Schmiermittel Die Erfindung bezieht sich auf ein Schmiermittel, das ein Schmieröl oder -fett und mindestens, ein Metallsalz einer niedrigmolekularen Carbonsäure mit 1 bis 3 Kohllenstoffatomen pro Molekül und. min- destens ein Metallsalz mindestens einer Carbonsäure mit mittlerem Molekulargewicht mit 7 bis 10 Kohlen- stoffatomen pro Molekül,
wobei das molekulare Verhältnis von niedrigmolekularen Carbonsäuren zu mittelmolekularen Carbonsäuren 2: 1 bis 40: 1 ist, oder mindestens einen aus den genannten Metall salzen in den angegebenen Mengenverhältnissen gebildeten Komplex enthält.
Zweckmässig wird eine Mischung der genannten Metallsalze oder der erwähnte Komplex Mineral- schmierölen oder synthetischen Schmierölen in zur Schmierfettbildung erforderlichen Mengen von etwa 5 bis 49 Gew:1/o, vorzugsweise 10 bis 30 Gew O/o, zugesetzt, um Konsistenzfette mit hoher Belastbarkeit und Temperaturbeständigkeit herzustellen.
Die erwähnten niedrigmolekularen Säuren können gesättigte und ungesättigte Carbonsäuren mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sein, wie Ameisen" Essig-, Propion-, Milch- und Acrylsäure. Die Essigsäure wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung speziell bevorzugt. Im allgemeinen sollten die niedrigmole- kularen Carbonsäuren eine Verseifungszahl von über 540 besitzen.
Man kann auch Mischungen der niedrig molekularen Säuren verwenden.
Die mittelmolekularen Carbonsäuren sind die jenigen mit 7-10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 8-9 Kohlenstoffatomen. Man kann sowohl ge sättigte als ungesättigte Carbonsäuren verwenden, doch werden die gesättigten bevorzugt.
Auch ver- zweigtkettige Säuren sind verwendbar, doch bevor zugt man die gradkettigen oder im wesentlichen grad- kettigen für die Herstellung verhältnismässig starrer Fette. Einzelne mittelmolekulare Säuren oder deren Mischungen mit einer durchschnittlichen Verseifungs- zahl von 3l0-440, vorzugsweise 320=420, werden bevorzugt.
Einige der diesen Anforderungen entspre chenden Säuren werden nachstehend aufgezählt: 5@Methyl-2-carboxyhexan, Heptylsäure (Oenanthyl- s:äure), Octyls:äure (Caprylsäure), 2-Äthylhexyls:
äure, C8 Oxosäuren, Nonylsäure (Pelargonsäure), Decyl= säure (Caprinsäure), Clö Oxosäuren, wobei die Oxo- säuren die nach den bekannten Oxo-Syntheseverfah- ren aus Kohlenoxyd, Wasserstoff und Olefinen erhal ten wurden.
Als Olefine verwendet man bei der Her stellung von Cä und Cl.- Oxosäuren C7 und C9 Poly mere des Propylens mit oder ohne etwas Butylen. Man kann auch im Handel erhältliche Gemische dieser Säuren von mittlerem Molekulargewicht ver wenden.
Die Wahl der Metallkomponente hängt in ge wissem Masse vom Zweck ab, für welchen die Kom plexe oder Mischungen verwendet werden sollen. Für viele Zwecke eignen sich die Erdalkalimetalle Kalzium, Strontium, Magnesium und Barium.
Sie bieten die grössten Vorteile bei Verwendung als Ver- dicker für Schmierfette, da sie .die Herstellung sol cher Fette mit hervorragender Belastungsfähigkeit und bei befriedigender Strukturstabilität bei hohen Temperaturen und mechanischer Beanspruchung, selbst ohne Verwendung der üblichen Hochdruck zusätze und Stabilisiermittel gestatten. In, dieser Be ziehung wird Kalzium besonders bevorzugt.
Die Erd- alkalimetalle unterscheiden sich in dieser Hinsicht von den Alkalimetallen Natrium, Kalium und Li- thium. Mit Alkalimetallen hergestellte Komplexe oder Mischungen haben eine geringere gelierende Wirkung für Öl als die mit Erdalkalimetallen hergestellten. Andere für die Zwecke der Erfindung geeignete Metalle sind die Schwermetalle der Gruppen; I, II und IV des periodischen Systems.
Insbesondere kann man Oxyde der Metalle Kupfer, Zink und Blei ent weder allein oder zusammen: mit Erdalkalimetall- oxydden oder -hydtoxyden verwenden. Kupfer und Zink z. B. erteilen den Komplexverbindungen fun- gicide Eigenschaften. Blei anderseits erhöht die Be lastbarkeit.
Die Metallkomponente der Salze beider Säure klassen kann aus einem oder mehreren der oben genannten Metalle bestehen. Meist werden die Salze das gleiche Metall enthalten, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich.
Die Salzkomplexe der wasserhaltigen oder wasser freien Mischungen können durch gemeinsame Neu tralisierung einer Mischung der Säuren mit ,geeigneten Basen, speziell den Hydroxyden und der Karbo naten der gewünschten Metalle, erhalten werden. Die Neutralisierung kann in, situ im flüssigen Träger, dem die Komplexverbindung bei der Verwendung zugesetzt werden, soll, erfolgen, wenn dieses unter den Neutralisationsbedingungen stabil ist.
Diese Her- stellungsmethode ist besonders erwünscht, wenn die Salze die gleichen Metallkomponenten enthalten. Die Temperatur, bei der die gemeinsame Neutralisierung erfolgt, oder auf welche das neutralisierte Produkt erhitzt wird, hängt von der Art des gewünschten Endproduktes ab. Wenn ein Salzkomplex erwünscht ist, wird die Temperatur oberhalb 200 C liegen.
Wünscht man die Bildung einer wasserfreien Mi schung, so kann man bei Temperaturen im Bereiche von etwa 120-180 C arbeiten, während für die Bildung von wasserhaltigen Mischungen Tempera turen im Bereich von etwa 65 bis 98 C anwend bar sind. Wenn man die Erhitzung in einem flüssigen Dispergiermittel ausführt, so sollte letzteres einen Siedepunkt oberhalb der Erhitzungstem- peratur aufweisen, oder man sollte unter Druck arbeiten.
Die Komplexe oder Mischungen können aber auch hergestellt werden, indem man mindestens einen Teil oder das gesamte Salz der niedrigmolekularen und-/oder mittelmolekularen Carbonsäure getrennt herstellt, die Salze innig vermischt und dann auf die gewünschte Temperatur erhitzt. Diese Methode emp fiehlt sich insbesondere dann, wenn für Salzkom ponenten verschiedene Metalle verwendet werden oder wenn es unzweckmässig ist, grosse Säuremengen zu lagern.
Die in einem flüssigen Dispergiermittel oder Lösungsmittel hergestellten Komplexe oder Mischun gen können aus ihren Dispersionen durch Lösungs- mittelextraktion gewonnen werden, indem man das Dispers.ionsmittel mit einem Lösungsmittel, das die Salze nicht löst, extrahiert. Heptan ist beispielsweise ein geeignetes Lösungsmittel für Mineralöl, um den Komplex oder die Mischung aus einem Schmierfett zu isolieren.
Die richtige Wahl des Lösungsmittels hängt von den Löslichkeitseigenschaften des flüssigen Vehikels ab.
Beiden erfindungsgemässen Schmiermitteln kön nen die Reinigungs- und HD-Eigenschaften (HD = heavy duty) der Komplexe oder Mischungen in Verbindung mit den verschiedensten Mineralölen oder synthetischen Schmierölen nutzbar gemacht werden.
Man kann so verhältnismässig grosse Anteile an ak tivem Metall in die Öle einführen. Im allgemeinen sollte das Schmieröl bei 37,8 C eine Viskosität von etwa 60-10000 SUS und von etwa 35-200 SUS bei 99 C aufweisen (SUS = Saybold Universal Sekunden). Der Stockpunkt sollte zwischen etwa -6 und - 60 und der Flammpunkt zwischen etwa 176 und 344 C liegen.
Die Schmierölgrundlage kann auch eine Mischung aus etwa 50-85 Gew:o/o, eines verhältnismässig niedrig viskosen Öls von 30-75 SUS bei 99 C und 15-49 Gew.'/o eines verhältnismässig hochviskosen Öls von 2200-10000 SUS bei 38 C sein. Wie oben gesagt, kann man sowohl ganz oder teilweise synthetisches als auch Mineralschmieröl als flüssige Phase des Schmiermittels verwenden.
Synthe tische Schmieröle sind Kohlenwasserstoffe, Kohlen wasserstoffpolymere, Ester, komplexe Ester, Formale, Mercaptale, Polyalkylenoxyd, Silikone oder ähnliche Typen.
Synthetische Öle wie die Diester von alipha- tischen Dicarbonsäuren wie Di-2-äthylsebacat, Di-C$ oxo-azelat, und Di-C8 oxo-adipat können ebenfalls verwendet Werden.
Andere geeignete synthetische Öle sind komplexe Ester aus polybasischen Carbon- säuren, mehrwertigen Alkoholen, einbasischen Säuren und,/oder einwertigen Alkoholen, wie die komplexen Ester auf Grundlage von Glykol oder zweibasischen Säuren.
Zur Herstellung der verbesserten Schmierfette können die Komplexsalze in Mengen von etwa 5 bis 49 Gew.o/o, vorzugsweise 10-30 Gew /o, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierfetts verwendet werden.
Die Komplexe oder Mischungen können auch in einem niedrigviskosen Mineral- und/oder synthe- tischen Schmieröl erzeugt werden, wonach man das so erhaltene Gemisch mit höher viskosen Ölen ver mischen kann, um das Schmierfett herzustellen.
Die Reinigungseigenschaften und das Verhalten bei extrem hohen Drücken der Komplexe oder Mischungen können Schmierölen auch für andere Zwecke als zur Herstellung von Schmierfetten ein verleibt werden. Auch in diesem Falle ist es er wünscht, verhältnismässig grosse Mengen wirksames Material ohne Sedimentierungsgefahr in das Öl ein zuführen. Man kann sowohl Mineralöle als auch syn thetische Schmieröle verwenden. Ausgezeichnete Er gebnisse erhält man beispielsweise, wenn man die wasserfreien Salzmischungen einem Schmieröl zusetzt, das als Oberschmiermittel für die Zylinder eines Schiffsdieselmotors verwendet wird.
Die gleichen Salzkomplexe kann man Schmier- mitteln für die Metallbearbeitung, z. B. Schneideölen, Ziehkompositionen usw. vom Typus der Mineralöl- emulsionen zusetzen, um deren Verhalten bei höheren Drücken zu verbessern. In diesem Falle können die Metallkomplexmischungen andere Zusätze, die Schwefel, Chlor, Schwefelchloride und Phosphor ent halten, ergänzen oder ersetzen.
Wie bereits gesagt, hat die Temperatur, auf welche die Salzmischungen erwärmt werden, eine entschei dende Wirkung auf die Eigenschaften der erhaltenen Produkte. Stellt man z. B. diese Salze in schmier fettbildenden Mengen in einem Schmieröl her, indem man die Säuren gemeinsam bei Temperaturen unter der Entwässerungstemperatur, z. B. bei der durch die Reaktionswärme .entwickelten Temperatur von beispielsweise etwa 55 C und unterhalb 94 C, so haben die erhaltenen Produkte schmierfettartige Eigenschaften und können für .spezielle Zwecke ver wendet werden. Sie eignen sich jedoch in der Regel nicht als Schmiermittel bei hohen Temperaturen.
Neutralisiert man die Säuren gemeinsam bei Tempe raturen, bei denen das Wasser weggeht, jedoch noch keine Komplexbildung stattfindet, das heisst bei 120 bis 177 C, so sind die erhaltenen Produkte flüssig oder halbflüssig. Wenn die Herstellung der Mischung oder die Erhitzung bei Temperaturen durchgeführt wird, wo Komplexbildung oder Reaktion stattfindet, das heisst bei über 200, vorzugsweise 220=290 C, erhält man Produkte mit vollkommen verschiedenen Eigenschaften, wie schmierfettartige Konsistenz, hohe Schmelzpunkte, Stabilität, ausgezeichnete Ergebnisse im Almen-Test unter schlagartigen oder allmählich zunehmenden Belastungen usw.
Die Maximaltempe ratur ist diejenige, bei der die thermische Zersetzung einsetzt. Die thermische Zersetzung von Schmierölen beginnt oberhalb 340' C.
<I>Beispiel 1</I> Eine Anzahl Schmierfette auf Mineralölgrundlage, die mit Kalziumsalzkomplexen der Essigsäure und Capry1säure verdickt wurden und wie in Tabelle I zusammengesetzt waren, wurden wie folgt hergestellt.
Das Kaläiumhydroxyd und alles Mineralschmieröl wurden in einen heizbaren Fettkessel :gegeben. Nach innigem Vermischen des Inhalts zu einer glatten Suspension, ohne äussere Wärmezufuhr, wurde die Mischung von Essigsäure und Caprylsäure zugesetzt. Nach etwa 30 Minuten begann die Reaktionstempe ratur abzuklingen und man erhöhte die Temperatur unter Rühren auf etwa 250 C. Dann setzte man Phenyl-a-Naphthylemin unter Rühren zu und kühlte bis auf etwa 93 C.
Bei dieser Temperatur wurde das Fett durch einen Homogenisator nach Gaulm ge schickt und filtriert.
Die so hergestellten Schmierfette wurden den Prüfungen nach den Normen der ASTM hinsichtlich Penetration, Tropfpunkt, Dauer der Schmierfähigkeit, Löslichkeit in siedendem Wasser, Oxydationsprobe nach Norma Hoffmanli, Timken-Test, Almen-Test u.sw. unterzogen.
Die Zusammensetzung dieser Schmierfette und ihr Verhalten sind in der nachtfol genden Tabelle I zusammengestellt.
EMI0003.0044
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 5,0 <SEP> 8,5 <SEP> 12,0 <SEP> 15,0 <SEP> 21,0 Caprylsäure <SEP> 12,0 <SEP> 10;0 <SEP> 6,0 <SEP> 3,6 <SEP> 3,0
<tb> Kalkhydrat <SEP> 7,0 <SEP> 8,5 <SEP> 9,8 <SEP> 11,1 <SEP> 15,2
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (55 <SEP> SUS/99 <SEP> C) <SEP> 69,8 <SEP> 72,5 <SEP> 71,7 <SEP> 69,8 <SEP> 60,3
<tb> Molverhältnis: <SEP> niedrigmol.ekulare <SEP> Säure
<tb> zu <SEP> mittelmolekularer <SEP> Säure <SEP> 1: <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> :
<SEP> 1 <SEP> 4,8: <SEP> 1 <SEP> <B>10:</B> <SEP> 1 <SEP> 20: <SEP> 1
<tb> Verseifungszahl <SEP> (ohne <SEP> Essigsäure) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 389 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<tb> % <SEP> Ca-Metall <SEP> (im <SEP> Komplex <SEP> gebunden) <SEP> 3,8 <SEP> 4,6 <SEP> 5,3 <SEP> 6,0 <SEP> 8,2
<tb> <I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> ausgezeichnet, <SEP> glatt, <SEP> homogen <SEP> - <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> .
<tb> ASTM <SEP> Penetration <SEP> (mml-10 <SEP> bis <SEP> + <SEP> 25 C)
<tb> unbeansprucht <SEP> 220 <SEP> 176 <SEP> 262 <SEP> 340 <SEP> 355
<tb> beansprucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> 278 <SEP> 160 <SEP> 293 <SEP> 355 <SEP> 385
<tb> beansprucht <SEP> <B>100000</B> <SEP> Schläge <SEP> 315 <SEP> 245 <SEP> 350 <SEP> _ <SEP> 400 <SEP> halbflüssig
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> ASTM <SEP> D-566 <SEP> 260 <SEP> + <SEP> <B>260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+</B> <SEP> 260 <SEP> +
<tb> Radlagerprobe <SEP> (660 <SEP> Touren/Min.) <SEP> bestanden <SEP> bestanden <SEP> bestanden <SEP> bestanden <SEP> bestanden
<tb> N. <SEP> L. <SEP> G. <SEP> I.
<SEP> Schmierfähigkeitsdauer <SEP> (h)
<tb> (121 C <SEP> -l0000 <SEP> Touren/Min.) <SEP> 846 <SEP> - <SEP> 2100 <SEP> 651 <SEP> -
EMI0004.0001
Man sieht, dass Komplexe, die mindestens 2 Mol Essigsäure pro Mol Capry1säure enthielten, Schmier fette (Nrn. 2-5) von ausgezeichneter Konsistenz, hohem Tropfpunkt, ausserordentlichem Belastungs- aufnahmevermögen usw. ergaben. Schmierfett Nr.
1, das ein äquimolekulares Verhältnis von Essigsäure zu Caprylsäure enthielt, war hinsichtlich seiner Hoch druckeigenschaften unter sonst vergleichbaren Bedin gungen weit unterlegen. Fette, die mindestens 4,8 Mol Essigsäure pro Mol Caprylsäure enthielten (Nrn. 3 bis 5) hatten besonders gute Hochdruckeigenschaften, indem sie sowohl den Almen-Test mit Schlagbelastung und zunehmender Belastung erfüllten, desgleichen den Timken-Test bei 20,41 kg Belastung.
Der letztere ist ein Kriterium für die Verwendungsfähigkeit eines Fettes in Stahlwalzwerken und insbesondere in Tim kenlagem.
<I>Beispiel 2</I> Eine Anzahl Schmierfette auf Mineral'ölbasis (Nr. A-E) entsprechend den in der folgenden Ta- belle II angegebenen Rezepten wurden im wesent lichen wie im Beispiel 1 hergestellt.
Schmierfett C und D wurden entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung herge stellt, während die Fette A und E zu Vergleichs zwecken dienten.
Schmierfett F wurde zu Vergleichszwecken her gestellt, indem man hydriertes Rizinusöl, die Hydrofol- säure, das Kal'ziumhydroxyd und das gesamte Mine ralschmieröl in einen mit Rührwerk versehenen heiz baren Kessel gab. Die Mischung wurde auf etwa 550 C erwärmt und die Essigsäure zugegeben. Man erhitzte bis auf 260 C, unterbrach die Wärmezufuhr und kühlte, immer unter Rühren, auf 930C. Dann wurde das Fett in einem Homogenmischer nach Gaulin bei hoher Scherbeanspruchung homogenisiert.
Die Zusammensetzung und Eigenschaften der Schmierfette dieses Beispiels sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.
EMI0004.0043
<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F*
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 12,0 <SEP> 12,0 <SEP> 12,0 <SEP> 8,0 <SEP> 8,0 <SEP> 7,9
<tb> Caprinsäure, <SEP> Cio <SEP> 4,0
<tb> Stearinsäure, <SEP> C1$ <SEP> 4,0
<tb> Caprylsäure, <SEP> C$ <SEP> 4,5 <SEP> 6,0
<tb> Capronsäure, <SEP> C6 <SEP> 6,0 <SEP> 1,5
<tb> Kalkhydrat <SEP> 10,3 <SEP> 9,8 <SEP> 9,8 <SEP> 6,5 <SEP> 6,0 <SEP> 6,42
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Mineralschmieröl
<tb> (55 <SEP> SUS/990 <SEP> C) <SEP> 71,2 <SEP> 71,7 <SEP> 71,7 <SEP> 81,
0 <SEP> 81,5 <SEP> 77,68
<tb> Molverhältnis: <SEP> Essigsäure
<tb> zu <SEP> höheren <SEP> Säuren <SEP> 3,8 <SEP> 4,5 <SEP> 4,8 <SEP> 5,7 <SEP> 9,5 <SEP> 5,0
<tb> Verseifungszahl <SEP> der <SEP> Säuren
<tb> (ohne <SEP> Essigsäure) <SEP> 483 <SEP> 413 <SEP> 389 <SEP> 326 <SEP> 197 <SEP> '\ <SEP> Fett <SEP> F <SEP> ist <SEP> zu <SEP> Vergleichszwecken <SEP> angeführt. <SEP> Es <SEP> wurde <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Seifenmischung <SEP> aus <SEP> hydriertem <SEP> Rizinusöl, <SEP> 3,75%, <SEP> und <SEP> technischer
<tb> Stearinsäure <SEP> in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Hydrofolsäure <SEP> 51 <SEP> (hydrierte <SEP> Fischölsäuren), <SEP> <B>3,750/0,</B> <SEP> hergestellt.
EMI0005.0001
<I>Tabelle <SEP> 11</I> <SEP> (Fortsetzung)
<tb> <I>Eigenschaften</I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F*
<tb> Aussehen <SEP> halb- <SEP> ausge- <SEP> ausge- <SEP> ausge- <SEP> ausge- <SEP> ausge flüssig <SEP> zeichnet <SEP> zeichnet <SEP> zeichnet <SEP> zeichnet <SEP> zeichnet
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> <B>260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+</B>
<tb> Penetrationen <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/10)
<tb> unbeansprucht <SEP> schlechte <SEP> 2:
62 <SEP> 262 <SEP> 300 <SEP> 242 <SEP> 103
<tb> beansprucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> Struktur <SEP> 280 <SEP> 293 <SEP> 325 <SEP> 262 <SEP> 144\
<tb> beansprucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> 370 <SEP> 350 <SEP> 372 <SEP> 340 <SEP> H. <SEP> D.-Eigenschaften
<tb> Timken-Test <SEP> (Belastung <SEP> 18,14 <SEP> kg) <SEP> erfüllt <SEP> erfüllt <SEP> erfüllt <SEP> erfüllt <SEP> versagt <SEP> versagt Die verwendeten Komplexverbindungen enthalten ausser Essigsäure eine Säure oder ein Säuregemisch von mittlerem Mol'ekulargewicht. Die mittleren Ver- seifungszahlen der Säuren (ohne Essigsäure) lagen im Bereiche von etwa 320-420 und ergaben Fette (Nr.
B-D) mit ausgezeichneten HD-Eigenschaften, Verdickungs- und Stabilitätsverhalten. C und D waren am besten, da sie nach erfolgter Beanspruchung die geringsten Änderungen der Penetrationswerte aufwie sen.
Eine Kombination, von Eisessig und Stearin säure (Fett E) in hohem Molekularverhältnis ergab Fette mit recht hohem Metallgehalt von langer Schmierdauer, aber schlechten HD-Eigenschaften. Eine Kombination von Essigsäure mit Capronsäure mit nur 6 Kohlenstoffatomen pro Molekül (Fett A) hat gute HD-Eigenschaften, doch, wenn überhaupt, nur geringe Fettstruktur.
<I>Beispiel 3</I> (Einfluss von aliphatischen Säuren mit verzweigten Ketten) Drei Schmierfette (G, H und I) wurden herge stellt, indem man alles Mineralschmieröl und Kal- ziumhydroxyd in einen heizbaren Kessel gab, zu einer innigen glatten Dispersion vermischte und dann die verwendeten Säuregemische ohne äussere Wärme zufuhr zusetzte. Wenn die Reaktionstemperatur abzu klingen begann, wurde auf 260 erhitzt, die Wärme zufuhr unterbrochen .und auf 135 C abgekühlt. Dann wurde im Homogenisator von Gaulin bei 210 bis 350 kg/cm2 homogenisiert.
Zum Vergleich stellte man das Fett Nr. J her durch Verseifung von tierischem Fett (12,00/e) mit Kalziumhydroxyd (1,7"/o) und Dispergierung der so erhaltenen Seife in neutralem Mineralöl mit einer Viskosität von 55 SUS bei 99 C (85,3 %)
. Zwecks Stabilisierung der Seife im Öl wurde 1 % Wasser zugesetzt. Es handelt sich hier um ein typisches Handelsprodukt.
Fett Nr. K wurde hergestellt durch Vermischen von 50 % Fett Nr. G mit 50 % Fett Nr. J bei 82 bis 93 C und Homogenisierung im Gaulin-Apparat bei 350 kg/cm@.
Die Zusammensetzungen und Eigenschaften die ser Schmierfette sind in der Tabelle III zusammen gestellt.
EMI0005.0066
<I>Tabelle <SEP> 111</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> G <SEP> H <SEP> I <SEP> J <SEP> k <SEP> K
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 12,0 <SEP> 12,0 <SEP> 12,0
<tb> C8-Oxosäure <SEP> 6,0
<tb> C,0- <SEP> Oxosäu.re <SEP> 3,0
<tb> 2-Äthyl-hexylsäure <SEP> 6,0
<tb> Technische <SEP> Caprylsäure <SEP> 3,0
<tb> Ca(OH)2 <SEP> 9,6 <SEP> 9,6 <SEP> 9,8
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (55 <SEP> SUS/99 <SEP> C) <SEP> 71,9 <SEP> 71,9 <SEP> 71,7
<tb> Molverhältnis:
<SEP> Essigsäure <SEP> zu
<tb> höheren <SEP> Säuren <SEP> 4,8 <SEP> 4,8 <SEP> 5,2 <SEP> - <SEP> Verseifungszahl <SEP> (ohne <SEP> Essigsäure) <SEP> 389 <SEP> 389 <SEP> 355 <SEP> - <SEP> % <SEP> Alkalinität <SEP> (als <SEP> NaOH) <SEP> 0,51 <SEP> 0,34 <SEP> 0,89 <SEP> - <SEP> "\ <SEP> Die <SEP> Rezepte <SEP> für <SEP> J <SEP> und <SEP> K <SEP> sind <SEP> im <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> angegeben.
EMI0006.0001
Man kann .erkennen, dass durch die Verwendung von Säuren mit verzweigten Ketten, wie Oxosäuren, als Säuren von mittlerem Molekulargewicht im kom plexen Verdickungsmittel sehr weiche oder halb- flüssige Schmiermittel erhalten wurden.
Die Oxo- Säuren werden erhalten aus verzweigtkettigen Ole- finen, wie sie durch Polymerisation von Propylen allein oder zusammen mit Butyl'en hergestellt werden können. Diese Schmierfette haben, einen hohen Ge halt an Verdickungsmittel in stabiler, nicht ausschei dender Dispersion und eine ausgezeichnete Belast barkeit. Siehe Fette G, H und I.
Diese weichen oder halbflüssigen Fette können auch als ND-Zusätze für einfache, mit Seifen verdickte Fette verwendet werden, wobei man Schmierfette mit verbessertem Belastungsvermögen erhält (Fett Nr. K).
Die erfindungsgemäss erhältlichen verdickten Schmierfette können auch verwendet werden, um die Wasserlöslichkeit und die Schmiereigenschaften von mit Natriumkomplexseifen verdickten Schmierfetten stark zu verbessern. Die letzteren sind gut bekannt in der Technik und werden erhalten durch Verseifung von Rapsöl bei etwa 232-271 C in Gegenwart von Mineralschmieröl. Durch Vermischen des Natrium seifenfetts mit einem komplexen Kalziumacetat- caprylat werden die oben erwähnten unerwarteten Ergebnisse erzielt.
Ausserdem lassen sich die Eigen schaften des Natriumseifenfetts in beinahe jedem Umfang durch Einstellung der Zusammensetzung der Mischung modifizieren. So ergibt beispielsweise eine Mischung von etwa gleichen Teilen dieser beiden Schmierfettypen eine Schmierlebensdauer von etwa 5000 Stunden in einem Lager, das mit<B>10000</B> Um drehungen pro Minute bei 121 C läuft.
<I>Beispiel 4</I> Nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren stellte man eine Anzahl Schmierfette auf Grundlage von mit Calziumsalzkomplexen der Essigsäure und technischen Gemischen der Caprylsäure verdickten Mineralschmierölen her, deren Zusammensetzung in der folgenden Tabelle IV angegeben ist.
EMI0006.0033
<I>Tabelle <SEP> IV</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> L <SEP> M <SEP> N <SEP> O= <SEP> P <SEP> Q3
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 12,0 <SEP> 12,0 <SEP> 12,0 <SEP> 9,60 <SEP> 18,0 <SEP> 9,0
<tb> Technische <SEP> Caprylsäurel <SEP> 6,0 <SEP> 6,0 <SEP> 6,0 <SEP> 4,80 <SEP> 9,0 <SEP> 4,5
<tb> Ca(OH)2 <SEP> 9,8 <SEP> 9,8 <SEP> 9,8 <SEP> 7,84 <SEP> 14,5 <SEP> 7,4
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,40 <SEP> 1,0 <SEP> 0,5
<tb> Mineralschmieröl
<tb> 500 <SEP> SUS/37<B>0</B> <SEP> C <SEP> 71,7
<tb> 600 <SEP> SUS/37<B>11</B> <SEP> C <SEP> 71,7 <SEP> 57,36
<tb> 900 <SEP> SUS/37 <SEP> C <SEP> 71,7 <SEP> 57,5 <SEP> 28,6
<tb> 5000 <SEP> SUS/37<B>0</B> <SEP> C <SEP> 20,00 <SEP> 50,0
<tb> Molverhältnis:
<SEP> Essigsäure <SEP> zu
<tb> höheren <SEP> Säuren <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 5 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<tb> Verseifungszahl <SEP> (ohne <SEP> Essigsäure) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 379 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> .
<tb> 1 <SEP> <B>5,0 <SEP> ?7"</B> <SEP> Capron-, <SEP> 75% <SEP> Capryl-, <SEP> 200/0 <SEP> Caprinsäure.
<tb> 2 <SEP> Verschnitten <SEP> durch <SEP> Verdünnen <SEP> von <SEP> Fett <SEP> M <SEP> mit <SEP> weiterem <SEP> Öl <SEP> und <SEP> Homogenisieren.
<tb> 3 <SEP> Verschnitten <SEP> durch <SEP> Verdünnen <SEP> von <SEP> Fett <SEP> P <SEP> mit <SEP> weiterem <SEP> Öl <SEP> und <SEP> Homogenisieren.
EMI0007.0001
<I>Tabelle <SEP> IV</I> <SEP> (Fortsetzung)
<tb> <I>Eigenschaften</I> <SEP> L <SEP> M <SEP> N <SEP> 02 <SEP> P <SEP> Q <SEP> 3
<tb> Aussehen <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> schlecht <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> schlecht
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 260 <SEP> + <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>...</B> <SEP> . <SEP> .
<SEP> .
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/10)
<tb> ungebraucht <SEP> 262 <SEP> 272 <SEP> 345 <SEP> 310 <SEP> 212 <SEP> 382
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> 293 <SEP> 308 <SEP> 372 <SEP> 342 <SEP> 256 <SEP> 384
<tb> gebraucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> 350 <SEP> 365 <SEP> 410 <SEP> 370 <SEP> 294 <SEP> über <SEP> 400
<tb> H. <SEP> D: <SEP> Eigenschaften
<tb> Timken-Test <SEP> (18,14 <SEP> kg <SEP> Belastung) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> erfüllt, <SEP> schmale <SEP> Narbe <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
Die Angaben in Tabelle IV zeigen, dass mit den erfindungsgemäss erhältlichen Komplexen hergestellte Schmierfette in ausgezeichneten Ausbeuten, zusam men mit guter Strukturstabilität bei mechanischer Beanspruchung, erhalten werden, wenn die Seife direkt in Mineralschmierölen von nicht mehr als 600 SUS Viskosität bei 38 C dispergiert wird. Es wird deshalb bevorzugt, wenn immer möglich, solche Öle zu verwenden. Sehr oft werden von der Technik aber höherviskos.e Öle mit etwa 700-5000 SUS bei 38 C gefordert, insbesondere, wenn schwere Be lastungen in Walzenlagern auftreten.
Die Dispersion der Salzkomplexe in diesen höherviskosen Ölen kann zu geringeren Ausbeuten und schlechterer Struktur stabilität führen (Fett Nr. N). Eine Erhöhung des Salzkomplexgehaltes bei höherviskosen Ölen verbes sert die Penetration, doch kann dieses Vorgehen weniger wirtschaftlich sein (Fett P). Wenn dieser hohe Komplexgehalt verdünnt wird, so erhält man Produkte von sehr weicher Konsistenz im Vergleich mit den Produkten aus niedriger viskosen Ölen mit gleichem Komplexgehalt (Fett Q).
Aus Tabelle IV ergibt sich, dass ausgezeichnete Ausbeuten und gute Strukturstabilität erhalten werden können, wenn man das Fett aus einem niedriger viskosen Mineralöl her stellt und dann mit einem höherviskosen Öl vermischt, um im Endprodukt die gewünschte Viskosität zu erzielen (Fett O).
EMI0007.0017
<I>Beispiel <SEP> S</I>
<tb> (Synthetischer <SEP> Ester <SEP> als <SEP> Träger)
<tb> Man <SEP> stellt <SEP> ein <SEP> Schmierfett <SEP> aus <SEP> folgenden <SEP> Bestand teilen <SEP> her:
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> Gew.
<tb> Eisessig <SEP> 12,0
<tb> Caprylsäure <SEP> 6,0
<tb> Kalkhydrat <SEP> <B>9,8</B>
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 1,0
<tb> Molverhältnis, <SEP> Essigsäure <SEP> zu <SEP> höheren <SEP> Säuren <SEP> 5,7
<tb> Di-isooctyl-acelat <SEP> 71,2
<tb> Verseifungszahl <SEP> (ahne <SEP> Essigsäure) <SEP> 327
<tb> <I>Herstellung</I>
<tb> Gleich <SEP> wie <SEP> im <SEP> Beispiel <SEP> 1
EMI0007.0018
<I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> ausgezeichnet
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C)
<SEP> <B>260+</B>
<tb> Penetration <SEP> 25 <SEP> C <SEP> mm/10
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> 280
<tb> gebraucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> 342
<tb> Norma-Hoffmann-Oxydationstest
<tb> (Stunden <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 0,35 <SEP> kg/cm2 <SEP> Druckabfall) <SEP> <B><I>500+</I></B>
<tb> Waschverlust <SEP> mit <SEP> Wasser <SEP> keiner
<tb> Schmierlebensdauer <SEP> in <SEP> Stunden
<tb> <B>(1230C/10000</B> <SEP> Touren <SEP> pro <SEP> Minute) <SEP> 1724
<tb> Shell-Vierkugel-Test
<tb> E. <SEP> P.-Wert <SEP> (mittlere <SEP> Hertz-Belastung) <SEP> 48,1 Diese Daten zeigen, dass die Salzkomplexe auch zur Verdickung von synthetischem Schmieröl zur Fettkonsistenz verwendet werden können..
Die so erhältlichen Schmierfette sind in einem grossen Tem peraturbereich von etwa -50 bis 150 C oder mehr anwendbar und haben ausgezeichnete Hochdruck eigenschaften. Bisher waren mit Lithiumseifen ver dickte Diester die einzigen synthetischen Schmier fette, welche gewissen amtlichen Anforderungen für den Gebrauch bei tiefen Temperaturen entsprachen. Lithiumseife ist jedoch oft knapp und ziemlich teuer.
Es wurde nun gefunden, d'ass ein komplexer Kalzium- seifenverdicker aus einem Kalziumsalz der Essig säure und der technischen Capryls,äure, der im Diester in situ gebildet wurde, Schmierfette ergibt, welche den amtlichen Spezifikationen entsprechen.
<I>Beispiel 6</I> (Synthetisches Silikon als Träger) Die Herstellung stabiler Schmierfette aus Silikon- polymeren nach den üblichen Methoden ist wegen der Unlöslichkeit oder schwierigen Dispergierbarkeit der Seifenverdicker in dem Silikon schwer zu bewerk stelligen.
Es wurde nun gefunden, dass bei Verwen dung eines Kalziumacetat-caprylatverdickers mit hohem Acetatgehalt die gewünschten Fette leicht her gestellt werden können. Die erhaltenen Schmierfette haben hohe Tropfpunkte und eignen sich zur Schmie rung von Antifriktionslagern, bei höheren Tempera turen über verhältnismässig lange Zeitperioden. Ausserdem haben solche Schmierfette eine verhältnis mässig hohe Belastungskapazität bei Stahl-gegen-Stahl- Reibungselementen, verglichen mit den früher be kannten Schmierfetten oder dem flüssigen Silikon allein.
Zwei Schmierfette der unten angegebenen Zu sammensetzung wurden hergestellt, indem man das gesamte Silikon und Kalkhydrat in einem heizbaren Kessel vermischte und auf 57 C erwärmte, dann die Essigsäure und die technischen Säuren mit mittlerem Molekulargewicht zusetzte und unter Rühren auf 266 C erhitzte. Dann wurde die Wärmezufuhr abge stellt und unter Weiterrühren auf 121 C abgekühlt, Phenyl-a-naphthylamin zugegeben und auf 93 C ab gekühlt und durch.
eine Homogenisiereinrichtung nach Morehouse geschickt.
Die Zusammensetzung und Eigenschaften der Fette ergeben sich aus der Tabelle V.
EMI0008.0017
<I>Tabelle <SEP> V</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> R <SEP> S
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 12,0 <SEP> 12,0
<tb> Technische <SEP> Caprylsäure <SEP> 6,0 <SEP> 6,0
<tb> Kalkhydrat <SEP> 10,0 <SEP> 9,8
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 1,0
<tb> Silikonflüssigkeit <SEP> <B>7101</B> <SEP> 71,5
<tb> Silikonpolymeröl <SEP> 550= <SEP> 71,2
<tb> <I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> ausgezeichnet,
<tb> glattes <SEP> gleich mässiges <SEP> Fett
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/10)
<tb> ungebraucht <SEP> 300 <SEP> 285
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> 310 <SEP> 310
<tb> gebraucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> 325 <SEP> 325
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C)
<SEP> 163 <SEP> 163
<tb> Wasserlöslichkeit <SEP> (siedendes <SEP> Wasser) <SEP> keine <SEP> keine
<tb> Norma-Hoffmann-Oxydationstest
<tb> (Stunden <SEP> bis <SEP> Druckabfall <SEP> von
<tb> 0,35 <SEP> kg/cm2) <SEP> 400+ <SEP> 400+
<tb> Schmierlebensdauer <SEP> in <SEP> Stunden
<tb> (177<B>11</B> <SEP> C-10000Touren/Minute) <SEP> 500 <SEP> 350
<tb> Almen-E.
<SEP> P.-Test <SEP> (Stahlnadel-Stahl buchse) <SEP> (Belastung <SEP> -6) <SEP> erfüllt <SEP> erfüllt i Dow Corning - Methyl-phenyl-polysiloxan, hohes Ver hältnis von Phenyl- zu Methylgruppen. 1060 SSU bei 3811C. 2 Methylsilikon. 400 SSU bei 38o C. Die aussergewöhnlichen Eigenschaften bei extrem hohen Drücken dieser Schmierfette sind bemerkens wert.
Versucht man, aus: dem gleichen Silikon 710 entweder mit Lithiumseife oder mit einem Komplex aus Kalziumstearat und Kalizumacetat Schmierfette herzustellen, so versagen die Produkte schon bei einer Belastung mit drei Gewichten im Almen-Test. <I>Beispiel 7</I> Wie bereits gesagt, kann man statt Kalzium andere Erdalkalimetalle als Metallbestandteile der Salzkom plexe verwenden. Diese Variante wird durch die Verwendung von Barium- oder gemischten Barium- Kalziumkomplexen illustriert, durch welche den ferti gen Schmierfetten ausgezeichnete Schmiereigenschaf ten, insbesondere bei extrem hohen Drücken verliehen werden.
Die Salzbildung der kombinierten niedrig- und mittelmolekularen Säuren mit Bariumhydroxyd, ins besondere Bariumoctahydrat, erfordert grosse Men- g en <B> </B> de r Base. Es wurde gefunden, dass die Menge an Bariumoctahydrat wesentlich herabgesetzt werden kann,
wenn man einen Teil der niedrigmolekularen Säure in Form des vorgebildeten Bariumsalzes ver- wendet. Man kann nicht mehr als 60%, vorzugs- weise etwa 30-50'1/a der niedrigmolekularen Säuren als vorgebildetes Bariumsalz verwenden, die restliche Säure mass in situ neutralisiert werden.
Diese Aus führungsform wird durch die folgenden Schmierfett kompositionen illustriert.
Schmierfett Nr. 6, mit der in Tabelle VI angege benen Zusammensetzung, wurde hergestellt, indem man das gesamte Mineralöl und Bariumacetat in einen heizbaren Kessel gibt. Die Materialien, werden gemischt und in siedendem Wasser gelöstes Barium hydroxyd zugesetzt. Dann werden die Essigsäure und technische Caprylsäure zugemischt und unter Rühren so lange erhitzt, bis alles Wasser entfernt ist. Die Mischung wird rasch auf 266 C erhitzt und dann unter weiterem Rühren auf 93 C abgekühlt und dann im Homogenisator von Gaulin bei 420 kg/cm2 homogenisiert.
Schmierfett Nr.7 mit der unten angegebenen Zusammensetzung wurde im wesentlichen gleich her gestellt wie Schmierfett Nr.6, wobei jedoch etwa 50 % der nied'rigmolekularen Säure in Form des vor- gebildeten Bariumacetats, als trockene Kristalle an stelle von Ba(OH)2. 8 H20-Lösung verwendet wur den.
Schmierfett Nr. 8 der unten angegebenen Zusam mensetzung wurde in wesentlich gleicher Weise her gestellt wie Schmierfett Nr. 6, doch wurde das Ba riumhydroxyd durch Calziumhydroxyd ersetzt.
EMI0009.0001
<I>Tabelle <SEP> V1</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> <B>6 <SEP> 7 <SEP> 8</B>
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 2,0 <SEP> 6,0 <SEP> 6;0
<tb> Bariumacetat <SEP> 15,0 <SEP> 14,19 <SEP> 15,0
<tb> Caprylsäure, <SEP> technisch <SEP> 5,0 <SEP> 6,0 <SEP> 6,0
<tb> Ba(OH)2.8H20 <SEP> 9;3 <SEP> 20,5
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> <B>6,0</B>
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (55 <SEP> SUS/99 <SEP> C) <SEP> 68,2 <SEP> 52,811 <SEP> 68,5
<tb> Molverhältnis:
<SEP> Essigsäure <SEP> zu <SEP> Caprylsäure <SEP> 5,0 <SEP> 6,0 <SEP> 6,0
<tb> Verseifungszahl <SEP> (ohne <SEP> Essigsäure) <SEP> 372 <SEP> 372 <SEP> 372
<tb> <I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> ausgezeichnet, <SEP> ausgezeichnet, <SEP> ausgezeichnet,
<tb> stabile, <SEP> aber <SEP> ziemlich <SEP> glattes, <SEP> gleichmässiges <SEP> glatte, <SEP> feste
<tb> flüssige <SEP> Dispersion <SEP> weiches <SEP> Fett <SEP> Fettstruktur
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> <B>260+</B> <SEP> 260
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/ <SEP> <B>10)</B>
<tb> ungebraucht <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 259
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> - <SEP> 365 <SEP> 325
<tb> gebraucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> - <SEP> - <SEP> 368
<tb> Timken-Test <SEP> (18,14 <SEP> kg <SEP> Belastung)
<SEP> versagt <SEP> erfüllt <SEP> erfüllt
<tb> schmale <SEP> Narbe <SEP> schmale <SEP> Narbe
<tb> 1 <SEP> 9,22% <SEP> zusätzliches <SEP> Mineralschmieröl <SEP> wurde <SEP> als <SEP> Ersatz <SEP> des <SEP> Hydratationswassers <SEP> im <SEP> Ba-hydrat <SEP> (45%) <SEP> zugesetzt. <I>Beispiel 8</I> Ein weiterer wichtiger Vorteil bei der Verwen dung von mittelmolekularen Säuren in. Kombination mit einer niedrigmolekularen Säure zwecks Bildung des Salzkomplexverdickers besteht darin,
dass in dem fertigen Scbmierfettprodukt keine Erhärtung und Krustenbildung statfindet. Dieses Merkmal ergibt sich aus den in Tabelle VII zusammengestellten Daten. Schmierfett T mit der in der Tabelle VII angege benen Zusammensetzung wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Schmierfett U mit der in der Tabelle angegebenen Zusammensetzung wurde im wesentlichen wie Schmierfett T hergestellt, nur dass man anstelle der Caprylsäure, mit mittlerem Molekul.argewicht, Hydro- fol-Säure 51, eine technische Stearinsäure, verwendete.
EMI0009.0021
<I>Tabelle <SEP> V11</I>
<tb> <I>Schmierfett <SEP> Nr.</I> <SEP> T <SEP> U
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 12,0 <SEP> 8;0
<tb> Caprylsäure <SEP> 6,0 <SEP> Hydrofolsäure <SEP> 51 <SEP> - <SEP> 4,0
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> <B>9,8</B> <SEP> 6,0
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (55 <SEP> SUS/99 <SEP> C) <SEP> 71,7 <SEP> 81,5
<tb> <I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> ausgezeichnet, <SEP> glattes <SEP> Fett <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<tb> Tropfpunkt <SEP> (a <SEP> C) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 260 <SEP> + <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> .
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/10)
<tb> ungebraucht <SEP> 285 <SEP> 275
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> 300 <SEP> 295
<tb> gebraucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> 360 <SEP> 350
EMI0010.0001
<I>Tabelle <SEP> V11</I> <SEP> (Fortsetzung)
<tb> <I>Eigenschaften</I> <SEP> T <SEP> U
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew./)
<tb> Penetration <SEP> nach <SEP> 10 <SEP> Tagen <SEP> Lagerung
<tb> (gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge) <SEP> 300 <SEP> 225
<tb> Krustenbildung <SEP> nein <SEP> ja
<tb> Molverhältnis:
<SEP> Essigsäure <SEP> zu <SEP> höheren <SEP> Säuren <SEP> <B><I>5:1</I></B> <SEP> 10:1
<tb> Verseifungszahl <SEP> (ohne <SEP> Essigsäure) <SEP> 389 <SEP> 195
<tb> Timken-Test <SEP> (18,14 <SEP> kg <SEP> Belastung) <SEP> erfüllt <SEP> versagt
<tb> Narbe <SEP> schmale <SEP> Narbe
<tb> Normal-Hoffmann-Oxydationstest
<tb> (Stunden <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 0,35 <SEP> kg/cm2 <SEP> Druckabfall) <SEP> 240 <SEP> 245
<tb> Schmierlebensdauer <SEP> (h) <SEP> (10000 <SEP> Touren
<tb> bei <SEP> 12<B>1</B> <SEP> C) <SEP> 2100 <SEP> 1195
<tb> Zustand <SEP> des <SEP> Fetts <SEP> nach <SEP> 6 <SEP> Monaten <SEP> unverändert <SEP> Oberflächenhärtung <SEP> (Kruste) <SEP> sich <SEP> allmäh lich <SEP> durch <SEP> das <SEP> Fett <SEP> ausbreitend, <SEP> bis <SEP> es <SEP> sehr
<tb> hart <SEP> wurde,
<SEP> <B>150</B> <SEP> mm/10 <SEP> Penetration Die folgenden Beispiele zeigen verschiedene Aus- führungsformen von Schmiermitteln gemäss der Erfin dung, die kein Wasser enthalten.
<I>Beispiel 9</I> Eine Anzahl mit einer wasserfreien Mischung der Metallsalze der Essigsäure und Caprylsäure ver dickten Schmierfette auf Mineralölgrundlage mit der in Tabelle VIII angegebenen Zusammensetzung wur den wie folgt hergestellt: <I>Produkt Nr. A</I> Das gesamte Mineralschmieröl und der gelöschte Kalk wurden in einem mit Dampf beheizten Kessel zu einer gleichmässigen Dispersion verarbeitet, dann wird Dampf in den Kesselmantel eingeleitet .und der Inhalt auf 57 C erwärmt.
Dann wurden die Essig säure und Caprylsäure zugesetzt, auf etwa 15011C erwärmt und etwa 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde auf 93 C abgekühlt, das Phenyl-alpha-naphthylamin als Antioxydationsmittel zugesetzt und die Mischung unter ständigem Rühren auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die Mischung wurde hierauf in einem Homogenisierapparat nach Gaulin bei 350 kg/cm2 homogenisiert.
<I>Produkt Nr. B</I> Dieses Produkt wurde erhalten durch Verschnei den des Produktes Nr. A mit einem lösungsmittel- raffinierten, mit Propan entasphaltierten mittelkonti nentalen Rückstandsöl mit einer Viskosität von etwa 2200 SUS bei 38 C, einem Viskositätsindex von etwa 100 und einem Flammpunkt von etwa 190 C. <I>Produkt Nr.
C</I> Dieses Produkt wurde erhalten, indem man in einen mit Dampf beheizbaren Kessel eine Mischung mit der Viskosität von etwa 5000 SUS bei 38 C, bestehend aus 18,0% mit Propan entasphaltiertem mittelkontinentalem Rückstandsöl und 53,8 % eines Harzes mit der Viskosität 10000 SUS bei 37 C,
erhalten durch Ausfällung der propanunlöslichen An teile eines pennsylvanischen Rohöls, sowie das, ganze Kalkhydrat gab und die erhaltene Dispersion auf <B>57 </B> C erwärmte, dann die Essigsäure und Capryl- säure zusetzte. Die Mischung wurde auf 157 C erwärmt und dann auf 150 C abgekühlt und heiss in einem Morehouse-Apparat homogenisiert, dann auf Zimmertemperatur abgekühlt.
<I>Produkt Nr. D</I> Das ganze Mineralschmieröl und der Kalk wurden in einen dampfbeheizten Kessel. gegeben und innig vermischt. Dann wurde ohne äussere Wärmezufuhr Caprylsäure zugesetzt und eine weitere halbe Stunde vermischt. Dann wurde auf 160 C erhitzt und 3 Stun den bei dieser Temperatur gehalten. Die so erhaltene Mischung wurde auf 1210 C gekühlt, indem man kaltes Wasser durch den Kesselmantel leitete, worauf unter ständigem Rühren das Phenyl-a-naphthylamin zugesetzt wurde. Nach dem Abkühlen auf 65 C wurde im Gaulin-Homogenisator bei 350 kg/cm2 homogenisiert.
<I>Produkt Nr. E</I> Dieses Produkt wurde hergestellt durch Ver- mischen von 75 % des Produktes Nr. D mit 25 0/0 des lösungsmittelraffinierten,
mit Propan entasphal- tierten mittelkontinentalen Rückstandsfiles mit einer Viskosität von etwa 2200 SUS bei 38 C, einem Viskositätsindex von etwa 100 und einem Flamm punkt von etwa 190 C.
<I>Produkt</I> Nr. <I>F</I> Dieses Produkt wurde im wesentlichen hergestellt wie bei Produkt Nr. A beschrieben, nur dass man mehr Essigsäure verwendete, um das Molverhältnis der niedrigmolekularen zu den mittelmolekularen Säuren auf etwa 12: 1 zu bringen.
Die Zusammensetzung dieser Produkte und ihre Eigenschaften ergeben; sich aus der folgenden Tabelle VIII. Zu Vergleichszwecken wurde ein Schmierfettpro- dukt G wie folgt hergestellt: Komponenten:<B><I>15,0</I></B> A/9 Caprylsäure 4,2 A/9 Kalziumhydroxyd 0,5'I/o9 Phenyl-a-naphthylamin 80,3 A/9 Schmieröl (55 SUS bei 99 C).
<I>Herstellung</I> Die Hälfte des Mineralöls und der Caprylsäure wurden in einen mit Dampf beheizbaren Kessel ge geben. Die Temperatur wurde auf 65 C erhöht und der Kalk zugesetzt. Man erhitzt so lange auf 149 C, bis die Säure vollständig neutralisiert ist. Das Fett wird dann auf 99 C gekühlt und 2A/9 Wasser zuge- geben. Nachdem ein festes Gefüge entstanden ist, gab man den Rest dies Mineralöls zu.
EMI0011.0018
<I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen:
<tb> ausgezeichnet, <SEP> glattes <SEP> Fett <SEP> von <SEP> butterartiger
<tb> Konsistenz
<tb> Penetration <SEP> bei <SEP> 25 <SEP> C <SEP> mm/10
<tb> ungebraucht <SEP> 250
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> 255
<tb> gebraucht <SEP> 100000 <SEP> Schläge <SEP> 255
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> 82
<tb> Wasserlöslichkeit <SEP> unlöslich
<tb> Schmiereigenschaften <SEP> (115 <SEP> C) <SEP> fliesst <SEP> aus <SEP> dem
<tb> Lager Der Zusatz von Wasser zum Kesselinhalt, nach dem dieser wasserfrei gemacht wurde, ergibt eine gute Struktur des Fettes, die jedoch zerstört wird, wenn man das Fett hernach auf Entwässerungstempera turen erhitzt.
EMI0011.0020
<I><U>Tabelle <SEP> V111</U></I>
<tb> <I>Produkt <SEP> Nr.</I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F
<tb> <I>Rezept</I> <SEP> (Gew.%)
<tb> Eisessig <SEP> 12,0 <SEP> 9,0 <SEP> 12,0 <SEP> 12,0 <SEP> 9,0 <SEP> 5,63
<tb> Capryl,säure, <SEP> technisch' <SEP> 6,0 <SEP> 4,5 <SEP> 6,0 <SEP> 6,0 <SEP> 4,5 <SEP> 1,34
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> <B>10,0</B> <SEP> 7,2 <SEP> 9,7 <SEP> 9,8 <SEP> 7,3 <SEP> 4,13
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> 0,4 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,4 <SEP> 0,18
<tb> Mineralschmieröl
<tb> 70 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 93<B>11</B> <SEP> C <SEP> 71,5 <SEP> 53,9 <SEP> 71,7 <SEP> 53,8 <SEP> 88,72
<tb> 2200 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 38 <SEP> C <SEP> (100 <SEP> VI) <SEP> 25,0 <SEP> 25,0 <SEP> 4936 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 38<B>0</B> <SEP> C <SEP> (100 <SEP> VI) <SEP> 53,
8 <SEP> Höchsttemperatur <SEP> bei <SEP> der
<tb> Herstellung <SEP> 160 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> C <SEP> 157 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> C <SEP> Molverhältnis:
<tb> Essigsäure: <SEP> Caprylsäure <SEP> 5,7/1 <SEP> 5,7/1 <SEP> 5,7/1 <SEP> 5,7/1 <SEP> 5,7/1 <SEP> 12/1
<tb> <I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> - <SEP> opakes <SEP> Produkt <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> <B>260+</B> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> flüssig <SEP> flüssig
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/ <SEP> <B>10)</B>
<tb> ungebraucht <SEP> halbflüssig <SEP> nicht <SEP> fliesst <SEP> halbflüssig <SEP> newtonschisch
<tb> flüssig
<tb> gebraucht <SEP> 60 <SEP> Schläge <SEP> <SEP> - <SEP> unter <SEP> eigenem <SEP> Gew.
<tb> gebraucht <SEP> <B>100000</B> <SEP> Schläge <SEP> <SEP> - <SEP> Timken-Test,
<SEP> kg <SEP> Belastung <SEP> 25 <SEP> + <SEP> 22,7 <SEP> 20,4 <SEP> 22,7 <SEP> Almen-Test:
<tb> allmähliche <SEP> Belastung, <SEP> 15 <SEP> Gew. <SEP> erfüllt <SEP> erfüllt <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Stossbelastung <SEP> 15 <SEP> Gew. <SEP> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> SAE <SEP> Test <SEP> Skalenablesung
<tb> bei <SEP> 500 <SEP> Touren/Min <SEP> 390 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 390 <SEP> bei <SEP> 1000 <SEP> Touren/Min. <SEP> 340 <SEP> 280 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Stabilität <SEP> (60 <SEP> Tage <SEP> Lagerung) <SEP> keine <SEP> Abtrennung <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Wasserlöslichkeit <SEP> keine <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> Verseifungszahl <SEP> 327 <SEP> mg, <SEP> KOH <SEP> pro <SEP> g.
Es lässt sich erkennen, dass die wasserfreien Ge mische der Metallsalze der Essigsäure und Acryl säure, die ein Molverhältnis von über 5 : 1 aufweisen, bei Temperatureni von 149-160 C hergestellt und in Öl dispergiert wurden, Schmiermittel ergaben, die ein ausserordentlich gutes Verhalten bei extrem hohen Drücken aufwiesen. Die so hergestellten Produkte haben im allgemeinen eine halbflüssige oder weich feste Konsistenz und sind schwach thixotrop. Das Pro dukt Nr. D ist z.
B. von halbflüssiger Konsistenz und wird unter dem Einfluss einer leichten Scherkraft flüssig. Nach Aufhören der Scherkraft geht das Fett jedoch wieder in seine weichfeste Konsistenz über.
Diese Eigenschaft ist besonders erwünscht bei Ge triebeölen für Differentialgetriebe von Automobilen, Transmissionen und/oder andere Kraftwandler wo HD-Schmiermittel erforderlich sind, um ein früh zeitiges Versagen der Lager zu vermeiden. Ein spe zielles Anwendungsgebiet für solche Schmiermittel sind Hypoidgetriebe mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment oder hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment.
Das Produkt F wurde als Oberschmieröl für die Zylinder von Schiffdieselmotoren verwendet und setzte die Abnützung der Zylinderfutter und die Kor rosion wirksam herab.
<I>Beispiel 10</I> Ein Schmierfett wurde aus folengenden Kompo nenten hergestellt:
EMI0012.0021
<I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> ausgezeichnet
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> <B>260+</B>
<tb> Krustenbildung <SEP> keine
<tb> Härtungsneigung <SEP>
<tb> Norma-Hoffmann-Oxydation
<tb> (Stunden <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 0,35 <SEP> kg/cm2
<tb> Druckabfall) <SEP> <B><I>500+</I></B>
<tb> Korrosion <SEP> keine
<tb> N. <SEP> L. <SEP> G.1.
<SEP> Schmierlebensdauer <SEP> (h)
<tb> (121 <SEP> C <SEP> - <SEP> 10000 <SEP> Touren/Min.) <SEP> 1800
<tb> Shell-4-Kugelprobe
<tb> Extreme <SEP> Pressure <SEP> Index <SEP> 52,5
<tb> Penetration <SEP> (mm/10) <SEP> homogenisiert <SEP> nach <SEP> Gaulin <SEP> homogenisiert
<tb> bei <SEP> nach
<tb> 350 <SEP> kg/cm2 <SEP> 455 <SEP> kg/cm2 <SEP> Morehouse
<tb> ungebraucht <SEP> 344 <SEP> 314 <SEP> 362
<tb> gebraucht <SEP> (60 <SEP> Schläge) <SEP> 382 <SEP> 365 <SEP> 394
EMI0012.0022
Zusammensetzung <SEP> Gew.
<tb> Eisessig <SEP> 12,0
<tb> Technische <SEP> Capryl'säure <SEP> (Vers. <SEP> Zahl) <SEP> 327 <SEP> 6,0
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> 9,8
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 1,0
<tb> Di-Isooctylazelat <SEP> 71,2
<tb> <I>Herstellung</I>
<tb> Zeit <SEP> (h) <SEP> Temp.
<SEP> (,) <SEP> C) <SEP> Bemerkungen
<tb> 0 <SEP> 75 <SEP> Alle <SEP> Komponenten <SEP> ausser <SEP> dem
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> in
<tb> einem <SEP> mit <SEP> Dampf <SEP> heizbaren
<tb> Kessel <SEP> vermischt
<tb> 1 <SEP> 68
<tb> 11/2 <SEP> 116
<tb> 2 <SEP> 121
<tb> 21/2 <SEP> 132
<tb> 2,9 <SEP> 143
<tb> 3,5 <SEP> 146
<tb> 4,0 <SEP> 204
<tb> 4,5 <SEP> 153
<tb> 5,0 <SEP> 157
<tb> 5,5 <SEP> 188
<tb> 5,8 <SEP> 153 <SEP> Beginn <SEP> des <SEP> Abkühlens,
<tb> Fett <SEP> schwach <SEP> gefärbt, <SEP> glatt
<tb> 6,1 <SEP> 143
<tb> 6,3 <SEP> 121 <SEP> Zusatz <SEP> von <SEP> Phenyl-a-naphthyl amin, <SEP> Fett <SEP> rosarot
<tb> 6,6 <SEP> 93
EMI0013.0001
<I>Beispiel <SEP> 11</I>
<tb> Ein <SEP> Schmierfett <SEP> wurde <SEP> aus <SEP> folgenden <SEP> Bestand teilen <SEP> hergestellt:
<tb> Zusammensetzung <SEP> Gew.
<tb> Eisessig <SEP> 13,8
<tb> Technische <SEP> Caprylsäure <SEP> (Verseifungszahl <SEP> 327) <SEP> 6,9
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> 10,7
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 1,0
<tb> Di-Isooctylazelat <SEP> 67,6 <I>Herstellung</I> Der gesamte Diester und das Kalkhydrat werden in einem mit Dampf beheizbaren Kessel innig ver mischt. Die Temperatur wird auf 49 C gebracht und die Essig- und Caprylsäure zugesetzt. Man rührt und erhitzt weiter bis auf 150 C und hält unter Rühren 2-3 Stunden auf dieser Temperatur. Dann wird auf 94 C abgekühlt, Phenyl-a-naphthylamin zugegeben und weiter auf 70-82 C gekühlt, dann in einem Morehouse-Apparat homogenisiert.
EMI0013.0007
<I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> ausgezeichnet,
<tb> glatt, <SEP> homogen
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> <B>260+</B>
<tb> Norma-Hoffmann-Oxydation
<tb> (Druckabfall <SEP> kg) <SEP> Stunden <SEP> bei <SEP> 99 <SEP> C
<tb> 45,36 <SEP> 2
<tb> 226,8 <SEP> 5
<tb> Mittlere <SEP> Hertz-Belastung
<tb> (Shell-4-Kugel-EP-Index) <SEP> 53
<tb> Ölausscheidung <SEP> (%) <SEP> 3,0
<tb> Ölverdampfung <SEP> (%) <SEP> 0,24
<tb> Korrosion <SEP> keine
<tb> Wasserlöslichkeit <SEP> (0/0) <SEP> keine
<tb> Penetration <SEP> (mm/10)
<tb> gebraucht <SEP> (50 <SEP> Schläge) <SEP> 285
<tb> gebraucht <SEP> (100000 <SEP> Schläge) <SEP> 365
<tb> Krustenbildung <SEP> keine Die in den Beispielen 10 und 11 erhaltenen Daten zeigen,
dass die wasserfreien Mischungen der Metallsalze mit Erfolg zur Verdickung von synthe tischen Schmierölen bis zur Fettkonsistenz verwen det werden können. Die Daten zeigen ferner, dass diese Mischungen dem fertigen Schmierfett ausser gewöhnliche Eigenschaften bei extrem hohen Drücken verleihen.. Solche Fette eignen sich zur Verwendung in einem weiten Temperaturbereich und erfüllen eine Anzahl behördlicher Spezifikationen für die Ver wendung bei niedrigen Temperaturen.
Die nach den obigen Angaben erhaltenen Schmier mittel können auch mit Fetten vermischt werden, die mit Seifenkomplexen verdickt wurden, um deren Verhalten bei hohen Drücken zu verbessern, was z. B. für die Verwendung der Produkte in Eisen walzwerken von Bedeutung ist. Die folgenden Bei spiele illustrieren diese Ausführungsformen des erfin dungsgemässen Schmiermittels.
EMI0013.0015
<I>Beispiel <SEP> 12</I>
<tb> Ein <SEP> Basisfett <SEP> wurde <SEP> aus <SEP> folgenden <SEP> Bestandteilen
<tb> hergestellt:
<tb> Zusammensetzung <SEP> Gew.
<tb> Hydrofol-Säure <SEP> 51 <SEP> (technische <SEP> Stearinsäure) <SEP> 1,8
<tb> Hydriertes <SEP> Rizinusöl <SEP> (Glycerid <SEP> der
<tb> Oxystearinsäure) <SEP> 1,8
<tb> Essigsäure <SEP> 7,2
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> 5,4
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 0,4
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (55 <SEP> SUS <SEP> 99 <SEP> C) <SEP> 83,4 <I>Herstellung</I> Die hochmolekularen verseifbaren Materialien, das Kalziumhydroxyd und das Mineralschmieröl,
werden in einen heizbaren Kessel gegeben und unter Rühren auf 57 C erwärmt. Dann gibt man die Essig säure zu und erhitzt auf 260 C. Die Wärmezufuhr wird unterbrochen und die Mischung auf 135 C ab kühlen gelassen. Dann gibt man das Phenyl-a- naphthylamin zu und kühlt unter Rühren weiter auf 77 C. Das erhaltene Schmierfett hat die in Tabelle IX angegebenen Eigenschaften.
Zur Verbesserung der Hochdruckeigenschaften dieses Basisfetts wurden 25 0/ü eines Zusatzfetts, ent haltend Produkt Nr. A, dessen Zusammensetzung und Herstellung im Beispiel 9 beschrieben wurde, mit 75 % des Basisfetts vermischt. Die Vermischung er- folgte bei etwa 77 C, wonach man im Gaulin-Appa- rat bei 350 kg/cm9 homogenisierte.
Die Zusammen setzung des Gemisches, berechnet aus der Zusammen setzung der beiden Komponenten, war wie folgt:
EMI0013.0040
Eisessig <SEP> 8,40 <SEP> %
<tb> Caprylsäure <SEP> <B><I>1,50110.</I></B>
<tb> Technische <SEP> Stearinsäure <SEP> 1,35 <SEP> %
<tb> Hydriertes <SEP> Rizinusöl <SEP> 1,35 <SEP> %
<tb> Kalziumhydroxyd <SEP> <B>6,550/0.</B>
<tb> Antioxydans <SEP> 0,42%
<tb> Schmieröl <SEP> 80,43%, Das Verhältnis von Essigsäure zum gesamten verseifbaren Material und der Caprylsäure betrug 8,
5 Mol zu 1 Mol. Die Mischung von Kalzium acetat und Kalziumcaprylat war im Molverhältnis <B>5,7:</B> 1 und wasserfrei, da sie auf 160 C erhitzt wor den war. Die Eigenschaften der fertigen Schmierfett mischung ergeben sich aus der folgenden Tabelle IX.
EMI0014.0001
<I>Tabelle <SEP> IX</I>
<tb> <I>Eigenschaften</I> <SEP> Basis-Fett <SEP> Gemischtes <SEP> Fett
<tb> Aussehen <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> ausgezeichnet, <SEP> glatte <SEP> Fette <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>260+</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/ <SEP> <B>10)</B>
<tb> ungebraucht <SEP> 262 <SEP> 300
<tb> gebraucht <SEP> (60 <SEP> Schläge) <SEP> 275 <SEP> 335
<tb> gebraucht <SEP> (100000 <SEP> Schläge) <SEP> 330 <SEP> 375
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> siedendem <SEP> Wasser <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> keine <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> .
<tb> Schmierlebensdauer <SEP> (h)
<tb> (121 <SEP> C <SEP> 10000 <SEP> Touren/Min.) <SEP> 240 <SEP> Norma-Hoffmann-Oxydation
<tb> (Stunden <SEP> bis <SEP> 0,35 <SEP> kg/cm2) <SEP> 240 <SEP> 245
<tb> Erhitzung <SEP> auf <SEP> 205 C <SEP> keine <SEP> Änderung <SEP> wird <SEP> oberhalb
<tb> der <SEP> Konsistenz <SEP> 90 <SEP> C <SEP> schwerer
<tb> Abscheidung <SEP> unter <SEP> Druck <SEP> (22 <SEP> h) <SEP> 3,5 <SEP> 2,0
<tb> Timken-Test <SEP> (Belastung) <SEP> 25 <SEP> 40+ Man sieht, dass das gemischte Schmierfett ein besseres Verhalten bei extremen Drücken aufweist und einen ausgezeichneten Körper hat.
Die Menge des Zusatzes, das heisst des mit dem wasserfreien Metall salzgemisch verdickten Fetts kann zwischen etwa 15 und 75 Gew:O/o, vorzugsweise 25-50 Gew:O/o, be zogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Schmier fetts liegen. Die Mischtemperatur sollte über 360C und unter 177 C, vorzugsweise unter etwa 99 C liegen.
In den folgenden Beispielen wird die Herstellung verschiedener Ausführungsformen des erfindungs gemässen Schmiermittels unter Verwendung von was serhaltigen Salzmischungen beschrieben.
<I>Beispiel 13</I> Eine Anzahl Schmierfette auf Grundlage von mit wasserhaltiger Mischung der Metallsalze der Essig- und Caprylsäure verdicktem Mineralöl, deren Zusam mensetzung in Tabelle X angeführt isst, wurden wie folgt hergestellt:
<I>Produkt A</I> Das gesamte Mineralschmieröl und das Kalzium hydroxyd wurden in einen mit wirksamem Rührwerk ausgestatteten Reaktionskessel gegeben und bei etwa 21 C zu einer glatten Dispersion vermischt. Dann wurden die Essig- und Caprylsäure miteinander ver mischt und in den Kessel gegeben. Die Reaktion setzte unmittelbar unter Temperaturerhöhung auf etwa 88 C ein und es bildete sich ein festes Produkt. Es wurde weitergerührt, bis das Fett im Verlaufe von. etwa 2 Stunden auf etwa 38 C abgekühlt war.
<I>Produkt B</I> Dieses Schmierfett wurde hergestellt durch Ver- mischen von 20 % des Fettes A mit 80 0/a Mineral- schmieröl von der Viskosität 80 SUS/99 C, das heisst der Mineralölgrundlage des Fettes A.
<I>Produkt C</I> Diese Produkt wurde im wesentlichen gleich her gestellt wie Schmierfett A, doch wurde Essigsäure als einzige Säure verwendet.
<I>Produkt D</I> Dieses Produkt wurde erhalten durch Vermischen von 20 % des Produktes C mit 80 % des Mineral- schmieröls mit der Viskosität 80 SUS bei 99 C.
<I>Produkt E</I> Dieses Fett wurde im wesentlichen, wie unter A beschrieben hergestellt, aber mit 80%iger wässriger Essigsäure anstelle des Eisessigs.
<I>Produkt F</I> Dieses Schmiermittel wurde hergestellt durch Ver- mischen von 200/9 des Fettes E mit 80% des glei- chen Mineralschmieröls mit der Viskosität 80 SUS bei 99 C.
Die Zusammensetzung dieser Produkte und deren Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle X zu sammengestellt:
EMI0015.0001
<I>Tabelle <SEP> X</I>
<tb> <I>Produkt <SEP> Nr.</I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F
<tb> <I>Zusammensetzung</I>
<tb> Eisessig <SEP> 18,0 <SEP> 3,6 <SEP> 20,0 <SEP> 4,0
<tb> Essigsäure <SEP> (80 <SEP> 0/0) <SEP> 22,5 <SEP> 4,50
<tb> Technische <SEP> Caprylsäure
<tb> (Vers. <SEP> Zahl <SEP> 327) <SEP> 2,0 <SEP> 0,40 <SEP> 2.,0 <SEP> 0,40
<tb> Ca(OH)2 <SEP> 12,8 <SEP> 2,56 <SEP> 13,3 <SEP> 2,66 <SEP> 12,8 <SEP> 2,56
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamin
<tb> Antioxydans <SEP> 0,5 <SEP> 0,10 <SEP> 0,5 <SEP> 0,10
<tb> Mineralschmieröl <SEP> (80 <SEP> SUS/99 <SEP> C) <SEP> 66,7 <SEP> 93,34 <SEP> 66,7 <SEP> 93,34 <SEP> 62,2 <SEP> 92,44
<tb> <I>Eigenschaften</I>
<tb> Molverhältnis:
<tb> (Essigsäure <SEP> zu <SEP> Caprylsäure) <SEP> 25,8/1 <SEP> 25,8/1 <SEP> - <SEP> - <SEP> 25,8/1 <SEP> 25,8/1
<tb> Aussehen <SEP> ausgezeichnet, <SEP> flüssig <SEP> glatt, <SEP> flüssig <SEP> ausgezeichnet, <SEP> flüssig
<tb> glatt, <SEP> homogen <SEP> homogen <SEP> glatt, <SEP> homogen
<tb> Mobilometer-Konsistenz <SEP> 25 <SEP> C <SEP> - <SEP> 750 <SEP> - <SEP> 815 <SEP> - <SEP> 752
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/10)
<tb> ungebraucht <SEP> 220 <SEP> - <SEP> 365 <SEP> - <SEP> 230 <SEP> gebraucht <SEP> (60 <SEP> Schläge) <SEP> 252 <SEP> - <SEP> 370 <SEP> - <SEP> 242 <SEP> gebraucht <SEP> (100000 <SEP> Schläge) <SEP> 319 <SEP> - <SEP> 370 <SEP> - <SEP> - <SEP> Freie <SEP> Alkalinität <SEP> (o/o <SEP> NaOH) <SEP> 0,59 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Timpen-Test <SEP> (kg <SEP> Belastung)
<SEP> 50 <SEP> - <SEP> 50 <SEP> scheidet <SEP> 50 <SEP> sich <SEP> in <SEP> 48 <SEP> h
<tb> Korrosion <SEP> keine <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Öl-Scheidung <SEP> - <SEP> keine <SEP> scheidet <SEP> - <SEP> - <SEP> stabile
<tb> beimLagern <SEP> Suspension
<tb> reichlich <SEP> Öl <SEP> nach
<tb> aus <SEP> 2 <SEP> Wochen Man sieht, dass Fette, die mit einer wasserhaltigen Mischung von Metallsalzen der Carbons:äuren mit niedrigem und mittlerem Molekulargewicht verdickt werden, stabile, sich nicht trennende Schmierfette mit ausgezeichneten Hochdruck- und Antikorrosions- eigenschaften ergeben.
Man sieht ferner, dass prak tisch alles Reaktionswasser im Schmiermittel ver bleibt. Die so hergestellten Fette können durch Ver mischen mit bis zu 99 % oder mehr zusätzlichem Mineralöl auf jede Salzkonzentration verdünnt wer den (siehe Produkte B und F).
Die Verwendung von Essigsäure allein ergab un befriedigende Produkte, aus denen sich das Salz und Öl ausschied (siehe Produkte C und D).
Die Produkte E und F zeigen, dass grosse Mengen Wasser zulässig sind, und dass dies für gewisse Schmierzwecke ausgesprochen günstig sein kann. Man kann wässrige Essigsäurelösungen in Konzentrationen von 80'% oder weniger verwenden.
Die oben beschriebenen Schmiermittelmischungen eignen sich z. B. als Obenschmiermittel für die Zylin der von Schiffsdieselmotoren. Die Kalziumsalze ent haltenden Schmiermittel setzen die Abnützung der Zylinderfutter herab und vermindern die Säurekorro sion durch die bei der Verbrennung entstehenden Säuren infolge ihrer neutralisierenden Wirkung.
EMI0015.0024
<I>Beispiel <SEP> 14</I>
<tb> Ein <SEP> Schmierfett <SEP> wurde <SEP> aus <SEP> folgenden <SEP> Kompo nenten <SEP> hergestellt:
<tb> Zusammensetzung <SEP> Gew:
<tb> Eisessig <SEP> 12,0
<tb> Caprylsäure, <SEP> technisch <SEP> 6,0
<tb> Kalkhydrat <SEP> 10;0
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 0,5
<tb> Silikon-Flüssigkeit <SEP> 7101 <SEP> 71,5 1 Methyl-phenyl-polysiloxan mit hohem Verhältnis von Phenyl- zu Methylgruppen. Viskosität 1060 SUS/380 C.
<I>Herstellung</I> Die gesamte Silikonflüssigkeit und das Kalkhydrat werden in. einen heizbaren Kessel gegeben und unter Rühren auf 57 C erwärmt. Dann setzt man unter Rühren das Gemisch aus Essig- und Caprylsäure zu, wobei die Temperatur auf 212 C ansteigt. Man erhält ein ausgezeichnetes, glattes, gleichförmiges Fett, das den grössten Teil des Reaktionswassers enthält.
EMI0016.0006
<I>Eigenschaften</I>
<tb> Aussehen <SEP> glattes,
<tb> homogenes <SEP> Fett
<tb> Tropfpunkt <SEP> ( <SEP> C)
<SEP> 260
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm/ <SEP> 10)
<tb> ungebraucht <SEP> 200
<tb> gebraucht <SEP> (60 <SEP> Schläge) <SEP> 210
<tb> gebraucht <SEP> (100000 <SEP> Schläge) <SEP> <B>215</B>
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> siedendem <SEP> Wasser <SEP> keine
<tb> Almen-Test <SEP> (Gewichtsbelastung) <SEP> 6 Dieses Beispiel zeigt, dass die wasserhaltige Mi schung der Metallsalze auch zur Verdickung von Silikonpolymeren zu Schmierfetten verwendet werden kann.
Die Produkte können auch verschiedene -an sich bekannte Zusätze wie oxydationsverhindernde Stoffe, Entaktivierungsmittel für Metalle, korrosionsverhin dernde Mittel, Hochdruckzusätze, Farbstoffe, Des- oxierungsmittel usw. enthalten.
Lubricant The invention relates to a lubricant comprising a lubricating oil or grease and at least one metal salt of a low molecular weight carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms per molecule and. at least one metal salt of at least one carboxylic acid with an average molecular weight with 7 to 10 carbon atoms per molecule,
wherein the molecular ratio of low molecular weight carboxylic acids to medium molecular weight carboxylic acids is 2: 1 to 40: 1, or contains at least one complex formed from said metal salts in the stated proportions.
It is advisable to add a mixture of the metal salts mentioned or the complex mineral lubricating oils or synthetic lubricating oils mentioned in the amounts required for lubricating grease formation of about 5 to 49% by weight, preferably 10 to 30% by weight, in order to obtain consistency greases with high loading capacity and Establish temperature resistance.
The low molecular weight acids mentioned can be saturated and unsaturated carboxylic acids having 1 to 3 carbon atoms, such as ants, acetic, propionic, lactic and acrylic acid. Acetic acid is particularly preferred for the purposes of the present invention. In general, the low molecular weight carboxylic acids have a saponification number greater than 540.
Mixtures of the low molecular weight acids can also be used.
The medium molecular weight carboxylic acids are those with 7-10 carbon atoms, preferably with 8-9 carbon atoms. Both saturated and unsaturated carboxylic acids can be used, but the saturated ones are preferred.
Branched-chain acids can also be used, but straight-chain or essentially straight-chain acids are preferred for the production of relatively rigid fats. Individual medium-molecular acids or mixtures thereof with an average saponification number of 310-440, preferably 320 = 420, are preferred.
Some of the acids that meet these requirements are listed below: 5 @ methyl-2-carboxyhexane, heptylic acid (oenanthylic acid), octylic acid (caprylic acid), 2-ethylhexyl acid:
Acid, C8 oxo acids, nonylic acid (pelargonic acid), decylic acid (capric acid), Clö oxo acids, the oxo acids being obtained from carbon oxide, hydrogen and olefins according to the known oxo synthesis process.
The olefins used in the manufacture of Cä and Cl.- oxo acids C7 and C9 poly mers of propylene with or without some butylene. Commercially available mixtures of these medium molecular weight acids can also be used.
The choice of metal component depends to a certain extent on the purpose for which the complexes or mixtures are to be used. The alkaline earth metals calcium, strontium, magnesium and barium are suitable for many purposes.
They offer the greatest advantages when used as thickeners for lubricating greases, since they allow the production of such greases with excellent load capacity and with satisfactory structural stability at high temperatures and mechanical stress, even without the use of the usual high pressure additives and stabilizers. In this context, calcium is particularly preferred.
The alkaline earth metals differ in this respect from the alkali metals sodium, potassium and lithium. Complexes or mixtures made with alkali metals have a lower gelling effect on oil than those made with alkaline earth metals. Other metals suitable for the purposes of the invention are the heavy metals of the groups; I, II and IV of the periodic table.
In particular, oxides of the metals copper, zinc and lead can be used either alone or together: with alkaline earth metal oxides or hydroxides. Copper and zinc e.g. B. give the complex compounds fun- gicidal properties. On the other hand, lead increases the load capacity.
The metal component of the salts of both acid classes can consist of one or more of the metals mentioned above. Most of the time the salts will contain the same metal, but this is not absolutely necessary.
The salt complexes of the water-containing or water-free mixtures can be obtained by common neutralization of a mixture of the acids with suitable bases, especially the hydroxides and the carbonates of the desired metals. The neutralization can take place in situ in the liquid carrier to which the complex compound is to be added during use, if this is stable under the neutralization conditions.
This production method is particularly desirable when the salts contain the same metal components. The temperature at which the joint neutralization takes place or to which the neutralized product is heated depends on the type of end product desired. If a salt complex is desired, the temperature will be above 200C.
If you want the formation of an anhydrous mixture, you can work at temperatures in the range of about 120-180 C, while temperatures in the range of about 65 to 98 C are applicable for the formation of water-containing mixtures. If the heating is carried out in a liquid dispersant, the latter should have a boiling point above the heating temperature, or one should work under pressure.
The complexes or mixtures can, however, also be prepared by preparing at least part or all of the salt of the low molecular weight and / or medium molecular weight carboxylic acid separately, mixing the salts intimately and then heating to the desired temperature. This method is particularly recommended when different metals are used for salt components or when it is inexpedient to store large amounts of acid.
The complexes or mixtures produced in a liquid dispersant or solvent can be obtained from their dispersions by solvent extraction by extracting the dispersant with a solvent which does not dissolve the salts. For example, heptane is a suitable solvent for mineral oil to isolate the complex or mixture from a lubricating grease.
The correct choice of solvent depends on the solubility properties of the liquid vehicle.
With both lubricants according to the invention, the cleaning and HD properties (HD = heavy duty) of the complexes or mixtures can be used in conjunction with the most varied of mineral oils or synthetic lubricating oils.
In this way, relatively large proportions of active metal can be introduced into the oils. In general, the lubricating oil should have a viscosity of about 60-10000 SUS at 37.8 C and about 35-200 SUS at 99 C (SUS = Saybold Universal Seconds). The pour point should be between about -6 and -60 and the flash point between about 176 and 344 C.
The lubricating oil base can also be a mixture of about 50-85% by weight, a relatively low viscosity oil of 30-75 SUS at 99 ° C. and 15-49% by weight of a relatively high viscosity oil of 2200-10000 SUS at 38 ° C Be c. As stated above, both wholly or partially synthetic and mineral lubricating oil can be used as the liquid phase of the lubricant.
Synthetic lubricating oils are hydrocarbons, hydrocarbon polymers, esters, complex esters, formals, mercaptals, polyalkylene oxide, silicones or similar types.
Synthetic oils such as the diesters of aliphatic dicarboxylic acids such as di-2-ethyl sebacate, di-C $ oxo-azelate, and di-C8 oxo-adipate can also be used.
Other suitable synthetic oils are complex esters of polybasic carboxylic acids, polyhydric alcohols, monobasic acids and / or monohydric alcohols, such as the complex esters based on glycol or dibasic acids.
To produce the improved lubricating greases, the complex salts can be used in amounts of about 5 to 49 wt / o, preferably 10-30 wt / o, based on the total weight of the grease.
The complexes or mixtures can also be produced in a low-viscosity mineral and / or synthetic lubricating oil, after which the mixture obtained in this way can be mixed with higher-viscosity oils in order to produce the lubricating grease.
The cleaning properties and the behavior at extremely high pressures of the complexes or mixtures can also be incorporated into lubricating oils for purposes other than the production of lubricating greases. In this case, too, he wishes to introduce relatively large amounts of active material into the oil without the risk of sedimentation. Both mineral oils and synthetic lubricating oils can be used. Excellent results are obtained, for example, when the anhydrous salt mixtures are added to a lubricating oil that is used as a top lubricant for the cylinders of a ship's diesel engine.
The same salt complexes can be used in lubricants for metalworking, e. B. add cutting oils, drawing compositions, etc. of the mineral oil emulsion type in order to improve their behavior at higher pressures. In this case, the metal complex mixtures can supplement or replace other additives containing sulfur, chlorine, sulfur chlorides and phosphorus.
As already mentioned, the temperature to which the salt mixtures are heated has a decisive effect on the properties of the products obtained. If one puts z. B. these salts in lubricating fat-forming amounts in a lubricating oil by the acids together at temperatures below the drainage temperature, z. B. at the temperature developed by the heat of reaction of, for example, about 55 C and below 94 C, the products obtained have grease-like properties and can be used for special purposes. However, they are usually not suitable as lubricants at high temperatures.
If the acids are neutralized together at temperatures at which the water disappears but complex formation does not yet take place, that is to say at 120 to 177 ° C., the products obtained are liquid or semi-liquid. If the preparation of the mixture or the heating is carried out at temperatures where complex formation or reaction takes place, i.e. at over 200, preferably 220 = 290 C, one obtains products with completely different properties, such as grease-like consistency, high melting points, stability, excellent results in the Almen test under sudden or gradually increasing loads, etc.
The maximum temperature is that at which thermal decomposition begins. Thermal decomposition of lubricating oils begins above 340 ° C.
<I> Example 1 </I> A number of mineral oil-based greases thickened with calcium salt complexes of acetic acid and capryic acid and composed as shown in Table I were prepared as follows.
The potassium hydroxide and all the mineral lubricating oil were placed in a heatable fat kettle. After the contents were intimately mixed to form a smooth suspension, without external heat input, the mixture of acetic acid and caprylic acid was added. After about 30 minutes, the reaction temperature began to decrease and the temperature was increased to about 250 C. with stirring. Then phenyl-a-naphthylemine was added with stirring and the mixture was cooled to about 93 C.
At this temperature the fat was sent through a homogenizer to Gaulm and filtered.
The lubricating greases produced in this way were tested in accordance with the ASTM standards with regard to penetration, dropping point, duration of lubricity, solubility in boiling water, oxidation test according to Norma Hoffmanli, Timken test, Almen test, etc. subjected.
The composition of these greases and their behavior are listed in Table I below.
EMI0003.0044
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> <I> lubricating grease <SEP> no. </I> <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 5.0 <SEP> 8.5 <SEP> 12.0 <SEP> 15.0 <SEP> 21.0 caprylic acid <SEP> 12.0 <SEP> 10; 0 <SEP> 6.0 <SEP> 3.6 <SEP> 3.0
<tb> Lime hydrate <SEP> 7.0 <SEP> 8.5 <SEP> 9.8 <SEP> 11.1 <SEP> 15.2
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5
<tb> Mineral lubricating oil <SEP> (55 <SEP> SUS / 99 <SEP> C) <SEP> 69.8 <SEP> 72.5 <SEP> 71.7 <SEP> 69.8 <SEP> 60.3
<tb> molar ratio: <SEP> low molecular weight <SEP> acid
<tb> to <SEP> medium-molecular <SEP> acid <SEP> 1: <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP>:
<SEP> 1 <SEP> 4,8: <SEP> 1 <SEP> <B> 10: </B> <SEP> 1 <SEP> 20: <SEP> 1
<tb> Saponification number <SEP> (without <SEP> acetic acid) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 389 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<tb>% <SEP> Ca metal <SEP> (bound in the <SEP> complex <SEP>) <SEP> 3.8 <SEP> 4.6 <SEP> 5.3 <SEP> 6.0 <SEP > 8.2
<tb> <I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> excellent, <SEP> smooth, <SEP> homogeneous <SEP> - <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP>.
<tb> ASTM <SEP> Penetration <SEP> (mml-10 <SEP> to <SEP> + <SEP> 25 C)
<tb> not used <SEP> 220 <SEP> 176 <SEP> 262 <SEP> 340 <SEP> 355
<tb> claims <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> 278 <SEP> 160 <SEP> 293 <SEP> 355 <SEP> 385
<tb> claims <SEP> <B> 100000 </B> <SEP> blows <SEP> 315 <SEP> 245 <SEP> 350 <SEP> _ <SEP> 400 <SEP> semi-liquid
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C) <SEP> ASTM <SEP> D-566 <SEP> 260 <SEP> + <SEP> <B> 260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+ < / B> <SEP> 260 <SEP> +
<tb> Wheel bearing test <SEP> (660 <SEP> tours / min.) <SEP> passed <SEP> passed <SEP> passed <SEP> passed <SEP> passed
<tb> N. <SEP> L. <SEP> G. <SEP> I.
<SEP> duration of lubricity <SEP> (h)
<tb> (121 C <SEP> -l0000 <SEP> tours / min.) <SEP> 846 <SEP> - <SEP> 2100 <SEP> 651 <SEP> -
EMI0004.0001
It can be seen that complexes which contained at least 2 moles of acetic acid per mole of capryic acid gave lubricating greases (No. 2-5) of excellent consistency, high dropping point, extraordinary load-bearing capacity, etc. No.
1, which contained an equimolecular ratio of acetic acid to caprylic acid, was far inferior in terms of its high pressure properties under otherwise comparable conditions. Fats containing at least 4.8 moles of acetic acid per mole of caprylic acid (Nos. 3 to 5) had particularly good extreme pressure properties in that they fulfilled both the Almen test with impact load and increasing load, as well as the Timken test with 20.41 kg load .
The latter is a criterion for the usefulness of a fat in steel rolling mills and in particular in Tim kenlagem.
<I> Example 2 </I> A number of lubricating greases based on mineral oil (No. A-E) according to the recipes given in Table II below were produced essentially as in Example 1.
Grease C and D were prepared in accordance with the preferred embodiment of the invention, while greases A and E were for comparison purposes.
For comparison purposes, lubricating grease F was prepared by adding hydrogenated castor oil, the hydrofolic acid, the calcium hydroxide and all of the mineral lubricating oil to a heated kettle equipped with a stirrer. The mixture was heated to about 550 ° C. and the acetic acid added. The mixture was heated to 260 ° C., the supply of heat was interrupted and cooled to 930 ° C., always with stirring. Then the fat was homogenized in a Gaulin homogenous mixer under high shear stress.
The composition and properties of the greases of this example are summarized in Table II below.
EMI0004.0043
<I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> <I> Grease <SEP> No. </I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F *
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0 <SEP> 12.0 <SEP> 12.0 <SEP> 8.0 <SEP> 8.0 <SEP> 7.9
<tb> Capric acid, <SEP> Cio <SEP> 4.0
<tb> stearic acid, <SEP> C1 $ <SEP> 4.0
<tb> Caprylic acid, <SEP> C $ <SEP> 4.5 <SEP> 6.0
<tb> Caproic acid, <SEP> C6 <SEP> 6.0 <SEP> 1.5
<tb> Lime hydrate <SEP> 10.3 <SEP> 9.8 <SEP> 9.8 <SEP> 6.5 <SEP> 6.0 <SEP> 6.42
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5
<tb> mineral lubricating oil
<tb> (55 <SEP> SUS / 990 <SEP> C) <SEP> 71.2 <SEP> 71.7 <SEP> 71.7 <SEP> 81,
0 <SEP> 81.5 <SEP> 77.68
<tb> molar ratio: <SEP> acetic acid
<tb> to <SEP> higher <SEP> acids <SEP> 3.8 <SEP> 4.5 <SEP> 4.8 <SEP> 5.7 <SEP> 9.5 <SEP> 5.0
<tb> saponification number <SEP> of the <SEP> acids
<tb> (without <SEP> acetic acid) <SEP> 483 <SEP> 413 <SEP> 389 <SEP> 326 <SEP> 197 <SEP> '\ <SEP> fat <SEP> F <SEP> is <SEP> <SEP> listed for <SEP> purposes of comparison. <SEP> It <SEP> became <SEP> with <SEP> a <SEP> soap mixture <SEP> of <SEP> hydrogenated <SEP> castor oil, <SEP> 3.75%, <SEP> and <SEP> more technical
<tb> Stearic acid <SEP> in <SEP> form <SEP> of <SEP> hydrofolic acid <SEP> 51 <SEP> (hydrogenated <SEP> fish oil acids), <SEP> <B> 3,750 / 0, </B> < SEP> manufactured.
EMI0005.0001
<I> Table <SEP> 11 </I> <SEP> (continued)
<tb> <I> Properties </I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F *
<tb> Appearance <SEP> half- <SEP> excellent- <SEP> excellent- <SEP> excellent- <SEP> excellent- <SEP> solid <SEP> marked <SEP> marked <SEP> marked <SEP> marked <SEP> draws
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C) <SEP> <B> 260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+ <SEP> 260+ </B>
<tb> Penetrations <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / 10)
<tb> unused <SEP> bad <SEP> 2:
62 <SEP> 262 <SEP> 300 <SEP> 242 <SEP> 103
<tb> requires <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> structure <SEP> 280 <SEP> 293 <SEP> 325 <SEP> 262 <SEP> 144 \
<tb> claims <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> 370 <SEP> 350 <SEP> 372 <SEP> 340 <SEP> H. <SEP> D. properties
<tb> Timken-Test <SEP> (load <SEP> 18.14 <SEP> kg) <SEP> fulfilled <SEP> fulfilled <SEP> fulfilled <SEP> fulfilled <SEP> failed <SEP> failed Contains the complex compounds used In addition to acetic acid, an acid or a mixture of acids of medium molecular weight. The mean saponification numbers of the acids (without acetic acid) were in the range of about 320-420 and resulted in fats (No.
B-D) with excellent HD properties, thickening and stability behavior. C and D were the best because they showed the smallest changes in penetration values after exposure.
A combination of glacial acetic acid and stearic acid (fat E) in a high molecular ratio resulted in greases with a fairly high metal content and long lubrication times, but poor HD properties. A combination of acetic acid with caproic acid with only 6 carbon atoms per molecule (fat A) has good HD properties, but only a low fat structure, if at all.
Example 3 (Influence of Branched Chain Aliphatic Acids) Three lubricating greases (G, H, and I) were prepared by adding all of the mineral lubricating oil and calcium hydroxide to a heatable kettle to form an intimate, smooth dispersion mixed and then added the acid mixtures used without external heat supply. When the reaction temperature began to drop, the mixture was heated to 260, the supply of heat was interrupted. And the mixture was cooled to 135 C. It was then homogenized in the Gaulin homogenizer at 210 to 350 kg / cm2.
For comparison, fat No. J was prepared by saponifying animal fat (12.00 / e) with calcium hydroxide (1.7 "/ o) and dispersing the soap thus obtained in neutral mineral oil with a viscosity of 55 SUS at 99.degree (85.3%)
. 1% water was added to stabilize the soap in the oil. It is a typical commercial product.
Fat No. K was prepared by mixing 50% fat No. G with 50% fat No. J at 82 to 93 C and homogenizing in the Gaulin apparatus at 350 kg / cm @.
The compositions and properties of these greases are listed in Table III.
EMI0005.0066
<I> Table <SEP> 111 </I>
<tb> <I> Lubricating grease <SEP> no. </I> <SEP> G <SEP> H <SEP> I <SEP> J <SEP> k <SEP> K
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0 <SEP> 12.0 <SEP> 12.0
<tb> C8 oxo acid <SEP> 6.0
<tb> C, 0- <SEP> Oxoacid <SEP> 3.0
<tb> 2-ethylhexyl acid <SEP> 6.0
<tb> Technical <SEP> Caprylic Acid <SEP> 3.0
<tb> Ca (OH) 2 <SEP> 9.6 <SEP> 9.6 <SEP> 9.8
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5
<tb> Mineral lubricating oil <SEP> (55 <SEP> SUS / 99 <SEP> C) <SEP> 71.9 <SEP> 71.9 <SEP> 71.7
<tb> molar ratio:
<SEP> acetic acid <SEP> to
<tb> higher <SEP> acids <SEP> 4.8 <SEP> 4.8 <SEP> 5.2 <SEP> - <SEP> saponification number <SEP> (without <SEP> acetic acid) <SEP> 389 <SEP > 389 <SEP> 355 <SEP> - <SEP>% <SEP> alkalinity <SEP> (as <SEP> NaOH) <SEP> 0.51 <SEP> 0.34 <SEP> 0.89 <SEP> - <SEP> "\ <SEP> The <SEP> recipes <SEP> for <SEP> J <SEP> and <SEP> K <SEP> are given <SEP> in the <SEP> example <SEP> 3 <SEP>.
EMI0006.0001
It can be recognized that the use of acids with branched chains, such as oxo acids, as acids of medium molecular weight in the complex thickener resulted in very soft or semi-liquid lubricants.
The oxo acids are obtained from branched-chain olefins such as can be prepared by polymerizing propylene alone or together with butyls. These greases have a high content of thickening agents in a stable, non-precipitating dispersion and excellent loading capacity. See fats G, H and I.
These soft or semi-liquid greases can also be used as low-pressure additives for simple greases thickened with soaps, whereby lubricating greases with improved load capacity are obtained (grease no. K).
The thickened greases obtainable according to the invention can also be used to greatly improve the water solubility and the lubricating properties of greases thickened with sodium complex soaps. The latter are well known in the art and are obtained by saponifying rapeseed oil at about 232-271 C in the presence of mineral lubricating oil. By mixing the sodium soap fat with a complex calcium acetate caprylate, the unexpected results mentioned above are achieved.
In addition, the properties of the sodium soap fat can be modified to almost any extent by adjusting the composition of the mixture. For example, a mixture of roughly equal parts of these two types of grease results in a lubrication life of about 5000 hours in a bearing that runs at <B> 10,000 </B> revolutions per minute at 121 C.
<I> Example 4 </I> A number of lubricating greases based on mineral lubricating oils thickened with calcium salt complexes of acetic acid and technical mixtures of caprylic acid, the composition of which is given in Table IV below, were produced according to the process given in Example 1.
EMI0006.0033
<I> Table <SEP> IV </I>
<tb> <I> Grease <SEP> No. </I> <SEP> L <SEP> M <SEP> N <SEP> O = <SEP> P <SEP> Q3
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0 <SEP> 12.0 <SEP> 12.0 <SEP> 9.60 <SEP> 18.0 <SEP> 9.0
<tb> Technical <SEP> Caprylic Acid <SEP> 6.0 <SEP> 6.0 <SEP> 6.0 <SEP> 4.80 <SEP> 9.0 <SEP> 4.5
<tb> Ca (OH) 2 <SEP> 9.8 <SEP> 9.8 <SEP> 9.8 <SEP> 7.84 <SEP> 14.5 <SEP> 7.4
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.40 <SEP> 1.0 <SEP> 0.5
<tb> mineral lubricating oil
<tb> 500 <SEP> SUS / 37 <B> 0 </B> <SEP> C <SEP> 71.7
<tb> 600 <SEP> SUS / 37 <B> 11 </B> <SEP> C <SEP> 71.7 <SEP> 57.36
<tb> 900 <SEP> SUS / 37 <SEP> C <SEP> 71.7 <SEP> 57.5 <SEP> 28.6
<tb> 5000 <SEP> SUS / 37 <B> 0 </B> <SEP> C <SEP> 20.00 <SEP> 50.0
<tb> molar ratio:
<SEP> acetic acid <SEP> to
<tb> higher <SEP> acids <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 5 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<tb> Saponification number <SEP> (without <SEP> acetic acid) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 379 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP>.
<tb> 1 <SEP> <B> 5.0 <SEP>? 7 "</B> <SEP> Caproic, <SEP> 75% <SEP> Caprylic, <SEP> 200/0 <SEP> Capric acid .
<tb> 2 <SEP> Blended <SEP> by <SEP> diluting <SEP> of <SEP> fat <SEP> M <SEP> with <SEP> more <SEP> oil <SEP> and <SEP> homogenize.
<tb> 3 <SEP> Blended <SEP> by <SEP> diluting <SEP> of <SEP> fat <SEP> P <SEP> with <SEP> more <SEP> oil <SEP> and <SEP> homogenize.
EMI0007.0001
<I> Table <SEP> IV </I> <SEP> (continued)
<tb> <I> Properties </I> <SEP> L <SEP> M <SEP> N <SEP> 02 <SEP> P <SEP> Q <SEP> 3
<tb> Appearance <SEP> very <SEP> good <SEP> good <SEP> bad <SEP> very <SEP> good <SEP> very <SEP> good <SEP> bad
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 260 <SEP> + <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> ... </B> <SEP>. <SEP>.
<SEP>.
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / 10)
<tb> unused <SEP> 262 <SEP> 272 <SEP> 345 <SEP> 310 <SEP> 212 <SEP> 382
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> 293 <SEP> 308 <SEP> 372 <SEP> 342 <SEP> 256 <SEP> 384
<tb> used <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> 350 <SEP> 365 <SEP> 410 <SEP> 370 <SEP> 294 <SEP> via <SEP> 400
<tb> H. <SEP> D: <SEP> properties
<tb> Timken test <SEP> (18.14 <SEP> kg <SEP> load) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> fulfilled, <SEP> narrow <SEP> scar <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
The data in Table IV show that lubricating greases produced with the complexes obtainable according to the invention are obtained in excellent yields, together with good structural stability under mechanical stress, if the soap is dispersed directly in mineral lubricating oils with a viscosity of not more than 600 SUS at 38 ° C. It is therefore preferred to use such oils whenever possible. However, the technology very often requires oils of higher viscosity with around 700-5000 SUS at 38 C, especially when heavy loads occur in roller bearings.
The dispersion of the salt complexes in these higher viscosity oils can lead to lower yields and poorer structural stability (fat no. N). Increasing the salt complex content of oils with a higher viscosity improves penetration, but this procedure can be less economical (fat P). If this high complex content is diluted, products of a very soft consistency are obtained in comparison with the products made from lower viscosity oils with the same complex content (fat Q).
From Table IV it can be seen that excellent yields and good structural stability can be obtained if the fat is prepared from a lower viscosity mineral oil and then mixed with a higher viscosity oil in order to achieve the desired viscosity in the end product (fat O).
EMI0007.0017
<I> Example <SEP> S </I>
<tb> (synthetic <SEP> ester <SEP> as <SEP> carrier)
<tb> You <SEP> produce <SEP> a <SEP> lubricating grease <SEP> from <SEP> the following <SEP> components <SEP>:
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> wt.
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0
<tb> caprylic acid <SEP> 6.0
<tb> Hydrated lime <SEP> <B> 9.8 </B>
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 1.0
<tb> molar ratio, <SEP> acetic acid <SEP> to <SEP> higher <SEP> acids <SEP> 5.7
<tb> Di-isooctyl acelate <SEP> 71.2
<tb> Saponification number <SEP> (without <SEP> acetic acid) <SEP> 327
<tb> <I> Manufacturing </I>
<tb> Same as <SEP> as <SEP> in the <SEP> example <SEP> 1
EMI0007.0018
<I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> excellent
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C)
<SEP> <B> 260+ </B>
<tb> Penetration <SEP> 25 <SEP> C <SEP> mm / 10
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> 280
<tb> used <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> 342
<tb> Norma-Hoffmann oxidation test
<tb> (hours <SEP> to <SEP> at <SEP> 0.35 <SEP> kg / cm2 <SEP> pressure drop) <SEP> <B><I>500+</I> </B>
<tb> Loss of washing <SEP> with <SEP> water <SEP> none
<tb> Lubricating service life <SEP> in <SEP> hours
<tb> <B> (1230C / 10000 </B> <SEP> tours <SEP> per <SEP> minute) <SEP> 1724
<tb> Shell four-ball test
<tb> E. <SEP> P. value <SEP> (mean <SEP> Hertz load) <SEP> 48.1 These data show that the salt complexes can also be used to thicken synthetic lubricating oil to a grease consistency ..
The lubricating greases obtainable in this way can be used in a wide temperature range from about -50 to 150 C or more and have excellent high pressure properties. Until now, diesters thickened with lithium soaps were the only synthetic lubricating greases that met certain official requirements for use at low temperatures. However, lithium soap is often scarce and quite expensive.
It has now been found that a complex calcium soap thickener from a calcium salt of acetic acid and the technical caprylic acid, which was formed in situ in the diester, produces lubricating greases which correspond to the official specifications.
<I> Example 6 </I> (synthetic silicone as carrier) The production of stable lubricating greases from silicone polymers according to the usual methods is difficult to accomplish because of the insolubility or difficult dispersibility of the soap thickener in the silicone.
It has now been found that when using a calcium acetate caprylate thickener with a high acetate content, the desired fats can easily be produced. The greases obtained have high drop points and are suitable for the lubrication of anti-friction bearings at higher temperatures over relatively long periods of time. In addition, such lubricating greases have a relatively high load capacity in steel-against-steel friction elements, compared with the previously known lubricating greases or the liquid silicone alone.
Two lubricating greases of the composition given below were prepared by mixing all of the silicone and hydrated lime in a heatable kettle and heating to 57 ° C., then adding the acetic acid and the medium molecular weight technical acids and heating to 266 ° C. with stirring. Then the supply of heat was turned off and cooled to 121 ° C. with continued stirring, phenyl-a-naphthylamine was added and the mixture was cooled to 93 ° C. and through.
sent a homogenizer to Morehouse.
The composition and properties of the fats are shown in Table V.
EMI0008.0017
<I> Table <SEP> V </I>
<tb> <I> Grease <SEP> No. </I> <SEP> R <SEP> S
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0 <SEP> 12.0
<tb> Technical <SEP> caprylic acid <SEP> 6.0 <SEP> 6.0
<tb> hydrated lime <SEP> 10.0 <SEP> 9.8
<tb> Phenyl-a-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 1.0
<tb> silicone fluid <SEP> <B> 7101 </B> <SEP> 71.5
<tb> silicone polymer oil <SEP> 550 = <SEP> 71.2
<tb> <I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> excellent,
<tb> smooth <SEP> even <SEP> grease
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / 10)
<tb> unused <SEP> 300 <SEP> 285
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> 310 <SEP> 310
<tb> used <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> 325 <SEP> 325
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C)
<SEP> 163 <SEP> 163
<tb> Water solubility <SEP> (boiling <SEP> water) <SEP> none <SEP> none
<tb> Norma-Hoffmann oxidation test
<tb> (hours <SEP> to <SEP> pressure drop <SEP> from
<tb> 0.35 <SEP> kg / cm2) <SEP> 400+ <SEP> 400+
<tb> Lubricating service life <SEP> in <SEP> hours
<tb> (177 <B> 11 </B> <SEP> C-10000 tours / minute) <SEP> 500 <SEP> 350
<tb> Almen-E.
<SEP> P. test <SEP> (steel needle-steel socket) <SEP> (load <SEP> -6) <SEP> fulfilled <SEP> fulfilled i Dow Corning - methyl-phenyl-polysiloxane, high ratio of phenyl - to methyl groups. 1060 SSU at 3811C. 2 methyl silicone. 400 SSU at 38o C. The extraordinary properties at extremely high pressures of these lubricating greases are remarkable.
If you try to produce lubricating greases from: the same silicone 710 either with lithium soap or with a complex of calcium stearate and calcium acetate, the products fail in the Almen test even when exposed to three weights. <I> Example 7 </I> As already mentioned, instead of calcium, other alkaline earth metals can be used as metal components of the salt complexes. This variant is illustrated by the use of barium or mixed barium-calcium complexes, which give the finished lubricating greases excellent lubricating properties, especially at extremely high pressures.
The salt formation of the combined low and medium molecular weight acids with barium hydroxide, in particular barium octahydrate, requires large amounts of the base. It has been found that the amount of barium octahydrate can be reduced significantly,
if part of the low molecular weight acid is used in the form of the preformed barium salt. Not more than 60%, preferably about 30-50% of the low molecular weight acids can be used as preformed barium salt, the remaining acid can be neutralized in situ.
This embodiment is illustrated by the following grease compositions.
No. 6 grease, having the composition shown in Table VI, was prepared by placing all of the mineral oil and barium acetate in a heatable kettle. The materials are mixed and barium hydroxide dissolved in boiling water is added. The acetic acid and technical-grade caprylic acid are then mixed in and heated with stirring until all the water has been removed. The mixture is heated rapidly to 266 ° C. and then cooled to 93 ° C. with further stirring and then homogenized in the Gaulin homogenizer at 420 kg / cm2.
Lubricating grease No. 7 with the composition given below was essentially produced in the same way as lubricating grease No. 6, but with about 50% of the low molecular weight acid in the form of the pre-formed barium acetate, as dry crystals instead of Ba (OH) 2 . 8 H20 solution was used.
Grease No. 8 of the composition given below was prepared in much the same way as grease No. 6, but the barium hydroxide was replaced by calcium hydroxide.
EMI0009.0001
<I> Table <SEP> V1 </I>
<tb> <I> Grease <SEP> No. </I> <SEP> <B> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 </B>
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 2.0 <SEP> 6.0 <SEP> 6; 0
<tb> Barium Acetate <SEP> 15.0 <SEP> 14.19 <SEP> 15.0
<tb> Caprylic acid, <SEP> technical <SEP> 5.0 <SEP> 6.0 <SEP> 6.0
<tb> Ba (OH) 2.8H20 <SEP> 9; 3 <SEP> 20.5
<tb> Calcium hydroxide <SEP> <B> 6.0 </B>
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5
<tb> Mineral lubricating oil <SEP> (55 <SEP> SUS / 99 <SEP> C) <SEP> 68.2 <SEP> 52.811 <SEP> 68.5
<tb> molar ratio:
<SEP> acetic acid <SEP> to <SEP> caprylic acid <SEP> 5.0 <SEP> 6.0 <SEP> 6.0
<tb> Saponification number <SEP> (without <SEP> acetic acid) <SEP> 372 <SEP> 372 <SEP> 372
<tb> <I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> excellent, <SEP> excellent, <SEP> excellent,
<tb> stable, <SEP> but <SEP> fairly <SEP> smooth, <SEP> even <SEP> smooth, <SEP> firm
<tb> liquid <SEP> dispersion <SEP> soft <SEP> fat <SEP> fat structure
<tb> Drop point <SEP> (<SEP> C) <SEP> <B> 260+ </B> <SEP> 260
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / <SEP> <B> 10) </B>
<tb> unused <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 259
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> - <SEP> 365 <SEP> 325
<tb> used <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> - <SEP> - <SEP> 368
<tb> Timken test <SEP> (18.14 <SEP> kg <SEP> load)
<SEP> failed <SEP> fulfilled <SEP> fulfilled
<tb> narrow <SEP> scar <SEP> narrow <SEP> scar
<tb> 1 <SEP> 9.22% <SEP> additional <SEP> mineral lubricating oil <SEP> was <SEP> as a <SEP> replacement <SEP> of the <SEP> hydration water <SEP> in the <SEP> Ba-hydrate < SEP> (45%) <SEP> added. <I> Example 8 </I> Another important advantage of using medium-molecular acids in combination with a low-molecular acid for the purpose of forming the salt complex thickener is
that there is no hardening and crust formation in the finished grease product. This characteristic results from the data summarized in Table VII. Grease T with the composition indicated in Table VII was prepared in the same way as in Example 1.
Lubricating grease U with the composition given in the table was produced essentially in the same way as lubricating grease T, except that instead of caprylic acid, with a medium molecular weight, hydrofoic acid 51, a technical stearic acid, was used.
EMI0009.0021
<I> Table <SEP> V11 </I>
<tb> <I> Grease <SEP> No. </I> <SEP> T <SEP> U
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0 <SEP> 8; 0
<tb> Caprylic acid <SEP> 6.0 <SEP> hydrofolic acid <SEP> 51 <SEP> - <SEP> 4.0
<tb> Calcium hydroxide <SEP> <B> 9.8 </B> <SEP> 6.0
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.5
<tb> Mineral lubricating oil <SEP> (55 <SEP> SUS / 99 <SEP> C) <SEP> 71.7 <SEP> 81.5
<tb> <I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> excellent, <SEP> smooth <SEP> grease <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<tb> dropping point <SEP> (a <SEP> C) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 260 <SEP> + <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP>.
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / 10)
<tb> unused <SEP> 285 <SEP> 275
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> 300 <SEP> 295
<tb> used <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> 360 <SEP> 350
EMI0010.0001
<I> Table <SEP> V11 </I> <SEP> (continued)
<tb> <I> Properties </I> <SEP> T <SEP> U
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (weight /)
<tb> Penetration <SEP> after <SEP> 10 <SEP> days <SEP> storage
<tb> (used <SEP> 60 <SEP> beats) <SEP> 300 <SEP> 225
<tb> Crust formation <SEP> no <SEP> yes
<tb> molar ratio:
<SEP> acetic acid <SEP> to <SEP> higher <SEP> acids <SEP> <B><I>5:1</I> </B> <SEP> 10: 1
<tb> Saponification number <SEP> (without <SEP> acetic acid) <SEP> 389 <SEP> 195
<tb> Timken test <SEP> (18.14 <SEP> kg <SEP> load) <SEP> fulfilled <SEP> failed
<tb> scar <SEP> narrow <SEP> scar
<tb> Normal Hoffmann oxidation test
<tb> (hours <SEP> to <SEP> to <SEP> 0.35 <SEP> kg / cm2 <SEP> pressure drop) <SEP> 240 <SEP> 245
<tb> Lubrication life <SEP> (h) <SEP> (10000 <SEP> tours
<tb> at <SEP> 12 <B> 1 </B> <SEP> C) <SEP> 2100 <SEP> 1195
<tb> Condition <SEP> of the <SEP> grease <SEP> after <SEP> 6 <SEP> months <SEP> unchanged <SEP> surface hardening <SEP> (crust) <SEP> <SEP> gradually <SEP> by <SEP> spreading the <SEP> fat <SEP>, <SEP> to <SEP> it <SEP> very much
<tb> hard <SEP> was,
<SEP> <B> 150 </B> <SEP> mm / 10 <SEP> Penetration The following examples show various embodiments of lubricants according to the invention that do not contain water.
<I> Example 9 </I> A number of mineral oil-based lubricating greases thickened with an anhydrous mixture of the metal salts of acetic acid and caprylic acid and having the composition given in Table VIII were prepared as follows: <I> Product No. A </I> All of the mineral lubricating oil and the slaked lime were processed into a uniform dispersion in a steam-heated boiler, then steam is introduced into the boiler jacket and the contents heated to 57 ° C.
The acetic acid and caprylic acid were then added, heated to about 150 ° C. and kept at this temperature for about 3 hours. It was then cooled to 93 ° C., the phenyl-alpha-naphthylamine was added as an antioxidant and the mixture was cooled to room temperature with constant stirring. The mixture was then homogenized in a Gaulin homogenizer at 350 kg / cm2.
<I> Product No. B </I> This product was obtained by blending product No. A with a solvent-refined, propane-deasphalted, medium-continental residue oil with a viscosity of about 2200 SUS at 38 C, a viscosity index of about 100 and a flash point of about 190 C. <I> Product No.
C </I> This product was obtained by adding a mixture with a viscosity of about 5000 SUS at 38 C, consisting of 18.0% of central continental residual oil deasphalted with propane and 53.8% of a resin to a steam-heated boiler the viscosity 10,000 SUS at 37 C,
obtained by precipitation of the propane-insoluble portions of a Pennsylvanian crude oil, as well as the whole hydrated lime and the resulting dispersion was heated to 57 C, then the acetic acid and caprylic acid were added. The mixture was heated to 157 ° C. and then cooled to 150 ° C. and homogenized while hot in a Morehouse apparatus, then cooled to room temperature.
<I> Product No. D </I> All of the mineral lubricating oil and lime were placed in a steam-heated kettle. given and intimately mixed. Then caprylic acid was added without external heat input and mixed for a further half an hour. It was then heated to 160 ° C. and kept at this temperature for 3 hours. The mixture thus obtained was cooled to 1210 ° C. by passing cold water through the boiler jacket, whereupon the phenyl-a-naphthylamine was added with constant stirring. After cooling to 65 ° C., the mixture was homogenized in a Gaulin homogenizer at 350 kg / cm2.
<I> Product No. E </I> This product was made by mixing 75% of Product No. D with 25% of the solvent-refined,
Central continental residue files de-asphalted with propane with a viscosity of around 2200 SUS at 38 C, a viscosity index of around 100 and a flash point of around 190 C.
<I> Product </I> No. <I> F </I> This product was made essentially as described for Product No. A, except that more acetic acid was used to bring the molar ratio of low-molecular to medium-molecular acids to about Bring 12: 1.
The composition of these products and their properties reveal; Table VIII below. For comparison purposes, a lubricating grease product G was produced as follows: Components: A / 9 caprylic acid 4.2 A / 9 calcium hydroxide 0 , 5'I / o9 phenyl-a-naphthylamine 80.3 A / 9 lubricating oil (55 SUS at 99 C).
<I> Production </I> Half of the mineral oil and the caprylic acid were placed in a steam-heated boiler. The temperature was increased to 65 ° C. and the lime was added. The mixture is heated to 149 ° C. until the acid is completely neutralized. The fat is then cooled to 99 ° C. and 2A / 9 water is added. After a solid structure was created, the rest of this mineral oil was added.
EMI0011.0018
<I> Properties </I>
<tb> Appearance:
<tb> excellent, <SEP> smooth <SEP> fat <SEP> by <SEP> more buttery
<tb> consistency
<tb> Penetration <SEP> at <SEP> 25 <SEP> C <SEP> mm / 10
<tb> unused <SEP> 250
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> 255
<tb> used <SEP> 100000 <SEP> beats <SEP> 255
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C) <SEP> 82
<tb> Water solubility <SEP> insoluble
<tb> Lubricating properties <SEP> (115 <SEP> C) <SEP> flows from <SEP> from <SEP>
<tb> Storage The addition of water to the contents of the boiler, after which it has been made anhydrous, results in a good structure of the fat, which, however, is destroyed when the fat is subsequently heated to dewatering temperatures.
EMI0011.0020
<I> <U> Table <SEP> V111 </U> </I>
<tb> <I> Product <SEP> No. </I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F
<tb> <I> Recipe </I> <SEP> (wt.%)
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0 <SEP> 9.0 <SEP> 12.0 <SEP> 12.0 <SEP> 9.0 <SEP> 5.63
<tb> Caprylic, acid, <SEP> technical '<SEP> 6.0 <SEP> 4.5 <SEP> 6.0 <SEP> 6.0 <SEP> 4.5 <SEP> 1.34
<tb> Calcium hydroxide <SEP> <B> 10.0 </B> <SEP> 7.2 <SEP> 9.7 <SEP> 9.8 <SEP> 7.3 <SEP> 4.13
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine <SEP> 0.5 <SEP> 0.4 <SEP> 0.5 <SEP> 0.5 <SEP> 0.4 <SEP> 0.18
<tb> mineral lubricating oil
<tb> 70 <SEP> SUS <SEP> at <SEP> 93 <B> 11 </B> <SEP> C <SEP> 71.5 <SEP> 53.9 <SEP> 71.7 <SEP> 53 , 8 <SEP> 88.72
<tb> 2200 <SEP> SUS <SEP> at <SEP> 38 <SEP> C <SEP> (100 <SEP> VI) <SEP> 25.0 <SEP> 25.0 <SEP> 4936 <SEP> SUS <SEP> at <SEP> 38 <B> 0 </B> <SEP> C <SEP> (100 <SEP> VI) <SEP> 53,
8 <SEP> maximum temperature <SEP> at <SEP> der
<tb> Production <SEP> 160 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> C <SEP> 157 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> C <SEP> Molar ratio:
<tb> acetic acid: <SEP> caprylic acid <SEP> 5.7 / 1 <SEP> 5.7 / 1 <SEP> 5.7 / 1 <SEP> 5.7 / 1 <SEP> 5.7 / 1 < SEP> 12/1
<tb> <I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> - <SEP> opaque <SEP> product <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> dropping point <SEP> (<SEP> C) <SEP> <B> 260+ < / B> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> liquid <SEP> liquid
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / <SEP> <B> 10) </B>
<tb> unused <SEP> semi-liquid <SEP> not <SEP> flows <SEP> semi-liquid <SEP> Newtonian
<tb> liquid
<tb> used <SEP> 60 <SEP> beats <SEP> <SEP> - <SEP> under <SEP> own <SEP> weight
<tb> used <SEP> <B> 100000 </B> <SEP> beats <SEP> <SEP> - <SEP> Timken test,
<SEP> kg <SEP> load <SEP> 25 <SEP> + <SEP> 22.7 <SEP> 20.4 <SEP> 22.7 <SEP> Almen test:
<tb> gradual <SEP> load, <SEP> 15 <SEP> weight <SEP> fulfilled <SEP> fulfilled <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> shock load <SEP> 15 <SEP> weight . <SEP> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> SAE <SEP> test <SEP> scale reading
<tb> at <SEP> 500 <SEP> tours / min <SEP> 390 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 390 <SEP> at <SEP> 1000 <SEP> tours / min. <SEP> 340 <SEP> 280 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> stability <SEP> (60 <SEP> days <SEP> storage) <SEP> no <SEP> separation <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Water solubility <SEP> none <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> saponification number <SEP> 327 <SEP> mg, < SEP> KOH <SEP> per <SEP> g.
It can be seen that the anhydrous mixtures of the metal salts of acetic acid and acrylic acid, which have a molar ratio of more than 5: 1, were prepared at temperatures of 149-160 ° C. and dispersed in oil, resulted in lubricants which performed extremely well at extremely high pressures. The products produced in this way generally have a semi-liquid or soft solid consistency and are slightly thixotropic. The product no. D is z.
B. of semi-liquid consistency and becomes liquid under the influence of a slight shear force. After the shear force has ceased, however, the fat returns to its soft, firm consistency.
This property is particularly desirable in gear oils for differential gears of automobiles, transmissions and / or other power converters where high pressure lubricants are required to prevent premature failure of the bearings. A spe cial application for such lubricants are hypoid gears with low speed and high torque or high speed and low torque.
The product F was used as a top lubricating oil for the cylinders of marine diesel engines and effectively reduced the wear of the cylinder liners and the corrosion.
<I> Example 10 </I> A lubricating grease was produced from the following components:
EMI0012.0021
<I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> excellent
<tb> Drop point <SEP> (<SEP> C) <SEP> <B> 260+ </B>
<tb> Crust formation <SEP> none
<tb> tendency to harden <SEP>
<tb> Norma Hoffmann oxidation
<tb> (hours <SEP> to <SEP> to <SEP> 0.35 <SEP> kg / cm2
<tb> pressure drop) <SEP> <B><I>500+</I> </B>
<tb> Corrosion <SEP> none
<tb> N. <SEP> L. <SEP> G.1.
<SEP> lubrication life <SEP> (h)
<tb> (121 <SEP> C <SEP> - <SEP> 10000 <SEP> tours / min.) <SEP> 1800
<tb> Shell-4 ball sample
<tb> Extreme <SEP> Pressure <SEP> Index <SEP> 52.5
<tb> Penetration <SEP> (mm / 10) <SEP> homogenized <SEP> according to <SEP> Gaulin <SEP> homogenized
<tb> after <SEP>
<tb> 350 <SEP> kg / cm2 <SEP> 455 <SEP> kg / cm2 <SEP> Morehouse
<tb> unused <SEP> 344 <SEP> 314 <SEP> 362
<tb> used <SEP> (60 <SEP> beats) <SEP> 382 <SEP> 365 <SEP> 394
EMI0012.0022
Composition <SEP> wt.
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0
<tb> Technical <SEP> caprylic acid <SEP> (Vers. <SEP> number) <SEP> 327 <SEP> 6.0
<tb> Calcium hydroxide <SEP> 9.8
<tb> Phenyl-a-naphthylamine <SEP> 1.0
<tb> Di-isooctyl azelate <SEP> 71.2
<tb> <I> Manufacturing </I>
<tb> time <SEP> (h) <SEP> temp.
<SEP> (,) <SEP> C) <SEP> Comments
<tb> 0 <SEP> 75 <SEP> All <SEP> components <SEP> except <SEP> dem
<tb> Phenyl-a-naphthylamine <SEP> in
<tb> a <SEP> which can be heated with <SEP> steam <SEP>
<tb> Kettle <SEP> mixed
<tb> 1 <SEP> 68
<tb> 11/2 <SEP> 116
<tb> 2 <SEP> 121
<tb> 21/2 <SEP> 132
<tb> 2.9 <SEP> 143
<tb> 3.5 <SEP> 146
<tb> 4.0 <SEP> 204
<tb> 4.5 <SEP> 153
<tb> 5.0 <SEP> 157
<tb> 5.5 <SEP> 188
<tb> 5.8 <SEP> 153 <SEP> Start <SEP> of <SEP> cooling,
<tb> bold <SEP> slightly <SEP> colored, <SEP> smooth
<tb> 6.1 <SEP> 143
<tb> 6.3 <SEP> 121 <SEP> Addition <SEP> of <SEP> phenyl-a-naphthyl amine, <SEP> fat <SEP> pink-red
<tb> 6.6 <SEP> 93
EMI0013.0001
<I> Example <SEP> 11 </I>
<tb> A <SEP> lubricating grease <SEP> was <SEP> made from <SEP> the following <SEP> components <SEP>:
<tb> Composition <SEP> wt.
<tb> glacial acetic acid <SEP> 13.8
<tb> Technical <SEP> caprylic acid <SEP> (saponification number <SEP> 327) <SEP> 6.9
<tb> calcium hydroxide <SEP> 10.7
<tb> Phenyl-a-naphthylamine <SEP> 1.0
<tb> Di-isooctyl azelate <SEP> 67.6 <I> Production </I> The entire diester and the hydrated lime are intimately mixed in a steam-heated boiler. The temperature is brought to 49 ° C. and the acetic and caprylic acids are added. The mixture is stirred and heated further up to 150 ° C. and maintained at this temperature for 2-3 hours with stirring. It is then cooled to 94 ° C., phenyl-a-naphthylamine is added and the mixture is further cooled to 70-82 ° C., then homogenized in a Morehouse apparatus.
EMI0013.0007
<I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> excellent,
<tb> smooth, <SEP> homogeneous
<tb> Drop point <SEP> (<SEP> C) <SEP> <B> 260+ </B>
<tb> Norma Hoffmann oxidation
<tb> (pressure drop <SEP> kg) <SEP> hours <SEP> at <SEP> 99 <SEP> C
<tb> 45.36 <SEP> 2
<tb> 226.8 <SEP> 5
<tb> Mean <SEP> Hertz load
<tb> (Shell-4-Ball-EP-Index) <SEP> 53
<tb> Oil excretion <SEP> (%) <SEP> 3.0
<tb> Oil evaporation <SEP> (%) <SEP> 0.24
<tb> Corrosion <SEP> none
<tb> Water solubility <SEP> (0/0) <SEP> none
<tb> Penetration <SEP> (mm / 10)
<tb> used <SEP> (50 <SEP> beats) <SEP> 285
<tb> used <SEP> (100000 <SEP> blows) <SEP> 365
<tb> Crust formation <SEP> none The data obtained in Examples 10 and 11 show
that the anhydrous mixtures of the metal salts can be used successfully for thickening synthetic lubricating oils up to the consistency of grease. The data also show that these blends provide the finished grease with exceptional properties at extremely high pressures. Such greases are suitable for use over a wide range of temperatures and meet a number of government specifications for use at low temperatures.
The lubricants obtained according to the above information can also be mixed with fats that have been thickened with soap complexes to improve their behavior at high pressures, which z. B. for the use of the products in iron rolling mills is important. The following examples illustrate these embodiments of the lubricant according to the invention.
EMI0013.0015
<I> Example <SEP> 12 </I>
<tb> A <SEP> basic fat <SEP> became <SEP> from <SEP> the following <SEP> components
<tb> manufactured:
<tb> Composition <SEP> wt.
<tb> hydrofolic acid <SEP> 51 <SEP> (technical <SEP> stearic acid) <SEP> 1.8
<tb> Hydrogenated <SEP> castor oil <SEP> (glyceride <SEP> der
<tb> oxystearic acid) <SEP> 1.8
<tb> acetic acid <SEP> 7.2
<tb> calcium hydroxide <SEP> 5.4
<tb> Phenyl-a-naphthylamine <SEP> 0.4
<tb> Mineral lubricating oil <SEP> (55 <SEP> SUS <SEP> 99 <SEP> C) <SEP> 83.4 <I> Production </I> The high-molecular saponifiable materials, the calcium hydroxide and the mineral lubricating oil,
are placed in a heatable kettle and heated to 57 ° C. while stirring. The acetic acid is then added and the mixture is heated to 260 C. The supply of heat is interrupted and the mixture is allowed to cool to 135 C. The phenyl-a-naphthylamine is then added and the mixture is cooled further to 77 ° C. with stirring. The lubricating grease obtained has the properties given in Table IX.
To improve the high pressure properties of this base fat, 25% / g of an additional fat containing product no. A, the composition and production of which was described in Example 9, were mixed with 75% of the base fat. Mixing took place at about 77 ° C, after which it was homogenized in the Gaulin apparatus at 350 kg / cm9.
The composition of the mixture, calculated from the composition of the two components, was as follows:
EMI0013.0040
Glacial acetic acid <SEP> 8.40 <SEP>%
<tb> Caprylic acid <SEP> <B><I>1,50110.</I> </B>
<tb> Technical <SEP> stearic acid <SEP> 1.35 <SEP>%
<tb> Hydrogenated <SEP> castor oil <SEP> 1.35 <SEP>%
<tb> Calcium hydroxide <SEP> <B> 6,550 / 0. </B>
<tb> antioxidant <SEP> 0.42%
<tb> lubricating oil <SEP> 80.43%, the ratio of acetic acid to the total saponifiable material and the caprylic acid was 8,
5 mol to 1 mol. The mixture of calcium acetate and calcium caprylate was in the molar ratio <B> 5.7: </B> 1 and anhydrous because it had been heated to 160 ° C. The properties of the finished grease mixture are shown in Table IX below.
EMI0014.0001
<I> Table <SEP> IX </I>
<tb> <I> Properties </I> <SEP> Basic fat <SEP> Mixed <SEP> fat
<tb> Appearance <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> excellent, <SEP> smooth <SEP> greases <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 260+ </B> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / <SEP> <B> 10) </B>
<tb> unused <SEP> 262 <SEP> 300
<tb> used <SEP> (60 <SEP> beats) <SEP> 275 <SEP> 335
<tb> used <SEP> (100000 <SEP> blows) <SEP> 330 <SEP> 375
<tb> Solubility <SEP> in <SEP> boiling <SEP> water <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> none <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP>.
<tb> Lubricating life <SEP> (h)
<tb> (121 <SEP> C <SEP> 10000 <SEP> tours / min.) <SEP> 240 <SEP> Norma Hoffmann oxidation
<tb> (hours <SEP> to <SEP> 0.35 <SEP> kg / cm2) <SEP> 240 <SEP> 245
<tb> Heating <SEP> to <SEP> 205 C <SEP> no <SEP> change <SEP> becomes <SEP> above
<tb> the <SEP> consistency <SEP> 90 <SEP> C <SEP> more difficult
<tb> Deposition <SEP> under <SEP> pressure <SEP> (22 <SEP> h) <SEP> 3.5 <SEP> 2.0
<tb> Timken Test <SEP> (Stress) <SEP> 25 <SEP> 40+ It can be seen that the mixed grease has better behavior at extreme pressures and has excellent body.
The amount of the additive, i.e. the fat thickened with the anhydrous metal salt mixture, can be between about 15 and 75 wt: O / o, preferably 25-50 wt: O / o, based on the total weight of the finished lubricating grease. The mixing temperature should be above 360C and below 177C, preferably below about 99C.
In the following examples, the production of various embodiments of the lubricant, according to the Invention, using salt mixtures containing water is described.
<I> Example 13 </I> A number of lubricating greases based on mineral oil thickened with a water-containing mixture of the metal salts of acetic and caprylic acid, the composition of which is given in Table X, were prepared as follows:
<I> Product A </I> All of the mineral lubricating oil and calcium hydroxide were placed in a reaction kettle equipped with an effective stirrer and mixed at about 21 ° C. to form a smooth dispersion. Then the acetic and caprylic acids were mixed together and added to the kettle. The reaction started immediately with an increase in temperature to about 88 ° C. and a solid product formed. Stirring was continued until the fat over the course of. had cooled to about 38 ° C. for about 2 hours.
<I> Product B </I> This lubricating grease was produced by mixing 20% of the grease A with 80 0 / a mineral lubricating oil with a viscosity of 80 SUS / 99 C, i.e. the mineral oil base of grease A.
<I> Product C </I> This product was made essentially the same as Grease A, except that acetic acid was used as the only acid.
<I> Product D </I> This product was obtained by mixing 20% of Product C with 80% of the mineral lubricating oil with a viscosity of 80 SUS at 99 C.
<I> Product E </I> This fat was essentially produced as described under A, but with 80% aqueous acetic acid instead of glacial acetic acid.
<I> Product F </I> This lubricant was produced by mixing 200/9 of the fat E with 80% of the same mineral lubricating oil with a viscosity of 80 SUS at 99 C.
The composition of these products and their properties are summarized in Table X below:
EMI0015.0001
<I> Table <SEP> X </I>
<tb> <I> Product <SEP> No. </I> <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F
<tb> <I> Composition </I>
<tb> glacial acetic acid <SEP> 18.0 <SEP> 3.6 <SEP> 20.0 <SEP> 4.0
<tb> acetic acid <SEP> (80 <SEP> 0/0) <SEP> 22.5 <SEP> 4.50
<tb> Technical <SEP> caprylic acid
<tb> (Vers. <SEP> number <SEP> 327) <SEP> 2.0 <SEP> 0.40 <SEP> 2., 0 <SEP> 0.40
<tb> Ca (OH) 2 <SEP> 12.8 <SEP> 2.56 <SEP> 13.3 <SEP> 2.66 <SEP> 12.8 <SEP> 2.56
<tb> Phenyl-alpha-naphthylamine
<tb> Antioxidant <SEP> 0.5 <SEP> 0.10 <SEP> 0.5 <SEP> 0.10
<tb> Mineral lubricating oil <SEP> (80 <SEP> SUS / 99 <SEP> C) <SEP> 66.7 <SEP> 93.34 <SEP> 66.7 <SEP> 93.34 <SEP> 62.2 <SEP> 92.44
<tb> <I> Properties </I>
<tb> molar ratio:
<tb> (acetic acid <SEP> to <SEP> caprylic acid) <SEP> 25.8 / 1 <SEP> 25.8 / 1 <SEP> - <SEP> - <SEP> 25.8 / 1 <SEP> 25 , 8/1
<tb> Appearance <SEP> excellent, <SEP> liquid <SEP> smooth, <SEP> liquid <SEP> excellent, <SEP> liquid
<tb> smooth, <SEP> homogeneous <SEP> homogeneous <SEP> smooth, <SEP> homogeneous
<tb> Mobilometer consistency <SEP> 25 <SEP> C <SEP> - <SEP> 750 <SEP> - <SEP> 815 <SEP> - <SEP> 752
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / 10)
<tb> unused <SEP> 220 <SEP> - <SEP> 365 <SEP> - <SEP> 230 <SEP> used <SEP> (60 <SEP> beats) <SEP> 252 <SEP> - <SEP> 370 <SEP> - <SEP> 242 <SEP> used <SEP> (100000 <SEP> beats) <SEP> 319 <SEP> - <SEP> 370 <SEP> - <SEP> - <SEP> Free <SEP> alkalinity <SEP> (o / o <SEP> NaOH) <SEP> 0.59 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Timpen-Test <SEP> (kg <SEP> load)
<SEP> 50 <SEP> - <SEP> 50 <SEP> separates <SEP> 50 <SEP> separates <SEP> into <SEP> 48 <SEP> h
<tb> Corrosion <SEP> none <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Oil separation <SEP> - <SEP> none <SEP> separates <SEP> - <SEP> - <SEP> stable
<tb> during storage <SEP> suspension
<tb> add plenty of <SEP> oil <SEP>
<tb> from <SEP> 2 <SEP> weeks It can be seen that greases that are thickened with a water-containing mixture of metal salts of carboxylic acids with low and medium molecular weight are stable, non-separating lubricating greases with excellent high pressure and anti-corrosion properties. properties result.
You can also see that practically all of the water of reaction remains in the lubricant. The fats produced in this way can be diluted to any salt concentration by mixing with up to 99% or more additional mineral oil (see products B and F).
The use of acetic acid alone gave unsatisfactory products from which the salt and oil separated (see products C and D).
Products E and F show that large amounts of water are permissible and that this can be extremely beneficial for certain lubrication purposes. Aqueous acetic acid solutions can be used in concentrations of 80% or less.
The lubricant mixtures described above are suitable for. B. as a top lubricant for the cylinder of marine diesel engines. The lubricants containing calcium salts reduce the wear and tear on the cylinder linings and reduce acid corrosion caused by the acids formed during combustion due to their neutralizing effect.
EMI0015.0024
<I> Example <SEP> 14 </I>
<tb> A <SEP> lubricating grease <SEP> was produced from <SEP> the following <SEP> components <SEP>:
<tb> Composition <SEP> weight:
<tb> glacial acetic acid <SEP> 12.0
<tb> Caprylic acid, <SEP> technical <SEP> 6.0
<tb> hydrated lime <SEP> 10; 0
<tb> Phenyl-a-naphthylamine <SEP> 0.5
<tb> silicone fluid <SEP> 7101 <SEP> 71.5 1 methyl-phenyl-polysiloxane with a high ratio of phenyl to methyl groups. Viscosity 1060 SUS / 380 C.
<I> Production </I> The entire silicone liquid and the hydrated lime are placed in a heatable kettle and heated to 57 ° C. while stirring. The mixture of acetic and caprylic acid is then added with stirring, the temperature rising to 212.degree. An excellent, smooth, uniform fat is obtained which contains most of the water of reaction.
EMI0016.0006
<I> Properties </I>
<tb> Appearance <SEP> smooth,
<tb> homogeneous <SEP> fat
<tb> dropping point <SEP> (<SEP> C)
<SEP> 260
<tb> Penetration <SEP> (25 <SEP> C <SEP> mm / <SEP> 10)
<tb> unused <SEP> 200
<tb> used <SEP> (60 <SEP> beats) <SEP> 210
<tb> used <SEP> (100000 <SEP> strokes) <SEP> <B> 215 </B>
<tb> Solubility <SEP> in <SEP> boiling <SEP> water <SEP> none
<tb> Almen-Test <SEP> (weight load) <SEP> 6 This example shows that the water-containing mixture of the metal salts can also be used to thicken silicone polymers into lubricating greases.
The products can also contain various additives known per se, such as oxidation-preventing substances, deactivating agents for metals, corrosion-preventing agents, extreme pressure additives, dyes, deoxidizing agents, etc.