DE1012017B

DE1012017B - Verfahren zur Herstellung von Schmierfetten

Info

Publication number: DE1012017B
Application number: DEST6459A
Authority: DE
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1952-05-24
Filing date: 1953-05-23
Publication date: 1957-07-11
Also published as: FR1078726A; US2790769A; NL95544C; GB736890A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Hochtemperaturschmierfette, d. h. solche, die einen hohen Tropfpunkt und innerhalb eines weiten Temperaturbereiches eine weiche Konsistenz besitzen, und Verfahren zur Herstellung derselben.

Es sind bereits seifengedickte Fette von der erstrebten Härte und hohem Tropfpunkt bekannt, d. h. Fette, die oberhalb etwa 204° schmelzen und zwischen etwa 93 und 204° eine glatte, weiche Konsistenz besitzen. Diese Fette wurden durch Verseifung von Rüböl mit überschüssigem Alkali hergestellt. Hierfür erhitzte man das Gemisch in ίο einem Schmieröl, welches eine geringe Menge Natriumsulfonat enthielt, auf 250 bis 270°.

Man nahm an, daß die Kombination von wertvollen Eigenschaften bei diesen Fetten hauptsächlich auf der Verwendung der C₂₂-Säuren, z. B. der Erucasäure, als Grundlage für die Seife beruhte. Rüböl und Brassidinverbindungen sind die einzigen bekannten, im Handel erhältlichen Ausgangsstoffe für diese Produkte. Erucasäure ist im Fischöl enthalten, kann aber aus diesem nur schwierig isoliert werden. Tatsächlich war es bisher nicht möglich, seifengedickte Fette mit den gleichen Eigenschaften aus anderen zu den Glyceriden gehörenden Fetten oder Ölen oder den entsprechenden Fettsäuren als solchen herzustellen. Es gelang nicht einmal, ähnliche Fette durch Verseifung synthetischer Produkte herzustellen, deren Zusammensetzung etwa dem Rüböl entsprach.

Insbesondere war bisher kein Verfahren bekannt, nach welchem Glyceride wie Talg, andere stearinreiche Fette oder gesättigte oder hydrierte Fette und Öle oder andere ungesättigte Öle als Rüböl in gute Hochtemperaturfette übergeführt werden können. Man hat zwar aus diesen Rohprodukten Fette mit hohen Schmelzpunkten hergestellt ; diese waren aber außerordentlich hart und trocken und für die Schmierung von Kugel- oder Rollenlagern ungeeignet, welche weiche, schmierfähige Fette erfordern. Dies ist besonders dann unbefriedigend, wenn ein Mangel an Rüböl besteht, wie z. B. in Kriegszeiten. Bemühungen, aus Rübölsurrogaten, wie Gemischen von 50% Ölsäure und 50% Eruca- oder Behensäure mit 2% Glycerin, Hochtemperaturfette von guter Beschaffenheit herzustellen, schlugen ebenfalls fehl, wenn man das gleiche Herstellungsverfahren anwandte wie bei Verarbeitung von Rüböl. Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten.

Es wurde gefunden, daß man Hochtemperaturfette ausgezeichneter Beschaffenheit herstellen kann, wenn man an Stelle von Rüböl als Ausgangsprodukt aus Verfahren zur Herstellung
von Schmierfetten

Anmelder:

Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Mai 1952

Glyceriden bestehende Fette und Öle sowie Gemische verwendet, die etwa die Zusammensetzung derartiger Fette und Öle haben, wenn man einen großen Überschuß von Alkali über die zur Verseifung der Glyceride oder Neutralisation der Fettsäure notwendige Menge anwendet und das Reaktionsgemisch nach der eigentlichen Verseifung oder Neutralisation auf solche, wesentlich über 270° liegende Temperaturen erhitzt, bei denen eine Alkalischmelze des Glycerins unter Wasserstoffentwicklung erfolgt. Der Reaktionsmechanismus ist noch nicht völlig geklärt; man nimmt jedoch an, daß in der zweiten Erhitzungsstufe aus dem Glycerin, welches in der vorausgegangenen Verseifungsstufe abgespalten oder in anderer Weise in das Reaktionsgemisch eingeführt wurde, unter Bildung von Acrolein oder einem Dimer desselben Wassers abgespalten wird. Beim weiteren Erhitzen wird das Acrolein oder sein Dimer durch Alkalischmelze entweder direkt oder im Wege der Cannizzaroschen Reaktion in ein Salz umgewandelt. Es kann auch eine Alkalischmelze des bei der Cannizzaroschen Reaktion gebildeten Alkohols erfolgen. Hierbei können folgende Reaktionen ablaufen:

Fett Glycerin Seife (1)

CH₂OOCR · CHOOCR · CH₂OOCR + 3NaOH > CH₂OH · CHOH ■ CH₂OH + 3RCOONa

CH₂OH-CHOH-Ch₉OH

_{= CH} - CHO + 2H₃O

709 587/381

CH, = CH — CHO + NaOH

Schmelze

-> CH₂ = CH-COONa + H₂

2CH, = CH —

NaOH

CH₂ = CH — CH₂OH + NaOH

Cannizzaro

Schmelze

= CH-COONa+ CH₂ = CH-CH₃OH

-> CH₂ = CH — COONa + 2H₂

Reaktion (1) ist die übliche Verseifung in der ersten, bei niedriger Temperatur durchgeführten Stufe. In der zweiten, d. h. der Hochtemperaturstufe, laufen die Reaktionen (2) bis (5) ab.

Zur Durchführung der Erfindung beträgt die Menge Alkali vorzugsweise mindestens das Doppelte der Menge, die zur vollständigen Verseifung des Fettes oder Neutralisation der Fettsäure notwendig ist. In der ersten Stufe

von Gasentwicklung und Schaumbildung begleitete Alkalischmelze bei etwa 288° einsetzen und bei etwa 300° aufhören, während die entsprechenden Temperaturen

Rüböl, so ist die Verseifung bei etwa 150 bis 177° vollständig, Gasentwicklung und Schaumbildung beginnen bei etwa 232° und enden bei etwa 260°.

salbenartige Beschaffenheit des Fettes und dessen Temperaturbeständigkeit zu erhöhen. Für diesen Zweck eignen sich Erdölsulfonsäuren oder deren Alkaliseifen. 15 Andere Fettzusätze üblicher Art, wie Oxydationsverzögerer, insbesondere Aminoverbindungen, Verteilungsmittel, schwefelhaltige Hochdruckzusätze usw., können ebenfalls zugesetzt werden.

Als Schmierölgrundlagen dürfen vor beendeter Alkaliwird das Reaktionsgemisch langsam erhitzt, bis die Ver- 20 schmelze nur Mineralöle oder unverseifbare synthetisch^ seifung oder Säureneutralisation beendet ist. Hierfür Öle verwendet werden. Zum Beispiel kann in diesem sind Temperaturen unter 204° ausreichend. Darauf erhitzt Stadium des Verfahrens ein nicht paraffinbasisches Mine-^ man weiter auf 277 bis 300°, bis die durch die Gasent- ralöl verwendet werden. Nach erfolgter Schmelze und wicklung verursachte Schaumbildung aufhört. Es ist zu Kristallisation der Seife unterhalb 50° kann jedes bebeachten, daß diese zweite Reaktion unterhalb des an- 25 liebige Schmieröl einschließlich der synthetischen Öle gegebenen Temperaturbereiches nicht einsetzt, wenn auf Esterbasis zugesetzt werden.

man andere Ausgangsstoffe als Rüböl verwendet. Die erfindungsgemäße Herstellung der Fette erfolgt

Innerhalb dieses Temperaturbereiches liegen die in der in folgender Weise: Das Glycerid oder ein Gemisch zweiten Stufe erforderlichen Temperaturen für gesättigte hochmolekularer Fettsäuren mit Glycerin wird zusammen oder hydrierte Fette und Fettsäuren höher als für un- 30 mit etwa 50% der insgesamt notwendigen Schmierölgesättigte verseifbare Stoffe. Im ersteren Falle kann die menge in einen beheizten Fettkessel aufgegeben und auf

etwa 54 bis 66° erhitzt. Alkalihydroxyd, vorzugsweise NaOH, wird in mindestens der doppelten, vorzugsweise mehr als der doppelten Menge zugesetzt, als sie zur Ver-

für ungesättigte verseifbare Stoffe bei etwa 277 bzw. 288° 35 seifung des Fettes oder der Säure erforderlich ist. Es soll liegen. Arbeitet man nach dem bekannten Verfahren mit ein Überschuß von 100 bis 125 % über die zur Verseifung erforderliche Menge, vorzugsweise in Form 5O°/_Oiger Natronlauge, angewandt werden. Dann erhitzt man auf etwa 177 bis 204° und setzt den Rest des Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten seifen- 40 Schmieröls zu. Man erhitzt weiter, bis die Masse vollbildenden Grundlagen sind gesättigte oder ungesättigte ständig geschmolzen ist, und darüber hinaus, bis die oder hydrierte natürliche, aus Glyceriden bestehende Schaumbildung beginnt, die bei etwa 277 bis 288° be-Fette und rübölfreie Öle pflanzlicher oder tierischer trächtlich wird. Das Schäumen ist gewöhnlich so heftig Herkunft, wie Talg, Schweinefett usw., welche mit Alkali daß man durch Rühren an der Oberfläche ein Überunter Wasserstoffentwicklung bei Temperaturen oberhalb 45 schäumen verhindern muß. Man erhitzt dann weiter, bis etwa 270° zu reagieren beginnen, sowie Gemische ge- das Schäumen nachläßt, was nach einer Temperaturerhöhung von etwa 11° erfolgt. Diese Temperatur, die gewöhnlich zwischen etwa 288 und 300° liegt, wird etwa 20 bis 40 Minuten innegehalten, bis das Schäumen aufverwenden. Von den gesättigten Säuren sind die C₁₂- 50 gehört hat.

bis C₃₀-Säuren gut verwendbar, wie Laurin-oder Myristin- Man läßt das Fett auf etwa 150 bis 166° abkühlen,

worauf man mindestens einen Teil des verbliebenen Alkaliüberschusses durch Zusatz von Fett oder Fettsäure neutralisiert. Das Fett soll eine freie Alkalität von weniger/ 22 C-Atome enthalten. Säuren mit konjugierten Doppel- 55 als 1,0% haben. Darauf können weitere Mengen von bindungen, wie die Säuren von Oiticia-, Tungöl und Schmieröl zugesetzt werden, bis das Fett die gewünschte ähnlichen trocknenden Ölen dürfen, wenn überhaupt, so Konsistenz innerhalb eines Konzentrationsbereiches Von nur in geringen Mengen verwendet werden, da sie zur 15 bis 30 Gewichtsprozent an Seifenverdicker besitzt. Polymerisation neigen und dadurch den Fetten un- Das Abkühlen des Fettes dauerte nach der bisherige^,

erwünschte Eigenschaften verleihen können. Verwendet 60 Arbeitsweise unter Verwendung von Rüböl etwa 8 bis man Gemische von Fettsäuren und Glycerin, so soll die 22 Stunden. Ähnliche Kühlzeiten können auch im vor-Glycerinmenge vorzugsweise dem Gl3'ceringehalt des liegenden Falle angewandt werden, betreffenden Glycerids der Fettsäure entsprechen oder Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß die Schmier-

ihm nahekommen und den doppelten Betrag dieser dauer von Fetten dieser Art wesentlich höher ist, wenn Menge nicht überschreiten. Im letzteren Falle muß man 65 das Fett nach Bildung des Seifenkomplexes, d. h. von mit entsprechend größeren Alkalimengen arbeiten. Temperaturen von etwa 260 bis 300° auf Temperaturen

Wie bei den Fetten auf Rübölgrundlage sollen auch von etwa 82 bis 93° langsam abgekühlt wird. Die Tatsache hier geringe Mengen von beispielsweise etwa ^x/₄ bis 2 % wird durch die folgenden Versuchsergebnisse belegt die einer öllöslichen Sulfonverbindung des Erdöls, bezogen durch Abkühlen eines Rübölfettes erhalten wurden, das auf das fertige Fett, zugesetzt werden, um die weiche und 70 nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt whr

sättigter und bzw. oder ungesättigter hochmolekularer Fettsäuren mit Glycerin. Man kann natürlich auch Gemische von Glyceriden mit Fettsäuren und Glycerin

und vorzugsweise Palmitin-, Stearin- und Behensäure, und von den ungesättigten Säuren werden diejenigen bevorzugt, die mindestens 18 und höchstens etwa

	Schmier dauer	Walkpenetration
Kühldauer	in Stunden bis	(mm/10)
von	zum Versagen eines	nach Homogeni
260 auf 93°	204-Lagers	sierung bis zur
in Stunden	bei 10 000 U/min	äußersten
	und 121°	Härte
9	900 bis 1300	170
20	1600 bis 2400	206

Seife gestattet daher eine schnellere Kühlung, das Produkt weist die gleichen guten Schmiereigenschaften auf wie das langsam gekühlte, teurere Produkt, besitzt jedoch nicht die Nachteile, die durch überschüssige Alkalität bedingt sind.

Nach dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt man das Fett, sobald die Gasentwicklung beim Erhitzen nachgelassen hat, im Verlaufe von etwa 1 bis 6 Stunden unter Rühren auf etwa 150 bis 204° abkühlen, bis das Übergangsstadium nahezu vollständig ausgebildet ist. Darauf setzt man genügend Fettsäure zu, um die freie Alkalität vollständig zu neutralisieren und vorzugsweise eine freie Azidität von etwa 0,05 bis 1,0% zu erzeugen, worauf man das Produkt im Verlaufe von etwa 1 bis 3 Stunden weiter auf 82 bis 93° abkühlt. So beträgt die Kühlzeit insgesamt 2 bis 9 Stunden. Das Fett kann dann weiter homogenisiert und in der üblichen Weise mit Öl verschnitten werden.

Erfindungsgemäß verwendet man hierzu eine Fettsäure,

Man sieht, daß die Schmierdauer des Fettes fast doppelt so hoch ist, wenn man es langsam abkühlt. Das langsame Abkühlen ist indessen infolge der langen Verweilzeit in den Kesseln und des dadurch bedingten höheren Ausrüstungs-, Raum- und Personalbedarfs unwirtschaftlich.

Außer dem Verlust an Schmierdauer neigen die schnell gekühlten Fette zu einer übermäßigen Erhärtung bei hohen Schergeschwindigkeiten, wie sie in Wälzlagern

auftreten. Diese Erhärtung ist besonders in Rollenlagern 20 wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, unerwünscht, für deren richtige Schmierung ein bestimmter eine seifenbildende hochmolekulare C₁₂- bis C₃₀-Säure, Weichheitsgrad erforderlich ist. Bei Wälzkugellagern ist
diese Erhärtung nicht so störend. Ein gutes Rollenlagerfett darf jedoch nach mehrfachem Durchgang durch eine
Gaulin-Homogenisiermaschine bei 350 kg/cm² nicht über 25
eine Walkpenetration von 200 hinaus erhärten.

Man hat ferner angenommen, daß die Schmierdauer
und die Stabilität von Fetten dieser Art durch die Anwesenheit von freiem Alkali in dem Endprodukt erhöht
werden, weil das freie Alkali etwaige bei der Oxydation 30 bevorzugt, wenn man ein schnell gekühltes weiches Fett entstehende Säurebildner neutralisiert. Die üblichen herstellen will, dessen Walkpenetration nach Homogeniderart hergestellten Hochtemperaturfette enthalten deshalb etwa 0,1 bis 1% freies Alkali. Alkalische Stoffe

wie Palmitin-, Stearin- oder Behensäure, oder eine ungesättigte Säure, wie Acryl-, Öl- oder Erucasäure. Auch Oxyfettsäuren, wie Milchsäure, Oxystearinsäure, Dioxystearinsäure und ähnliche Säuren können verwendet werden. In vielen Fällen empfiehlt es sich, zu diesem Zweck die gleiche Säure zu verwenden, die zur Bildung des eigentlichen Fettverdickers benutzt wird. Allgemein werden hochmolekulare Fettsäuren der angegebenen Art

können jedoch Hautreizungen bei den Arbeitern verursachen, insbesondere in den heißen Monaten, wenn die Hände schweißfeucht sind.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung zielt auf verbesserte Hochtemperaturschmierfette der angegebenen Art ab, die in ihrer Qualität den üblichen, sierung bei hohen Schergeschwindigkeiten oberhalb etwa 200 mm/10 bei 25,0° liegt. Will man Fette herstellen, die nach Homogenisierung bei hohen Schergeschwindigkeiten härter sind, als einer Walkpenetration von 200 mm/10 entspricht, so werden niedrigmolekulare Fettsäuren der angegebenen Art bevorzugt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Fette haben Tropfpunkte über 204°, besitzen bei Temperaturen oberhalb

langsam abgekühlten, freies Alkali enthaltenden Hoch- 40 — 7° eine weiche, salbenartige Konsistenz und behalten

temperaturfetten zumindest gleichwertig sind, diesen aber bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Herstellung und der Qualität des Endproduktes überlegen sind.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem man die freie Alkalität des, wie oben beschrieben, hergestellten Reaktionsproduktes mindestens vollständig mit einer organischen Säure, vorzugsweise einer Fettsäure, neutralisiert, die bei der Abkühlung des Fettes nach Überschreiten des Übergangsstadiums zugesetzt wird. Bei der Kühlung durchschreitet das Fett mehrere Stufen; unmittelbar nach der Alkalischmelze bleibt das Fett bis zu Temperaturen von etwa 246 bis 260° vollständig geschmolzen. Bei weiterem Abkühlen wird es zunehmend zähflüssiger, bis es um 177° herum einen kautschukartigen, faden-

45

50 diese in einem weiten Temperaturbereich bei.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele, in denen bevorzugte Ausführungsformen beschrieben sind.

Beispiel 1

20 Gewichtsteile hydrierter Talg und 36 Gewichtsteile naphtheniscb.es Mineralöl von guter Kältebeständigkeit und einer Viskosität von 80 Saybolt-Sekunden bei 98,9° (Öl A) wurden in einem direkt beheizten Fettkessel auf 66° erhitzt. Dann wurden 6 Gewichtsteile NaOH in Form 50%iger Natronlauge zugesetzt; diese NaOH-Menge ist mehr als das Doppelte der zur Verseifung erforderlichen Menge. Dann wurde auf 204° erhitzt, worauf

ziehenden Zustand annimmt. Bei weiterer Abkühlung 55 weitere 36 Gewichtsteile eines naphthenbasischen Mineralgeht das Fett in eine glatte, fasrige schmierfähige Masse öls von guter Kältebeständigkeit und einer Viskosität

98,9° (Öl B)

über. Dieser Übergang wird als Übergangsstadium bezeichnet und liegt bei Temperaturen von etwa 163 bis 190°. Die zur Neutralisation der überschüssigen Alkalität dienende Säure wird zugesetzt, nachdem das Fett diese Übergangsstufe durchschritten hat. Die Säuremenge soll vorzugsweise ausreichen, um dem fertigen Fett einen leichten Überschuß an freier Azidität zu verleihen.

Bei dieser Arbeitsweise kann die Kühlzeit auf etwa 1 bis 10, meist sogar auf 1 bis 5 Stunden herabgesetzt werden. Das so erhaltene Fett hat eine erheblich längere Schmierdauer als ein schnell gekühltes Produkt mit freier Alkalität und läßt sich mit den in der üblichen Weise langsam gekühlten Fetten vergleichen. Die Neutralisation von 40 Saybolt-Sekunden bei 98,9° (öl B) zugesetzt wurden. Nach weiterem Erhitzen war das Fett bei 260° unter nur geringer Schaumbildung vollständig geschmolzen. Bei 288° wurde die Schaumentwicklung merklicher, und bei 293° war der Kessel vollständig mit Schaum gefüllt und mußte oben gerührt werden, um das Produkt im Kessel zu halten. Bei 299° begann die Schaumbildung nachzulassen. Der Ansatz wurde ¹Z₂ Stunde zwischen 288 und 299° gehalten.

Eine bei 260° entnommene Probe hatte einen Tropfpunkt von 236°, während eine bei 299° entnommene Probe einen Tropfpunkt von 250° hatte.

Das Fett wurde unter Rühren auf 166° gekühlt,

des überschüssigen Alkalis unter Bildung einer einfachen 7° worauf genügend hydrierter Talg zugesetzt wurde, um

25

ein Drittel der überschüssigen Lauge zu neutralisieren. Hierauf wurde genügend Öl B zugesetzt, um die Seifenkonzentration auf 20 Gewichtsprozent zu halten. Nach dem Erkalten hatte das Fett folgende Eigenschaften:

Tropfpunkt, °C 210

% freie Alkalität als NaOH 1,00

Penetration, mm/10 bei 25°

Ruhpenetration 230

Walkpenetration nach 60 Stoßen 260 to

Walkpenetration nach 100 000 Stoßen 360

Aussehen ausgezeichnet, glatt,

gleichmäßig, kurzfasrig

Wasserlöslichkeit 5 % Verlust beim

Wasserwaschtest AN-G-15*)

*) Prüfverfahren beschrieben in AN-G-15 Government Specification.

Das während der Schmelze entwickelte Gas hatte folgende Zusammensetzung:

Wasserstoff 81.0%-

Kohlendioxyd J 2,3%

Gesättigte Kohlenwasserstoffe 14,4%

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe 2,3 %

Diese Analyse bestätigt die Entwicklung von Wasserstoff während der Schmelze im Sinne der oben angegebenen Reaktionen (3) und (5).

Beispiel 2
Zusammensetzung Gewichtsteile

Ölsäure 20,00

Glycerin 2,00

Natriumhydroxyd 4,75

50%ige Lösung von Natriumerdölsulfonat

in Mineralöl 1,00

Phenyl-a-naphthylamin (Oxydations-

inhibitor) 1,00

Kondensationsprodukt aus Salicylal und

Äthylendiamin 0,50

Mischung von Öl A und Öl B, Viskosität

50 Saybolt-Sekunden bei 98,9° 70,75

Dieses Fett wurde nach Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Abweichung, daß nach Zusatz der zweiten Portion Mineralöl bis auf 277° weitererhitzt wurde. Die Temperatur wurde auf dieser Höhe gehalten, bis das Schäumen aufgehört hatte. Nach dem Abkühlen hatte das Fett folgende Eigenschaften:

Penetration, mm/10 bei 25,0°

Ruhpenetration zu weich

Walkpenetration nach 60 Stoßen zu weich

Walkpenetration nach 100 000 Stoßen flüssig

Nach Homogenisierung mit hoher Schergeschwindigkeit bei 281 kg/cm² 227

Oxydationsprüfung nach Norma-Hoffman, Abfall des Sauerstoff druckes um 0,3 kg/cm² (nach Homogenisierung), Stunden 170

Schmierdauer (nach Homogenisierung),

Stunden 1507

% freie Alkalität als NaOH 0,28

Tropfpunkt, ⁰C 241

Man erkennt, daß dieses Fett einen sehr guten Tropfpunkt und nach Homogenisierung auch eine zufriedenstellende Penetration besitzt.

Beispiel 3

Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich aus den nachfolgenden Versuchen.

Versuch A. Es wurde ein Fett folgender Zusammensetzung hergestellt:

Bestandteile GewichtsteÜe/ i

Rüböl 22,00

Natriumhydroxyd 4,75 :

50%ige Lösung von Natriumerdölsulfonat f

in Mineralöl 1,00 ί ^:ι

Phenyl-a-naphthylamin (Oxydationsinhibitor) 1,00. ·

Kondensationsprodukt aus Salicylal und

Äthylendiamin (Oxydationsinhibitor) .. 0,50 Gemisch von Öl A und Öl B, Viskosität 50 Saybolt-Sekunden bei 98,9° 70,7S": ,

Das Rüböl und die Hälfte des Mineralöls wurden im einen direkt beheizten Fettkessel eingebracht und unter Rühren auf 66° erwärmt. Dann wurde langsam die» Mineralöllösung des Natriumsulfonats und anschließend eine 40%ige Lösung des NaOH zugesetzt. Das Gemiäöh wurde erhitzt und die gebildete Seife bei 149 bis 177° ^: dehydratisiert. Bei dieser Temperatur wurde der Rest

des Mineralöls langsam zugesetzt, während man die

Temperatur weiter steigerte. Bei 218° setzte eine zweite Reaktion ein, was an der Schaumbildung zu erkennen'■·; war. Die Schaumbildung hielt an, während weiter auf ' 260° erhitzt wurde. Bei dieser Temperatur hörte die Schaumbildung auf. Die Erhitzung wurde abgebrochen und das Fett unter Rühren auf 135° gekühlt, worauf man ,< die Inhibitoren zusetzte. Das Fett wurde weiter auf 93° gekühlt und beim Abfüllen nitriert.

Versuch B. Bei dem Versuch, ein hochwertiges Schmierfett nach dem bekannten Verfahren herzusteifen,, dabei aber andere Ausgangsstoffe als Rüböl zu verweridpi,V wurde ein Fett im wesentlichen wie im Versuch A Ötes den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Bestandteile Gewichtste^le

Ölsäure 10,00 '"·> '

Hydrofol-A.B.-Säuren*) 10,00 ;

Glycerin 2,00

Natriumhydroxyd 4,75 , ,

50%ige Lösung von Natriumerdölsulfonat

in Mineralöl 1,00

Phenyl-a-naphthylamin (Oxydations- :

inhibitor) 1,00 ",:

Kondensationsprodukt aus Salicylal und

Äthylendiamin (Oxydationsinhibitor) .. 0,50, Mischung von Öl A und Öl B, Viskosität ,,;:

50 Saybolt-Sekunden bei 98,9° 70,75 ''■';;,

*) Zusammensetzung der Hydrofol-A.B.-Säuren, °/₀.

Myristinsäure 1,7 :, ,'

Palmitinsäure 13,3 ■'·■■: C

Stearinsäure 16$,,. ,'.

Arachinsäure 37,4 ^: ;,,

Behensäure 28,4 ■"''

Zl⁹-Tetradecylensäure 0,1 > v

Bis zu einer Temperatur von 260°, bei welcher der Versuch beendet wurde, waren keine Sekundärreaktionen^1: eingetreten, die von Schaum- oder Gasbildung begleitet: waren. j-f_; ^; ..'',::

Versuch C. Aus den gleichen Bestandteilen wis,,l;;;:||||6_h Versuch B wurde ein Fett hergestellt, wie es in Söj I₁ Versuchen A und B angegeben ist, jedoch mit dee;,4i>||,j weichung, daß die Masse bis über 260° weitere wurde. Bei 277° setzte die zweite Reaktion ein,-

288° beendet war. Das Fett wurde dann wie in den Versuchen A und B fertigverarbeitet.

Diese drei Fette wurden mit dem nachstehend angegebenen Ergebnis geprüft.

	A	Versuche	C	IO
		B
Höchsttemperatur bei der	260		288
Herstellung, ⁰C		260
Beginn der zweiten	218		277
Reaktion, ⁰C		keine		15
Ende der zweiten	260		288
Reaktion, ⁰C		—
Penetration, mm/10 bei	260		—
25,0° Ruhpenetration ..		265
Walkpenetration nach	285		285	20
60 Stößen		290
Walkpenetration nach	360		375
100 000 Stößen*)	260	flüssig	> 271
Tropfpunkt, ⁰C		182
Wasserlöslichkeit		löslich		25
% freie Alkalität als	0,22		0,17
NaOH		1,15
Oxydationsprüfung nach
Norma-Hoffman;
Stunden bis zum Abfall				30
des Saüerstoffdruckes
um 0,3 kg/cm²	18		24
nicht inhibiert	150	—	170
inhibiert
nach Homogenisierung**)	170		186
Walkpenetration	—

*) Feinlochplatte des Fettkneters, 270 Löcher (1,587 mm). **) Äußerste Härte nach Homogenisierung bei hoher Scher- °5 geschwindigkeit mit 281 kg/cm².

Die Überlegenheit des Fettes nach Versuch C, welches der vorliegenden Erfindung entspricht, ist deutlich. Dieses Fett hat den höchsten Tropfpunkt und gute Penetrations- und Oxydationseigenschaften.

Beispiel 4

Zusammensetzung Bestandteile

Hydrierte Talgglyceride

NaOH

Mineralöl, naphthenbasisch (Viskosität:

80 Saybolt-Sekunden bei 98,9°)

Gemisch von Mineralöl und Natriumsulfonat (1:1)

45

Gewichtsprozent

20,00

6,00

73,00 1,00

Der Talg, 50 % des Mineralöls und das Natriumsulf0-natgemisch wurden in den Kessel eingebracht und auf 71° erhitzt. NaOH wurde in Form einer 40%igen Lauge zugesetzt, worauf man das Gemisch weiter auf 121 bis 149° erhitzte. Sobald die Masse im Kessel dehydratisiert war, wurde der Rest des Mineralöls zugesetzt und die Temperatur auf 299° gesteigert. Sie wurde nun 1 Stunde bei 288 bis 299° gehalten. Hierbei schäumte das Fett und stieg bis an den Rand des Kessels, so daß man diesen oben rühren mußte, um ein Überschäumen zu verhindern.

Der Tropfpunkt einer bei 299° entnommenen und gekühlten Probe betrug 250°. Das in dem Kessel befindliehe Fett wurde im Verlaufe von 2 Stunden auf 177° gekühlt, worauf durch Zusatz eines Gemisches hydrierter Fischölsäuren die überschüssige Alkalität neutralisiert und eine schwache, überschüssige freie Azidität erzeugt wurde. Gleichzeitig wurde der Seifengehalt durch Zusatz eines Mineralöls von einer Viskosität von 40 Saybolt-Sekunden bei 98,9° auf 20% gehalten. Nunmehr wurde die Masse im Verlaufe von etwa ¹Z₂ Stunde auf etwa 120° gekühlt, worauf man 1 Gewichtsprozent Phenyl-a-naphthylamin zusetzte und das Fett unter Rühren im Verlaufe einer weiteren halben Stunde auf etwa 38 bis 93° kühlte. Eine zur Analyse entnommene Probe ergab einen Gehalt von 0,1% freier Fettsäure, berechnet als Ölsäure.

Eigenschaften

Penetration, mm/10 bei 25,0°

Ruhpenetration 220

Walkpenetration nach 60 Stößen 258

Walkpenetration nach 100 000 Stößen 329

Tropfpunkt, ⁰C 231

Wasser-Auswasch-Test, % Verlust

(AN-G-15-Methode) 5,0

Walkpenetration nach Bearbeitung im Gaulinhomogenisator auf äußerste Härte, mm/10, 60 Stöße 228

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hochtemperaturschmierfetten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch eines Schmieröls und eines gesättigten, ungesättigten oder hydrierten rübölfreien Glyceridfettes oder -öles, oder eines Gemisches einer hochmolekularen Fettsäure mit Glycerin mit einer größeren Menge Alkalihydroxyd auf Verseifungstemperatur erhitzt, als zur vollständigen Verseifung der vorhandenen Fettsäure erforderlich ist, das Gemisch lange genug auf dieser Temperatur hält, damit die Fettsäure vollständig verseift wird, das Reaktionsgemisch weiter auf Temperaturen oberhalb 271°, vorzugsweise zwischen 277 und 300°, erhitzt, bei welchen die Reaktion zwischen dem überschüssigen Alkali und Glycerin unter Gasentwicklung einsetzt, das Gemisch so lange auf dieser Temperatur hält, bis die Gasentwicklung aufhört, und es dann kühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsgut ein Gemisch von hochmolekularer Fettsäure und Glycerin verwendet, in welchem das Verhältnis von Fettsäure zu Glycerin etwa das gleiche wie in dem Glycerid der betreffenden Fettsäure ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsgut ein Glyceridfett oder -öl verwendet, welches mit dem Alkalihydroxyd unter Gasentwicklung erst oberhalb 271° zu reagieren beginnt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Alkalihydroxyd mindestens in der doppelten Menge verwendet, als zur Verseifung der Fettsäure erforderlich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch mindestens mit einer solchen Menge einer niedrig- oder hochmolekularen Fettsäure oder Oxyfettsäure umsetzt, daß alles vorhandene freie Alkali neutralisiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säure zusetzt, nachdem das Gemisch bei seiner Abkühlung die Übergangsstufe überschritten hat.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß man so viel Säure zusetzt, daß das Endprodukt schwach sauer reagiert.

8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die gleiche Säure verwendet, wie sie in der Verseifungsstufe zur Herstellung des Verdickungsmittels benutzt wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als gesättigtes, ungesättigtes oder hydriertes Ausgangsgut ein natürliches Glyceridfett oder -öl tierischer oder pflanzlicher Herkunft, wie Talg oder Schweinefett, verwendet.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsgut ein Gemisch von Glycerin und einer gesättigten C₁₂- bis C₃₀-Fettsäure oder einer ungesättigten C₁₈- bis C₂₂-Fett~ säure verwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch eine öllösliche Erdölsulfonverbindung, z. B. eine Erdölsulfonsäure oder ein Salz einer solchen, in Mengen von beispielsweise 0,25 bis 0,5 %, bezogen auf das fertige Fett, zusetzt.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schmieröl während der Verseifung ein Mineralöl oder ein nichtverseifbares synthetisches Öl verwendet.

13. Hochtemperaturschmierfett auf Schmierölgrundlage, dadurch gekennzeichnet, daß es als Fettverdicker eine Alkaliseife einer hochmolekularen Fettsäure und ein Produkt enthält, welches durch Erhitzen

von Glycerin in Gegenwart von Alkali auf hohe, die Gasentwicklung bewirkende Temperaturen hergestellt ist.

14. Schmierfett nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine freie Alkalität von weniger als l°/₀ aufweist.

-15. Schmierfett nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine geringe Menge einer öllöslichen Sulfonsäureverbindung des Erdöls enthält.

16. Schmierfett nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdicker in einer solchen Menge anwesend ist, wie er aus einer Glycerinmenge erhältlich ist, die etwa der im Glycerid der jeweiligen Fettsäure enthaltenen Glycerinmenge entspricht.

17. Schmierfett nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine freie Acidität von etwa 0,05 bis 1,0 °/₀ aufweist. ^:

_ao In Betracht gezogene Druckschriften: :

Deutsche Patentschriften Nr. 800 423,807 703, 817183, 538;

USA.-Patentschriften Nr. 2 487 081, 2 514 330 ;
französische Patentschrift Nr. 943 251.