BR112014010535B1 - Composições de graxa de sulfonato de cálcio e de graxa de complexo de sulfonato de cálcio, e, método para fabricar graxa de complexo de sulfonato de cálcio sobrebasificado - Google Patents

Composições de graxa de sulfonato de cálcio e de graxa de complexo de sulfonato de cálcio, e, método para fabricar graxa de complexo de sulfonato de cálcio sobrebasificado Download PDF

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Abstract

composições de graxa de sulfonato de cálcio e de graxa de complexo de sulfonato de cálcio, e, método para fabricar graxa de complexo de sulfonato de cálcio sobrebasificado. uma composição de graxa de sulfonato de cálcio sobrebasificado compreendendo uma quantidade reduzida de sulfonato de cálcio sobrebasificado, hidroxiapatita de cálcio, óleo base, um ou mais agentes de conversão, e um ou mais ácidos de complexação se uma graxa de complexo é desejada. composição de graxa de sulfonato de cálcio melhora o rendimento do espessante e a utilidade em alta temperatura esperada como demonstrado pelo ponto de gotejamento. um método de fabricar a composição compreendendo as etapas de misturar o sulfonato de cálcio e óleo base, adicionando o carbonato de cálcio antes ou depois da conversão, adicionando um ou mais agentes de conversão, e adicionando um ou mais ácidos de complexação. todos ou uma porção de um ou mais dos ácidos de complexação podem ser adicionados com ou antes de um ou mais agentes de conversão.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO
[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório U.S N~ 611553,674 depositado em 31 de outubro de 2011.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção
[0002] Esta invenção refere-se às graxas de sulfonato de cálcio sobrebasificado feitas com hidroxiapatita de cálcio adicionada como uma fonte de base e ao método para fabricar tais graxas para fornecer melhoramentos tanto no rendimento do espessante quanto na utilidade em alta temperatura esperada como demonstrado pelo ponto de gotejamento, mesmo quando o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado usado para fabricar a graxa é considerado ser de baixa qualidade.
2. Descrição da Técnica Relacionada
[0003] As graxas de sulfonato de cálcio sobrebasificado foram uma categoria de graxa estabelecida por muitos anos. Um processo conhecido para fabricar tais graxas é um processo de duas etapas envolvendo as etapas de “promoção” e “conversão.” Tipicamente a primeira etapa (“promoção”) é reagir uma quantidade em excesso estequiométrico de óxido de cálcio (CaO) ou hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) como a fonte de base com um ácido alquil benzeno sulfônico, dióxido de carbono (CCfí), e com outros componentes para produzir um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado com carbonato de cálcio amorfo dispersado neste. Estes sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado são tipicamente claro e transparente e possuem reologia Newtoniana. Em alguns casos, estes podem ser levemente túrbidos, mas tais variações não previnem seu uso no preparo de graxas de sulfonato de cálcio sobrebasificado. Para os propósitos desta descrição, os termos “sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado” e “sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado” e “sulfonato de cálcio sobrebasificado” se referem a qualquer sulfonato de cálcio sobrebasificado adequado para fabricar as graxas de sulfonato de cálcio. Tipicamente, a segunda etapa (“conversão”) é adicionar um agente ou agentes de conversão, tais como propileno glicol, álcool isopropílico, ácido fórmico ou ácido acético, ao produto da etapa de promoção, junto com uma base de óleo adequada (tal como óleo mineral), para converter o carbonato de cálcio amorfo a uma dispersão muito finamente dividida de carbonato de cálcio cristalino. Devido a um excesso de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio ser usado para obter excesso de base, uma pequena quantidade de óxido de cálcio ou hidróxido de cálcio residuais também pode estar presente e será dispersa. A forma cristalina do carbonato de cálcio é preferivelmente calcita. Este carbonato de cálcio dividido de maneira extremamente fina, também conhecido como uma dispersão coloide, interage com o sulfonato de cálcio para formar uma consistência semelhante à graxa. Tais graxas de sulfonato de cálcio sobrebasificado produzidas através do processo de duas etapas vieram a ser conhecidas como “graxas de sulfonato de cálcio simples” e são descritas, por exemplo, nas Pat. U.S. N~ 3.242.079; 3.372.115; 3.376.222, 3.377.283; e 3.492.231.
[0004] Também é conhecido na técnica anterior combinar estas duas etapas, controlando-se cuidadosamente a reação, em uma etapa única. Neste processo de uma etapa, a graxa de sulfonato de cálcio simples é preparada através da reação de um ácido sulfônico apropriado com outro hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio na presença de dióxido de carbono e um sistema de reagentes que agem simultaneamente tanto como promotor (criando a base em excesso do carbonato de cálcio amorfo através da reação de dióxido de carbono com uma quantidade em excesso de óxido de cálcio ou hidróxido de cálcio) e os agentes de conversão (que convertem o carbonato de cálcio amorfo ao carbonato de cálcio cristalino muito finamente dividido). Deste modo, a consistência semelhante à graxa é formada em uma etapa única em que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasifícado (o produto da primeira etapa no processo de duas etapas) nunca é verdadeiramente formado e isolado como um produto separado. Este processo de uma etapa é descrito, por exemplo, nas Patentes U.S. N“ 3.661.622; 3.671.012; 3.746.643; e 3.816.310.
[0005] Além das graxas de sulfonato de cálcio simples, os compostos de graxa de sulfonato de cálcio complexo também são conhecidos na técnica anterior. Estas graxas complexas são tipicamente produzidas adicionando-se uma base contendo cálcio forte, tal como hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio, à graxa de sulfonato de cálcio simples produzida pelo processo de duas etapas ou de uma etapa e reagindo com quantidades estequiometricamente equivalentes de ácidos de complexação, tais como ácido 12-hidroxiesteárico, ácido bórico, ácido acético, ou ácido fosfórico. As vantagens reivindicadas da graxa de complexo de sulfonato de cálcio sobre a graxa simples incluem pegajosidade reduzida, capacidade de bombeamento melhorada, e utilidade em alta temperatura melhorada. As graxas de sulfonato de cálcio complexas são descritas, por exemplo, nas Pat. U.S. NQS 4.560.489; 5.126.062; 5.308.514; e 5.338.467.
[0006] Todas as técnicas anteriores conhecidas ensinam o uso do óxido de cálcio ou hidróxido de cálcio como as fontes de cálcio de base para a produção das graxas de sulfonato de cálcio ou como um componente requerido para reagir com ácidos de complexação para formar as graxas de sulfonato de cálcio complexas. A técnica anterior conhecida geralmente ensina que a adição de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio precisa ser uma quantidade suficiente (quando adicionada à quantidade de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio presente no sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado) para fornecer um nível total de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio suficiente para reagir completamente com os ácidos de complexação. Na técnica anterior também existem referências ao uso de fosfato de tricálcio como um aditivo nas graxas de lubrificação. Por exemplo, as Patentes U.S. 4.787.992; 4.830.767; 4.902.435; 4.904.399; 4.929.371 todas ensinam o uso de fosfato de tricálcio como um aditivo para graxas de lubrificação. Contudo, é acreditado que nenhuma referência da técnica anterior ensina o uso da hidroxiapatita de cálcio, Ca^PCfi^OH, como uma base contendo cálcio para a reação com ácidos para fabricar as graxas de lubrificação, incluindo as graxas com base em sulfonato de cálcio. A técnica anterior conhecida também descreve contra o uso de carbonato de cálcio (como um ingrediente separado ou como uma “impureza” no hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio, outro que não a presença do carbonato de cálcio amorfo dispersado no sulfonato de cálcio após a carbonação) na fabricação de graxas de sulfonato de cálcio por pelo menos duas razões. A primeira sendo que o carbonato de cálcio é geralmente considerado ser uma base fraca, não adequada para reagir com ácidos de complexação. A segunda sendo que a presença de compostos de cálcio sólido não reagidos (incluindo carbonato de cálcio, hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, ou hidroxiapatita de cálcio) interfere com o processo de conversão, resultando em compostos de graxa inferiores se os sólidos não reagidos não são removidos antes da conversão ou antes da conversão ser terminada.
[0007] Adicionalmente, a técnica anterior não fornece uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio com tanto com rendimento do espessante quanto com ponto de gotejamento melhorados. A técnica anterior conhecida requer uma quantidade de sulfonato de cálcio sobrebasificado de pelo menos 36% (em peso do produto de graxa final) de graxa adequada na categoria NGLI N2 2 com um ponto de gotejamento demonstrado de pelo menos 575° F (301,67° C). O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado é um dos ingredientes mais caros na fabricação da graxa de sulfonato de cálcio, portanto, é desejável reduzir a quantidade deste ingrediente enquanto ainda mantendo um nível desejado de firmeza na graxa final (deste modo, melhorando o rendimento do espessante). Especificamente, é desejável ter um sulfonato de cálcio sobrebasificado graxa em que a porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado seja de menos do que 36% e o ponto de gotejamento é consistentemente de 575° F (301,67°C) ou maior quando a consistência está dentro de um grau NLGI N~ 2 (ou a penetração da graxa de 60 trabalhada da graxa é entre 265 e 295). Os pontos de gotejamento maiores são considerados desejáveis visto que o ponto de gotejamento é o primeiro e mais facilmente determinado guia como para as limitações de utilidade em alta temperatura de uma graxa de lubrificação.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0008] Esta invenção refere-se às graxas de sulfonato de cálcio sobrebasificado fabricadas com a adição de hidroxiapatita de cálcio e ao método para fabricar tais graxas para fornecer tanto melhoramentos no rendimento do espessante (requer menos sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado enquanto mantendo as medições de penetração adequadas) quanto uma utilidade em alta temperatura esperada como demonstrado pelo ponto de gotejamento. Estes benefícios são obtidos de acordo com a invenção mesmo quando usando o que é considerado ser sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de baixa qualidade.
[0009] Embora a técnica anterior conhecida ensine de maneira consistente e uniforme o uso do hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio como os materiais de base necessários para reagir completamente com os ácidos de complexação, foi descoberto que uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio adequada pode ser produzida de acordo com a invenção adicionando-se hidroxiapatita de cálcio em uma quantidade suficiente para reagir com e neutralizar pelo menos uma porção dos ácidos de complexação subsequentemente adicionados. A técnica anterior conhecida descreve o uso de fosfato de tricálcio como um aditivo nas graxas de lubrificação, mas não descreve o uso de hidroxiapatita de cálcio como uma base contendo cálcio para a reação com ácidos para fabricar as graxas com base em sulfonato de cálcio.
[00010] A hidroxiapatita de cálcio tem a formula Ca5(PO4)3OH e é uma base forte comparável em força de base ao hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 devido ao íon de hidróxido presente na sua estrutura cristalina. A fórmula para a hidroxiapatita de cálcio é às vezes escrita como a fórmula empírica algebricamente equivalente 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2. Contudo, esta fórmula empírica é extremamente equivocada visto que esta sugere de maneira incorreta que a hidroxiapatita de cálcio é simplesmente uma mistura de fosfato de tricálcio, Ca3(PO4)2, e hidróxido de cálcio, Ca(OH)2. De fato, a hidroxiapatita de cálcio tem sua própria estrutura cristalina, diferente da estrutura cristalina do hidróxido de cálcio puro, Ca(OH)2, e daquela que seria esperada da estrutura cristalina do fosfato de tricálcio puro, Ca3(PO4)2. Além disso, a reatividade funcional de uma quantidade equivalente de hidróxido de hidroxiapatita de cálcio é claramente diferente da e superior a uma quantidade de hidróxido equivalente correspondente do hidróxido de cálcio quando usado para fabricar as graxas com base em sulfonato de cálcio de acordo com a invenção, como mostrado nos exemplos subsequentes.
[00011] O uso da hidroxiapatita de cálcio nas composições de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a invenção funciona bem com os sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de qualidade variante. Alguns sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado comercializados e vendidos para a fabricação de graxas com base em sulfonato de cálcio fornecem produtos com pontos de gotejamento inaceitavelmente baixos. Tais sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado são indicados como sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de “baixa qualidade” por todo este pedido. Embora as análises químicas comparativas dos sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de boa qualidade e baixa qualidade foram realizadas, é acreditado que a razão precisa para este problema de baixo ponto de gotejamento não tenha sido determinada. Este problema ocorre quando usando as tecnologias da técnica anterior para fabricar tanto as graxas de sulfonato de cálcio simples, tais como os processos de duas etapas e de uma etapa descritos acima, quanto às graxas de sulfonato de cálcio complexas. Este problema também foi percebido ocorrer quando usando o carbonato de cálcio com base na tecnologia de graxa descreveda no Pedido U.S copendente do inventor que também reivindica prioridade para o Pedido Provisório U.S. Ne de série 61 1553,674. De acordo com a invenção do pedido copendente, as graxas de sulfonato de cálcio com rendimento do espessante e pontos de gotejamento melhorados consistentemente acima de 575° F (301,67° C) são fornecidos usando os sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado mais comercialmente disponíveis; contudo, existem muito poucos sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado para que a tecnologia de graxa com base em carbonato de cálcio não fornece pontos de gotejamento aceitáveis. Este problema tem se mostrado ser inteiramente devido a alguma impropriedade química do ingrediente de sulfonato de cálcio solúvel em óleo com base excedente de baixa qualidade, visto que as tecnologias da técnica anterior também são adversamente afetadas. Enquanto a maioria dos sulfonatos de cálcio sobrebasificado comercialmente disponíveis são considerados ser de boa qualidade, é desejável obter tanto rendimento do espessante melhorado quanto pontos de gotejamento mais altos sem relação de se um sulfonato de cálcio de boa qualidade ou de baixa qualidade é usado. De acordo com a invenção foi descoberto que tanto um rendimento do espessante melhorado quanto ponto de gotejamento mais alto podem ser obtidos com um sulfonato de cálcio de boa qualidade ou de baixa qualidade.
[00012] Adicionalmente, a técnica anterior conhecida geralmente requer uma quantidade de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de 36% ou maior (em peso do produto de graxa final) para obter uma graxa firme o suficiente enquanto também tendo um ponto de gotejamento de 575° F (301,67° C) ou mais alto. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado é um dos ingredientes mais caros na fabricação de uma graxa de sulfonato de cálcio, deste modo, é desejável reduzir a quantidade deste ingrediente. Tal redução foi obtida com as graxas de acordo com a invenção sem resultar em uma graxa que é muito macia ou tem um ponto de gotejamento inferior.
[00013] De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, um composição de graxa de sulfonato de cálcio solúvel em óleo com alto excesso de base é fornecida tendo os seguintes ingredientes em por cento em peso do produto de graxa final (embora, alguns ingredientes, tais como água, possam não estar no produto de graxa final ou possam não estar nas concentrações indicadas para a adição): menos do que 36% de sulfonato de cálcio sobrebasificado, de 2 a 20% de hidroxiapatita de cálcio; uma quantidade opcional de 0,07% a 0,74% de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio; de 2% a 20% de carbonato de cálcio adicional; de 1,5% a 10% de água; de 0,1% a 5% de um ou mais outros agentes de conversão, tais como álcoois, éteres, glicois, éteres glicois, poliéteres glicois, e ácidos carboxílicos; de 0,5% a 5% de um ácido facilitador opcional; e de 2,8% a 11% (total) de um ou mais ácidos de complexação, tal como ácido bórico, ácido acético, ácido 12-hidroxiesteárico, ou ácido fosfórico (quando uma graxa de complexo é desejada). A graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com esta forma de realização preferida é um uma graxa NGL1 de grau bi° 2 tendo um ponto de gotejamento de 575° F (301,67° C) ou mais alto.
[00014] De acordo com uma forma de realização da invenção, uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio é produzida combinando-se um sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado compreendendo carbonato de cálcio amorfo como o material de excesso de base primário com uma quantidade inicial apropriada de um óleo base adequado, tal como óleo mineral, que é depois misturado com hidroxiapatita de cálcio finamente dividida como a base contendo cálcio adicionada sozinha e um agente ou agentes de conversão, e depois aquecido como necessário até uma faixa de temperatura de cerca de 190° F (87,78" C) a 200° F (93,33° C) por um período de tempo necessário para a conversão eficaz do carbonato de cálcio amorfo até uma dispersão dividida de maneira extremamente fina de carbonato de cálcio cristalino na presença da base de hidroxiapatita de cálcio previamente adicionada. Após a conversão estar completa, um ou mais ácidos de complexação são adicionados. Uma porção de um ou mais destes ácidos de complexação pode ser adicionada antes da conversão da graxa de sulfonato de cálcio simples, com o restante do um ou mais ácidos de complexação adicionados após a conversão. A mistura é então rapidamente aquecida de 380° F (193,33° C) a 400° F (204,44° C) para remover a água e os subprodutos de reação voláteis, então resfriada, com óleo base adicional adicionado como necessário. O produto de graxa de complexo final é depois triturado como apropriado de acordo com os métodos conhecidos na técnica para obter uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio suave, homogênea e de alta qualidade.
[00015] De acordo com outra forma de realização da invenção, uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio é produzida de acordo com aas etapas acima descritas, exceto que a quantidade da base contendo hidroxiapatita de cálcio adicionada antes da conversão é menos do que o suficiente para reagir com e neutralizar todos os ácidos de complexação subsequentemente adicionados. Nesta forma de realização, o hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, ou carbonato de cálcio ou combinações dos mesmos podem ser usados para completar estas reações. Preferivelmente, o hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio constituem não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecida pelo total da hidroxiapatita de cálcio, hidróxido de cálcio, e óxido de cálcio. Quando o carbonato de cálcio é usado, este pode ser do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado ou pode ser adicionado como um ingrediente separado antes dos ácidos de complexação serem adicionados. Embora a técnica anterior geralmente descreve contra a adição de carbonato de cálcio como sendo muito fraca de base para reagir com ácidos de complexação fortes de uma maneira para fornecer boas propriedades de graxa, esta foi descoberta funcionar bem de acordo com a invenção.
[00016] Ainda de acordo com outra forma de realização da invenção, a hidroxiapatita de cálcio pode ser adicionada após a conversão nos casos onde todo ou parte dos ácidos de complexação também são adicionados após a conversão.
DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS
[00017] De acordo com uma forma de realização da invenção, um sulfonato de cálcio sobrebasificado graxa é produzido reagindo-se e misturando-se alguns compostos compreendendo: (a) um sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado compreendendo carbonato de cálcio amorfo como o material de excesso de base primário; (b) um óleo base adequado de uma quantidade apropriada para fornecer uma consistência de produto final aceitável; (c) hidroxiapatita de cálcio finamente dividida como um base contendo cálcio sólida insolúvel em óleo adicionada antes e/ou após a conversão em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar um ou mais ácidos de complexação; (d) um agente ou agentes de conversão, alguns ou todos dos quais podem não estar na forma de produto final desejada devido à volatilização durante a fabricação; e (e) um ou mais ácidos de complexação (quando uma graxa de complexo é desejada), antes ou depois da conversão ou uma porção adicionada antes da conversão com outra porção adicionada após a conversão. Opcionalmente, um ácido facilitador pode ser adicionado antes da conversão de acordo com outra forma de realização da invenção. Tais ácidos facilitadores ajudam na formação da estrutura da graxa.
[00018] De acordo com outra forma de realização da invenção, a hidroxiapatita de cálcio pode ser adicionada aos ingredientes acima em uma quantidade que é insuficiente para reagir completamente com os ácidos de complexação. Nesta forma de realização, o carbonato de cálcio finamente dividido como uma base contendo cálcio sólida insolúvel em óleo pode ser adicionada, preferivelmente antes da conversão, em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar a porção de quaisquer ácidos de complexação subsequentemente adicionados não neutralizados pela hidroxiapatita de cálcio.
[00019] De acordo com outra forma de realização, a hidroxiapatita de cálcio pode ser adicionada aos ingredientes acima em uma quantidade que é insuficiente para reagir completamente com os ácidos de complexação, Nesta forma de realização, hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio finamente divididos como uma base contendo cálcio sólida insolúvel em óleo podem ser adicionados, preferivelmente antes da conversão, em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar a porção de quaisquer ácidos de complexação subsequentemente adicionados não neutralizados pela hidroxiapatita de cálcio condicionada. Nesta forma de realização, o hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio preferivelmente representa não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecida pelo total de hidroxiapatita de cálcio, hidróxido de cálcio, e óxido de cálcio adicionados. Em outra forma de realização, o carbonato de cálcio também pode ser adicionado com a hidroxiapatita de cálcio, hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio, com o carbonato de cálcio sendo adicionado antes ou depois de reagir com os ácidos de complexação. Quando as quantidades da hidroxiapatita de cálcio, hidróxido de cálcio, e/ou óxido de cálcio não são suficientes para neutralizar o ácido ou ácidos de complexação adicionados, carbonato de cálcio é preferivelmente adicionado em uma quantidade que é mais que suficiente para neutralizar qualquer ácido ou ácidos de complexação restantes.
[00020] O sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado usado de acordo com esta forma de realização da invenção pode ser qualquer um típico àquele documentado na técnica anterior, tal como Pat U.S. N~ 4.560.489; 5.126.062; 5.308.514; e 5.338.467. O sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado pode ser produzido in situ de acordo com tais métodos conhecidos ou pode ser adquirido como um produto comercialmente disponível. Tais sulfonatos de cálcio altamente solúveis em óleo sobrebasificado terão um valor de Número de Base Total (TBN) não menor do que 200, preferivelmente não menor do que 300, e mais preferivelmente de cerca de 400. Os sulfonatos de cálcio sobrebasificado comercialmente disponíveis deste tipo incluem, mas não são limitados ao seguinte: Hybase C401 como fornecido pela Chemtura USA Corporation; Syncal OB 400 e Syncal OB405-WO como fornecido pela Kimes Technologies International Corporation; Lubrizol 75GR, Lubrizol 75NS, Lubrizol 75P, e Lubrizol 75W0 como fornecido pela Lubrizol Corporation. A quantidade do sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado na graxa final de acordo com esta forma de realização da invenção pode variar, mas geralmente será entre 10 e 45%. Preferivelmente, a quantidade do sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado de acordo com uma forma de realização da invenção é entre 20 e 36% e mais preferivelmente entre 25 e 32% com base no peso total da graxa.
[00021] A pré-conversão ou pós-conversão da hidroxiapatita de cálcio adicionada deve ser finamente dividida com um tamanho de partícula médio de menos do que 20 microns, preferivelmente menos do que 10 microns, mais preferivelmente menos do que ou igual a 5 microns. Além disso, a hidroxiapatita de cálcio será de pureza suficiente de modo a ter contaminantes abrasivos tais como sílica e alumina em um nível baixo o suficiente para não impactar de maneira significante as propriedades anti desgaste da graxa resultante. Idealmente, para melhores resultados, a hidroxiapatita de cálcio deve ser de grau alimentício ou de grau da U.S. Pharmacopeia. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada será entre 2,0% e 20%, preferivelmente 4% e 15%, mais preferivelmente 5% e 10%, com base no peso total da graxa, embora mais possa ser adicionado, se desejado, após a conversão e toda a reação com ácidos de complexação estar completa.
[00022] Qualquer óleo mineral naftênico ou parafínico com base em petróleo comumente usado e bem conhecido na técnica de fabricação de graxa pode ser usado como o óleo base de acordo com a invenção. Os óleos bases sintéticos também podem ser usados nas graxas da presente invenção. Tais óleos bases sintéticos incluem polialfaolefinas (PAO), diésteres, ésteres de poliol, poliéteres, benzenos alquilados, naftalenos alquilados, e fluidos de silicone. Em alguns casos, óleos bases sintéticos podem ter um efeito adverso se presente durante o processo de conversão como será entendido por aquele de habilidade comum na técnica. Em tais casos, aqueles óleos bases sintéticos não seriam inicialmente adicionados, mas adicionados ao processo de fabricação de graxa em um estágio quando os efeitos adversos serão eliminados ou minimizados, tal como após a conversão. Os óleos bases minerais naftênicos ou parafínicos são preferidos devido ao seu custo e disponibilidade inferiores. A quantidade total de óleo base adicionado (incluindo aquele inicialmente adicionado e qualquer que possa ser posteriormente adicionado no processo de graxa para obter a consistência desejada) será tipicamente entre 30% e 60%, preferivelmente 35% e 55%, mais preferivelmente 40% e 50%, com base no peso final da graxa.
[00023] O carbonato de cálcio usado de acordo com uma forma de realização da invenção deve ser finamente dividido com um tamanho de partícula médio de menos do que 20 microns, preferivelmente de menos do que 10 microns, mais preferivelmente de menos do que ou igual a 5 microns. Além disso, o carbonato de cálcio preferivelmente é de pureza suficiente de modo a ter contaminantes abrasivos tais como sílica e alumina em um nível baixo o suficiente para não prejudicar significantemente as propriedades anti- desgaste da graxa resultante. Idealmente, para melhores resultados , o carbonato de cálcio deve ser de grau alimentício ou de grau da U.S. Pharmacopeia. A quantidade de carbonato de cálcio adicionada será entre 2,0% e 20%, preferivelmente 4% e 15%, mais preferivelmente 6% e 10%, com base no peso final da graxa.
[00024] O hidróxido de cálcio e óxido de cálcio adicionados pré- conversão de acordo com outra forma de realização deve ser finamente dividido com um tamanho de partícula médio de menos do que 20 microns, preferivelmente menos do que 10 microns, mais preferivelmente menos do que ou igual a 5 microns. Além disso, o hidróxido de cálcio e óxido de cálcio serão de pureza suficiente de modo a ter contaminantes abrasivos tais como sílica e alumina em um nível baixo o suficiente para não prejudicar significantemente as propriedades anti-desgaste da graxa resultante. De maneira ideal, para melhores resultados, o hidróxido de cálcio e óxido de cálcio devem ser ou de grau alimentício ou de grau da U.S. Pharmacopeia. A quantidade total de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio será entre 0,07% e 0,74%, preferivelmente 0,15% e 0,63%, mais preferivelmente 0,18% e 0,37%, com base no peso total da graxa.
[00025] Um ou mais agentes de conversão, tais como álcoois, éteres, glicois, éteres glicois, poliéteres glicois, ácidos carboxílicos, ácidos inorgânicos, nitratos orgânicos, e quaisquer outros compostos que contêm hidrogênio ativo ou tautomérico, são usados de acordo com esta forma de realização. A quantidade de tais agentes de conversão adicionados, com base no peso fmal da graxa, será entre 0,1% e 5%, preferivelmente 1,0% e 4%, mais preferivelmente 1,5% e 3,0%. Dependendo dos agentes de conversão usados, estes podem ser removidos através da volatilização durante o processo de fabricação. São especialmente preferidos os glicois de peso molecular inferior tais como hexileno glicol e propileno glicol. A água também é tipicamente adicionada em uma quantidade entre 1,5% e 10%, preferivelmente entre 2,0% e 5,0%, mais preferivelmente entre 2,2% e 4,5%, com base no peso da graxa final. Deve ser notado que alguns agentes de conversão também podem servir como ácidos de complexação, para produzir uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com outra forma de realização da invenção descrita abaixo. Tais materiais fornecerão simultaneamente tanto a função de conversão quanto de complexação.
[00026] Embora não necessário, uma pequena quantidade de um ácido facilitador pode ser adicionada à mistura antes da conversão de acordo com outra forma de realização da invenção. Os ácidos facilitadores adequados, tal como um ácido alquil benzeno sulfônico, tendo uma extensão de cadeia de alquila que tipicamente será entre 8 a 16 carbonos, podem ajudar a facilitar a formação da estrutura da graxa eficiente. Mais preferivelmente, este ácido alquil benzeno sulfônico compreende uma mistura de extensão de cadeias de alquila que são principalmente de cerca de 12 carbonos de extensão. Tais ácidos benzeno sulfônicos são tipicamente indicados como ácido dodecilbenzeno sulfônico (DDBSA”). Os ácido benzeno sulfônicos comercialmente disponíveis deste tipo incluem o ácido sulfônico JemPak 1298 como fornecido pela JemPak GK Inc., Calsoft LAS-99 como fornecido pela Pilot Chemical Company, e Biosoft S-101 como fornecido pela Stepan Chemical Company. Quando o ácido alquil benzeno sulfônico é usado na presente invenção, este é adicionado antes da conversão em uma quantidade de 0,50% a 5,0%, preferivelmente de 1,0% a 4,0%, mais preferivelmente de 2,0% a 3,6%, com base no peso final da graxa. Se o sulfonato de cálcio é fabricado in situ usando ácido alquil benzeno sulfônico, o ácido facilitador adicionado de acordo com esta forma de realização é além daquele necessário para produzir o sulfonato de cálcio.
[00027] Um ou mais ácidos de complexação também são usados de acordo com esta forma de realização quando uma graxa de complexo é desejada. Uma porção de um ou mais destes ácidos de complexação pode ser opcionalmente adicionada antes da conversão com o restante adicionado após a conversão. Os ácidos de complexação usados nesta forma de realização compreenderão pelo menos um e preferivelmente dois ou mais dos seguintes: ácidos carboxílicos de cadeia longa, ácidos carboxílicos de cadeia curta, ácido bórico, e ácido fosfórico. Os ácidos carboxílicos de cadeia longa adequados para o uso de acordo com a invenção compreendem os ácidos carboxílicos alifáticos com pelo menos 12 átomos de carbono. Preferivelmente, os ácidos carboxílicos de cadeia longa compreendem os ácidos carboxílicos alifáticos com pelo menos 16 átomos de carbono. Mais preferivelmente, o ácido carboxílico de cadeia longa é o ácido 12-hidroxiesteárico. O ácido carboxílico de cadeia longa estará presente entre 0,5% e 5,0%, preferivelmente 1,0% a 4,0%, mais preferivelmente 2,0% a 3,0%, com base no peso final da graxa.
[00028] Os ácidos carboxílicos de cadeia curta adequados para o uso de acordo com a invenção compreendem os ácidos carboxílicos alifáticos com não mais do que 8 átomos de carbono, e preferivelmente não mais do que 4 átomos. Mais preferivelmente, o ácido carboxílico de cadeia curta é ácido acético. Os ácidos carboxílicos de cadeia curta estarão presentes entre 0,05% e 2,0%, preferivelmente 0,1% a 1,0%, mais preferivelmente 0,2% a 0,5%, com base no peso final da graxa. Qualquer composto que pode ser esperado reagir com a água ou outros componentes usados na produção de uma graxa de acordo com esta invenção com tal reação gerando um ácido carboxílico de cadeia longa ou cadeia curta também são adequados para o uso. Por exemplo, usar o anidrido acético, através da reação com a água presente na mistura, formaria o ácido acético a ser usado como um ácido de complexação. Do mesmo modo, usar 12-hidroxiestearato de metila, através da reação com a água presente na mistura, formaria o ácido 12-hidroxiesteárico a ser usado como um ácido de complexação. Altemativamente, a água adicional pode ser adicionada à mistura para a reação com tais componentes para formar o ácido de complexação necessário se água suficiente já não está presente na mistura.
[00029] Se o ácido bórico é usado como um ácido de complexação de acordo com esta forma de realização, uma quantidade entre 0,4% a cerca de 4,0%, preferivelmente de 0,7% a 3,0%, e mais preferivelmente 1,0% e 2,5%, com base no peso total da graxa, é adicionado. O ácido bórico pode ser adicionado primeiro após ser dissolvido ou tomado em pasta fluida em água, ou pode ser adicionado sem água. Preferivelmente, o ácido bórico será adicionado durante o processo de fabricação tal que a água ainda está presente. Altemativamente, qualquer um dos sais de ácido bórico inorgânicos bem conhecidos pode ser usado ao invés do ácido bórico. Do mesmo modo, qualquer um dos compostos orgânicos borados estabelecidos tais como aminas boratadas, amidas boratadas, ésteres boratados, álcoois boratados, glicois boratados, éteres boratados, epóxidos boratados, ureias boratadas, ácidos carboxílicos boratados, ácido sulfônicos boratados, epóxidos boratados, peróxidos boratados e outros podem ser usados ao invés do ácido bórico. Se o ácido fosfórico é usado como um ácido de complexação, uma quantidade entre 0,4% a 4,0%, preferivelmente 1,0% e 3,0%, mais preferivelmente 1,4% e 2,0%, com base no peso final da graxa, é adicionada. As porcentagens de vários ácidos de complexação aqui descritos se referem aos compostos ativos puros, se qualquer um destes ácidos de complexação estão disponíveis em uma forma diluída, estes podem ser ainda adequados na presente invenção. Contudo, as porcentagens de tais ácidos de complexação diluídos precisarão ser ajustados de modo a levar em consideração o fator de diluição e trazer o material ativo atual nas faixas de porcentagem especificadas.
[00030] Outros aditivos comumente reconhecidos dentro da técnica de fabricação de graxa também podem ser adicionados à forma de realização de graxa simples ou à forma de realização de graxa de complexo da invenção. Tais aditivos podem incluir inibidores de ferrugem e corrosão, desativadores metálicos, passivadores metálicos, antioxidantes, aditivos de pressão extrema, aditivos antidesgaste, agentes quelantes, polímeros, agentes de pegajosidade, corantes, marcadores químicos, comunicadores de fragrância, e solventes evaporativos. A última categoria pode ser particulamente útil quando fabricando lubrificantes de engrenagem aberta e lubrificantes de cabo de aço trançado. A inclusão de quaisquer tais aditivos deve ser entendida ainda como dentro do escopo da presente invenção.
[00031] As composições de acordo com a invenção são preferivelmente feitas de acordo com os métodos aqui descritos. Um método preferido compreende as etapas de: (1) misturar em um recipiente de fabricação de graxa adequado um sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado e uma quantidade apropriada de um óleo base adequado em uma temperatura de entre temperatura de ar ambiente e cerca de 190° F (87,78° C); (2) misturar hidroxiapatita de cálcio finamente dividida em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar os ácidos de complexação subsequentemente adicionados; (3) misturar um agente ou agentes de conversão; (4) misturar de 0% a 100% de um ou mais de ácidos de complexação adequados com base no peso total a ser adicionado daqueles ácidos de complexação; (5) continuar a misturar enquanto aquecendo como necessário até cerca de 190° F (87,78° C) a 200° F (93,33° C) e permanecendo na faixa de temperatura até a conversão do carbonato de cálcio amorfo até o carbonato de cálcio cristalino muito finamente dividido estar completo; (6) adicionar quaisquer ácidos de complexação necessários que não foram previamente adicionados antes da conversão; (7) misturar e aquecer até uma temperatura suficientemente alta para garantir a remoção da água e qualquer subproduto de reação volátil e aperfeiçoar a qualidade do produto final; (8) resfriar a graxa enquanto adicionando óleo base adicional como necessário; (9) adicionar os aditivos necessários restantes como são bem conhecidos na técnica; e, se desejado, (10) triturar a graxa final como necessário para obter um produto homogêneo estável final.
[00032] De acordo com várias outras formas de realização, o método é o mesmo como acima exceto que a etapa (2) envolve um dos seguintes: (a) misturar a hidroxiapatita de cálcio finamente dividida e carbonato de cálcio em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar os ácidos de complexação subsequentemente adicionados, de acordo com uma forma de realização; (b) misturar a hidroxiapatita de cálcio fmamente dividida e hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar os ácidos de complexação subsequentemente adicionados, com o hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio preferivelmente estando presente em uma quantidade de não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecido pelo total do hidróxido de cálcio adicionado e/ou óxido de cálcio e a hidroxiapatita de cálcio, de acordo com outra forma de realização da invenção; ou (c) misturar a hidroxiapatita de cálcio fmamente dividida e hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio em uma quantidade insuficiente para reagir completamente com e neutralizar os ácidos de complexação subsequentemente adicionados, com o hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio preferivelmente estando presente em uma quantidade de não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecido pelo total do hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio adicionado e a hidroxiapatita de cálcio, de acordo com outra forma de realização da invenção.
[00033] Ainda de acordo com outra forma de realização, o processo para fabricar as composições de acordo com a invenção compreende qualquer um dos processes previamente descritos em que uma porção da hidroxiapatita de cálcio, carbonato de cálcio, e/ou um ou mais ácidos de complexação é adicionada antes da conversão, com outra porção da hidroxiapatita de cálcio, carbonato de cálcio, e/ou um ou mais ácidos de complexação sendo adicionados após a conversão. Altemativamente, todo o carbonato de cálcio pode ser adicionado após a conversão. Quando adicionado após a conversão, a hidroxiapatita de cálcio é preferivelmente suficiente para reagir completamente com e neutralizar qualquer ácido de complexação adicionado após a conversão.
[00034] Qualquer um dos métodos de acordo com a invenção podem ocorrer em uma caldeira aberta ou fechado como é comumente usado para a fabricação de graxa. O processo de conversão pode ser obtido na pressão atmosférica normal ou sob pressão em uma caldeira fechada. A fabricação em caldeiras abertas é preferidas visto que tal equipamento de fabricação de graxa é comumente disponível.
[00035] Alguns aspectos do processo não são críticos para obter as composições de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a invenção. Por exemplo, antes que a conversão ocorra, a ordem em que hidroxiapatita de cálcio, carbonato de cálcio, hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio, água, e outros agentes de conversão são adicionados com relação uns aos outros não é importante. Além disso, a temperatura em que estes ingredientes são adicionados não é crítica, mas é preferido que estes sejam adicionados antes que a temperatura alcance 190°F (87,78° C) a 200°F (93,33°C). Contudo, por motivo de conveniência, estes componentes são geralmente adicionados no início do processo, como será ilustrado nos exemplos fornecidos abaixo. Quando mais do que um ácido de complexação é usado, a ordem em que estes são adicionados antes ou após a conversão não é geralmente importante.
[00036] De acordo com um método preferido de fabricar uma graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a invenção, a água é removida da graxa após a conversão. Preferivelmente, a graxa é aquecida após a conversão estar completa e todos os ácidos de complexação (se uma graxa de complexo está sendo feito) foram adicionados para remover a água tão rápido quanto possível. Isto é geralmente possível aquecendo e misturando a porção sob condições abertas. Ter água na porção de graxa por períodos prolongados de tempo pode resultar na degradação do rendimento do espessante, ponto de gotejamento, ou ambos, e tais efeitos adversos podem ser evitados removendo-se a água rapidamente.
[00037] A graxa convertida seria aquecida até uma temperatura suficientemente alta para remover a água que foi inicialmente adicionada como um agente de conversão, bem como qualquer água formada pelas reações químicas durante a formação da graxa. Em geral, esta temperatura será entre 250°F (121,11° C) e 300°F (148,49°C), preferivelmente de 300°F (148,49°C) a 380°F (193,33°C), mais preferivelmente 380°F (193,33°C) a 400°F (204,44°C). Se aditivos poliméricos são adicionados à graxa, estes preferivelmente não devem ser adicionados até a temperatura da graxa atingir 300°F (148,49°C). Os aditivos poliméricos podem, se adicionados em uma concentração suficiente, impedir a volatilização eficaz da água. Portanto, os aditivos poliméricos devem preferivelmente ser adicionados à graxa somente após toda a água ter sido removida.
[00038] Como previamente indicado, os sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado comercialmente disponíveis variam em qualidade com base no ponto de gotejamento da graxa feita com tais sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de acordo com vários métodos. Os sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado que produzem graxas tendo pontos de gotejamento maiores (acima de 575°F (301,67°C)) são considerados ser sulfonatos de cálcio de “boa” qualidade para os propósitos desta invenção e aqueles produzindo graxas tendo pontos de gotejamento mais baixos são considerados ser de “baixa” qualidade para os propósitos desta invenção. Várias porções das graxas foram feitas usando sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado comercialmente disponíveis para demonstrar as diferenças nos pontos de gotejamento para as graxas onde a única variável foi o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado particular usado. Estas porções de graxa (Exemplos de 1 a 9, como descrito abaixo) usam carbonato de cálcio como a única fonte de base de cálcio, a composição geral e metodologia a qual é descrita como uma forma de realização no Pedido copendente do inventor Ne de série 13/664574, também reivindicando prioridade ao Pedido Provisório U.S. N° de série 61/553.674.
[00039] As quantidades para todos os ingredientes usados nos Exemplos de 1 a 8 foram idênticas de acordo com as quantidades indicadas abaixo. Para propósitos de comparação com os últimos exemplos, as quantidades no Exemplo 9 foram aproximadamente a metade das quantidades nos outros exemplos e são indicadas nos parênteses abaixo. Estas porções de graxa de complexo de sulfonato de cálcio foram todas feitas de acordo com o seguinte processo: 720,0 gramas (360,0 gramas no Exemplo 9) de um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 667,5 gramas (339,8 gramas no Exemplo 9) de um óleo base parafínico de neutro em solvente do grupo 1 tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100° F (37,78° C), e 20,0 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começa usando uma pá de mistura planetária. Então 72,00 gramas (28,4 gramas no Exemplo 9) de um ácido alquilbenzeno sulfônico C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 151,6 gramas (75,80 gramas no Exemplo 9) de carbonato de cálcio fmamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foi adicionado e deixado misturar por 20 minutos. Depois, 36,00 gramas (18,0 gramas) de hexileno glicol e 90,0 gramas (45,0 gramas no Exemplo 9) de água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190°F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78° C) e 200°F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Imediatamente, 56,80 gramas (28,40 gramas no Exemplo 9) de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados junto com 5,60 gramas (2,8 gramas no Exemplo 9) de ácido acético glacial. Depois, 38,00 gramas (19,0 gramas no Exemplo 9) de uma solução de 75% de ácido fosfórico em água foram adicionados. Estes três ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. A mistura foi depois aquecida com uma manta de aquecimento elétrico enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300°F (148,89° C), 55,60 gramas (27,80 gramas) de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um Infravermelho com Transformada de Fourier. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) tempo no qual todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar continuando a agitar no ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F, óleo base parafínico residual foi lentamente adicionado para trazer a graxa final a uma consistência de grau NLGI N2 2. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200°F (93,33° C), 10,00 gramas (5,0 gramas no Exemplo 9) de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170°F. A graxa foi depois removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter a textura estável final. As porções de graxa fabricadas usando os sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado particulares indicadas pelo número de amostra, tiveram as características listadas abaixo na Tabela 1:
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[00040] Para os propósitos desta invenção, as referências aos sulfonatos de cálcio de “boa” qualidade incluem qualquer um que resultaria em uma graxa tendo um ponto de gotejamento acima de 575° F (301,67° C) usando a composição de carbonato de cálcio e metodologia acima descritas (e como descritas no pedido copendente Serial N° 13/664574) e/ou qualquer composição e metodologia da técnica anterior. Similarmente, para propósitos desta invenção, as referências aos sulfonatos de cálcio de “baixa” qualidade incluem qualquer uma que resultaria em uma graxa tendo um ponto de gotejamento de menos do que ou igual a 575°F (301,67°C) usando a composição de carbonato de cálcio e metodologia acima descritas (e como descritas no pedido copendente Serial NQ 13/664574) e/ou qualquer composição e metodologia da técnica anterior.
[00041] Os exemplos de 1 a 5 todos usaram diferentes amostras de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado (isto é, produtos comercialmente disponíveis diferentes) e todos resultaram em graxas de sulfonato de cálcio complexas com pontos de gotejamento acima de 600°F (315,56°C). As amostras de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado usadas nos Exemplos de 6 a 9 eram todas da mesma fonte comercial e foram o mesmo produto comercial; contudo, para garantir que os problemas experimentados com estes exemplos não foram isolados a uma porção particular do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado, as amostras usadas nos Exemplos 8 e 9 foram de duas outras porções diferentes (indicadas como 6B e 6C, respectivamente) do que aquela usada nos Exemplos 6 e 7 (indicada como 6A), Os Exemplos de 6 a 9 todos resultaram em pontos de gotejamento abaixo de 510°F, bem abaixo do ponto de gotejamento desejado de 575°F (301,67°C) ou mais alto. Como a única variável na fabricação destas porções de exemplo da graxa (outra que não a redução equivalente dos ingredientes no Exemplo 9) foi o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado usado, a diferença no ponto de gotejamento deve ser atribuída a alguma anomalia no sulfonato de cálcio particular usado,
[00042] Os mesmos sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado, tendo de boa quanto de baixa qualidade, usados nos exemplos acima também foram usados para fabricar as composições de graxa de sulfonato de cálcio sobrebasificado de acordo com a invenção. Estas composições de graxa e métodos para fabricar tais composições de acordo com a presente invenção são novamente descritas e explicadas com relação aos seguintes exemplos:
[00043] Exemplo 10: Uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio foi preparada como segue: 720,0 gramas do mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN usado no Exemplo 8 (amostra de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado N° 6B) foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 697,9 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F (37,78°C), e 20,0 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100°C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Então 72,00 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foi adicionado. Após 20 minutos, 151,6 gramas de hidroxiapatita de cálcio fmamente dividida com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 20 minutos. Esta quantidade de hidroxiapatita de cálcio foi suficiente para fornecer mais do que a quantidade necessária de basicidade de hidróxido para reagir com e neutralizar o ácido 12-hidroxiesteárico e ácido acético (os ácidos de complexação) que seriam adicionados após a conversão. Então 36,00 gramas de hexileno glicol e 90,0 gramas de água foram adicionados como agentes de conversão. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78°C) e 200°F (93,33°C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Imediatamente, 56,80 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados junto com 5,60 gramas de ácido acético glacial. Estes dois ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção, e depois completamente reagidos com e foram neutralizados pela basicidade de hidróxido fornecida pela hidroxiapatita de cálcio que foi adicionada antes da conversão. A mistura foi então aquecida com um manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300°F, 55,60 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390°F (198,89°C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F (121,11°C), uma porção de 174,5 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionada. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200°F (93,33°C), 10,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170°F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 248. A graxa foi retomada ao misturador e 177,4 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado. A graxa foi deixada misturar por 30 minutos. Esta foi então removida e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável. A graxa tinha uma penetração trabalhada de 276. O por cento de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado na graxa final foi de 33,1%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 643°F.
[00044] Esta graxa do Exemplo 10 tinha um ponto de gotejamento bem acima do alvo desejado de 575° F (301,67° C). De fato, o ponto de gotejamento foi comparável às graxas dos Exemplos 1 a 5 que usaram sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade. Usando a composição de graxa e método de acordo esta forma de realização da invenção, o ponto de gotejamento desta graxa foi em tomo de 150° F (65,56° C) mais alto do que o ponto de gotejamento da graxa fabricada usando carbonato de cálcio e exatamente o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado no Exemplo 8. O rendimento do espessante também satisfez o alvo desejado visto que a porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado foi de menos do que 36% (33,1% no Exemplo 10, que é somente levemente mais alto do que os 31,4% no Exemplo 8).
[00045] Exemplo 11: Este exemplo foi preparado para demonstrar que a hidroxiapatita de cálcio não é simplesmente uma mistura de fosfato de tricálcio e hidróxido de cálcio e que, de fato, esta fornece graxas superiores com base em sulfonato de cálcio se comparado a uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio. De acordo com esta forma de realização, uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio foi preparada como segue: 720,0 gramas do mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN usado no Exemplos 8 e 10 (amostra de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado N° 6B) foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 697,9 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F, e 20,0 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100°C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Então 72,00 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 11,2 gramas de hidróxido de cálcio com pureza de grau alimentício fmamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 20 minutos. Esta quantidade de hidróxido de cálcio foi usada porque, se uma hidroxiapatita de cálcio considerada ser simplesmente uma mistura de fosfato de tricálcio, Ca3(PO4)2, e hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, então 11,2 gramas seriam a quantidade de hidróxido de cálcio que estaria presente em 151,6 gramas de hidroxiapatita de cálcio (a quantidade de pré-conversão de hidroxiapatita de cálcio usada no Exemplo 10 anterior). Então 36,00 gramas de hexileno glicol e 90,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190°F (87,78°C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78°C) e 200°F (93,3 3°C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Imediatamente, 100,6 gramas do mesmo hidróxido de cálcio foram adicionados e deixados misturar. Este hidróxido de cálcio adicional foi necessário para reagir com uma quantidade correspondente de ácido fosfórico (a ser subsequentemente adicionado) de modo a gerar a quantidade de fosfato de tricálcio, Ca3(PO4)2, que estaria presente em 151,6 gramas de hidroxiapatita de cálcio, se a hidroxiapatita de cálcio foi considerada ser simplesmente uma mistura de fosfato de tricálcio e hidróxido de cálcio.
[00046] Então, 56,80 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados junto com 5,60 gramas de ácido acético glacial. Estes dois ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. Então 118,40 gramas de 75% ácido fosfórico em água foram adicionados e deixados reagir com o hidróxido de cálcio adicionalmente adicionado. Esta é a quantidade de ácido fosfórico necessária para reagir com o hidróxido de cálcio adicionalmente adicionado para formar a quantidade de fosfato de tricálcio, Ca3(PO4), que estaria presente em 151,6 gramas de hidroxiapatita de cálcio. Formando-se esta porção desta maneira, a composição final reagida desta porção e o Exemplo anterior 10 neste ponto no processo são idênticos. A única diferença é que no Exemplo 10 o hidróxido para reação com ácidos de complexação é fornecida a pré-conversão pela hidroxiapatita de cálcio considerando que neste exemplo 11 a mesma quantidade de hidróxido é fornecida pela pré- conversão pelo atual hidróxido de cálcio. Os pesos dos ácidos de complexação são os mesmos em ambas as porções. Os pesos do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade são os mesmos em ambas as porções. Os pesos de todos os outros componentes também são os mesmos em ambas as porções.
[00047] A mistura foi então aquecida com um manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300°F (148,89°C), 55,60 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390°F (198,89°C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F (121,11° C), uma porção de 174,5 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionada. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200°F (93,33° C), 10,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170°F (93,33° C). Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 236. A graxa foi retomada ao misturador e 288,0 gramas adicionais do mesmo óleo base parafmico foram lentamente adicionados. Este óleo base adicional foi adicionado de modo a obter uma graxa final com uma penetração trabalhada sobre a mesma como a graxa do Exemplo 10. De modo a fornecer a comparação mais precisa dos pontos de gotejamento da graxa do Exemplo 10 e a graxa deste exemplo, é importante ter sua consistência final (penetração de 60 golpes trabalhada) tão próxima quanto possível. A graxa foi deixada misturar por 30 minutos. Esta foi então removida e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável. A graxa tinha uma penetração trabalhada de 271. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 30,4%. O ponto de gotejamento foi de 530° F (276,67°C).
[00048] As graxas dos Exemplos 10 e 11 ambas tinham um rendimento melhorado do espessante (demonstrado pelo uso de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado bem abaixo de 36% em ambos), e suas penetrações de 60 trabalhadas foram virtualmente idênticas. Contudo, o ponto de gotejamento da graxa do Exemplo 11 foi mais de mais do que 110° F (43,33° C) menor do que a graxa do Exemplo 10. Comparação dos Exemplos 10 e 11 demonstra que a hidroxiapatita de cálcio não é simplesmente uma mistura de fosfato de tricálcio e hidróxido de cálcio. Além disso, isto prova que com relação à reatividade para formar componentes mais espessos de sulfonato de cálcio complexo com excelentes propriedades de ponto de gotejamento, a hidroxiapatita de cálcio não é equivalente ao hidróxido de cálcio, mas é, de fato, superior ao hidróxido de cálcio como a fonte de base. Finalmente, os resultados do Exemplo 11 mostram que quando fabricando as graxas de sulfonato de cálcio complexas usando hidróxido de cálcio como a base contendo cálcio para a reação com ácidos de complexação de acordo com os métodos da técnica anterior, os valores de ponto de gotejamento satisfatórios não são obtidos quando um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade é usado. Contudo, de acordo com uma forma de realização da composição e o método da invenção (como ilustrado no Exemplo 10), o uso da hidroxiapatita de cálcio como a fonte de base cálcio, não fornece valores de ponto de gotejamento aceitáveis mesmo quando usando um sulfonato de cálcio solúvel em óleo de baixa qualidade. Estes resultados não são encontrados na ou esperados pela técnica anterior.
[00049] Exemplo 12: Outra porção foi tomada similar à graxa do Exemplo 10 exceto que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade do Exemplo 4 foi usado (amostra de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado N° 4). A graxa final tinha uma penetração trabalhada de 286. A porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado foi de 28,9%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 643°F (339,44° C).
[00050] Exemplo 13: Outra porção foi tomada similar à graxa do Exemplo 10 exceto que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade do Exemplo 3 foi usado. A graxa final tinha uma penetração trabalhada de 265. A porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado foi de 33,1%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 650° F (343,33° C). Este exemplo e o exemplo anterior mostram que a invenção como demonstrada no Exemplo 10 também fornece excelentes resultados quando usando um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade.
[00051] Exemplo 14: Outra porção foi fabricada a qual foi similar à graxa do Exemplo 10 usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. A única diferença foi que nesta porção, a hidroxiapatita de cálcio foi adicionada após a conversão mas antes dos ácidos de complexação, ácido 12-hidroxiesteárico e ácido acético. A graxa final tinha uma penetração trabalhada de 267. A porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado foi de 33,1%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 646° F (341,1 Io C). Este exemplo prova que quando usando um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade, a hidroxiapatita de cálcio pode ser adicionada como uma base contendo cálcio para a reação com ácidos de complexação antes ou depois da conversão, e que graxa de complexo de sulfonato de cálcio com excelente ponto de gotejamento e rendimento do espessante melhorado são obtidas.
[00052] Exemplo 15: Uma porção da graxa de complexo de sulfonato de cálcio similar ao Exemplo 10 foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Contudo, nesta porção, todos os ácidos de complexação, ácido 12-hidroxiesteárico e ácido acético, foram adicionados antes da conversão ao invés da pós-conversão. Esta porção foi feita como segue: 720,0 gramas do mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN usado no Exemplo 10 foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 697,9 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100° F (37,78° C), e 20,0 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Então 72,00 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 151,6 gramas de hidroxiapatita de cálcio finamente divididos com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 20 minutos. Esta quantidade de hidroxiapatita de cálcio foi suficiente para fornecer mais do que a quantidade necessária de basicidade de hidróxido para reagir com e neutralizar os ácidos de complexação que seriam subsequentemente adicionados. Então 56,80 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 36,00 gramas de hexileno glicol foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 150° F (65,56° C). Então 90 gramas de água e 5,60 gramas de ácido acético glacial foram adicionados. O aquecimento continuou até 190° F (87,78° C) ser atingido. A temperatura foi mantida entre 190° F (87,78° C) e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. A mistura foi então aquecida com um manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F (148,89° C), 55,60 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390°F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F (121,11° C), uma porção de 174,5 gramas porção do mesmo óleo base parafmico foi lentamente adicionada. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 10,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F (76,67° C). Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 220. A graxa foi retomada ao misturador e 409,1 gramas adicionais do mesmo óleo base parafmico foi lentamente adicionado. A graxa foi deixada misturar por 40 minutos. Esta foi então removida e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável. A graxa tinha uma penetração trabalhada de 273. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 29,9%. O ponto de gotejamento foi de 583° F (307,22° C). Como pode ser visto, esta graxa tinha um ponto de gotejamento acima do alvo desejado de 575° F (301,67° C). O rendimento do espessante também satisfez o alvo desejado visto que a porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado foi de menos do que 36%.
[00053] Exemplo 16: Uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio foi tomada similar à graxa do Exemplo 15 exceto que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade do Exemplo 4 foi usado. A graxa final tem uma penetração de 60 golpes realizada de 288. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 31,4%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 644° F (340° C). Este exemplo mostra que a invenção como demonstrada no Exemplo 15 também fornece excelentes resultados quando usando um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade .
[00054] Exemplo 17: Outra porção da graxa de complexo de sulfonato de cálcio foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade usado no Exemplo 10. Contudo, nesta porção tanto a hidroxiapatita de cálcio quanto carbonato de cálcio foram adicionados antes da conversão. Além disso, 40% da quantidade total de ácido 12-hidroxiesteárico e todo o ácido acético foi adicionado antes da conversão. O ácido 12-hidroxiesteárico e ácido acético foram os ácidos de complexação para esta porção. A graxa foi feita como segue: 720,0 gramas do mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN usado no Exemplo 10 foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 585,9 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F (37,78° C), e 20,0 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Então 72,00 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 151,6 gramas de hidroxiapatita de cálcio finamente dividida com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Esta quantidade de hidroxiapatita de cálcio foi suficiente para fornecer mais do que a quantidade necessária de basicidade de hidróxido para reagir com e neutralizar o ácidos de complexação que seriam subsequentemente adicionados. Então 140,0 gramas de carbonato de cálcio finamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 22,72 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 36,00 gramas de hexileno glicol foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 150° F (65,56° C). Então 90 gramas de água e 5,60 gramas de ácido acético glacial foram adicionados. O aquecimento continuou até 190° F (87,78° C) ser atingido. A temperatura foi mantida entre 190° F (87,78° C) e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Devido à graxa estar muito pesada, uma porção adicional de 146,5 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionada. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F (148,89° C), 55,60 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F (211,11° C), uma porção de 73,24 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionada. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 10,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F (76,67° C). Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 227. A graxa foi retornada ao misturador e 380,0 gramas adicionais do mesmo óleo base parafmico foram lentamente adicionados. A graxa foi deixada misturar por 40 minutos. Esta foi então removida e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 265. Esta penetração de 60 golpes trabalhada foi entre 265 e 295. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 29,4%. O ponto de gotejamento foi de 583° F (306,1 Io C).
[00055] Exemplo 18: Uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio foi tomada similar à graxa do Exemplo 17 exceto que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade do Exemplo 4 foi usado. A graxa final tem uma penetração de 60 golpes realizada de 296. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 30,1%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 645° F (340,56° C).
[00056] Nos exemplos anteriores onde a hidroxiapatita de cálcio foi usada como uma base contendo cálcio, houve basicidade de hidróxido suficiente fornecida pela hidroxiapatita de cálcio para reagir com e neutralizar todos os ácidos de complexação. Mesmo no Exemplo 17 onde tanto a hidroxiapatita de cálcio quanto o carbonato de cálcio foram ambos adicionados, a quantidade de hidroxiapatita de cálcio foi suficiente para reagir com e neutralizar todos os ácidos de complexação. Os seguintes exemplos são fornecidos para demonstrar como a hidroxiapatita de cálcio pode ser usada em uma quantidade insuficiente para neutralizar todos os ácidos de complexação contanto que o carbonato de cálcio esteja presente em uma quantidade suficiente para reagir com e neutralizar os ácidos de complexação que não foram neutralizados pela hidroxiapatita de cálcio.
[00057] Exemplo 19: Uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da presente invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio de baixa qualidade sobrebasificado do Exemplo 9 e em que a hidroxiapatita de cálcio e carbonato de cálcio foram adicionados antes da conversão. A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 272,6 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100° F (37,78° C), e 10,00 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 84,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Então 28,40 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente Cl2 foram adicionados. Após 20 minutos, 75,80 gramas de carbonato de cálcio fmamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas de água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190° F (87,78° C) e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Imediatamente, 2,80 gramas de ácido acético glacial foram adicionados seguido por 28,40 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico. Então 19,00 gramas de uma solução de ácido fosfórico a 75% em água foram adicionados. Estes três ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. A mistura foi então aquecida com um manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F (148,89° C), 27,80 gramas de um copolímero de estireno- isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F (121,11° C), 68,16 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170°F (76,67° C). Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 233. A graxa moída foi retomada ao misturador, e 180,0 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado e deixado misturar na graxa por 30 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi 279. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 30,5%. O ponto de gotejamento foi de 588° F (308,89° C).
[00058] Vários aspectos com relação a este exemplo devem ser notados. Primeiro, a hidroxiapatita de cálcio foi adicionada antes do ácido sulfônico Cl2. Em todos os exemplos anteriores onde a hidroxiapatita de cálcio foi adicionada, o ácido sulfônico C12 foi adicionado antes da hidroxiapatita de cálcio. Os resultados desta porção mostram que a ordem em que estes dois componentes são adicionados não é crítica para o sucesso da invenção. Os exemplos subsequentes continuarão a mostra isto. Em segundo lugar, a quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio presentes no sulfonato de cálcio sobrebasificado somente foi suficiente para reagir com e neutralizar cerca de 64% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes. Comparando os resultados de teste deste exemplo ao exemplo anterior 9 (que usou os mesmos ingredientes e o mesmo método, exceto que nenhuma hidroxiapatita de cálcio foi adicionada), é evidente que esta forma de realização da invenção fornece uma melhora no ponto de gotejamento mesmo se o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade foi usado em ambas as graxas.
[00059] Exemplo 20: Uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com outra forma de realização da presente invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio de sobrebasificado de baixa qualidade dos Exemplos 9 e 19 em que a hidroxiapatita de cálcio e o carbonato de cálcio foram adicionados antes da conversão. Além disso, 40% das quantidades totais do ácido 12-hidroxiesteárico e ácido acético foram adicionados antes da conversão. A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 272,6 gramas de um óleo base parafmico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F (37,79° C), e 10,00 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 84,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Então 28,40 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 1,12 gramas de ácido acético glacial e 11,36 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 75,80 gramas de carbonato de cálcio finamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190° F (87,78° C) e 200° F (93,33° C) for 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Imediatamente, 1,68 grama de ácido acético glacial foram adicionados seguido por 17,04 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico. Então 19,00 gramas de uma solução de 75% de ácido fosfórico em água foram adicionados. Estes três ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. A mistura foi então aquecida com um manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F (148,89° C), 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C)em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou até 250° F, 68,16 gramas do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200°F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F. Devido à graxa parecer muito pesada, 102,2 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 235. A graxa moída foi retomada ao misturador, e um 211,1 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado e deixado misturar na graxa por 40 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi de 298. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 27,4%. O ponto de gotejamento foi de 605°F.
[00060] A graxa do Exemplo 20 também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga soldada foi de 620 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio menor tipicamente presente no sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 64% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00061] Exemplo 21: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi a mesmo que a graxa do exemplo anterior 20 exceto que 50% do carbonato de cálcio foram adicionados antes da conversão. Os 50% restantes do carbonato de cálcio foram adicionados após a graxa ter sido aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) e então resfriada abaixo de 300° F. Outros aspetos da fabricação desta graxa foram os mesmos como no exemplo 20. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi 283. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 25,7%. O ponto de gotejamento foi de 579° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 620 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio presente no sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 64% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio que foi adicionado no começo antes da conversão foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidosrestantes.
[00062] Exemplo 22: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi feita similarmente à graxa do Exemplo 21 exceto que o ácido bórico foi adicionado após a conversão como um ácido de complexação. A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 264,6 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F, e 10,00 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 84,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Então 28,40 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 1,12 gramas de ácido acético glacial e 11,36 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 37,90 gramas de carbonato de cálcio fmamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190°F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190° F (87,78° C) e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectrometria de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. A graxa parecia muito pesada, então 82,52 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado. Imediatamente, 1,68 grama de ácido acético glacial foi adicionado seguido por 17,04 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico. Neste ponto, 10,00 gramas de pó de ácido bórico cristalino foi disperso em cerca de 15 mililitros de água e adicionados à graxa. Devido à graxa parecer muito pesada, 68,84 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. Então 19,00 gramas de uma solução a 75% de ácido fosfórico em água foram adicionados. Estes quatro ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F, 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou abaixo de 300° F, outros 37,9 gramas de carbonato de cálcio foram adicionados. Quando a graxa resfriou até 250° F, 142,8 gramas do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33u C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 255. A graxa moída foi retomada ao misturador, e um 120,4 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados e deixados misturar na graxa por 40 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi de 285. O por cento de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado na graxa final foi de 26,7%. O ponto de gotejamento foi de 618° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de maís do que 800 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio presentes no sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 50% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi de muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00063] Exemplo 23: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi feita similarmente à graxa do Exemplo 22 exceto que a quantidade de ácido bórico foi aumentada. Além disso, a quantidade de carbonato de cálcio adicionada antes da conversão foi aumentada de acordo com o aumento no ácido bórico. A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 237,9 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F, e 10,00 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 84,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Então 28,40 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 1,12 grama de ácido acético glacial e 11,36 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 57,3 gramas de carbonato de cálcio finamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190° F (87,78° C) e 200° F (93,33° C)por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. A graxa parecia muito pesada, então 59,48 gramas do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados. Imediatamente, 1,68 grama de ácido acético glacial foi adicionado seguido por 17,04 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico. Neste ponto, 24,00 gramas de pó de ácido bórico cristalino foi disperso em cerca de 20 mililitros de água e adicionados à graxa. Devido à graxa parecer muito pesada, 128,8 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. Então 19,00 gramas de uma solução a 75% do ácido fosfórico em água foram adicionados. Estes quatro ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F, 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou abaixo de 300° F, outros 37,9 gramas de carbonato de cálcio foram adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 245. A graxa moída foi retomada ao misturador, e 161,2 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionada e deixada misturar na graxa por 40 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi 275. O por cento de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado na graxa final foi de 27,9%. O ponto de gotejamento foi de 607° F.
[00064] A graxa do Exemplo 23 também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de mais do que 800 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio do sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 39% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico C12. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00065] Exemplo 24: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi similar à graxa do Exemplo 22 exceto por uma mudança: metade da hidroxiapatita de cálcio foi substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio. A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 295,76 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100° F, e 10,00 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 42,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados. Isto foi seguido por 3,10 gramas de hidróxido de cálcio com pureza de grau alimentício tendo um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns. Após 30 minutos de mistura, 28,40 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 1,12 grama de ácido acético glacial e 11,36 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 37,90 gramas de carbonato de cálcio finamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78° C)e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. A graxa parecia muito pesada, então 73,94 gramas do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado. Imediatamente, 1,68 grama de ácido acético glacial foram adicionados seguido por 17,04 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico. Neste ponto, 10,00 gramas de pó de ácido bórico cristalino foi disperso em cerca de 15 mililitros de água e adicionado à graxa. Então 19,00 gramas de uma solução a 75% de ácido fosfórico em água foram adicionados. Estes quatro ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. Devido à graxa parecer muito pesada, 110,9 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F, 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou abaixo de 300° F, outros 37,9 gramas de carbonato de cálcio foram adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 235. A graxa moída foi retomada ao misturador, e 212,7 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados e deixados misturar na graxa por 30 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi de 291. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 27,2%. O ponto de gotejamento foi de 603° F.
[00066] A graxa do Exemplo 24 também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 800 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio e hidróxido de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio do sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 50% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00067] Na comparação desta porção com as graxas dos Exemplos 22 e 11, é evidente que os efeitos benéficos da hidroxiapatita de cálcio adicionada pré-conversão também são evidentes quando metade da hidroxiapatita de cálcio é substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio (comparar os Exemplos 22 e 24). Contudo, se toda a hidroxiapatita de cálcio é substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio, um ponto de gotejamento muito menor é obtido (Exemplo 11). Em outras palavras, quando usando um sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade para fazer uma graxa de complexo de sulfonato de cálcio, a melhora benéfica em um ponto de gotejamento causado usando a hidroxiapatita de cálcio como as fonte de hidróxido adicionada sozinha é mantida se até metade da hidroxiapatita de cálcio é substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio. Contudo, se toda a hidroxiapatita de cálcio é substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio, as melhoras no ponto de gotejamento são perdidas. Este resultado é inesperado com base na técnica anterior conhecida.
[00068] Exemplo 24A: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com a presente invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi feita como a graxa anterior do Exemplo 22 com uma diferença principal: 75% da hidroxiapatita de cálcio foi substituída com uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio.
[00069] A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 31 1,28 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F, e 10,00 gramas de PAO tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 21,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados. Este foi seguido por 4,70 gramas de hidróxido de cálcio de pureza de grau alimentício tendo um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns. Após 30 minutos de mistura, 28,40 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 1,12 gramas de ácido acético glacial e 11,36 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 37,90 gramas de carbonato de cálcio finamente dividido com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78° C)e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. A graxa parecia muito pesada, então 77,82 gramas do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados. Imediatamente, 1,68 grama de ácido acético glacial foi adicionado seguido por 17,04 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico. Neste ponto, 10,00 gramas de pó de ácido bórico cristalino foi disperso em cerca de 50 mililitros de água quente e adicionado à graxa. Então 19,00 gramas de uma solução a 75% de ácido fosfórico em água foram adicionados. Estes quatro ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. Devido à graxa parecer muito pesada, 116,73 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F, 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou abaixo de 300° F, outros 37,9 gramas de carbonato de cálcio foram adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 253. A graxa moída foi retomada ao misturador, e 75,04 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado e deixado misturar na graxa por 30 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi de 275. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 30,2%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 650° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 620 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio e hidróxido de cálcio adicionado nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio do sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 50% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00070] Comparação desta porção com os exemplos anteriores 11, 22, e 24 indica que os efeitos benéficos da hidroxiapatita de cálcio adicionada pré-conversão também são evidentes não somente quando metade da hidroxiapatita de cálcio é substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio (comparar os Exemplos 22 e 24), mas também quando 75% da hidroxiapatita de cálcio é substituída por uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio (comparar os Exemplos 24 e 24A).
[00071] Exemplo 25: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi feita exatamente como a graxa anterior do Exemplo 24 exceto que todo o carbonato de cálcio foi adicionado após a graxa ter sido aquecida até 390° F (198,89° C)e resfriada até abaixo de 300° F. Diferente da graxa do exemplo anterior 24, nenhum carbonato de cálcio foi adicionado antes da conversão. A graxa final tinha uma penetração de 60 golpes realizada de 281. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 27,0%. O ponto de gotejamento foi de 623° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 800 kg.
[00072] Este exemplo mostra que os efeitos benéficos de substituir metade da hidroxiapatita de cálcio com uma quantidade de hidróxido equivalente de carbonato de cálcio não é dependente da presença do carbonato de cálcio adicionado. O ácido sulfônico Cl2, ácido 12- hidroxiesteárico, ácido acético, e ácido bórico todos foram neutralizados pela basicidade de hidróxido fornecida pela hidroxiapatita de cálcio, o hidróxido de cálcio adicionado, e a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio presentes no sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado. Mas a quantidade deste basicidade foi insuficiente para reagir também com e neutralizar o ácido fosfórico. A única outra fonte de neutralização neste exemplo quando o ácido fosfórico foi adicionado, foi o carbonato de cálcio dispersado originalmente presente no sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado usado para fabricar esta graxa. Cerca de 18,4% daquele carbonato de cálcio muito finamente dispersado foi consumido durante a neutralização do ácido fosfórico. A área de superfície ultra-alta da dispersão muito fina do carbonato de cálcio do sulfonato de cálcio é uma fonte primária de espessamento para todas as graxas de sulfonato de cálcio simples e complexas. Como tal, se esperaria que o consumo de quase 20% daquele carbonato de cálcio muito finamente dispersado afetaria adversamente o rendimento do espessante. Contudo, o rendimento do espessante nesta forma de realização foi excelente (com base em menos do que 30% de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado usado). Este exemplo mostra uma vantagem inesperada da composição e método de acordo com esta forma de realização da invenção.
[00073] Exemplo 26: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da presente invenção foi feita usando o mesmo sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Esta graxa foi feita exatamente como a graxa anterior do Exemplo 25 exceto que todo o ácido 12-hidroxiesteárico foi adicionados antes da conversão ao invés de apenas 40% do ácido 12-hidroxiesteárico sendo adicionado. A graxa final tinha uma penetração de 60 golpes realizada de 283. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo em por cento sobrebasificado na graxa final foi de 28,1%. O ponto de gotejamento foi de 643° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 800 kg. Este exemplo continua a mostrar o benefício constante de substituir metade da hidroxiapatita de cálcio com uma quantidade de hidróxido equivalente de hidróxido de cálcio como a base contendo cálcio quando fabricando as graxas de sulfonato de cálcio complexas que utilizam sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade. Como com a graxa do exemplo anterior 25, o ácido sulfônico C12, ácido 12-hidroxiesteárico, ácido acético, e ácido bórico foram todos neutralizados pela basicidade do hidróxido fornecida pela hidroxiapatita de cálcio, hidróxido de cálcio, e a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado, mas esta basicidade foi insuficiente para neutralizar o ácido fosfórico. O ácido fosfórico foi neutralizado pelo carbonato de cálcio dispersado presente no sulfonato de cálcio. Cerca de 18,4% daquele carbonato de cálcio muito finamente dispersado foi consumido durante a neutralização do ácido fosfórico. Com relação a isto, um excelente rendimento do espessante foi novamente obtido como evidenciado pela baixa porcentagem do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado na graxa final.
[00074] Os Exemplos 25 e 26 também demonstram que, de acordo com estas formas de realização da invenção, o rendimento melhorado do espessante e ponto de gotejamento podem ser obtidos usando a hidroxiapatita de cálcio como uma fonte de base, mesmo quando a basicidade total fornecida pela quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio que podem estar presentes do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado e a soma da hidroxiapatita de cálcio adicionada e qualquer hidróxido de cálcio adicionado é insuficiente para reagir com e neutralizar os ácidos adicionados. Em tal caso, a porção não reagida dos ácidos adicionados pode ser neutralizada por uma porção do carbonato de cálcio fmamente dispersado originando do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado sem afetar adversamente a qualidade da graxa resultante.
[00075] Outros exemplos das formas de realização de acordo com a invenção foram preparados usando sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de “boa” qualidade.
[00076] Exemplo 27: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da presente invenção foi feita usando o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade do Exemplo 4. Como a graxa do Exemplo 22, ácido bórico foi usado como um ácido de complexação. Além disso, 40% do ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados antes da conversão e 50% do carbonato de cálcio foram adicionados antes da conversão. A graxa foi feita como segue: 360,0 gramas do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de 400 TBN de boa qualidade foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 263,3 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F, e 10,00 gramas de PAD tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 84,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Então 36,00 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfônico principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 11,36 gramas de ácido 12- hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 47,60 gramas de carbonato de cálcio finamente divididos com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190° F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78° C)e 200° F (93,33° C) por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. A graxa parecia muito pesada, então 29,26 gramas do mesmo óleo base parafínico foram lentamente adicionados. Imediatamente, 17,04 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados. Neste ponto, 24,00 gramas de pó de ácido bórico cristalino foi disperso em cerca de 50 mililitros de água quente e adicionado à graxa. Então 19,00 gramas de uma solução a 75% de ácido fosfórico em água foram adicionados. Porque a graxa engrossou, 88,03 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F, 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou abaixo de 300° F, outros 47,6 gramas de carbonato de cálcio foram adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 170° F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 239. A graxa moída foi retomada ao misturador, e 141,1 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado e deixados misturar na graxa por 40 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi de 299. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 29,3%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 650° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 800 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 48% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico C12. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00077] Exemplo 28: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de boa qualidade do Exemplo 4. Esta graxa foi exatamente a mesma que a graxa do Exemplo 27 exceto que todo o ácido 12-hidroxiesteárico foi adicionado antes da conversão. A graxa final tinha uma penetração de 60 golpes realizada de 285. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 33,3%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 650° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 800 kg. A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 48% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico C12 Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes.
[00078] Exemplo 29: Outra graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com uma forma de realização da invenção foi feita usando o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado do Exemplo 5. Este sulfonato de cálcio sobrebasificado tinha boa qualidade com relação ao ponto de gotejamento, mas este rendimento do espessante não foi tão bom quanto demonstrado pelos 39,3% de sulfonato de cálcio usados no Exemplo 5. A graxa de acordo com este exemplo foi feita como segue: 360,0 gramas de o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado de baixa qualidade de 400 TBN foram adicionados a um recipiente de mistura aberto seguido por 250,4 gramas de um óleo base parafínico do grupo 1 neutro em solvente tendo uma viscosidade de cerca de 600 SUS a 100°F, e 10,00 gramas de PAÕ tendo uma viscosidade de 4 cSt a 100° C. A mistura sem aquecimento começou usando uma pá de mistura planetária. Após misturar por 5 minutos, 84,00 gramas de hidroxiapatita de cálcio com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 30 minutos. Então 36,00 gramas de um ácido alquilbenzeno sulfôníco principalmente C12 foram adicionados. Após 20 minutos, 1,12 grama de ácido acético glacial e 11,36 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico foram adicionados e deixados misturar por 10 minutos. Então 47,6 gramas de carbonato de cálcio finamente divididos com um tamanho de partícula médio abaixo de 5 microns foram adicionados e deixados misturar por 5 minutos. Então 18,00 gramas de hexileno glicol e 45,0 gramas água foram adicionados. A mistura foi aquecida até a temperatura atingir 190°F (87,78° C). A temperatura foi mantida entre 190°F (87,78° C) e 200° F (93,33° C)por 45 minutos até a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicar que a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino (calcita) ocorreu. Imediatamente, 1,68 grama de ácido acético glacial foi adicionado seguido por 17,04 gramas de ácido 12-hidroxiesteárico. Neste ponto, 24,00 gramas de pó de ácido bórico cristalino foi disperso em cerca de 50 mililitros de água quente e adicionado à graxa. Estes três ácidos foram os ácidos de complexação para esta porção. Devido a esta graxa parecer pesada, 31,0 adicionais gramas do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. A mistura foi então aquecida com uma manta de aquecimento elétrica enquanto continuando a agitar. Quando a graxa atingiu 300° F, 27,80 gramas de um copolímero de estireno-isopreno foram adicionados como um sólido na forma esmigalhada. A graxa foi novamente aquecida até cerca de 390° F (198,89° C) em um tempo em que todo o polímero foi fundido e completamente dissolvido na mistura de graxa. A manta de aquecimento foi removida e a graxa foi deixada resfriar em agitação contínua em ar aberto. Quando a graxa resfriou abaixo de 300° F, outros 47,6 gramas de carbonato de cálcio foram adicionados. Devido à graxa parecer pesada, 51,2 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foram adicionados. Quando a temperatura da graxa resfriou até 200° F (93,33° C), 5,00 gramas de um polímero de poliisobutileno foram adicionados. A mistura continuou até a graxa atingir uma temperatura de 1 70° F. Uma porção da graxa foi então removida do misturador e passada três vezes através de um moinho de três rolos para obter uma textura homogênea estável final. A graxa tinha uma penetração não trabalhada de 243. A graxa moída foi retornada ao misturador, e 67,7 gramas adicionais do mesmo óleo base parafínico foi lentamente adicionado e deixado misturar na graxa por 40 minutos. A graxa final foi removida do misturador e passada três vezes através do moinho de três rolos. A penetração de 60 golpes realizada da graxa foi de 281. O sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado em por cento na graxa final foi de 33,0%. O ponto de gotejamento foi de mais do que 650° F. Esta graxa também foi avaliada de acordo com o Teste de pressão extrema de quatro bolas ASTM D2596. Carga de solda foi de 800 kg.
[00079] A quantidade de hidroxiapatita de cálcio adicionada nesta porção combinada com a quantidade menor de hidróxido de cálcio e/ou óxido de cálcio presentes no sulfonato de cálcio sobrebasificado foi suficiente somente para reagir com e neutralizar cerca de 79% de todos os ácidos adicionados incluindo o ácido sulfônico Cl2. Contudo, o carbonato de cálcio adicionado foi muito mais do que aquele que foi necessário para reagir com e neutralizar os ácidos restantes. Pela comparação desta graxa do exemplo 29 com a graxa do Exemplo 5, em que nenhuma hidroxiapatita de cálcio foi usada, esta forma de realização da invenção melhorou de maneira significante o rendimento do espessante enquanto mantendo o excelente ponto de gotejamento. Deste modo, a presente invenção não somente melhora de maneira consistente os pontos de gotejamento e o rendimento do espessante de graxa de complexo de sulfonato de cálcios quando usando sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado de ponto de gotejamento de baixa qualidade, este também melhorou o rendimento do espessante quando usando sulfonatos de cálcio solúveis em óleo sobrebasificado que possuem boas propriedades de ponto de gotejamento mas baixas propriedades de rendimento do espessante
[00080] Embora os exemplos aqui fornecidos caiam principalmente no grau NLGI N22 ouN°3, com o grau N2 2 sendo o mais preferido, também deve ser entendido que o escopo deste presente invenção inclui todos os graus de consistência NLGI mais duros e mais moles do que um grau N2 2. Contudo, para tais graxas de acordo com a presente invenção que não são de grau NLGI N2 2, suas propriedades devem ser consistentes com aquela que seria obtida se mais ou menos óleo base foi usado de modo a fornecer um produto de grau N2 2, como será entendido por aqueles habilitados na técnica.
[00081] Como aqui usado, o termo “rendimento do espessante” como se aplica a esta invenção deve ter seu sentido convencional, a saber, a concentração do sulfonato de cálcio altamente solúvel em óleo sobrebasificado necessário para fornecer uma graxa com uma consistência específica desejada como medido pelos testes de penetração padrão ASTM D217 ou D1403 comumente usados na fabricação da graxa de lubrificação. Da mesma maneira, como aqui usado, o “ponto de gotejamento” de uma graxa deve se referir ao valor obtido usando-se o teste de ponto de gotejamento padrão ASTM D2265 comumente usado na fabricação da graxa de lubrificação. Como aqui usado, as quantidades de ingredientes identificados pelas porcentagens ou partes são em peso do produto de graxa final, mesmo se o ingrediente particular (tal como água) pode não estar presente na graxa final ou pode não estar presente na graxa final na quantidade identificada para a adição como um ingrediente. Aquele de habilidade comum na técnica apreciará com relação a este relatório descritivo, incluindo o exemplos aqui contidos, que as modificações e alterações à composição e metodologia para fabricar a composição podem ser feitas dentro do escopo da invenção e é intencionado que o escopo da invenção aqui descrito seja limitado somente pela interpretação mais ampla das reivindicações em anexo às quais o inventor é legalmente designado.

Claims (37)

1. Composição de graxa de sulfonato de cálcio, caracterizada pelo fato de que compreende os seguintes ingredientes: menos do que 36% em peso de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado e hidroxiapatita de cálcio tendo a fórmula Ca5(PO4)3OH ou uma fórmula empírica algebricamente equivalente 3Ca3(PO4)2^Ca(OH)2, excluindo uma mistura de fosfato de tricálcio e hidróxido de cálcio; eem que a graxa de sulfonato de cálcio tem um ponto de gotejamento de 575°F (301,67°C)ou mais alto.
2. Composição de graxa de sulfonato de cálcio caracterizada pelo fato de ser obtenível pelo método compreendendo as etapas de:misturar 36% ou menos em peso de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado tendo carbonato de cálcio amorfo dispersado neste com um óleo base, e um ou mais agentes de conversão para formar uma mistura de pré-conversão;converter a mistura de pré-conversão a uma mistura convertida através do aquecimento até a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino ter ocorrido;misturar a hidroxiapatita de cálcio tendo a fórmula Ca5(PO4)3OH ou uma fórmula empírica algebricamente equivalente 3Ca3(PO4)2^Ca(OH)2, excluindo uma mistura de fosfato de tricálcio e hidróxido de cálcio com a mistura de pré-conversão ou a mistura convertida ou ambos; emisturar um ou mais ácidos de complexação com a mistura de pré-conversão ou a mistura convertida ou ambos;em que o um ou mais agentes de conversão são agentes que convertem o carbonato de cálcio amorfo em carbonato de cálcio cristalino;em que o um ou mais ácidos de complexação é selecionado do grupo que consiste em ácidos carboxílicos alifáticos com pelo menos 12 átomos de carbono, ácidos carboxílicos alifáticos com não mais do que 8 átomos de carbono, qualquer composto que reage com a água ou outros componentes para formar tais ácidos carboxílicos, ácido bórico, sais de ácido bórico inorgânicos, aminas boratadas, amidas boratadas, ésteres boratados, alcoois boratados, glicois boratados, éteres boratados, epóxidos boratados, ureias boratadas, ácidos carboxílicos boratados, ácido sulfônicos boratados, epóxidos boratados, peróxidos boratados e ácido fosfórico; eem que a graxa de sulfonato de cálcio tem um ponto de gotejamento de 575°F (301,67°C)ou mais alto.
3. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a graxa tem uma penetração de 60 golpes trabalhada entre 265 e 295.
4. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a graxa é uma graxa de complexo e compreende entre 25% e 32% de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado.
5. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que também compreende os seguintes ingredientes: pelo menos um agente de conversão e pelo menos um ácido de complexação;em que o um ou mais agentes de conversão são agentes que convertem o carbonato de cálcio amorfo em carbonato de cálcio cristalino;em que o um ou mais ácidos de complexação é selecionado do grupo que consiste em ácidos carboxílicos alifáticos com pelo menos 12 átomos de carbono, ácidos carboxílicos alifáticos com não mais do que 8 átomos de carbono, qualquer composto que reage com a água ou outros componentes para formar tais ácidos carboxílicos, ácido bórico, sais de ácido bórico inorgânicos, aminas boratadas, amidas boratadas, ésteres boratados, alcoois boratados, glicois boratados, éteres boratados, epóxidos boratados, ureias boratadas, ácidos carboxílicos boratados, ácido sulfônicos boratados, epóxidos boratados, peróxidos boratados e ácido fosfórico.
6. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a quantidade de hidroxiapatita de cálcio é estequiometricamente insuficiente para neutralizar todo o ácido de complexação.
7. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que também compreende um ou mais outros compostos de cálcio básicos selecionados do grupo que consiste de: hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, carbonato de cálcio adicionado ou qualquer combinação dos mesmos em uma quantidade total suficiente para neutralizar pelo menos um pouco do ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio.
8. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado compreende carbonato de cálcio finamente dispersado e 5% a 30% em peso daquele carbonato de cálcio é usado para neutralizar substancialmente todo o ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio e o um ou mais outros compostos de cálcio básicos.
9. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a quantidade de hidroxiapatita de cálcio é estequiometricamente suficiente para neutralizar todo o ácido ou ácidos de complexação.
10. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que também compreende um ou mais outros compostos de cálcio básicos selecionados do grupo que consiste de: hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, carbonato de cálcio ou qualquer combinação dos mesmos.
11. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que também compreende um ácido facilitador, em que o ácido facilitador é ácido alquil benzeno sulfônico, tendo uma extensão de cadeia de alquila entre 8 e 16 carbonos.
12. Composição de graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 5 caracterizada pelo fato de que o um ou mais agentes de conversão são selecionados do grupo que consiste de álcoois, éteres, glicóis, éteres glicóis, poliéteres glicóis, ácidos carboxílicos, ácidos inorgânicos, nitratos orgânicos, compostos que contêm hidrogênio ativo ou compostos que contêm hidrogênio tautomérico; eem que o um ou mais ácidos de complexação são selecionados do grupo que consiste de um ácido carboxílico de cadeia longa, um ácido carboxílico de cadeia curta, ácido bórico, e ácido fosfórico.
13. Composição de graxa de complexo de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o ácido facilitador é ácido dodecilbenzeno sulfônico.
14. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o sulfonato de cálcio sobrebasificado é um sulfonato de cálcio sobrebasificado de baixa qualidade;em que o sulfonato de cálcio de baixa qualidade é um sulfonato de cálcio que resulta em uma graxa de sulfonato de cálcio tendo um ponto de gotejamento menor do que ou igual a 575° F (301,67°C) quando feito sem usar hidroxiapatita de cálcio.
15. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a graxa tem uma penetração de 60 golpes trabalhada entre 265 e 295.
16. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado é um sulfonato de cálcio de baixa qualidade; em que o sulfonato de cálcio de baixa qualidade é um sulfonato de cálcio que resulta em uma graxa de sulfonato de cálcio tendo um ponto de gotejamento menor do que ou igual a 575° F (301,67°C) quando feito sem usar hidroxiapatita de cálcio.
17. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que também compreende um ou mais compostos de cálcio básicos selecionados do grupo que consiste de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, ou uma combinação dos mesmos, em que o um ou mais outros compostos de cálcio básicos compreendem uma basicidade equivalente de não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecida pelo total da hidroxiapatita de cálcio e o um ou mais compostos de cálcio básicos.
18. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que também compreende um ou mais compostos de cálcio básicos selecionados do grupo que consiste de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, ou uma combinação dos mesmos, em que a hidroxiapatita de cálcio e um ou mais compostos de cálcio básicos são estequiometricamente insuficientes para neutralizar todo o ácido de complexação.
19. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado compreende carbonato de cálcio finamente dispersado e 5% a 30% em peso daquele carbonato de cálcio é usado para neutralizar substancialmente todo o ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio e um ou mais compostos de cálcio básicos.
20. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende os seguintes ingredientes:de 10 a 36% em peso de sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado;de 2% a 20% em peso de hidroxiapatita de cálcio;de 2% a 10% de água;um ou mais outros agentes de conversão em uma quantidade total de 0,1% a 5% em peso eum ou mais ácidos de complexação em uma quantidade total de 2,8% a 11% em peso, eem que o um ou mais agentes de conversão são agentes que convertem o carbonato de cálcio amorfo em carbonato de cálcio cristalino;em que o um ou mais ácidos de complexação é selecionado do grupo que consiste em ácidos carboxílicos alifáticos com pelo menos 12 átomos de carbono, ácidos carboxílicos alifáticos com não mais do que 8 átomos de carbono, qualquer composto que reage com a água ou outros componentes para formar tais ácidos carboxílicos, ácido bórico, sais de ácido bórico inorgânicos, aminas boratadas, amidas boratadas, ésteres boratados, alcoois boratados, glicois boratados, éteres boratados, epóxidos boratados, ureias boratadas, ácidos carboxílicos boratados, ácido sulfônicos boratados, epóxidos boratados, peróxidos boratados e ácido fosfórico.
21. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que também compreende um ou mais outros compostos de cálcio básicos e em que a quantidade de hidroxiapatita de cálcio é estequiometricamente insuficiente para neutralizar todo o ácido de complexação.
22. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o um ou mais outros compostos de cálcio básicos são selecionados do grupo que consiste de: hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, carbonato de cálcio adicionado ou qualquer combinação dos mesmos e em que a quantidade total do um ou mais outros compostos de cálcio básicos é pelo menos estequiometricamente suficiente para neutralizar todo o ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio.
23. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que o sulfonato de cálcio sobrebasificado é um sulfonato de cálcio sobrebasificado de baixa qualidade;em que o sulfonato de cálcio de baixa qualidade é um sulfonato de cálcio que resulta em uma graxa de sulfonato de cálcio tendo um ponto de gotejamento menor do que ou igual a 575° F (301,67°C) quando feito sem usar hidroxiapatita de cálcio.
24. Composição de graxa de sulfonato de cálcio de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que também compreende um ou mais outros compostos de cálcio básicos selecionados do grupo que consiste de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, ou uma combinação dos mesmos, em que o um ou mais outros compostos de cálcio básicos compreendem a basicidade equivalente de não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecida pelo total da hidroxiapatita de cálcio e o um ou mais compostos de cálcio básicos.
25. Método para fabricar graxa de complexo de sulfonato de cálcio sobrebasificado como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreendendo as etapas de:misturar 36% em peso ou menos do sulfonato de cálcio solúvel em óleo sobrebasificado tendo carbonato de cálcio amorfo dispersado neste com um óleo base, e um ou mais agentes de conversão para formar uma mistura de pré-conversão;converter a mistura de pré-conversão a uma mistura convertida através do aquecimento até a conversão do carbonato de cálcio amorfo para carbonato de cálcio cristalino ter ocorrido;misturar a hidroxiapatita de cálcio tendo a fórmula Ca5(PO4)3OH ou uma fórmula empírica algebricamente equivalente 3Ca3(PO4)2^Ca(OH)2, excluindo uma mistura de fosfato de tricálcio e hidróxido de cálcio com a mistura de pré-conversão ou a mistura convertida ou ambos; emisturar um ou mais ácidos de complexação com a mistura de pré-conversão ou a mistura convertida ou ambos;em que o um ou mais agentes de conversão são agentes que convertem o carbonato de cálcio amorfo em carbonato de cálcio cristalino;em que o um ou mais ácidos de complexação é selecionado do grupo que consiste em ácidos carboxílicos alifáticos com pelo menos 12 átomos de carbono, ácidos carboxílicos alifáticos com não mais do que 8 átomos de carbono, qualquer composto que reage com a água ou outros componentes para formar tais ácidos carboxílicos, ácido bórico, sais de ácido bórico inorgânicos, aminas boratadas, amidas boratadas, ésteres boratados, alcoois boratados, glicois boratados, éteres boratados, epóxidos boratados, ureias boratadas, ácidos carboxílicos boratados, ácido sulfônicos boratados, epóxidos boratados, peróxidos boratados e ácido fosfórico; eem que a graxa de sulfonato de cálcio tem um ponto de gotejamento de 575°F (301,67°C)ou mais alto.
26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que também compreende misturar um ou mais outros compostos de cálcio básicos com a mistura pré-conversão ou a mistura convertida ou ambos.
27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o um ou mais outros compostos de cálcio básico são selecionados do grupo que consiste de: hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, adicionado carbonato de cálcio ou qualquer combinação dos mesmos.
28. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a quantidade de hidroxiapatita de cálcio misturada é estequiometricamente insuficiente para neutralizar todo o ácido de complexação e a quantidade total do um ou mais outros compostos de cálcio básicos misturados é estequiometricamente suficiente para neutralizar pelo menos some do ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio.
29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que de 5 a 30% em peso do carbonato de cálcio dispersado originado do sulfonato de cálcio sobrebasificado é usado para neutralizar substancialmente todo o ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio e o um ou mais outros compostos de cálcio básicos.
30. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o sulfonato de cálcio sobrebasificado é um sulfonato de cálcio de baixa qualidade;em que o sulfonato de cálcio de baixa qualidade é um sulfonato de cálcio que resulta em uma graxa de sulfonato de cálcio tendo um ponto de gotejamento menor do que, ou igual a, 575° F (301,67°C) quando feito sem usar hidroxiapatita de cálcio.
31. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o um ou mais ácidos de complexação misturados com a mistura de pré-conversão são diferentes do um ou mais ácidos de complexação misturados com a mistura convertida.
32. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a hidroxiapatita de cálcio é misturada somente com a mistura convertida em uma quantidade estequiometricamente suficiente para neutralizar todo o ácido ou ácidos de complexação.
33. Método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma porção de um ou mais ácidos de complexação é misturada com a mistura convertida.
34. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que também compreende misturar o carbonato de cálcio adicionado e um ou mais outros compostos de cálcio básicos com a mistura de pré-conversão ou a mistura convertida ou ambos;em que a hidroxiapatita de cálcio e um ou mais outros compostos de cálcio básicos são estequiometricamente insuficientes para neutralizar todo o ácido de complexação;em que o carbonato de cálcio adicionado é estequiometricamente suficiente para neutralizar substancialmente todo o ácido de complexação não neutralizado pela hidroxiapatita de cálcio e um ou mais outros compostos de cálcio básicos; eem que o um ou mais outros compostos de cálcio básicos são selecionados do grupo que consiste de hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, ou uma combinação dos mesmos.
35. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o um ou mais outros compostos de cálcio básicos são selecionados do grupo que consiste de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, ou uma combinação dos mesmos;e em que o um ou mais outros compostos de cálcio básicos compreendem basicidade equivalente de não mais do que 75% da basicidade de hidróxido equivalente fornecida pelo total da hidroxiapatita de cálcio e o um ou mais compostos de cálcio básicos.
36. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que nenhum óxido de cálcio ou hidróxido de cálcio é adicionado.
37. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a hidroxiapatita de cálcio é misturada com a mistura de pré- conversão em uma quantidade suficiente para reagir completamente com e neutralizar ácidos de complexação adicionados subsequentemente.
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