DE1290646B

DE1290646B - Schmierfett

Info

Publication number: DE1290646B
Application number: DES96256A
Authority: DE
Inventors: Caruso Gerard Paul
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1964-03-30
Filing date: 1965-03-29
Publication date: 1969-03-13
Also published as: BE661776A; US3313730A; NL6503959A; GB1071324A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Schmierfett, das 2-heptadecyl-, l-a-HydroxyhexyM-dodeceniy- und einen oleophilen Ton als Verdickungsmittel enthält l-/9-Hydroxyäthyl-2-undecylimidazolin oder ein und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen Gemisch von l-^-Hydroxyäthyl-2-heptadecenyl- und oleophilen Ton, der mit einem oleophilen Imidazolin -heptadecadienylimidazolin.

und/oder einem durch Umsetzen einer Fettsäure mit 5 Das oleophile Imidazolin kann auch ein Imidazolin einem Polyäthylenpolyamin hergestellten oleophilen mit einer Aminokohlenwasserstoffgruppe, die ein Aminoamid überzogen ist, sowie ein Polyäthylenglykol basisches Stickstoffatom enthält, und vorzugsweise enthält. mit wenigstens einer Aminokohlenwasserstoffgruppe

Das Schmierfett kann auch Wasser, vorzugsweise sein, die wenigstens 2 basische Stickstoffatome enthält, bis zu 1,0 Gewichtsprozent, enthalten. Die Kompo- io Das basische Stickstoffatom kann primär, sekundär nenten können ohne Wärmeanwendung fein verteilt und tertiär sein, und wenn mehr als ein basisches Atom werden. Eine relativ einfache Vorrichtung kann für vorliegt, können die basischen Stickstoffatome verdiesen Zweck verwendet werden. Normalerweise be- schieden sein. Besonders bevorzugt ist ein Imidazolin steht sie aus einem Mehrfachwalzenstahl oder einer mit einem Aminokohlenwasserstoffsubstituenten und Homogenisiervorrichtung, wie sie gewöhnlich in der 15 einem Kohlenwasserstoffsubstituenten. Beispiele für Schmierfettindustrie verwendet wird. Die Homo- solche Verbindungen sind l-/?-Aminoäthyl-2-heptagenisiertemperatur beträgt gewöhnlich 16 bis 88⁰C. decenyl-, 2-/5-Aminoäthyl-4-octadecyl-, 1-Triäthylen-Üblicherweise wird Raumtemperatur angewendet, triamino-2-neptadecyl-, l-Diäthylendiamino-2-hexajedoch kann die Temperatur des Schmierfettes wäh- decyl- und l-Imidazolino-2-heptadecylimidazolm. rend der Homogenisierung durch die frei werdende 20 Das als Überzugsmittel für den Ton sowie gegebenen-Mischungsenergie bis auf 60 bis 110⁰C ansteigen. Es falls zusätzlich auch als freier Schmierfettbestandteil ist festgestellt worden, daß bei Verwendung der er- verwendete oleophile Aminoamid enthält wenigstens findungsgemäß verwendeten Tone Homogenisier- eine Aminoamidverbindung und vorzugsweise wenigtemperaturen von 38 bis 88⁰C die höchste Schmier- stens eine Aminoamidverbindung, die durch Umfettstabilität ergeben. 25 setzung einer C₁₀_₂₀-Fettsäure mit einem Polyäthylen-

Ais Tonpulver kann ein Ton verwendet werden, der polyamin gebildet wird. Das Gewichtsverhältnis Amin sauer reagierende Oberflächen aufweist und mit einer zu Säure für das Aminoamid oder die Aminoamide Stickstoffkomponente überzogen ist, die ein oleophiles kann 30 : 70 bis 40 : 60, vorzugsweise 30 : 70 bis Imidazolin und/oder ein oleophiles Aminoamid ent- 35 : 65, betragen. Aminoamide können durch Erhält, das durch Umsetzung eines Polyäthylenpolyamins 30 hitzen von 30 bis 75 Gewichtsprozent Säure mit 70 bis mit einer Fettsäure herstellbar ist. Der Ton kann, 25 Gewichtsprozent Polyamin, vorzugsweise für 1 bis bezogen auf das Gewicht des Tones, 40 bis 125 Ge- 4 Stunden auf 200 bis 225 ⁰C, hergestellt werden, wichtsprozent der Stickstoffkomponente enthalten. Vorzugsweise wird ein Aminoamidgemisch verWenn die Stickstoffkomponente, mit der der Ton wendet, das von C₁₆-₂₀-Fettsäuren, von denen wenigüberzogen ist, ein oleophiles Imidazolin ist, kann der 35 stens 50 Gewichtsprozent wenigstens eine Doppel-Ton 40 bis 75 Gewichtsprozent und vorzugsweise bindung enthalten, oder von C₁₀-₁₈-Fettsäuren, die 55 bis 70 Gewichtsprozent Imidazolin enthalten, be- eine Jodzahl von höchstens 50 haben, abgeleitet ist. zogen auf das Gewicht des Tones. Wenn der Ton mit Andererseits leitet sich ein solches Gemisch vorzugseinem oleophilen Aminoamid als Stickstoffkomponent weise von Polyäthylenpolyaminen ab, die 20 bis überzogen ist, so kann er 50 bis 125 und vorzugsweise 40 80 Gewichtsprozent Diäthylentriamin und als Rest 60 bis 100 Gewichtsprozent Aminoamid enthalten, Polyäthylenpolyamine mit einem durchschnittlichen bezogen auf das Gewicht des Tones. Wenn die auf Molekulargewicht von 220 bis 450 enthalten, wobei den Ton aufgetragene Stickstoffkomponente ein oleo- der Gehalt an Diäthylentriamin vorzugsweise weniger philes Imidazolin und ein oleophiles Aminoamid ent- als 50 Gewichtsprozent beträgt. Diese Polyamine hält, so kann der Ton wenigstens 40 und vorzugsweise 45 können als Bodenfraktion bei der Äthylendiamin-40 bis 60 Gewichtsprozent Aminoamid und Vorzugs- herstellung erhalten werden.

weise 35 bis 10 Gewichtsprozent Imidazolin enthalten, Das oleophile Tonpulver muß fein zerteilt sein

bezogen auf das Gewicht des Tones. (vorzugsweise geht es durch ein Sieb mit einer lichten

Das als Überzugsmittel für den Ton verwendete Maschenweite von 0,063 mm). Es kann 0,1 bis 5,0 oleophile Imidazolin, das gegebenenfalls zusätzlich 50 (vorzugsweise 0,3 bis 2) Gewichtsprozent Wasser entauch als freier Schmierfettbestandteil vorhanden sein halten. Das Wasser scheint das Schmierfett zu verkann, kann ein Imidazolin mit einer Kohlenwasser- bessern. Dies ist wichtig in bezug auf die mechanische Stoffgruppe und vorzugsweise wenigstens einem Stabilität des Schmierfettes, da manchmal eine relativ C_{10 20}-Alkylrest sein. Besonders bevorzugt wird ein geringe mechanische Stabilität beobachtet werden Imidazolin, das den Kohlenwasserstoffsubstituenten in 55 kann, wenn kein Wasser enthalten ist. Es ist jedoch der 2-Stellung des Imidazolinkernes trägt. Beispiele bemerkenswert, daß der Wassergehalt des Tonpulvers für solche Imidazoline mit Kohlenwasserstoffsubsti- für die Verbesserung, z. B. der mechanischen Eigentuenten sind 2-Heptadecenyl-, 2-Undecyl-, 2-Octa- schäften des Schmierfettes, ausreicht, da die Menge so decyl-, 2-Dodecyl-, 2-Tetradecyl-4,5-dimethyl-, 4-Hep- gering ist, daß sie die Kosten für den Transport des tadecenyl-, 4-Octadecyl- und 4-Hexadecyl-2-butylimid- öo Tonstaubes zum Ort der Verwendung nicht übermäßig azolin. vermehrt.

Das oleophile Imidazolin kann auch ein Imidazolin Das Tonpulver kann durch Trocknen eines oleo-

mit einem Kohlenwasserstoffsubstituenten und einem philen Tones gewonnen werden. Das Trockenverfahren Hydroxylkohlenwasserstoffsubstituenten, vorzugsweise ist insofern kritisch, als die Trockenzeit und -temperaein (Hydroxy-C₁-20-alkyl)-alkylimidazolin, sein. 65 tür nicht so hoch sein dürfen, daß sich die organischen Beispiele für solche Verbindungen sind l-ß-Hydroxy- Bestandteile des Tones zersetzen, und der Grad der äthyl-2-heptadecenyl-, 2-/?-Hydroxyäthyl-4-undecyl-, Teilchendispersion während des Trocknens derartig 4-/?-Hydroxyäthyl-l-heptadecyl-, !-/9-Hydroxybutyl- sein muß, daß sowohl die Zwischenräume als auch die

Oberfläche des trockenen Pulvers aufgelockert und für den Kontakt mit dem Schmieröl geeignet sein müssen. Deshalb ist eine Trocknung, die ein Zusammenballen und eine Oberflächenverfestigung des entstehenden Tonpulvers verursacht, unbefriedigend. Die Verwendung von Sprühtrocknern zur Herstellung des Tonpulvers ist besonders vorteilhaft.

Sprühtrockner mit Druckdüsen und Zentrifugalscheiben oder konusartige Düsen sind bevorzugt, da ihre Arbeitsweise genügend variiert werden kann, um auch Schlamm mit einem relativ weiten Viskositätsbereich zu dem gewünschten Feinheitsgrad zu zerstäuben.

Frühere Versuche zur Verwendung von Sprühtrocknern für die Herstellung eines oleophilen Tonpulvers waren nur dann erfolgreich, wenn ein wesentlicher Anteil Öl im Produkt enthalten war und relativ niedrige Arbeitstemperaturen eingehalten wurden. Dagegen ist jetzt festgestellt worden, daß die besten Ergebnisse beim Weglassen des Öles und bei Trockentemperaturen von 149 bis 760° C während des Trockenprozesses erzielt werden. Trockentemperaturen von 260 bis 573° C werden besonders bevorzugt. Die obere Grenze ist ein bevorzugtes Maximum, wenn der Staub längere Zeit der Trockentemperatur ausgesetzt wird. Die untere Grenze stellt diejenige Temperatur dar, oberhalb derer sich die Tendenz zum Zusammenballen vermindert, wenn andere Verfahren als die Sprühtrocknung verwendet werden. Unter diesen Bedingungen hergestelltes oleophiles Tonpulver kann ohne Erhitzen und nur unter Verwendung einer Homogenisiervorrichtung in einem Mineralschmieröl verteilt werden.

Durch Behandeln eines Basen austauschenden Tones mit einer Mineralsäure, um die Oberflächen anzusäuern, und Überziehen des so behandelten Tones mit der Stickstoffkomponente erhält man aus dem Tonpulver den oleophilen Ton. Der Basen austauschende Ton sollte eine hohe Basenaustauschkapazität von vorzugsweise 60 bis 100 Äquivalent der austauschbare Base pro 100 g Ton besitzen. Beispiele solcher Tone sind Montmorillonite, besonders Natrium-, Kalium- und Lithiummontmorillonit sowie andere Bentonite, ζ. B. Wyomingbentonit, Magnesiumbentonit(Hectorit) und Saponit.

Die Gangart kann durch Aufschlämmen des Tones in Wasser aus dem rohen, Basen austauschenden Ton entfernt werden, indem die Teilchen des sich absetzenden Gemisches entweder auf Grund ihrer Schwere oder vorzugsweise durch Zentrifugieren bei hoher Geschwindigkeit voneinander getrennt werden. Der Basen austauschende Ton bildet mit Wasser ein Hydrosol. Das Hydrosol enthält vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent Ton, damit es noch flüssig und, z. B. durch Pumpen, leicht zu transportieren ist. Der Basenaustauschton wird in Hydrosolform mit einer Mineralsäure (vorzugsweise einer Säure des Phosphors, z. B. Phosphorsäure) behandelt, die Säuremenge ist annähernd gleich der Basenaustauschkapazität des Tones. Bei Verwendung von Phosphorsäure beträgt die Menge gewöhnlich 4 bis 12 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Tones. Nach dem Ansäuern wird die Stickstoffkomponente zugesetzt, vorzugsweise unter solchen Bedingungen, bei denen sie flüssig ist.

Das Polyäthylenglykol ist ein wasserlösliches Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht praktisch über 500, vorzugsweise von 500 bis 1600.

Die Menge des Schmieröles kann wenigstens 10 Gewichtsprozent, aber weniger als 100 Gewichtsprozent des Tones im Tonpulver betragen.

Es kann ein Mineralschmieröl, aber auch ein synthetisches Schmieröl verwendet werden. Beispiele für solche synthetischen Schmieröle sind Ester aliphatischer zweibasischer Säuren und einwertiger C₄_₁₂-Alkohole; komplexe Ester, die aus mehrwertigen Alkoholen undjnehrbasischen Säuren gebildet werden, und polymere Äther, z. B. Polyäthylenoxyd oder PoIypropylenglykolpolymere. Pentaerythritester sind ebenso für diesen Zweck geeignet wie ihre Polyphenoläther. Bestimmte Phosphorsäureester haben ölige Eigenschaften (z. B. Trialkylphosphat und Trikresylphosphat), und sie können an Stelle oder zusätzlich zu anderen Schmiermitteln verwendet werden.
Das Beispiel erläutert die Erfindung.

Beispiel
a) Herstellung des oleophilen Tonpulvers

Roher Hectorit, der in Wasser aufgeschlämmt und zur Entfernung der Gangart zentrifugiert wird, ergibt ein Tonhydrosol, das 1,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Ton enthält. Das Hydrosol wird mit 8 Gewichtsprozent Phosphorsäure, bezogen auf das Gewicht des trockenen Tones, angesäuert. Das angesäuerte Hydrosol wird mit 75 Gewichtsprozent eines Aminoamids, das durch Umsetzung langkettiger Ölsäuren und PoIyäthylenpolyaminen hergestellt ist, und 12,5 Gewichtsprozent Natriumnitrit, jeweils bezogen auf das Gewicht des trockenen Tones, vermischt. Das entstehende Gemisch wird in einem rotierenden Konustrockner bei etwa 40 000 U/Min, getrocknet, die Eintrittstemperatur beträgt 340 bis 350⁰C, die Austrittstemperatur 140 bis 150° C. Das hergestellte oleophile Tonpulver passiert ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,063 mm. Es enthält 2,0 Gewichtsprozent Wasser.

b) Schmierfettherstellung

Aus dem nach a) erhaltenen oleophilen Tonpulver werden Schmierfette hergestellt, indem das Tonpulver mit einem Mineralschmieröl vermischt wird, das bei 98,9⁰C eine Viskosität von 75 SUS besitzt und ein oleophiles Imidazolin sowie ein Polyäthylenglykol enthält. Die Mischung wird mit 0,2 Gewichtsprozent Wasser versetzt und dann durch einen Gaulin-Homogenisierapparat geschickt. Nach jedem Durchgang werden die bearbeitete und die unbearbeitete Penetration des Schmierfettes bestimmt. Die Penetrationswerte sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Als Imidazolin wird ein Gemisch aus 1-Hydroxyäthyl-2-heptadecenyl und -2-heptadecadienylimidazolin verwendet. Das Polyäthylenpolyglykol hat folgende Eigenschaften:

Molekulargewicht 1500

Dichte, g/cm³ bei 2O⁰C 1,51

Schmelzbereich, ⁰C 34 bis 37

Viskositätsbereich, SUS bei 98,9°C ... 60 bis 90

Flammpunkt, COC, ⁰C 221

Löslichkeit in Wasser bei 44⁰C,

Gewichtsprozent 100

Die zum Tonstaub zugefügten Mengen Polyäthylenglykol und Imidazolin sind in der folgenden Tabelle angegeben.

5	Schmierfette	1	Z	3	4	5	6	6	7	S	9	10	11
Imidazolin in Gewichtsprozent Polyäthylenglykol in Gewichtsprozent Schmierfettpenetration nach einem Durchgang (Decimillimeter) unbearbeitet	0,8 Null 298	0,8 0,1 260	0,8 0,125 297	0,9 Null 303	0,9 0,1 266	0,9 0,125 272	1,0 Null 307	1,0 0,05 265	1,0 0,125 279	1,1 0,1 283	1,1 Null 317
bearbeitet		271		308	269			275	288	285	322
Schmierfettpenetration nach zwei Durchgängen (Decimillimeter) unbearbeitet	281 285		282 287			275 284	283 308	293 290			293 304
bearbeitet

Die Schmierfette 10 und 11 haben noch andere Eigenschaften, die die folgende Tabelle wiedergibt:

Schmierfett

ASTM-Penetration —
bearbeitet 100 000 + 60

Gerührter Schlamm, % - ·

10

299 50+U

11

20

313 60+5

Das Polyäthylenglykol verbessert die Schmierfettausbeute und verringert die zum Erzielen einer befriedigenden Schmierfettstruktur mit einer vorgegebe" nen Konsistenz erforderliche Mischwalzarbeit.

Claims

Patentanspruch:

Schmierfett, das einen oleophilen Ton als Verdickungsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es einen oleophilen Ton, der mit einem oleophilen Imidazol und/oder einem durch Umsetzen einer Fettsäure mit einem PoIyäthylenpolyamin hergestellten oleophilen Aminoamid überzogen ist sowie ein wasserlösliches Polyäthylenglykol mit einem Molgewicht von über 500, vorzugsweise 500 bis 1600 enthält.