirent d'ailleurs aucun avantage.
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Bien que les silices traitées de la présente invention soient très avantageusement utilisées dans les compositions lubri- fiantes de l'invention, elles peuvent bien sûr servir dans de nombreuses autres applications dans lesquelles on utilise normale- ment des silices finement divisées, par exemple les cosmétiques, etc.
La présente invention est davantage illustrée par les exemples suivants dans lesquels les parties sont en poids.
EXEMPLE 1 ..-
On introduit dans un collecteur 147 parties d'un aérogel de silice d'une surface spécifique de 150 m2/g et d'une granulo- métrie de 15 à 40 m/u et on y ajoute, en a gitant, 9,15 parties d'acide orthoborique réduit en poudre. Le collecteur est-alors fermé et le mélange est poursuivi pendant 4,5 heures, après quoi le réci- pient clos et son contenu sont chauffés à 110 C pendant 5 jours.
On mélange 57,5 parties de la silice traitée obtenue avec 448 parties d'un diméthylpolysiloxane dont les extrémités sont bloquées par des groupes triméthylsilyle et qui a une viscosité de 300 cp à 38 C et on mélange le mélange,obtenu dans un malaxeur à 3 cylindres pour former une graisse. La pénétration de la graisse, déterminée suivant l'essai 50/48 de l'Institute of Petroleum après malaxage (60 coups), s'établit à 270. Après chauffage de la graisse malaxée pendant 24 heures à 200 C et un nouveau malaxage, la pénétra- tion est de 280, ce qui montre la stabilité élevée au malaxage et à la chaleur.
L'échantillon est ensuite chauffé pendant encore 12 jours à 200 C et ne manifeste aucun signe de détérioration, sinon une légère réduction de la pénétration à 270 .après encore 60 coups de malaxage.
EXEMPLE 2.-
On agite dans un incorporateur 250 parties d'un aérogel de silice d'une surface spécifique de 110-150 m2/g et d'une granu- lométrie moyenne de 30 à 50 m/u et on y pulvérise 33 parties d'ortho- borate triméthylique. Après l'addition, on-agite la silice pendant
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1,5 heure, puis pendant 4 heures tandis qu'on chauffe le récipient à 145 C. Après enlèvement de l'incorporateur, la silice s'avère contenir 5,3% en poids d'acide borique.
On prépare une graisse en mélangeant 50 parties de la silice ainsi traitée avec 450 parties de l'organopolysiloxane utili- sé dans l'exemple 1 et en mélangeant le mélange dans un malaxeur à trois cylindres. La pénétration de la graisse après malaxage est d.e 290 et après 24 heures de chauffage à 200 C et nouveau malaxage, elle s'établit à 310. Un échantillon de la graisse chauffé à 200 C pendant 19 jours ne manifeste aucun signe de détérioration des propriétés.
EXEMPLE,3.-
On traite 275 parties de la silice utilisée dans l'exemple 1 par 25 parties d'orthoborate triméthylique par 2 heures de mélange dans un récipient clos et on expose ensuite le mélange à l'atmosphère pendant 70 heures. Le mélange est ensuite chauffé pen- dant 1,5 heure à 120 C. On incorpore 290 parties de la silice ainsi traitée à 2. 200 parties de l'organopolysiloxane utilisé dans l'exemple 1 et on mélange le mélange dans un malaxeur à trois cylindres. On obtient ainsi une graisse contenant Il,05% de silice et 0,6% d'acide orthoborique. La pénétration initiale de ces graisses est de 235. La pénétration après 24 heures de chauffage à 200 C et malaxage (60 coups) est de 256. Il n'y a pas de changement notable de la consistance de la graisse après 3 semaines de chauffage à 200 C.
EXEMPLES 4 à 7.-
On prépare 4 graisses en utilisant la même silice que dans l'exemple 1, qui a été traitée par une certaine proportion d'ortho- borate triméthylique en la mélangeant pendant 2 heures dans un récipient clos, en l'exposant à l'atmosphère pendant 24 heures et en la chauffant ensuite pendant 1,5 heure à 120 C. Les silices ainsi obtenues sont incorporées dans une certaine proportion de l'organo- polysiloxane utilisé dans l'exemple 1 d'une-façon analogue à celle de l'exemple 1. A tigre de comparaison, on prépare une autre composi-
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tion en utilisant une certaine proportion de la même silice non traitée par l'orthoborate triméthylique.
La pénétration des graisses est déterminée avant malaxage et après 24 heures de chauffage à 200 C suivi d'un malaxage de 60 coups. Le tableau ci-après indique la composition et les propriétés des graisses obtenues.
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<tb>
Exemple <SEP> Silice <SEP> Orthoborate <SEP> Organopoly- <SEP> Pénétration <SEP> Pénétration
<tb> n <SEP> (parties) <SEP> triméthyli- <SEP> siloxane <SEP> (avant <SEP> mala- <SEP> (après
<tb> que <SEP> (parties) <SEP> (parties) <SEP> xage) <SEP> chauffage
<tb> et <SEP> malaxaege)
<tb>
<tb> 4 <SEP> 60 <SEP> 1,5 <SEP> 483,5 <SEP> 225 <SEP> 308
<tb>
<tb> 5 <SEP> 60 <SEP> 3,0 <SEP> 482,0 <SEP> 224 <SEP> 299
<tb>
<tb> 6 <SEP> 60 <SEP> 4,5 <SEP> 480,5 <SEP> 235 <SEP> 269
<tb>
<tb> 7 <SEP> 60 <SEP> 6,0 <SEP> 479,0 <SEP> 235 <SEP> 262
<tb>
<tb> - <SEP> 60 <SEP> 0 <SEP> 440,0' <SEP> 249 <SEP> liquide
<tb>
Il est évident que le prétraitement de la silice a pour résultat une :amélioration très sensible de la stabilité.
EXEMPLE 8.-
On traite 67,5 parties de la silice utilisée dans l'exemple 1 par 12,5 parties d'orthoborate tributylique en mélan- geant dans un récipient clos pendant 4 heures, en faisant passer de l'air humide dans le mélange pendant 0,5 heure et en chauffant à 150 C pendant 0,5 heure sous pression réduite (20 mm de Hg). La silice traitée est ensuite mélangée avec 420 parties de l'organo- polysiloxane utilisé dans l'exemple 1 et le mélange est mélangé dans un malaxeur à trois cylindres. La pénétration de la graisse ainsi obtenue est de 212 et après 24 heures de chauffage à 200 C et malaxage (60 coups), elle s'établit à 237.
EXEMPLE 9.-
On traite 67,5 parties de la silice utilisée dans l'exemple 1 par 10 parties d'orthoborate triéthylique par mélange suivi d'exposition à l'atmosphère pendant 24 heures et chauffage à 150 C pendant 1,5 heure. La silice -ainsi traitée est ensuite mélangée avec 462,5 parties de l'organopolysiloxane utilisé dans l'exemple 1 et le mélange est mélangé dans un malaxeur à trois cy-
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lindres. La pénétration de la graisse est de 222 et .après 24 heures de chauffage à 200 C et malaxage (60 coups), elle est de 233.
EXEMPLE 10 . -
On mélange 2,15 parties d'acide métaborique finement divisé., 437 parties de l'organopolysiloxane utilisé dans l'exemple 1 et 62,5 parties de la silice utilisée dans l'exemple 2 et on travaille le mélange en une graisse en le faisant passer deux fois dans un malaxeur à trois cylindres. La pénétration de la graisse ainsi obtenue est de 217. Après chauffage de la graisse à 200 C pendant 19 heures et 60 coups de malaxage, la pénétration est de 230.
EXEMPLE 11.-
On mélange 1,9 partie d'acide tétraborique finement divisé, 438 parties de l'organopolysiloxane utilisé dans l'exemple 1 et 62,5 parties de la silice utilisée dans l'exemple 1 et on transforme le mélange en une graisse en le faisant passer deux fois dans un malaxeur à trois cylindres. La pénétration de la graisse ainsi obtenue est de 208 et après 19 heures de chauffage à 200 C et 60 coups de malaxage, elle est de 234.
EXEMPLE 12. -
On mélange 2,5 parties d'anhydride borique finement divisé, 875 parties de l'organopolysiloxane utilisé dans l'exemple 1 et 120 parties de la silice utilisée dans l'exemple 2 et on travaille le mélange en une graisse en le faisant passer deux fois dans un malaxeur à trois cylindres. La graisse obtenue a une pénétration de 218 et après 24 heures de chauffage à 200 C et 60 coups de malaxage, elle a une pénétration de 270.
EXEMPLE 13. -
On ajoute 30 parties d'orthoborate triméthylique à 275 parties d'un aérogel de silice d'une surface spécifique de 150 m2/g et d'une granulométrie moyenne de 30 m/u et on mélange intimement le tout pendant 1,5 heure. La silice traitée ainsi obtenue est exposée à l'atmosphère pendant 0,5 heure et ajoutée ensuite à 2.
195 parties
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d'un diméthylpolysiloxane fluide dont les extrémités sont bloquées par des groupes triméthylsilyle et qui a une viscosité de 300 cp à 38 C, le mélange obtenu est mélangé à 110 C pendant 1 heure et malaxé ensuite dans un malaxeur à trois cylindres pour obtenir une graisse d'une pénétration de 255. Après que cette graisse ait été chauffée à 200 C pendant 30 heures et soumise à 60 coups de malaxa- ge, la pénétration est de 285.
EXEMPLE 14. -
On reprend le procédé de l'exemple 13, mais avant l'utili- sation on expose la silice traitée à l'atmosphère pendant 64 heures au lieu de 0,5 heure. La pénétration de la graisse obtenue est de 265. La pénétration après chauffage et malaxage comme dans l'exemple 13 est de 281.
EXEMPLE 15.-
On introduit 300 parties d'orthoborate triméthylique au moyen d'un atomiseur dans lequel on fait passer un courant d'air dans 3000 parties de la silice utilisée dans l'exemple 13 et dispersée dans un récipient. On atomise ensuite 156 parties d'eau et on les introduit d'une manière analogue dans la silice dispersée se trou- vant dans le récipient, après quoi on dessèche la silice par 2 heu- res de chauffage à 120 C. On incorpore 305 parties de la matière ainsi obtenue à 2.195 parties d'un diméthylpolysiloxane fluide dont les extrémités sont bloquées par des groupes triméthylsilyle et qui a une viscosité de 300 cp à 38 C et on mélange à 110 C pendant 30 minutes, puis on malaxe le mélange dans un malaxeur à trois cylin- dres pour forcer une graisse:
La graisse obtenue a une pénétration de 217.
EXEMPLE 16.-
Des échantillons de la silice traitée comme dans l'exem- ple 15 sont desséchés à 120 C pendant 2, 4, 8 et 24 heures respec- tivement. On incorpore 288 parties de chaque silice à 2.212 parties d'un diméthylpolysiloxane fluide dont les extrémités sont bloquées par des groupes triméthylsilyle et qui a une viscosité de 300 cp à
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38 C et on forme une graisse de la façon décrite dans l'exemple 15.
Les graisses obtenues ont des pénétrations de 317, 310, 296 et 284 respectivement.
EXEMPLE 17.-
Trois échantillons de 5000 parties chacun d'une fumée de silice d'une surface spécifique de 175 m2/g et d'une granulométrie moyenne de 10 à 40 m/u sont traités par de l'orthoborate triméthyli- que et de l'eau de la façon décrite dans l'exemple 15 dans les quantités suivantes :
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<tb> Echantillon <SEP> Parties <SEP> d'orthoborate <SEP> Parties <SEP> d'eau
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> triméthylique <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
<tb> 1 <SEP> 450 <SEP> 225
<tb>
<tb> 2 <SEP> 300 <SEP> 150
<tb>
<tb> 3 <SEP> 150 <SEP> 75
<tb>
Les silices traitées ainsi obtenues sont desséchées pen- dant 2 heures à 200 C et 180 parties de chacune d'elles sont incor- porées à 1820 parties d'un diméthylpolysiloxane fluide dont les extrémités sont bloquées par des groupes triméthylalkyle et qui a une viscosité de 500 cp à 38 C Les deux constituants sont mélangés à 120 C pendant 30 minutes et une graisse est préparée par malaxage.
Les propriétés des graisses obtenues sont indiquées,ci après :
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<tb> Echantillon <SEP> Pénétration <SEP> initiale <SEP> Pénétration <SEP> apès
<tb> 30 <SEP> heures <SEP> à <SEP> 200 C
<tb> et <SEP> 60 <SEP> coups <SEP> de
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> malaxage
<tb>
<tb> 1 <SEP> 247 <SEP> 248
<tb>
<tb> 2 <SEP> 247 <SEP> 274
<tb>
<tb> 3 <SEP> 254 <SEP> 265
<tb>
EXEMPLE 18.-
Deux lots d'une fumée de silice d'une surface spécifique de 300 m2/g et d'une granulométrie moyenne de 5à 20 m/u sont trai- tés par de l'orthoborate triméthylique en pulvérisant 500 parties.: d'orthoborate triméthylique dans 5000 parties de la silice dans un récipient et en laissant le récipient fermé pendant un certain
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temps.
Après 7 jours, on pulvérise 250 parties d'eau dans un des lots et après 7 jours encore, on pulvérise 250 parties d'eau dans le second lot. Les deuxrécipients sont maintenus fermés pendant 7 jours encore et les silices traitées sont ensuite desséchées pendant 2 heures à 150 C. On prépare deux graisses en incorporant 180 parties de chaque silice traitée à 1820 parties d'un diméthylpolysiloxane fluide dont les extrémités sont bloquées par des groupes triméthyl- silyle et qui a une viscosité de 300 cp à 38 C. On obtient des graisses de pénétration initiale de 233 et 235 respectivement à par- tir des deux échantillons. Après 30 heures de chauffage à 200 C et 60 coups de malaxage, ces graisses ont des pénétrations de 262 et de 263.
REVENDICATIONS.
1.- Composition lubrifiante nouvelle et perfectionnée, caractérisée en ce qu'elle comprend un ou plusieurs lubrifiants li- quides, une proportion mineure d'une silice finement divisée et une proportion mineure d'un composé du bore comme défini ci- dessus.
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The present invention relates to novel and useful compositions and more particularly to compositions suitable as fats and materials which can be used in such compositions.
The compositions which can be used as greases are based on liquids having lubricating properties, such as, for example, mineral oils, vegetable oils, synthetic lubricants of the ester type, halogenated paraffins, liquid organopolysiloxanes, etc. polyglycols, etc .; they are well known and widely used.
These compositions normally comprise a liquid having lubricating properties and a thickener which may be an inorganic material, such as silica, a metallic soap such as an aluminum, calcium salt, etc.
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barium, zinc, magnesium, lead, lithium, sodium or potassium, stearic, oleic, palmitic or other similar fatty acid, or a material such as graphite or carbon black. Other components, such as antioxidants, viscosity index improvers, etc. are usually included as well.
The greases currently available, based on a liquid lubricant and on a finely divided silica serving as a thickener, are not always entirely satisfactory. Some tend, for example, to be unstable on mixing, especially after heating, and therefore to decompose into a fluid. Attempts have been made to eliminate these drawbacks by various methods, for example by treating the silica with a surfactant or with chlorosilanes or by esterifying, for example with butanol. These methods, however, have not provided an entirely satisfactory solution to the problem.
However, the object of the present invention is to provide novel grease compositions based on a finely divided silica and a liquid lubricant. Another object is to provide such compositions which are stable to kneading. Another object is to provide a filler or thickener which can be used in these compositions. Still other objects will become apparent below.
These objects are achieved, according to the present invention, by a composition comprising one or more liquid lubricants, a minor proportion of a finely divided silica and a minor proportion of a boron compound, as defined below.
The present invention also relates to: a subject of a silica The present invention also relates to a finely divided silica which can be used as a filler in lubricating compositions and in other applications and which has been treated with a boron compound, as defined below.
Suitable liquid lubricants which can be used in the lubricating compositions of the present invention include in particular mineral oils, vegetable oils,
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synthetic lubricants of the ester type, halogenated paraffins, liquid organopolysiloxanes, polyglycols, and the like.
However, it is preferred to use liquid organopolysiloxanes, these indeed giving the most advantages in the compositions of the present invention. They are well known and easily accessible and are prepared by hydrolysis followed by condensation of hydrolyzable organosilanes. They can be, if desired, blocked at the ends and the organic groups which are present can be alkyl groups such as methyl or ethyl groups, aryl groups such as phenyl or tolyl groups or unsaturated groups such as. vinyl or allyl groups.
Any finely divided silica can be used in the lubricating compositions or treated silica of the present invention. These silicas can be, for example, silicas whose particle size ranges up to about 100 m / u. Silicas with a particle size not greater than 50 m / u are however preferred. Suitable silicas include silica aerogels, precipitated silicas, silica fumes, natural silicas, etc. However, it is preferred to use a silica fume or a silica airgel.
The silica can be used in any minor amount, but it is preferable to use an amount greater than about 7% and less than about 30% by weight of the lubricating composition and it can be incorporated therein. by any conventional process. However, it is particularly preferred to use amounts ranging from about 7 to about 15%.
The consistency of the greases obtained will obviously vary with the viscosity of the liquid lubricant and with the proportion of silica used.
By the expression "boron compound" used herein, is meant a compound selected from orthoboric, metaboric and tetraboric acids, methyl, ethyl, propyl and butyl esters of these acids and boric anhydride.
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However, it is preferred to use the esters of boric acids, and in particular the methyl esters. When using esters, the end result is believed in many cases to be the presence of a boric acid formed by hydrolysis. The boron compound can be used in amounts up to about 10% by weight (calculated as orthoboric acid) of the silica. It is normally preferred to use amounts on the order of about 2 to about 6%.
The treated silica of the present invention can be prepared by thoroughly mixing the silica and the boron compound and then heating the mixture in a closed vessel, for example at temperatures on the order of about 40 to about 120 ° C.
However, it is preferred to mix the silica at room temperature with a lower alkyl ester of ortho- or metaboric acid. In this process, the boric ester is preferably normally hydrolyzed to boric acid by the water present on the surface of the silica particles. In the event that the humidity present is insufficient, the required amount of water can be added to the silica, either before or after the boric ester treatment. The alcohol released can be easily removed by gentle heating, for example under vacuum.
In preparing the lubricating compositions of the present invention, it is preferable to use pretreated silica. Compositions having similar properties, but nevertheless not as good, can however be obtained by incorporating the boron compound along with the liquid lubricant.
The compositions of the present invention may of course contain other components, such as antioxidants, viscosity index improvers and other known lubricant additives. It is clear that the fats based on fluid organopolysiloxanes do not require the use of viscosity index improvers and that, moreover, they derive no advantage from them.
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Although the treated silicas of the present invention are very advantageously used in the lubricating compositions of the invention, they can of course be used in many other applications in which finely divided silicas are normally used, for example cosmetics. , etc.
The present invention is further illustrated by the following examples in which parts are by weight.
EXAMPLE 1 ..-
147 parts of a silica airgel with a specific surface area of 150 m2 / g and a particle size of 15 to 40 m / u are introduced into a collector and 9.15 parts are added thereto while stirring. powdered orthoboric acid. The collector is then closed and mixing is continued for 4.5 hours, after which the closed container and its contents are heated at 110 ° C. for 5 days.
57.5 parts of the treated silica obtained are mixed with 448 parts of a dimethylpolysiloxane, the ends of which are blocked by trimethylsilyl groups and which has a viscosity of 300 cp at 38 ° C. and the mixture obtained is mixed in a 3-way mixer. cylinders to form a fat. The penetration of the grease, determined according to the 50/48 test of the Institute of Petroleum after mixing (60 strokes), is established at 270. After heating the mixed grease for 24 hours at 200 ° C. and a further mixing, the penetration is 280, which shows the high kneading and heat stability.
The sample is then heated for a further 12 days at 200 ° C. and shows no signs of deterioration other than a slight reduction in penetration to 270 after a further 60 strokes of mixing.
EXAMPLE 2.-
250 parts of a silica airgel with a specific surface area of 110-150 m 2 / g and an average particle size of 30 to 50 m / m are stirred in an incorporator and 33 parts of ortho are sprayed therein. trimethyl borate. After the addition, the silica is stirred for
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1.5 hours, then for 4 hours while the container is heated to 145 ° C. After removing the incorporator, the silica is found to contain 5.3% by weight of boric acid.
A fat is prepared by mixing 50 parts of the silica thus treated with 450 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and mixing the mixture in a three-roll mixer. The penetration of the grease after mixing is 290 and after 24 hours of heating at 200 C and further mixing, it is 310. A sample of the grease heated at 200 C for 19 days shows no signs of deterioration of the properties. .
EXAMPLE, 3.-
275 parts of the silica used in Example 1 are treated with 25 parts of trimethyl orthoborate per 2 hours of mixing in a closed container and then the mixture is exposed to the atmosphere for 70 hours. The mixture is then heated for 1.5 hours at 120 ° C. 290 parts of the silica thus treated are incorporated into 2.200 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and the mixture is mixed in a three-way mixer. cylinders. This gives a fat containing 11.0% silica and 0.6% orthoboric acid. The initial penetration of these greases is 235. The penetration after 24 hours of heating at 200 C and mixing (60 strokes) is 256. There is no noticeable change in the consistency of the grease after 3 weeks of heating. at 200 C.
EXAMPLES 4 to 7.-
4 greases are prepared using the same silica as in Example 1, which was treated with a certain proportion of trimethyl orthoborate by mixing it for 2 hours in a closed container, exposing it to the atmosphere for 24 hours and then heating it for 1.5 hours at 120 C. The silicas thus obtained are incorporated in a certain proportion of the organopolysiloxane used in Example 1 in a manner analogous to that of Example 1. With a comparison tiger, we prepare another composition.
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tion using a certain proportion of the same silica not treated with trimethyl orthoborate.
The penetration of the greases is determined before mixing and after heating for 24 hours at 200 ° C. followed by mixing for 60 strokes. The table below indicates the composition and the properties of the greases obtained.
EMI7.1
<tb>
Example <SEP> Silica <SEP> Orthoborate <SEP> Organopoly- <SEP> Penetration <SEP> Penetration
<tb> n <SEP> (parts) <SEP> trimethyli- <SEP> siloxane <SEP> (before <SEP> mala- <SEP> (after
<tb> than <SEP> (parts) <SEP> (parts) <SEP> xage) <SEP> heating
<tb> and <SEP> malaxaege)
<tb>
<tb> 4 <SEP> 60 <SEP> 1.5 <SEP> 483.5 <SEP> 225 <SEP> 308
<tb>
<tb> 5 <SEP> 60 <SEP> 3.0 <SEP> 482.0 <SEP> 224 <SEP> 299
<tb>
<tb> 6 <SEP> 60 <SEP> 4.5 <SEP> 480.5 <SEP> 235 <SEP> 269
<tb>
<tb> 7 <SEP> 60 <SEP> 6.0 <SEP> 479.0 <SEP> 235 <SEP> 262
<tb>
<tb> - <SEP> 60 <SEP> 0 <SEP> 440.0 '<SEP> 249 <SEP> liquid
<tb>
It is evident that the pretreatment of the silica results in a very substantial improvement in stability.
EXAMPLE 8.-
67.5 parts of the silica used in Example 1 are treated with 12.5 parts of tributyl orthoborate by mixing in a closed container for 4 hours, passing moist air through the mixture for 0. 5 hours and heating at 150 C for 0.5 hour under reduced pressure (20 mm Hg). The treated silica is then mixed with 420 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and the mixture is mixed in a three-roll mixer. The penetration of the grease thus obtained is 212 and after 24 hours of heating at 200 ° C. and mixing (60 strokes), it is established at 237.
EXAMPLE 9.-
67.5 parts of the silica used in Example 1 are treated with 10 parts of triethyl orthoborate by mixing followed by exposure to the atmosphere for 24 hours and heating at 150 ° C. for 1.5 hours. The silica-thus treated is then mixed with 462.5 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and the mixture is mixed in a three-cycle mixer.
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linders. The penetration of the grease is 222 and after 24 hours of heating at 200 C and mixing (60 strokes), it is 233.
EXAMPLE 10. -
2.15 parts of finely divided metaboric acid, 437 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and 62.5 parts of the silica used in Example 2 are mixed and the mixture is worked into a fat by passing twice through a three-cylinder mixer. The penetration of the fat thus obtained is 217. After heating the fat at 200 ° C. for 19 hours and 60 kneading strokes, the penetration is 230.
EXAMPLE 11.-
1.9 parts of finely divided tetraboric acid, 438 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and 62.5 parts of the silica used in Example 1 are mixed and the mixture is converted into a fat by doing so. pass twice through a three-cylinder mixer. The penetration of the grease thus obtained is 208 and after 19 hours of heating at 200 ° C. and 60 kneading strokes, it is 234.
EXAMPLE 12. -
2.5 parts of finely divided boric anhydride, 875 parts of the organopolysiloxane used in Example 1 and 120 parts of the silica used in Example 2 are mixed and the mixture is worked into a fat by passing it through two times in a three-cylinder mixer. The fat obtained has a penetration of 218 and after 24 hours of heating at 200 C and 60 strokes of mixing, it has a penetration of 270.
EXAMPLE 13. -
30 parts of trimethyl orthoborate are added to 275 parts of a silica airgel with a specific surface area of 150 m2 / g and an average particle size of 30 m / u and the whole is mixed thoroughly for 1.5 hours. The treated silica thus obtained is exposed to the atmosphere for 0.5 hour and then added at 2.
195 games
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of a fluid dimethylpolysiloxane the ends of which are blocked by trimethylsilyl groups and which has a viscosity of 300 cp at 38 C, the mixture obtained is mixed at 110 C for 1 hour and then kneaded in a three-roll mixer to obtain a grease penetration of 255. After this grease has been heated at 200 ° C. for 30 hours and subjected to 60 strokes of mixing, the penetration is 285.
EXAMPLE 14. -
The process of Example 13 was repeated, but before use the treated silica was exposed to the atmosphere for 64 hours instead of 0.5 hours. The penetration of the fat obtained is 265. The penetration after heating and kneading as in Example 13 is 281.
EXAMPLE 15.-
300 parts of trimethyl orthoborate are introduced by means of an atomizer in which a stream of air is passed through 3000 parts of the silica used in Example 13 and dispersed in a container. 156 parts of water are then atomized and introduced in a similar manner into the dispersed silica in the vessel, after which the silica is dried by heating for 2 hours at 120 C. 305 parts are incorporated. of the material thus obtained to 2.195 parts of a fluid dimethylpolysiloxane the ends of which are blocked by trimethylsilyl groups and which has a viscosity of 300 cp at 38 C and is mixed at 110 C for 30 minutes, then the mixture is kneaded in a three-cylinder mixer to force a grease:
The fat obtained has a penetration of 217.
EXAMPLE 16.-
Samples of the silica treated as in Example 15 are dried at 120 ° C. for 2, 4, 8 and 24 hours, respectively. 288 parts of each silica are incorporated into 2,212 parts of a fluid dimethylpolysiloxane, the ends of which are blocked by trimethylsilyl groups and which has a viscosity of 300 cp at
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38 C and forming a fat as described in Example 15.
The resulting fats have penetrations of 317, 310, 296 and 284 respectively.
EXAMPLE 17.-
Three samples of 5000 parts each of silica fume with a specific surface area of 175 m2 / g and an average particle size of 10 to 40 m / u are treated with trimethyl orthoborate and water. as described in Example 15 in the following amounts:
EMI10.1
<tb> Sample <SEP> Parts <SEP> of orthoborate <SEP> Parts <SEP> of water
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> trimethyl <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
<tb> 1 <SEP> 450 <SEP> 225
<tb>
<tb> 2 <SEP> 300 <SEP> 150
<tb>
<tb> 3 <SEP> 150 <SEP> 75
<tb>
The treated silicas thus obtained are dried for 2 hours at 200 ° C. and 180 parts of each of them are incorporated into 1820 parts of a fluid dimethylpolysiloxane, the ends of which are blocked by trimethylalkyl groups and which has a viscosity of 500 cp at 38 ° C. The two components are mixed at 120 ° C. for 30 minutes and a fat is prepared by mixing.
The properties of the greases obtained are indicated below:
EMI10.2
<tb> Sample <SEP> Penetration <SEP> initial <SEP> Penetration <SEP> after
<tb> 30 <SEP> hours <SEP> to <SEP> 200 C
<tb> and <SEP> 60 <SEP> hits <SEP> of
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> mixing
<tb>
<tb> 1 <SEP> 247 <SEP> 248
<tb>
<tb> 2 <SEP> 247 <SEP> 274
<tb>
<tb> 3 <SEP> 254 <SEP> 265
<tb>
EXAMPLE 18.-
Two batches of silica fume with a specific surface area of 300 m2 / g and an average particle size of 5 to 20 m / u are treated with trimethyl orthoborate by spraying 500 parts: of trimethyl orthoborate in 5000 parts of the silica in a container and leaving the container closed for a while
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time.
After 7 days, 250 parts of water are sprayed into one of the batches and after a further 7 days, 250 parts of water are sprayed into the second batch. The two receptacles are kept closed for a further 7 days and the treated silicas are then dried for 2 hours at 150 C. Two greases are prepared by incorporating 180 parts of each silica treated with 1820 parts of a fluid dimethylpolysiloxane, the ends of which are blocked by trimethylsilyl groups and which has a viscosity of 300 cp at 38 ° C. Initial penetration greases of 233 and 235 respectively are obtained from the two samples. After 30 hours of heating at 200 ° C. and 60 kneading strokes, these greases have penetrations of 262 and 263.
CLAIMS.
1. A new and improved lubricating composition, characterized in that it comprises one or more liquid lubricants, a minor proportion of a finely divided silica and a minor proportion of a boron compound as defined above.