DE102015210097B3

DE102015210097B3 - Process for the preparation of a lubricant, lubricant and use of a lubricant

Info

Publication number: DE102015210097B3
Application number: DE102015210097.9A
Authority: DE
Inventors: Seyed Mohammadbagher Yousefzadehshirazi; Ahmad Azhdari; Mahmood Talebanpourbayat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2035-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schmier- und Dichtungsmittels, den mit dem Verfahren erhältlichen Schmiermittel, sowie die Verwendung des Schmiermittels als Schmiermittel, auf Basis depolymerisierten Polyethylenterephthalats (PET), durch Umsetzen mit einem starken Oxidationsmittel, anschließendes Umsetzen mit zumindest einer gesättigten C16- bis C20-Carbonsäure, und Umsetzen dieses Produkts mit Rizinusöl in Gegenwart eines starken Oxidationsmittels, und optional Mischen des Polyesteröls mit einem Fettsäuremetallsalz, das z.B. ausgewählt ist aus Metallsalzen von C16- bis C20-Carbonsäuren.The invention relates to a process for producing a lubricating and sealing agent, the lubricant obtainable by the process, and the use of the lubricant as a lubricant, based on depolymerized polyethylene terephthalate (PET), by reacting with a strong oxidizing agent, then reacting with at least one saturated C16 to C20 carboxylic acid, and reacting this product with castor oil in the presence of a strong oxidizing agent, and optionally mixing the polyester oil with a fatty acid metal salt, eg is selected from metal salts of C16 to C20 carboxylic acids.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittels, das mit dem Verfahren erhältliche Schmiermittel, sowie die Verwendung des Schmiermittels jeweils gemäß den Ansprüchen. Sie betrifft ferner die Verwendung bevorzugt als schmierendes Dichtungsmittel, insbesondere in Kontakt mit Kohlenwasserstoffen, z.B. als schmierendes Dichtungsmittel in Armaturen, die Kohlenwasserstoffe leiten, oder in Motoren, z.B. zwischen Zylinderwandung und Kolben und/oder als Zusatz zu Schmiermitteln auf Mineralölbasis. Armaturen, die Kohlenwasserstoffe leiten, sind z.B. Ventile, Hydraulikzylinder und Pumpen. Das mit dem Verfahren erhältliche Schmiermittel zeichnet sich dadurch aus, dass es gegen Kohlenwasserstoffe beständig ist, die z.B. unter Erdgas, Erdöl, Mineralöl, Raffinerieprodukte aus Erdöl oder Erdgas, z. B. Benzin, Diesel, flüssiges Paraffin sind. Das Schmiermittel weist eine gute Haftung auf metallischen Oberflächen auf, z.B. an Zylindern und Kolben, in Ventilsitzen und in Gleitlagern. In einer ersten Ausführungsform hat das Schmiermittel eine flüssige Konsistenz.The invention relates to a process for the preparation of a lubricant, the lubricant obtainable by the process, and the use of the lubricant in each case according to the claims. It further relates to the use preferably as a lubricious sealant, in particular in contact with hydrocarbons, e.g. as a lubricious sealant in valves which conduct hydrocarbons, or in engines, e.g. between cylinder wall and piston and / or as an additive to lubricants based on mineral oil. Fittings which conduct hydrocarbons are e.g. Valves, hydraulic cylinders and pumps. The lubricant obtainable by the process is characterized by being resistant to hydrocarbons, e.g. natural gas, petroleum, mineral oil, oil or natural gas refinery products, eg. As gasoline, diesel, liquid paraffin are. The lubricant has good adhesion to metallic surfaces, e.g. on cylinders and pistons, in valve seats and in plain bearings. In a first embodiment, the lubricant has a liquid consistency.

In einer zweiten Ausführungsform, die bevorzugt ist, weist das Schmiermittel eine ausreichende Festigkeit bzw. Viskosität auf, z.B. eine pastöse Konsistenz, die zur Verwendung als Dichtungsmittel geeignet ist. Entsprechend betrifft die Erfindung auch die Verwendung zur schmierenden Dichtung von Armaturen, die Kohlenwasserstoffe leiten.In a second embodiment, which is preferred, the lubricant has sufficient strength or viscosity, e.g. a pasty consistency suitable for use as a sealant. Accordingly, the invention also relates to the use of the lubricating seal of valves that conduct hydrocarbons.

Stand der TechnikState of the art

Für Armaturen in der Gasindustrie sind dichtende Schmiermittel auf Teflonbasis bekannt. Diese haben den Nachteil, dass sie einer Phasenseparation unterliegen können und/oder ihre Schmierfähigkeit verlieren, z.B. trocknen, die Haftung z.B. in Ventilsitzen zu gering oder nicht dauerhaft ist, und z.B. eine Betriebszeit z.B. in Gasventilen von nur ca. 2 Monaten haben.For valves in the gas industry sealing Teflon-based lubricants are known. These have the disadvantage that they can undergo phase separation and / or lose their lubricity, e.g. dry, the adhesion e.g. is too low or non-durable in valve seats, and e.g. an operating time e.g. in gas valves of only about 2 months.

Die US 7252779 B2 beschreibt ein Schmiermittel, das durch Umsetzen von Ricinusöl mit Propanol in Gegenwart von Phosphorsäure oder Schwefelsäure.The US 7252779 B2 describes a lubricant obtained by reacting castor oil with propanol in the presence of phosphoric acid or sulfuric acid.

Die EP 1621601 A1 beschreibt die Herstellung eines Schmierfetts durch Epoxidieren eines Pflanzenöls, das anschließend mit einem Petrolöl oder Pflanzenöl gemischt, dann neutralisiert und nach der Verseifungsreaktion gekühlt wird.The EP 1621601 A1 describes the preparation of a grease by epoxidizing a vegetable oil, which is then mixed with a petroleum oil or vegetable oil, then neutralized and cooled after the saponification reaction.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittels und ein alternatives Schmiermittel bereitzustellen, bevorzugt ein Verfahren und ein damit herstellbares Schmiermittel, das als schmierendes Dichtungsmittel geeignet ist und gegen Kohlenwasserstoffe beständig ist. Bevorzugt soll das Verfahren auf Basis von preiswerten Rohstoffen, insbesondere auf Basis von Hausmüll bzw. von Material für die Wiederaufarbeitung erfolgen können, weiter bevorzugt mit geringem apparativem Aufwand und/oder einfachen Verfahrensschritten ausführbar sein.The object of the invention is to provide an alternative method for producing a lubricant and an alternative lubricant, preferably a method and a lubricant producible therewith which are suitable as a lubricating sealant and are resistant to hydrocarbons. The method should preferably be able to be carried out on the basis of inexpensive raw materials, in particular based on household waste or of material for reprocessing, more preferably with little expenditure on equipment and / or simple method steps.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche, insbesondere durch ein Verfahren mit den Schritten

1. Bereitstellen depolymerisierten Polyethylenterephthalats (PET) durch Depolymerisieren von PET, dabei Abtrennen entstehenden freien Glykols,
2. Umsetzen des depolymerisierten PET, von dem freies Glykol abgetrennt ist, mit konzentrierter Schwefelsäure (65%), insbesondere zu 1 bis 2 Gew.-% in Bezug zu depolymerisiertem PET, um ein Produkt von Schritt 2 zu erhalten, wobei die konzentrierte Schwefelsäure zugesetzt wird, bis die Mischung ca. 100°C bis 130°C, insbesondere 120°C bis 110°C erreicht, bevorzugt bei Umgebungsdruck in einem offenen Kessel, und
3. anschließendes Umsetzen des Produkts von Schritt 2 mit zumindest einer gesättigten C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäure, insbesondere zu 20 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-%, in Bezug zu dem Produkt von Schritt 2 in Gegenwart konzentrierter Schwefelsäure (65%), zur Herstellung eines Produkts von Schritt 3, und
4. Umsetzen des Produkts von Schritt 3 mit Rizinusöl, bevorzugt 30 bis 40 Gew.-% auf Basis des Produkts von Schritt 3, in Gegenwart konzentrierter Schwefelsäure (65%), wobei bevorzugt das Mischen des Produkts von Schritt 3 mit Rizinusöl vor der vollständigen Umsetzung des depolymerisierten PET mit der gesättigten C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäure erfolgt, optional anschließendes Titrieren der konzentrierten Schwefelsäure, z.B. mittels Zugabe von Lauge zur Einstellung eines neutralen pH-Werts, z.B. NaOH und/oder KOH, zur Herstellung eines Polyesteröls, und
5. optional nach Schritt 4 Mischen des Polyesteröls mit einem Fettsäuremetallsalz, das z.B. ausgewählt ist aus Metallsalzen von C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäuren, insbesondere Metallsalzen der Stearinsäure, wobei das Metall z.B. ausgewählt ist aus Lithium, Calcium, Zink, Natrium, Kalium und Mischungen dieser, insbesondere zu 25 bis 30 Gew.-% in Bezug zur Masse des Polyesteröls, weiter optional Zumischen von Wasser, Rizinusöl und/oder Paraffinwachs, zur Herstellung eines Schmier- und Dichtungsmittels.

The invention achieves the object with the features of the claims, in particular by a method with the steps

1. Providing depolymerized polyethylene terephthalate (PET) by depolymerizing PET, thereby separating out resulting free glycol,
2. reacting the depolymerized PET having free glycol separated with concentrated sulfuric acid (65%), more preferably 1 to 2% by weight, relative to depolymerized PET to obtain a product of step 2, wherein the concentrated sulfuric acid is added until the mixture reaches about 100 ° C to 130 ° C, in particular 120 ° C to 110 ° C, preferably at ambient pressure in an open vessel, and
3. subsequently reacting the product of step 2 with at least one saturated C ₁₆ to C ₂₀ carboxylic acid, in particular from 20 to 40% by weight, preferably 30% by weight, in relation to the product from step 2 in the presence of concentrated Sulfuric acid (65%), to produce a product of Step 3, and
4. Reacting the product of step 3 with castor oil, preferably 30 to 40% by weight based on the product of step 3, in the presence of concentrated sulfuric acid (65%), preferably mixing the product of step 3 with castor oil before complete Reaction of the depolymerized PET with the saturated C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid is carried out, optionally subsequent titration of the concentrated sulfuric acid, for example by adding alkali to adjust a neutral pH, for example NaOH and / or KOH, to produce a polyester oil, and
5. optionally after step 4, mixing the polyester oil with a fatty acid metal salt, for example selected from metal salts of C ₁₆ to C ₂₀ carboxylic acids, in particular metal salts of stearic acid, wherein the metal is for example selected from lithium, calcium, zinc, sodium, potassium and mixtures thereof, in particular from 25 to 30% by weight relative to the mass of the polyester oil, further optionally admixing water, castor oil and / or paraffin wax to produce a lubricating and sealing agent.

Bevorzugt wird das Produkt von Schritt 5 anschließend bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 40 bis 60 °C, bevorzugter bei 50 °C gelagert, z.B. für ca. 3 Monate bis z.B. 6 Monate, anschließend bei niedrigerer Temperatur bzw. kann bei Anwendungs- bzw. Betriebstemperatur verwendet werden. Diese Lagerung verbessert die Eigenschaften, vermutlich durch Vervollständigung der Reaktionen der Bestandteile. Preferably, the product of step 5 is then stored at elevated temperature, eg at 40 to 60 ° C, more preferably at 50 ° C, eg for about 3 months to eg 6 months, then at a lower temperature or can be at application or Operating temperature can be used. This storage improves the properties, presumably by completing the reactions of the ingredients.

Generell bevorzugt werden alle Schritte unter ständigem Mischen, insbesondere ständigem Rühren in einem Rührkessel durchgeführt.In general, all steps are preferably carried out with constant mixing, in particular continuous stirring in a stirred tank.

Bevorzugt wird Schritt 2 ausgeführt, bis 100g dieses Produkts nach Mischen mit 3 bis 5g NaOH, in 20 ml Wasser gelöst, geliert. Bevorzugt wird Schritt 3 dann durchgeführt, wenn dieser Punkt erreicht ist.Preferably, step 2 is carried out until 100 g of this product, after mixing with 3 to 5 g of NaOH, dissolved in 20 ml of water, gelled. Preferably, step 3 is performed when this point is reached.

Das erfindungsgemäße Schmiermittel der ersten Ausführungsform ist durch das Verfahren erhältlich, wenn das Verfahren nach Schritt 4 beendet wird und wird vorliegend als Polyesteröl bezeichnet. Dieses eignet sich zur Verwendung als Zusatz zu Schmierölen, insbesondere auf Mineralölbasis, oder als Schmier- und Dichtungsmittel für Armaturen, insbesondere für Ventile.The lubricant of the first embodiment of the present invention is obtainable by the method when the process is ended after step 4 and is referred to herein as polyester oil. This is suitable for use as an additive to lubricating oils, in particular based on mineral oil, or as a lubricant and sealant for valves, in particular for valves.

In der zweiten Ausführungsform, wenn das Verfahren nach Schritt 5 beendet wird, wird ein Schmier- und Dichtungsmittel erhalten, das eine cremeartige bis halbfeste Konsistenz aufweist und insbesondere zur Verwendung als Schmier- und Dichtmittel für Armaturen, insbesondere für Ventile geeignet ist, die mit Kohlenwasserstoffen in Kontakt kommen, z.B. Armaturen für Öl und Gas.In the second embodiment, when the process is ended after step 5, a lubricating and sealing agent is obtained, which has a creamy to semi-solid consistency and is particularly suitable for use as a lubricant and sealant for fittings, in particular for valves containing hydrocarbons come in contact, eg Fittings for oil and gas.

Das Depolymerisieren von PET, bzw. das Bereitstellen von depolymerisiertem PET, erfolgt erfindungsgemäß durch Umsetzen von PET mit einem zumindest dreiwertigen Polyol, z.B. ausgewählt aus der Gruppe, die Glycerin und/oder längerkettige Polyole mit zumindest 3 Hydroxylgruppen umfasst, in Gegenwart einer starken Base, z.B. NaOH, KOH, insbesondere zu 1 bis 2 Gew.-% in Bezug auf das eingesetzte PET, bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 280°C, bevorzugt 180 bis 250°C, bei entsprechendem Überdruck, z.B. einem Überdruck von 1 bis 2 bar oder bis 1,5 bar, oder bei Umgebungsdruck. Dabei kann die Reaktion in einer Mischung durchgeführt werden, die aus dem zumindest dreiwertigen Polyol und PET sowie der starken Base besteht. Bevorzugt wird bei dieser Reaktion entstehender Dampf abgetrennt, z.B. durch Kondensatbildung. Denn es hat sich gezeigt, dass der Dampf Glykol enthält, der die Eigenschaften des Schmiermittels nachteilig beeinflusst. Das Depolymerisieren von PET mittels NaOH und /oder KOH in Gegenwart eines Polyols mit zumindest drei Hydroxylgruppen, bevorzugt Glycerin, hat den Vorteil, dass preisgünstige Chemikalien eingesetzt werden. The depolymerization of PET, or the provision of depolymerized PET, is carried out according to the invention by reacting PET with an at least trivalent polyol, e.g. selected from the group comprising glycerol and / or longer chain polyols having at least 3 hydroxyl groups, in the presence of a strong base, e.g. NaOH, KOH, in particular to 1 to 2 wt .-% with respect to the used PET, at a temperature in the range of 150 to 280 ° C, preferably 180 to 250 ° C, with a corresponding overpressure, e.g. an overpressure of 1 to 2 bar or up to 1.5 bar, or at ambient pressure. In this case, the reaction can be carried out in a mixture which consists of the at least trivalent polyol and PET and the strong base. Preferably, vapor arising in this reaction is separated, e.g. by condensation. Because it has been shown that the vapor contains glycol, which adversely affects the properties of the lubricant. The depolymerization of PET by means of NaOH and / or KOH in the presence of a polyol having at least three hydroxyl groups, preferably glycerol, has the advantage that low-cost chemicals are used.

Auch haben die Schritte 1 bis 5, insbesondere Schritte 1 bis 4, den Vorteil, dass preisgünstige Chemikalien eingesetzt werden und nur Drucke und Temperaturen auftreten, die ohne großen apparativen Aufwand realisiert werden können.Also, steps 1 to 5, in particular steps 1 to 4, have the advantage that low-cost chemicals are used and only pressures and temperatures occur that can be realized without great equipment expense.

Das für die Depolymerisierung eingesetzte PET besteht bevorzugt aus PET, d.h. ist frei von anderen Polymeren. Das für die Depolymerisierung eingesetzte PET weist weiter bevorzugt ein mittleres Molekulargewicht von 198 g/mol auf, und/oder eine intrinsische Viskosität von 0,7 bis 0,85, z.B. von 0,78. Solches PET wird auch als Flaschenqualität (engl. „bottle grade“) bezeichnet. (Bevorzugt besteht das eingesetzte PET aus Behältern bzw. Verpackungen für Lebensmittel, insbesondere Flaschen, die bevorzugt zerkleinert sind, z.B. zu Chips, und gereinigt sind, z.B. mit Wasser gespült, und weiter bevorzugt von anderen Bestandteilen abgetrennt sind, z.B. von Papier und anderen Kunststoffen. Solches PET ist als Bestandteil von Hausmüll bzw. als Material für die Wiederaufarbeitung erhältlich.The PET used for depolymerization is preferably made of PET, i. is free of other polymers. The PET used for depolymerization more preferably has an average molecular weight of 198 g / mol, and / or an intrinsic viscosity of 0.7 to 0.85, e.g. from .78. Such PET is also referred to as bottle quality ("bottle grade"). (Preferably, the PET used consists of containers or packages for foodstuffs, in particular bottles, which are preferably comminuted, eg to chips, and are cleaned, for example rinsed with water, and more preferably are separated from other constituents, for example paper and other plastics Such PET is available as a component of household waste or as a reprocessing material.

Ein Vorteil des Verfahrens liegt daher in der Verwertung von PET, insbesondere von PET aus Behältern für Lebensmittel, die z.B. aus Hausmüll abgetrennt sind. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Wiederverwertung von PET durch Herstellung eines Schmiermittels aus PET.An advantage of the method therefore lies in the utilization of PET, in particular PET, from containers for foods, e.g. are separated from household waste. Accordingly, the invention also relates to a method for recycling PET by producing a lubricant from PET.

Bevorzugt weist die gesättigte C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäure zu zumindest 30 Gew.-% Stearinsäure auf, z.B. 45 bis 55 Gew.-% Palmitinsäure, 30 bis 40 Gew.-% Stearinsäure, optional 6 bis 12 Gew.-% ungesättigte Fettsäuren, z.B. Ölsäure, und maximal 10 Gew.-% andere gesättigte Fettsäuren. Preferably, the saturated C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid to at least 30 wt .-% of stearic acid, for example 45 to 55 wt .-% palmitic acid, 30 to 40 wt .-% stearic acid, optionally 6 to 12 wt .-% unsaturated Fatty acids, for example oleic acid, and at most 10% by weight of other saturated fatty acids.

Die in Schritt 2 eingesetzte konzentrierte Schwefelsäure kann als Oxidationskatalysator wirken und führt zu einer rot-braunen Färbung sowie zu einer Viskositätserhöhung des depolymerisierten PET. Die konzentrierter Schwefelsäure wird in Schritt 2 bevorzugt bei einer Temperatur des depolymerisierten PET von 100 bis 110 °C zugesetzt und die Temperatur wird erhöht, z.B. auf 105 bis 115 °C, bevorzugt auf 110 °C. Die konzentrierte Schwefelsäure ist z.B. 65%ige Schwefelsäure, die z.B. auf eine Konzentration von z.B. 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-% in Bezug auf eingesetztes PET zugesetzt werden kann. The concentrated sulfuric acid used in step 2 can act as an oxidation catalyst and leads to a red-brown coloration and to an increase in viscosity of the depolymerized PET. The concentrated sulfuric acid is added in step 2 preferably at a temperature of the depolymerized PET of 100 to 110 ° C and the temperature is raised, e.g. to 105 to 115 ° C, preferably to 110 ° C. The concentrated sulfuric acid is e.g. 65% sulfuric acid, e.g. to a concentration of e.g. 0.01 wt .-% to 2 wt .-% can be added in relation to the PET used.

In Schritt 2 ist die Temperatur zu kontrollieren, insbesondere eine hinreichend niedrige Temperatur einzustellen, um ein Gelieren bzw. Verfestigen des depolymerisierten PET zu vermeiden. Bevorzugt erfolgt Schritt 2 unter Rühren mit ansteigender Rührerdrehzahl, z.B. von anfänglichen 15 Upm bis 45 Upm für einen herkömmlichen Rührkessel.In step 2, the temperature is to be controlled, in particular to set a sufficiently low temperature in order to avoid gelling or solidifying the depolymerized PET. Preferably, step 2 is carried out with stirring with increasing stirrer speed, e.g. from an initial 15 rpm to 45 rpm for a conventional stirred tank.

Im Anschluss an Schritt 2 wird das Produkt kühlen gelassen, z.B. auf Raumtemperatur. Following step 2, the product is allowed to cool, e.g. to room temperature.

In Schritt 3 erfolgt das Umsetzen des Produkts von Schritt 2 durch Einmischen einer gesättigten C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäure und konzentrierter Schwefelsäure, bevorzugt bei maximal Raumtemperatur, mit anschließender Erwärmung unter Rühren von ca. 40 bis 60°C auf eine Temperatur von ca. 110 bis 130 °C, bevorzugt 120 °C, mit anschließender Haltezeit für 1,5 bis 3 h, bevorzugt 2h, bei dieser Temperatur. In step 3, the reaction of the product of step 2 by mixing a saturated C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid and concentrated sulfuric acid, preferably at room temperature, followed by heating with stirring from about 40 to 60 ° C to a temperature of approx 110 to 130 ° C, preferably 120 ° C, with subsequent holding time for 1.5 to 3 h, preferably 2h, at this temperature.

Das Schmiermittel der ersten Ausführungsform wird nach Schritt 4 erhalten. In dieser Ausführungsform ist das Schmiermittel bei Raumtemperatur flüssig und eignet sich als Schmieröl, das beständig gegen Mineralöl ist, z.B. zur Verwendung als Schmiermittel in Verbrennungmotoren, insbesondere als Zusatz zu Schmieröl auf Mineralölbasis.The lubricant of the first embodiment is obtained after step 4. In this embodiment, the lubricant is liquid at room temperature and is useful as a lubricating oil resistant to mineral oil, e.g. for use as a lubricant in combustion engines, especially as an additive to mineral oil-based lubricating oil.

Das Umsetzen des Polyesteröls mit Rizinusöl führt zu einer Erhöhung der Viskosität, die derzeit auf eine Vernetzung durch die Rizinolsäure zurückgeführt wird, die aus dem Rizinusöl abgespalten wird.Reaction of the polyester oil with castor oil results in an increase in viscosity, which is currently attributed to crosslinking by the ricinoleic acid, which is split off from the castor oil.

Das Fettsäuremetallsalz, das im optionalen Schritt 5 zugemischt wird, ist bevorzugt Lithium-, Zink-, Calcium- und/oder Natriumstearat. Das Mischen des Produkts aus Schritt 3 in Schritt 4 mit einem Fettsäuremetallsalz, bevorzugt bei einer Temperatur von 60 bis 80 °C, bevorzugter 70 °C, verbessert die Beständigkeit des erhaltenen dichtenden Schmiermittels gegen Kohlenwasserstoffe bzw. verringert die Löslichkeit des erhaltenen dichtenden Schmiermittels in Kohlenwasserstoffen. Überdies erhöht das Einmischen des Fettsäuremetallsalzes den Erweichungs- bzw. Schmelzpunkt des Produkts von Schritt 5 gegenüber dem Produkt von Schritt 4, bevorzugt ohne die Beständigkeit gegen Mineralöl oder Gas signifikant zu verringern.The fatty acid metal salt which is mixed in optional step 5 is preferably lithium, zinc, calcium and / or sodium stearate. Mixing the product of step 3 in step 4 with a fatty acid metal salt, preferably at a temperature of 60 to 80 ° C, more preferably 70 ° C, improves the resistance of the resulting sealing lubricant to hydrocarbons or reduces the solubility of the resulting sealing lubricant in hydrocarbons , Moreover, the mixing in of the fatty acid metal salt increases the softening point or melting point of the product of step 5 over the product of step 4, preferably without significantly reducing the resistance to mineral oil or gas.

Optional zusätzlich zu dem Fettsäuremetallsalz wird bevorzugt Rizinusöl, z.B. 30 bis 20 Gew.-% in Bezug zum Polyesteröl von Schritt 4 und Wasser, z.B. 30 Gew.-% in Bezug zum Polyesteröl von Schritt 4 zugemischt. Bevorzugt erfolgt das Einmischen von Rizinusöl in Schritt 5 im Anschluß an das Einmischen von Fettsäuremetallsalz, insbesondere bei einer Temperatur von 100 bis 120 °C, z.B. 110 °C, wobei die Mischung für z.B. zumindest 20 min, z.B. ca. 40 min unter Rühren bei dieser Temperatur gehalten wird. Die Viskosität des Produkts kann durch die zugemischte Masse an Rizinusöl und/oder Wasser eingestellt werden.Optionally, in addition to the fatty acid metal salt, castor oil, e.g. 30 to 20% by weight relative to the polyester oil of step 4 and water, e.g. 30 wt .-% with respect to the polyester oil of step 4 mixed. Preferably, the blending of castor oil is carried out in step 5 following the blending of fatty acid metal salt, especially at a temperature of 100 to 120 ° C, e.g. 110 ° C, the mixture for e.g. at least 20 minutes, e.g. is kept at this temperature for about 40 minutes with stirring. The viscosity of the product can be adjusted by the admixed mass of castor oil and / or water.

Weiter optional kann Paraffinwachs für ein optisch klareres Produkt zugemischt werden, z.B. bis zu 10 Gew.-% in Bezug zum Polyesteröl von Schritt 4. Bevorzugt wird Paraffinwachs bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur, z.B. bei 70 °C zugemischt. Das Zumischen von Paraffinwachs verbessert die Eigenschaften des Produkts nicht wesentlich.Further optionally, paraffin wax may be blended for a more optically clearer product, e.g. up to 10% by weight relative to the polyester oil of step 4. Preferably, paraffin wax is heated at a temperature above room temperature, e.g. mixed at 70 ° C. The addition of paraffin wax does not significantly improve the properties of the product.

Das Schmiermittel der zweiten Ausführungsform wird nach Schritt 5 erhalten.The lubricant of the second embodiment is obtained after step 5.

Optional kann das Schmiermittel zugemischtes Molybdändisulfid (MoS₂), z.B. bis zu 10 bis 12 Gew-% und/oder Bentonit, z.B. bis zu 10 bis 12 Gew-%, und/oder Graphit und/oder Aluminiumoxid enthalten, insbesondere jeweils feinteilig oder nanopartikulär.Optionally, the lubricant may contain admixed molybdenum disulfide (MoS ₂ ), eg up to 10 to 12% by weight and / or bentonite, eg up to 10 to 12% by weight, and / or graphite and / or alumina, in particular finely divided or nanoparticulate in each case ,

Im Vergleich mit einem Schmiermittel auf Teflonbasis, das unter der Marke NORDSTROM von American Nordstrom erhältlich ist und eine Betriebszeit von maximal 2 Monaten hatte, zeigte das erfindungsgemäße Schmiermittel in baugleichen Gasventilen und unter gleichen Betriebsbedingungen eine signifikant längere Betriebszeit, z.B. von zumindest 3 Monaten, bevorzugt von zumindest 4 oder zumindest 6 Monaten. In comparison with a Teflon-based lubricant available under the NORDSTROM brand from American Nordstrom and having an operating time of no more than 2 months, the lubricant of the present invention exhibited a significantly longer service life in similar gas valves and operating conditions. of at least 3 months, preferably of at least 4 or at least 6 months.

Das Schmiermittel auf Teflonbasis zeigte eine Trennung einer flüssigen öligen Phase von einer festeren Phase, hatte anfänglich und über die Betriebsdauer eine geringere Haftung am Ventilsitz und änderte seine Viskosität von anfänglich pastenförmig zu grobkörnig, was bei dem erfindungsgemäßen Schmiermittel nicht der Fall war. Das Schmiermittel auf Teflonbasis zeigte eine Farbveränderung zu grün, was auf Oxidation hinweisen könnte. Das Schmiermittel auf Teflonbasis trocknete bei der bloßen Lagerung aus, was bei dem erfindungsgemäßen Schmiermittel nicht der Fall war. Die Dichtungswirkung des erfindungsgemäßen Schmiermittels war signifikant höher.The Teflon-based lubricant showed separation of a liquid oily phase from a more solid phase, had lower adhesion to the valve seat initially and over its service life, and changed its viscosity from initially paste-like to coarse-grained, which was not the case with the lubricant of this invention. The Teflon-based lubricant showed a color change to green, which could indicate oxidation. The Teflon-based lubricant dried out in the case of mere storage, which was not the case with the lubricant according to the invention. The sealing effect of the lubricant according to the invention was significantly higher.

Das Verfahren kann durchgehend in einem Behälter, insbesondere in genau einem temperierbaren Rührkessel, durchgeführt werden. Entsprechend kann das Verfahren mit geringem apparativem Aufwand durchgeführt werden.The process can be carried out continuously in a container, in particular in exactly one temperature-controlled stirred tank. Accordingly, the process can be carried out with little equipment.

Beispiel 1: Herstellung des SchmiermittelsExample 1: Preparation of the lubricant

In einem Druckgefäß aus Kohlenstoffstahl wurden 45 g Glycerin vorgelegt und auf 200 °C bei 1,1 bar Überdruck erwärmt. Bei dieser Temperatur wurde Natriumhydroxid, fest, bis zu einem Gehalt von 0,01 bis 0,05 Gew.-% zugesetzt. Zu der entstandenen Mischung wurden 43 g PET, nämlich Flocken aus PET-Flaschen ohne Gehalt mit anderen Kunststoffen, zugesetzt. Die Mischung wurde im geschlossenen Behälter unter Rühren über eine Dauer ca. 3 h auf ca. 240 °C erwärmt und anschließend bei 240 °C für 1 h gehalten und danach abkühlen gelassen. Während der Depolymerisierung von PET wurde der Dampf mittels eines Kondensators oder durch Austretenlassen in die Umgebung abgetrennt, um im Dampf enthaltenes Glykol zu entfernen. Durch diese Reaktion wurde depolymerisiertes PET erzeugt.In a pressure vessel made of carbon steel, 45 g of glycerol were placed and heated to 200 ° C at 1.1 bar overpressure. At this temperature, sodium hydroxide, solid, was added to a level of from 0.01 to 0.05% by weight. To the resulting mixture, 43 g of PET, namely flakes of PET bottles without content with other plastics added. The mixture was heated in the closed container with stirring for about 3 h to about 240 ° C and then kept at 240 ° C for 1 h and then allowed to cool. During the depolymerization of PET, the vapor was separated by means of a condenser or by venting into the environment to remove glycol contained in the vapor. Depolymerized PET was produced by this reaction.

Das depolymerisierte PET wurde auf ca. 110 °C abkühlen gelassen oder aktiv auf diese gekühlt, dann wurde in Bezug zum depolymerisierten PET 1,5 Gew.-% 65%ige Schwefelsäure als Oxidationskatalysator zugesetzt und die Temperatur wurde auf ca. 120 °C erhöht. Die Konzentration des Oxidationskatalysators und die Temperatur wurden daher so niedrig gehalten, dass keine Gelierung auftrat. Die Reaktion wurde für ca. 2 h bei ca. 120 °C laufen gelassen, wobei das Produkt eine rot-braune Färbung annahm und sehr klebrig wurde bzw. eine höhere Viskosität erreichte. Dieses Produkt von Schritt 2 wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Zu diesem Produkt wurde ein Stearinsäuregemisch zu 30 Gew.-% auf Basis des Produkts zugemischt. Die Mischung wurde langsam, z.B. über 1 h, unter Rühren auf ca. 120 °C erwärmt und für ca. 2 h bei dieser Temperatur gehalten. Das Stearinsäuregemisch wies die folgende Zusammensetzung auf: 50 Gew.-% Palmitinsäure, 35 Gew.-% Stearinsäure, 9 Gew.-% Ölsäure, 7 Gew.-% andere gesättigte Fettsäuren. Das Gemisch wurde anschließend auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, um das Produkt von Schritt 3 zu erhalten. Das Produkt von Schritt 3 wurde in Gegenwart von 65%iger Schwefelsäure mit 30 bis 40 Gew.-% Rizinusöl in Bezug auf das Produkt von Schritt 3 gemischt und unter Rühren auf eine Temperatur von ca. 120 °C erwärmt und ca. 2 h bei dieser Temperatur gehalten und anschließend auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Zur Neutralisierung der verbleibenden Schwefelsäure wurde NaOH zugesetzt, um als Produkt von Schritt 4 Polyesteröl zu erhalten. Dieses Polyesteröl bildet das Schmiermittel in der ersten Ausführungsform mit einer bei Raumtemperatur ölähnlichen Konsistenz und eignete sich als Schmieröl, das gegen Mineralöl und Erdgas eine gute Beständigkeit aufwies und/oder von diesen signifikant weniger ausgewaschen wurde als Schmieröl auf Basis von Mineralöl. The depolymerized PET was allowed to cool to or actively cooled to about 110 ° C, then 1.5% by weight of 65% sulfuric acid as the oxidation catalyst was added relative to the depolymerized PET and the temperature was raised to about 120 ° C , The concentration of the oxidation catalyst and the temperature were therefore kept so low that no gelation occurred. The reaction was allowed to proceed for about 2 hours at about 120 ° C, whereby the product assumed a red-brown color and became very sticky or reached a higher viscosity. This product from step 2 was allowed to cool to room temperature. To this product, a stearic acid mixture of 30% by weight based on the product was mixed. The mixture was heated slowly, for example over 1 h, with stirring to about 120 ° C and held for about 2 h at this temperature. The stearic acid mixture had the following composition: 50% by weight of palmitic acid, 35% by weight of stearic acid, 9% by weight of oleic acid, 7% by weight of other saturated fatty acids. The mixture was then allowed to cool to room temperature to obtain the product of step 3. The product of step 3 was mixed in the presence of 65% sulfuric acid with 30-40% by weight of castor oil relative to the product of step 3 and heated with stirring to a temperature of about 120 ° C and about 2 h at held at this temperature and then allowed to cool to room temperature. To neutralize the remaining sulfuric acid, NaOH was added to obtain polyester oil as the product of Step 4. This polyester oil forms the lubricating agent in the first embodiment having an oily consistency at room temperature, and has been found to be a lubricating oil which has good resistance to mineral oil and natural gas and / or has been significantly less washed out than mineral oil based lubricating oil.

Beispiel 2: Herstellung eines dichtenden SchmiermittelsExample 2: Preparation of a sealing lubricant

Die Herstellung des Polyesteröls wurde nach Beispiel 1 durchgeführt und diesem wurde 10 bis 20 Gew.-% Calciumstearat, 10 bis 20 Gew.-% Lithiumstearat und 10 bis 20 Gew.-% Zinkstearat als C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäure, jeweils bezogen auf das in Beispiel 1 hergestellte Polyesteröl, bei Raumtemperatur zugemischt, bevorzugt bis zur Homogenität, und anschließend wurde die Mischung unter Rühren auf ca. 70 °C erwärmt. Das Produkt eignete sich als dichtendes Schmiermittel.The preparation of the polyester oil was carried out according to Example 1 and this was from 10 to 20 wt .-% calcium stearate, 10 to 20 wt .-% lithium stearate and 10 to 20 wt .-% zinc stearate as C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid, respectively to the polyester oil prepared in Example 1, mixed at room temperature, preferably to homogeneity, and then the mixture was heated to about 70 ° C with stirring. The product was suitable as a sealing lubricant.

Zur Veränderung der Viskosität wurde dem Produkt optional 30 Gew.-% Wasser und 30 bis 20 Gew.-% Rizinusöl, jeweils bezogen auf die Mischung mit den Stearaten und unter Rühren in ca. 40 min langsam auf ca. 110 °C erwärmt. Die Mischung beginnt zu gelieren. Vor der Verfestigung werden optional in Bezug zur Masse der Mischung 7 bis 10 Gew.-% Paraffinwachs zugemischt. Dieses Produkt der zweiten Ausführungsform, insbesondere ohne Paraffinwachs, ist als dichtendes Schmiermittel bevorzugt und hat bei Raumtemperatur eine halbfeste Konsistenz, ist zur Verwendung bei –25 °C bis ca. +200 °C geeignet, weist z.B. eine Penetrationstiefe (ASTM D217 P(O) oder P(60), 1/10 mm) von 180 bis 210 auf, eine hellbraune Farbe, hohe Klebrigkeit bzw. Haftung auf Metalloberflächen und einen Tropfpunkt von > 220 °C auf. Dieses dichtende Schmiermittel wies eine Beständigkeit, insbesondere gegen Lösen, gegenüber Kerosin, Heizöl, Gasöl, saurem oder gesüßtem Erdgas (getrocknet, mit Wassergehalt oder Gaskondensat), Flüssiggas, Glycol und einigen Lösungsmitteln auf Erdölbasis auf. To change the viscosity of the product was optionally 30 wt .-% water and 30 to 20 wt .-% castor oil, each based on the mixture with the stearates and with stirring in about 40 minutes slowly heated to about 110 ° C. The mixture starts to gel. Before solidification, 7 to 10% by weight of paraffin wax is optionally mixed in relation to the mass of the mixture. This product of the second embodiment, especially without paraffin wax, is preferred as a sealing lubricant and has a semi-solid consistency at room temperature, is suitable for use at -25 ° C to about + 200 ° C, e.g. a penetration depth (ASTM D217 P (O) or P (60), 1/10 mm) of 180 to 210, a light brown color, high tack or adhesion to metal surfaces and a dropping point of> 220 ° C. This sealing lubricant exhibited resistance, particularly to dissolution, to kerosene, fuel oil, gas oil, acidic or sweetened natural gas (dried, with water content or gas condensate), liquefied petroleum gas, glycol and some petroleum-based solvents.

Das Verfahren konnte durchgängig in 1 beheizbarem Rührkessel durchgeführt werden.The process could be carried out continuously in 1 heatable stirred tank.

Das Produkt unterliegt keiner Phasentrennung bei der Lagerung.The product is not subject to phase separation during storage.

Beispiel 3: Verwendung des Schmiermittels in einem GasventilExample 3: Use of the lubricant in a gas valve

Das in Beispiel 2 bevorzugt erhaltene dichtende Schmiermittel wurde in einem Gasventil eingesetzt. Die Betriebsdauer als dichtendes Schmiermittel in Ventilen, die gegenüber Kerosin, Heizöl, Gasöl, saures oder gesüßtem Erdgas (getrocknet, mit Wassergehalt oder Gaskondensat), oder Flüssiggas leiten, betrug mindestens 4 Monate, bevorzugt zumindest 6 Monate, im Vergleich zu einer Betriebsdauer von ca. 2 Monaten für ein dichtendes Schmiermittel auf Teflonbasis. The sealing lubricant preferably obtained in Example 2 was used in a gas valve. The service life as a sealing lubricant in valves leading to kerosene, fuel oil, gas oil, acidic or sweetened natural gas (dried, with water content or gas condensate), or liquefied gas was at least 4 months, preferably at least 6 months, compared to an operating time of approx 2 months for a Teflon-based sealing lubricant.

Bei Gasventilen, insbesondere bei Kegelhähnen, ergibt das bevorzugte dichtende Schmiermittel von Beispiel 2 verringerte Drehmomente beim Betätigen.For gas valves, particularly tapered taps, the preferred sealing lubricant of Example 2 provides reduced torques upon actuation.

Das Polyesteröl von Beispiel 1 wurde mit hoher Standzeit als Schmiermittel für Gewindegänge in einem Gasventil eingesetzt.The polyester oil of Example 1 was used with a long service life as a lubricant for threads in a gas valve.

Beispiel 4: Herstellung eines dichtenden SchmiermittelsExample 4: Preparation of a sealing lubricant

Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei als als C₁₆- bis C₂₀-Carbonsäure 25 bis 30 Gew.-% Lithiumstearat, bezogen auf das eingesetzte Polyesteröl eingemischt wurde und die Mischung auf 70 °C erwärmt wurde. Nach dem Andicken wurden 30 Gew.-% Wasser und 20 Gew.-% Rizinusöl, jeweils bezogen auf die Masse Polyesteröl, eingemischt und die Mischung wurde auf 110 °C unter Rühren erwärmt. Vor dem Erstarren wurden optional zumindest 2 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 10 Gew.-% Paraffinwachs (fest), bezogen auf die Mischung, eingemischt. Das Produkt hatte zumindest nach einer Lagerung bei 50 °C für 3 Monate einen Schmelzpunkt von > 200 °C und eine milchig-weiße Farbe.Example 2 was repeated, wherein as C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid 25 to 30 wt .-% lithium stearate, based on the polyester oil was mixed and the mixture was heated to 70 ° C. After thickening, 30% by weight of water and 20% by weight of castor oil, based in each case on the mass of polyester oil, were mixed in and the mixture was heated to 110 ° C. with stirring. Before solidification, optionally at least 2% by weight, preferably 7 to 10% by weight, of paraffin wax (solid), based on the mixture, were mixed in. The product had a melting point of> 200 ° C and a milky white color at least after storage at 50 ° C for 3 months.

Alternativ wurde statt Lithiumstearat 25 bis 30 Gew.-% Calciumstearat in einem ansonsten gleichen Verfahren eingemischt. Das Produkt hatte eine hohe Viskosität, einen Schmelzpunkt von > 180 °C und eine rötlich-gelbe Farbe.Alternatively, instead of lithium stearate, 25 to 30% by weight of calcium stearate was mixed in an otherwise similar procedure. The product had a high viscosity, a melting point of> 180 ° C and a reddish-yellow color.

Alternativ wurde statt Lithiumstearat 25 bis 30 Gew.-% Calciumstearat in einem ansonsten gleichen Verfahren eingemischt. Das Produkt hatte eine hohe Viskosität, einen Schmelzpunkt von > 220 °C und eine dunkelbraune Farbe.Alternatively, instead of lithium stearate, 25 to 30% by weight of calcium stearate was mixed in an otherwise similar procedure. The product had a high viscosity, a melting point of> 220 ° C and a dark brown color.

Beispiel 5: Verwendung des dichtenden Schmiermittels zwischen Kolben und ZylinderExample 5: Use of the sealing lubricant between piston and cylinder

Das bevorzugte dichtende Schmiermittel von Beispiel 2 wurde in jeweils einem Benzinmotor und einem Dieselmotor, die jeweils eine hohe Betriebsdauer in einem PKW hatten, auf die Innenwände der Zylinder aufgebracht. Die Verbrennung von Motoröl wurde signifikant reduziert. The preferred sealing lubricant of Example 2 was applied to the inner walls of the cylinders in each of a gasoline engine and a diesel engine, each having a long service life in a passenger car. The combustion of engine oil was significantly reduced.

Es wird angenommen, dass das Schmiermittel Unebenheiten zwischen Zylinder und Kolben bzw. Kolbenringen ausgleicht und einen Übertritt von Motoröl in den Verbrennungsraum minimiert.It is believed that the lubricant compensates for unevenness between the cylinder and piston or piston rings and minimizes engine oil transfer into the combustion chamber.

Beispiel 6: Verwendung des Polyesteröls als Zusatz zu Motoröl auf MineralölbasisExample 6: Use of the polyester oil as an additive to motor oil based on mineral oil

Das Polyesteröl von Beispiel 1 konnte als Zusatz in Motoröl auf Mineralölbasis in einem Benzinmotor und einem Dieselmotor verwendet werden.The polyester oil of Example 1 could be used as an additive in mineral oil-based engine oil in a gasoline engine and a diesel engine.

Claims

A process for preparing a lubricant comprising the steps of: 1. depolymerizing polyethylene terephthalate (PET) in the presence of a strong base and an at least trivalent polyol at 150 to 280 ° C and removing free glycol resulting therefrom to provide depolymerized polyethylene terephthalate (PET) depolymerized PET from which free glycol is separated with concentrated sulfuric acid until the mixture reaches 100 ° C to 130 ° C to obtain a product from step 2, then 3. reacting the product of step 2 with at least one saturated C ₁₆ to C ₂₀ carboxylic acid in the presence of concentrated sulfuric acid to produce a product of step 3 and 4. React the product of step 3 in the presence of concentrated sulfuric acid with from 30 to 40% by weight of castor oil to produce a polyester oil.

A method according to claim 1, characterized in that step 2 is carried out at 105 to 115 ° C and in step 3, the saturated C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid and the concentrated sulfuric acid are mixed at maximum room temperature and then the mixture with stirring to 110 bis 130 ° C is heated.

A method according to any one of the preceding claims, characterized by the subsequent step of: 5. mixing the polyester oil with a fatty acid metal salt selected from metal salts of C ₁₆ to C ₂₀ carboxylic acids.

A method according to claim 3, characterized in that the fatty acid metal salt is the lithium, calcium, zinc, sodium or potassium salt of stearic acid or a mixture of at least two of these.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the C ₁₆ - to C ₂₀ carboxylic acid to at least 30 wt .-% stearic acid, 45 to 55 wt .-% palmitic acid, 6 to 12 wt .-% of unsaturated fatty acids, and maximum 10% by weight of other saturated fatty acids.

Method according to one of claims 3 to 5, characterized in that in step 5 additionally 30 to 20 wt .-% castor oil, 30 wt .-% water and / or paraffin wax, in each case in relation to the polyester oil from step 4, is admixed and the The mixture is heated with stirring to 100 to 120 ° C and held for at least 20 min at this temperature.

Method according to one of claims 3 to 6, characterized by the subsequent step that the product of step 5 is stored for at least 2 months at at least 40 ° C.

Lubricant obtainable by a process according to any one of the preceding claims.

Use of a lubricant obtainable by a process according to any one of claims 1 to 7 as a lubricant or a sealing lubricant in contact with kerosene, heating oil, gas oil, acid or sweetened Natural gas (dried, with water content or gas condensate), liquefied petroleum gas, glycol, mineral oil-based lubricating oil or petroleum-based solvent.

Use according to claim 9 for the lubrication and / or lubricating sealing of at least two mutually movable metal parts, characterized by arranging the lubricant on the metal parts, wherein the lubricant in contact with kerosene, fuel oil, gas oil, acidic or sweetened natural gas (dried, with water content or gas condensate ), Liquefied petroleum gas, glycol, mineral oil-based lubricating oil or petroleum-based solvent.