DE1594374C - Schmierfette auf der Grundlage von komplexen basischen Alumimumsalzen ho herer Fettsauren und aromatischer Carbon sauren - Google Patents

Description

I 2

Die Erfindung betrifft Schmierfette auf der Grund- haltene Mischung bei 93 bis 260°C mindestens 72 Stun-

lage von komplexen basischen Aluminiumsalzen höhe- de heftig gerührt.

rer Fettsäuren und aromatischer Carbonsäuren, die Die basische komplexe Aluminiumseife kann durch

dadurch gekennzeichnet sind, daß diese Schmierfette folgende allgemeine Formel dargestellt werden:

erhalten worden sind 5

.1. durch im wesentlichen vollständige Umsetzung . /■'· n'

eines Gemisches höherer Fettsäuren und Benzoe- I Sr \

säure, Toluylsäuren, Benzoesäuren, die durch I)

eine oder mehrere Äthyl-, Propyl- oder Butyl- / ~~ ^ ~ ^x

gruppen substituiert sind, aminosubstituierter ¹⁰ /(O

Benzoesäuren, Chlorbenzoesäuren oder Naphtoe- / J Il

säuren als aromatische Carbonsäuren mit einem ^j /_ \ q _ q _ _r

niederen Aluminiumalkoholat bei 65 bis 150° C \ ^y'

in einer Mischung, die aus \>

a) 1,5 bis 2,5 Molteilen höherer Fettsäuren und \
dieser aromatischen Carbonsäuren im Mol- (OR')«
verhältnis von etwa 0,25:1 bis 4:1;

b) 0 bis 1,5 Molteilen Wasser und . j_n der R. einen aliphatischen Rest mit 18 bis etwa

c) einem großen molaren Überschuß eines Öls 20 30 Kohlenstoffatomen, Ar einen aromatischen Rest, mit Schmierviskosität besteht, und vorzugsweise einen monocyclischen Kohlenwasserstoff-

2. durch nachfolgendes Hinzufügen von 0,05 bis rest R'Wasserstoff oder einen niederen aliphatischen

10 Molteilen Wasser, um die Gesamtmenge des Kohlenwasserstoffrest bedeutet und mindestens die

eingeführten Wassers auf mindestens 0,5 Molteile ^H?^If]^{e von} * Wasserstoff, χ mmdestens 0,25 und y

zu bringen, und heftiges Rühren der so erhaltenen ²⁵ mindestens 0,25 ist, die Summe von χ und y von 1,5

Mischung bei 93 bis 260° C. · und 2,5 und ζ einen Wert von 0,5 und 1,5 bedeuten.

Geeignete Aluminiumalkoholate fur die Herstellung

In der USA.-Patentschrift 2 768 138 sind Schmier- der-Fette sind Verbindungen, bei denen die Alkohole fette auf Basis von komplexen basischen organischen Äthylalkohol, Propylalkohol, Isopropylalkohol, Butyl-Aluminiumsalzen beschrieben. Nach den Beispielen 3° alkohole oder Mischungen dieser Alkohole sind,
dieser Patentschrift werden die Fette dadurch erhalten, Geeignete höhere Fettsäuren für die Herstellung daß man zuerst eine komplexe Aluminiumseife her- der Schmierfette auf Basis von komplexen basischen ' stellt und dann die Seife zur Herstellung eines Fetts organischen Aluminiumsalzen sind Caprylsäure, Cain heißem öl dispergiert. Die auf diese Weise erhal- prinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, tenen Schmierfette auf Basis von komplexen organi- -5 Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Arachinsäure, sehen Aluminiumsalzen waren deswegen nicht sehr Melissinsäure, ölsäure, Linolsäure, phenylsubstituiererfolgreich, weil die komplexen basischen Aluminium- te Fettsäuren, z. B. Phenyldecanonsäure und Naphthenseifen sehr hohe Schmelzpunkte haben und es schwierig säuren mit wenigstens 12 Kohlenstoffatomen können ist, eine gute Dispersion der Seife in der ölbasis zu ebenfalls als »Fettsäure«-Reaktionsteilnehmer vererreichen, ohne sehr hohe Temperaturen anzuwenden. 4° wendet werden.

Falls ausreichend hohe Temperaturen zum Schmelzen Aromatische Säuren, die zur Herstellung der bavon Aluminiumseifen angewendet werden, entsteht sischen komplexen Aluminiumfette geeignet sind, sind durch die thermische Zersetzung der Ölbase und der - Benzoesäure, Toluylsäuren, Benzoesäuren, die mit Seife ein Problem, und bei niedrigeren Temperaturen einer oder mehreren Äthyl-, Propyl- oder Butylführt die unvollständige Dispersion der Seife in dem 45 gruppen substituiert sind, aminosubstituierte Benzoeöl zu Fetten, die alles andere als optimale Eigenschaf- säuren, Chlorbenzoesäuren und Naphthoesäuren. Die ten haben. ölkomponente des Fetts kann entweder ein Kohlen-Gemäß der Erfindung erhält man die basische korn- wasserstoff mit Schmierviskosität, das aus Erdöl plexe Aluminiumseife in Gegenwart der ölbase durch stammt, oder ein in der USA.-Patentschrift 2 768 138 Umsetzung eines niederen Aluminiumalkoholats mit 5<> beschriebenes synthetisches öl sein,
einer Mischung einer Fettsäure, einer aromatischen Die Herstellung der Schmierfette auf der Grund-Carbonsäure und Wasser und erhält bei mäßigen lage von komplexen basischen Aluminiumsalzen Temperaturen ausgezeichnete Dispersionen der Seife höherer Fettsäuren und aromatischer Carbonsäuren in dem öl. Um jedoch nach diesem Verfahren ein Fett wird in zwei Stufen durchgeführt,
zu erhalten, ist es notwendig, der Reaktionsmischung 55 Die erste Stufe wird bei 66 bis 149°C und normalereine wesentliche Wassermenge zuzusetzen, nachdem weise bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck die Umsetzung des Aluminiumalkoholats mit den durchgeführt, um die Entwicklung von Alkohol aus Säuren beendet ist'. der Reaktionsmischung zu erleichtern. Die während Bei einer bevorzugten Ausführiingsform der Erfin- der ersten Stufe erhitzte Reaktionsmischung enthält dung werden 2 Molteile der Mischung aus Fettsäuren ^6o gewöhnlich 2 Molteile der Mischung der Fettsäure und aromatischen Carbonsäuren mit 1 Molteil eines mit der aromatischen Säure, etwa 1 Molteil eines niederen Aluminiumalkoholats in Gegenwart eines niederen Aluminiumalkoholats und einen großen molaren Überschusses eines Öls mit Schmierviskosität molaren Überschuß eines Öls mit Schmierviskosität, ohne Zugabe von Wasser umgesetzt. Wenn die Umset- Die Reaktionsmischung kann Wasser enthalten oder zung zwischen den Säuren und dem Aluminiumalko- ⁶S nicht. Falls Wasser vorliegt, kann die Wassermenge holat l)ccndct ist, was durch Aufhören der Alkohol- /.wischen einer ganz geringen Menge und etwa 1,5 MoI-entwickliing aus der Mischung angezeigt wird, werden teilen liegen. Wenn 1 oder mehr Molteile Wasser in etwa 0,5 bis 10 Molteile Wasser zugesetzt und die er- der .Reaktionsmischung vorliegen, die der ersten Renk-

3 4

tionsstufe unterworfen wird, dann wird im wesentlichen B e i s d i e 1 2

das gesamte Aluminiumalkoholat zersetzt, und in dem -

am Ende der ersten Stufe erhaltenen Reaktionsprodukt Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt,

liegen keine Aluminiumalkoxybindungen vor. lediglich mit der Abweichung," daß man ein durch

Die zweite Verfahrensstufe wird bei 93 bis 260⁰C 5 Lösungsmittel gereinigtes Paraffinöl mit einer Vis-

durchgeführt und die Reaktionsmischung üblicher- kosität von 500 SSU bei 38°C verwendete. Es wurde

weise ¹I₂ Stunde oder länger innerhalb dieses Bereichs ein Schmierfett erhalten, das die gleichen Eigenschaften

gehalten. Im allgemeinen beträgt die Reaktionszeit aufwies wie das gemäß Beispiel 1 erhaltene Fett. Das

in der zweiten Stufe zwischen ¹I₂ und 5 Stunden, und Fett besaß 5,8 °/o Verdickungsmittel, einen Tropfpunkt

die Zeit verändert sich umgekehrt zur Temperatur. io nach ASTM in C° von 243,33 und folgende P-Werte: Gewöhnlich ist V₂ Stunde zur Vollendung der zweiten

Stufe erforderlich, jedoch ist die obere Zeitspanne für £" 14*

die Eigenschaften des Endproduktes nicht kritisch. y® |^r

Der Druck in der zweiten Reaktionsstufe ist im all- ^pi°° 0°° · ■ · · ' 191,11

gemeinen atmosphärisch, jedoch sind höhere oder 15 .

niedrigere Drucke nicht ausgeschlossen. Nach Er- Beispiel3

hitzen auf 93-bis 260⁰C wird die Mischung heftig

bewegt, beispielsweise durch Umlauf durch eine 1820 g hydrierte Talgölsäure, 793 g Benzoesäure

Charlotte-Mühle, und gleichzeitig auf eine zum Ab- und 20 000 g eines durch Lösungsmittel gereinigten

packen geeignete Temperatur gekühlt, die üblicher- 20 paraffinischen Schmieröls wurden, zusammen in einen

weise zwischen 66 und 82° C liegt. Kessel gebracht und mittels einer Pumpe bei einer

Es ist notwendig, daß der Reaktionsmischung zu Temperatur von etwa 82°C so Jange in Umlauf geBeginn der zweiten Stufe Wasser zugesetzt wird. Die setzt, bis die Säuren gelöst waren. Es wurden 117 g zugesetzte Wassermenge soll mindestens 0,05 Molteilen Wasser zugesetzt. Eine Lösung von 1326 g Aluminiumentsprechen und soll mindestens ausreichen, um die 35 isopropylat in 9000 g Öl wurde auf etwa 82° C erhitzt Gesamtmenge des bei dem Verfahren in den beiden und in den Kessel gebracht. 1000 g Öl wurden zum Reaktionsstufen verwendeten Wassers auf mindestens Waschen der Leitungen zugesetzt und die Mischung 0,5 und vorzugsweise .1 Molteil zu bringen. Falls 30 Minuten bei etwa 93°C gehalten. Es wurde auf Wasser zu Beginn der zweiten Reaktionsstufe nicht etwa 99°C erhitzt und 35 ecm Wasser zugesetzt. Die zugesetzt wird, wird eher ein flüssiges oder halb- 30 Mischung wurde auf 165 bis 171⁰C erhitzt und 1 Stunde flüssiges Produkt als ein Fett erhalten. Es ist ferner gerührt. Sie wurde durch eine Charlotte-Mühle gevorteilhaft, dem Reaktionsgemisch eine geringe Menge führt und mit 800 g Zinkoxyd und 1000 g Öl versetzt. Natriumbenzoat als Stabilisator zuzusetzen. Das erhaltene Fett wies eine unbearbeitete Durch-

Die erfindungsgemäßen Schmierfette werden durch dringung von 233 und eine bearbeitete Durchdringung

die folgenden Beispiele erläutert. 35 (60 Schläge) von 292 auf.

. 'Beispie. 11''. Beispiel4

46,2 g (0,165 Mol) hydrierte Talgölsäure, 20,1g Eine Lösung von 1820 g hydrierter Talgsäure und

(0,165 Mol) Benzoesäure und 200 g eines durch Lö- 4° 793 g Benzoesäure wurde in 29 000 g eines Schmieröls

sungsmittel gereinigten Paraffinöls mit einer Viskosität mit einer Viskosität von 500 SSU bei 37,78°C her-

von 500 SSU bei 43,33° C wurden bei einer Temperatur gestellt. Diese Lösung wurde auf eine Temperatur von

von etwa 93 ° C 30 Minuten zusammengerührt, bis sich etwa 107°C erhitzt, mit 1326 g Aluminiumisopropylat

die Säuren aufgelöst hatten. 33,6 g (0,165 MoI) Alumi- versetzt und die Einsatzmenge ¹I₂ Stunde gerührt,

niumisopropylat und 225 g öl wurden unter Rühren 30 45 152 ecm Wasser wurden bei einer Temperatur von

Minuten auf etwa 105°C erhitzt, bis eine klare Lösung etwa 104,5⁰C zugesetzt und die Mischung V₂ Stunde

erhalten wurde. Die öllösung der gemischten Säuren gerührt. Sie wurde dann auf 204,5⁰C erhitzt und dabei

wurde der Aluminiumisopropylatlösung zugesetzt; ¹J₂ Stunde gehalten, dann durch eine Charlotte-Mühle

unter schneller Entwicklung von Isopropanol bildete geführt. Unter Rühren wurden 800 g Zinkoxyd und

sich ein dickes, sirupartiges Material. Die Mischung 5° während des Mahlens 3500 g Öl zugesetzt. Man erhielt

wurde 40 Minuten auf etwa 149 ⁰C erhitzt, wonach der ein weiches Fett,
gesamte Alkohol entfernt war. Die Mischung wurde

auf etwa 93° C gekühlt und 2,9 ecm (0,165 Mol) Beispiel 5
Wasser zugesetzt. Dies führte zum Freiwerden von

zusätzlichem Alkohol, und nach Erhitzen auf 143,3° C 55 Eine Lösung von 2045 g hydrierter Talgölsäure und

bildete sich ein schweres Gel. Es wurde mit 250 g 1074 g Benzoesäure in 15 000 g schwerem farblosem

weiterem öl versetzt und diese Mischung 3V₂Stunden Paraffinöl wurde bei einer Temperatur von etwa 65,5° C

auf eine Temperatur von 204 bis 210°C erhitzt. Das erhitzt und mit 144 ecm Wasser versetzt. 1632 g Alur

erhaltene Fett war noch körnig. 400 g weiteres öl miniumisopropylat wurden in 7000 g farblosem schwe-

wurden den 600 g dieses Fetts zugesetzt und das er- 60 rem Paraffin gelöst und diese Lösung zu der öl'ösung

haltene Fett gemahlen. Dadurch erhielt man ein Fett, der Säuren bei einer Temperatur von etwa 88⁰C zu-

das 5,8% Verdickungsmittel mit folgenden Eigen- gesetzt. Sie wurde '/2 Stunde bei dieser Temperatur

schäften enthielt: gehalten. Weitere 15 ecm Wasser wurden bei einer

Temperatur von 170°C zugesetzt, und das Fett bildete

Tropfpunkt nach ASTM, ⁰C 243,33 65 ein Gel. Es wurde gekühlt und durch eine Charlotte-Po 129,44 Mühle geführt. Dieses Fett hatte eine unbearbeitete

P₀₀ 145,00 Durchdringung von 264 und eine bearbeitete Durcli-

· 191,11 dringung (60 Schläge) von 310.

Beispiele

Es wurde eine Einsatzmenge von 726 kg des erfindungsgemäßen Fettes hergestellt. Die Bestandteile dieser Einsatzmenge waren 29,43 kg Stearinsäure, 16,43 kg Benzoesäure, 24,11 kg Aluminiumisopropylat, 599,28 kg farbloses Paraffinöl, 36,0 kg Natriumbenzoat, 14,55 kg Zinkoxyd, 3,63 kg Natriumnitrit und 2,81 kg Wasser. Das Natriumbenzoat stabilisiert das Fett bei erhöhter Temperatur, das Zinkoxyd ist ein Füllstoff und Färbemittel und das Natriumnitrit ein Rost verhinderndes Mittel. Die Stearinsäure, Benzoesäure sowie 567,751 farbloses Paraffinöl wurden in eine Mischvorrichtung gebracht und unter Rühren auf etwa 104,5⁰C erhitzt. Nachdem die Säuren gelöst waren, wurde die Lösung von der Mischvorrichtung durch eine Charlotte-Mühle und zurück in die Mischvorrichtung geführt. Das Aluminiumisopropylat wurde während eines Zeitraums von 30 Minuten in die Mischvorrichtung gebracht, während in der Mischvorrichtung weitergerührt wurde und die Mischung durch die Charlotte-Mühle weiter umlief. Umlauf und Rühren wurden 45 Minuten fortgesetzt, während die Temperatur bei 98,9 bis 104,5⁰C gehalten wurde. Nach 45 Minuten wurde mit 2,81 kg Wasser versetzt und die erhaltene Mischung langsam auf 160° C erhitzt. Während des Erhitzens wurden die Materialien in der Mischvorrichtung bewegt, der Umlauf durch die Mühle jedoch unterbrochen. Nachdem eine Temperatur von 160⁰C nach etwa einer Stunde erreicht worden war, wurde die Reaktionsmischung langsam unter ständigem Bewegen auf 110⁰C gekühlt. Während des Kühlens wurde der Rest des farblosen Paraffinöls zugesetzt. Sobald die Temperatur von 110° C erreicht war, wurde das Natriumnitrit vermischt mit 11,35 1 Wasser zu der Reaktionsmischung zugesetzt, die dann erneut auf etwa 127°C erhitzt und etwa 30 Minuten zur Dehydratisierung der Reaktionsmischung bei dieser Temperatur gehalten wurde. Die Reaktionsmischung wurde dann auf etwa 93 ⁰C gekühlt und mit Natriumbenzoat sowie Zinkoxyd versetzt. Die erhaltene Mischung wurde durch eine Charlotte-Mühle geführt und langsam auf etwa 71° C gekühlt. Als die Temperatur 71° C erreicht hatte, wurde das Fett aus der Mischung abgezogen, durch ein Filtersieb gegeben und abgepackt.

Bei den vorstehenden Beispielen wurde jedesmal ein großer molarer. Überschuß an Öl verwendet. Im allgemeinen werden zufriedenstellende Fette erhalten, wenn der Seifengehalt des Fetts zwischen etwa 4 und 16 Gewichtsprozent liegt.

Beispiel 7

1 Molteil Benzoesäure und 1 Molteil hydrierte TaIgölsäure wurden zu einem molaren Überschuß eines mit einem Lösungsmittel gereinigten paraffinischen Schmhröls mit einsr Viskosität von 500 SSU bei 38⁰C zugesetzt. Die Mischung wurde erhitzt, bis die Säuren gelöst waren. Dann wurden 1 Molteil Aluminiumisopropylat und 1,33 Molteile Wasser zugesetzt. Die Mischung wurde auf 104⁰C erhitzt und etwa 60 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Dann wurde die Mischung ohne Zugabe von weiterem Wasser auf 204⁰C erhitzt, 30 Minuten bei dieser Temperatur gehalten und dann langsam gekühlt. Das erhaltene Produkt war ein flüssiges und kein fettiges Material, obgleich sein Gehalt an komplexer basischer Aluminiumseife 9,6 Gewichtsprozent betrug, eine Menge, die ausreicht, um ein ausgezeichnetes Fett zu ergeben, falls Wasser während der zweiten Erwärmungsstufe zugesetzt worden wäre.

Beispiel 8

184,8 g (0,660 Mol) hydrierte Talgölsäure und 40,9 g eines durch Lösungsmittel gereinigten Paraffinöls mit einer Viskosität von 500 SSU bei'38;? C wurden 30 Mi-

IQ nuten bei einer Temperatur von 93 ⁰C zusammengerührt, bis sich die Säure gelöst hatte. 67,2 g (0,33 Mol) Aluminiumisopropylat und 450 g Öl wurden unter Rühren 30 Minuten auf 104⁰C erhitzt, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Die öllösung der Talgölsäure wurde der Aluminiumisopropylatlösung zugesetzt und unter schneller Entwicklung von Isopropanol ein dickes sirupartiges Material gebildet.

Die Mischung wurde 40 Minuten auf 149° C erhitzt, wonach kein weiterer Alkohol destillierte. Die Mischung wurde auf 93 ⁰C abgekühlt und mit 5,8 ml (0,33 Mol) Wasser versetzt. Dies führte zum Freiwerden von zusätzlichem Alkohol. Nach Erhitzen auf 143 ⁰C wurde ein schweres Gel gebildet. Es wurde mit 500 g weiterem öl versetzt und das Gemisch 3,5 Stunden auf eine Temperatur von 204 bis 210⁰C erhitzt. 600 g des obengenannten Fettes wurden mit 400 g zusätzlichem Öl versetzt und das erhaltene Fett gemahlen. Das Fett besaß 7,9 Gewichtsprozent Verdickungsmittel,

Tropfpunkt nach ASTM °C 96

bearbeitete Durchdringung (60 Schläge).. 301

Demgegenüber besaß das gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Beschreibung erhaltene Fett 5,8 % Verdickungsmittel,

Tropfpunkt nach ASTM, ⁰C 243,33

P₆₀ 145,00

Claims (2)

Patentanspruch: Schmierfette auf der Grundlage von komplexen basischen Aluminiumsalzen höherer Fettsäuren und aromatischer Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schmierfette erhalten worden sind

1. durch im wesentlichen vollständige Umsetzung eines Gemisches höherer Fettsäuren und Benzoesäure, Toluylsäuren, Benzoesäuren, die durch eine oder mehrere Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppen substituiert sind, aminosubstituierter Benzoesäuren, Chlorbenzoesäuren oder Naphthoesäuren als aromatische Carbonsäuren mit einem niederen Aluminiumalkohölat bei 65 bis 150° C in einer Mischung, die aus

a) 1,5 bis 2,5 Molteilen höherer Fettsäuren und dieser aromatischen Carbonsäuren im Molverhältnis von etwa 0,25:1 bis 4:1;

b) 0 bis 1,5 Molteilen Wasser und

c) einem großen molaren Überschuß eines Öls mit Schmierviskosität besteht, und

2. durch nachfolgendes Hinzufügen von 0,05 bis 10 Molteilen Wasser, um die Gesamtmenge des eingeführten Wassers auf mindestens 0,5 Molteile zu bringen, und heftiges Rühren der so erhaltenen Mischung bei 93 bis 260° C.