DE1769772B2

DE1769772B2 - Schmierfett

Info

Publication number: DE1769772B2
Application number: DE19681769772
Authority: DE
Inventors: William David Chester Cheshire Carswell (Grossbritannien)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B V, Den Haag (Niederlande)
Priority date: 1967-07-13
Filing date: 1968-07-11
Publication date: 1977-09-08
Also published as: GB1124904A; BE717924A; DE1769772A1; DE1769772C3; NL6809807A; FR1571978A; US3663436A; NL157646B

Description

Die Erfindung betrifft Schmierfette, die bestimmte Triazole als Metalldesaktivatoren enthalten.

Ein Nachteil gewisser mit Tonen bzw. mit Lithiumseifen verdickter Schmierfette, die z. B. einen vorgefertigten wasserabstoßenden Ton als Verdickungsmittel enthalten, ist es, daß sie sich grün verfärben und das Metall fleckig wird, wenn sie bei normaler oder nur wenig erhöhter (6O⁰C) Temperatur längere Zeit mit einer kupferhaltigen Metalloberfläche in Berührung stehen. Dieser unerwünschte Verfärbungseffekt ist besonders ausgeprägt, wenn sie als verschleißhinderndes Mittel Glycerin enthalten. Weiterhin färben sich diese Fette bei höheren Temperaturen (100 bis 120⁰C) dunkel, wodurch die Grünfärbung zwar überdeckt wird, aber eine noch stärkere Korrosions- bzw. Anlaufflekkenbildung des Metalls eintritt.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch den Zusatz von kleinen Mengen an 1,2,4-Triazolen die \s Verfärbungsneigung der betreffenden Schmierfette und die Bildung von Anlaufflecken auf Metalloberflächen bei normalen und mäßig erhöhten Temperaturen

N-

i -N

R₁

-C C-N

5 \ /3 ^v

in der R4 ein Wasserstoffatom ist und Ri, R₂ und Rj vorzugsweise ebenfalls Wasserstoffatome bedeuten. Der Rest R4 ist ein labiler Substituent in der in der britischen Patentschrift 11 11 680 beschriebenen Weise an eines der Stickstoffatome des Triazolrings gebunden.

Als Zusatzstoffe für die Schmierfette der Erfindung sind auch Triazole entsprechend der vorstehend genannten allgemeinen Formel geeignet, bei denen Ri ein Alkylrest, ein Phenyl- oder ein alkylsubstituicrter Phenylrest ist und R2 und/oder R₅ Wasserstoff atome oder einen Acyl- oder Aroylrest bedeuten, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste Ri, R₂ und R₁ ein Wasserstoffatom ist.

Zweckmäßig beträgt die Gesamtzahl der in den Resten Ri bis R4 enthaltenen Kohlenstoffatome weniger als 30, vorzugsweise weniger als 7.

Der Gehalt der erfindungsgemäßen Schmierfette an 1,2,4-Triazolen beträgt zweckmäßig 0,001 bis 2 Gew.%, vorzugsweise 0,1 bis 0,5Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierfetts.

Als Basisöl können die Schmierfette der Erfindung ein synthetisches Schmieröl enthalten, jedoch sind Mineralschmieröle als Basisöl bevorzugt.

Das Verdickungsmittel kann eine Seife sein, z. B. eine Lithiumseife, wie l.ithiumhydroxystearat Bevorzugt sind jedoch anorganische Verdickungsmittel, insbesondere oleophile Tone.'

Geeignete Tone besitzen ein beträchtliches Basenaustauschvermögen von in der Regel mindestens 25 Milliäquivalent pro 100 g, vorzugsweise 25 bis 100 mÄq. pro 100 g. Bevorzugt sind Bentonite, insbesondere Magnesiumbentonite, die zuweilen als Hectorite bezeichnet werden.

Der Ton kann durch Adsorption von bzw. Umsetzung mit organischen Ammoniumbasen oder deren Salzen oleophil gemacht werden.

Vorzugsweise wird der Ton durch Überziehen mit einem kationischen oberflächenaktiven Mittel oleophil gemacht

Bevorzugte oberflächenaktive Mittel bzw. hydrophobierende Mittel sind die durch Umsetzung einer gesättigten oder ungesättigten Monokarbonsäure mit 10 bis 22 C-Atomen mit Alkylenpolyaminen hergestellten Aminoamide.

Diese hydrophobierenden Mittel können in einer Menge von 35 bis 125Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Tons, verwendet werden. Die Schmierfette können etwa 2,5 bis 10 Gew.-% Ton, bezogen auf das Schmierfettgewicht, enthalten.

Außer den 1,2,4-Triazolen können die Schmierfette der Erfindung weitere Zusätze enthalten, wie verschleißhindernde Mittel, z. B. Glyzerin oder Rizinusöl, Antioxydantien, z.B. aromatische Amine, korrosionshindernde Mittel, z.B. Alkalimetallnitrite, und Hochdruckzusätze, ζ. B. Bleinaphthenat oder Metallsulfide.

Die Schmierfette der Erfindung können nach dem sogenannten »nassen« oder dem »Pulververfahren« hergestellt werden.

Beim sogenannten »Naßverfahren« kann der Ton zu einer 1 bis 5Gew.-% Ton enthaltenden wässerigen Dispersion in Wasser dispergiert werden, aus der die Gangart durch Sedimentieren oder Zentrifugieren abgetrennt wird. Das wasserabstoßend machende Mittel, gegebenenfalls eine starke Mineralsäure, wie Phosphorsäure, und mindestens ein Teil des Mineralöls werden dann unter Rühren zugesetzt. Es scheidet sich eine aen oleophilen Ton enthaltende ölschicht vom Wasser ab. Das freie Wasser wird entfernt, worauf die Ton-Ölschicht erhitzt wird, um restliches Wasser praktisch vollständig zu verdampfen. Das Gemisch wird entweder während des Verdampfens des Wassers oder im Anschluß daran einer hohen Scherbeanspruchung unterworfen, wobei in dieser Schlußstufe (des nassen Verfahrens) die restliche Schmierölmenge und sämtliche Zusatzstoffe, wie die 1,2,4-Triazole, zugesetzt werden.

Zuweilen wird die Herstellung des Fettes aus einem vorgefertigten wasserabstoßenden Tonpulver vorgezogen. Dazu wird eine von Gangart befreite, etwa 1 bis 5 Gew.-% Ton enthaltende wässerige Tondispersion mit einer Basenaustauschkapazität von 25 bis 100 mÄq. austauschbarer Basen pro 100 g Ton mit 35 bis 125Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Tons, (>o wasserabstoßendem Mittel, gegebenenfalls einer starken Mineralsäure, wie Phosphorsäure, und 500 bis 5000 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht des Tons, einer mit Wasser nicht mischbaren, verhältnismäßig flüchtigen organischen Flüssigkeit, z. B. einem Naphtha mit (>r, einem: Siedebereich von 110 bis 148,9⁰C oder einem Kerosin mit einem Siedebereich von 165,6 bis 198,9° C oder einem Gemisch solcher organischer Flüssigkeiten, versetzt Es bildet sich eine den Ton, das wasserabstoßend machende Mittel und eine kleinere Menge Wasser sowie die organische Flüssigkeit enthaltende Phase und eine die Hauptmenge des Wassers enthaltende Phase. Die Wasserphase wird abgetrennt, worauf das restliche Wasser und die organische Flüssigkeit durch Erhitzen verdampft werden. Dabei bildet sich ein pulveriges oder krümeliges oleophiles Tonprodukt

Vor dem Verdampfen des Wassers und der flüchtigen organischen Flüssigkeit wird eine gewisse Menge eines Schmieröls, vorzugsweise 50 bis 200 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Tons, mit dem Ton gemischt Die Anwesenheit des Schmieröls in dieser Stufe des Verfahrens fördert die Erhaltung einer großen Verdikkungskraft (Quellfähigkeit) des Tonproduktes. Mit zunehmender Schmierölmenge wird das Dispergieren des Produktes in einem beliebigen Medium (z. B. einem öl zur Herstellung von Schmierfett) in einem späteren Verfahrensschritt zunehmend leichter.

Wahlweise kann man ein vorgefertigtes Tonpulver dadurch erhalten, daß man eine von Gangart befreite Dispersion des Tons in Wasser erhitzt 2. B. auf 8O⁰C, und unter Rühren mit dem wasserabstoßend machenden Mittel und gegebenenfalls einer starken Mineralsäure, wie Phosphorsäure, versetzt, durch die das Überziehen der Tonoberfläche mit dem wasserabstoßenden Mitte! erleichtert wird.

Hierauf kann das Gemisch

1) durch Sprühtrocknen zu einem Pulver mit einem Wassergehalt von 1 bis 4 Gew.-% Wasser verarbeitet

2) oder filtriert und anschließend nach herkömmlichen Verfahren, z. B. in einem Trog, getrocknet oder aber

3) mit einer kleinen Menge eines Mineralschmieröls versetzt und anschließend filtriert und getrocknet werden.

Zur Herstellung eines Fetts wird das Tonprodukt mit einem Schmieröl gemischt. Vorzugsweise wird das Gemisch bei normaler oder erhöhter Temperatur, z. B. 80"C, geschert, wobei alle Zusatzstoffe, wie die 1,2,4-Triazole, in der Regel zusammen mit dem Schmieröl dem Tonprodukt zugesetzt werden (Pulververfahren).

Da die erfindungsgemäß als Schmierfettzusätze verwendeten Triazole in Mineralölen nur schwer löslich sind, können sie den ölen mit Hilfe von Lösungsmitteln, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Glyzerin oder Wasser, bei normalen oder erhöhten Temperaturen, z. B. 8O⁰C₁ und in hohen Konzentrationen, z. B. in Form einer 50: 5O-(Gew.-°/o)-Lösung, einverleibt werden. Obwohl diese Konzentrate in Mineralöl nicht löslich sind, können sie darin außerordentlich fein dispergiert werden, so daß die Bildung grober Teilchen im Schmierfett vermieden wird. In einigen Fällen fielen die Triazole aus der Lösung beim Abkühlen aus. Dies scheint jedoch ihre Wirksamkeit nicht zu beeinträchtigen und führt auch nicht zur Bildung grober Teilchen im Fett.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele und Versuchsergebnisse erläutert.

Es wird ein Schmierfett auf Hectorittonbasis, das das Reaktionsprodukt eines Gemisches aus Alkylenpolyaminen und Fettsäuren enthält, einmal nach dem Naßverfahren und das andere Mal nach dem Pulververfahren hergestellt Alle ^pette enthalten mindestens 0,5 Gew.-% Glyzerin.

Die Triazole werden in einem geeigneten Lösungs-

mittel bei 80° C zu einem Konzentrat gelöst, das den Schmierfetten entweder vor dem Homogenisieren oder aber dem fertigen Schmierfett einverleibt wird.

Die Fette werden mit Hilfe eines Messingscheibentests wie folgt geprüft:

Eine Messingscheibe mit 38 mm 0 wird mit Karborundpulver poliert und mit Baumwolle gereinigt Hierauf wird eine 1 mm starke Fettschicht mit einem Durchmesser von 30 mm auf diese Messingscheibe aufgebracht, worauf die Messingscheibe in einem Trockenschrank eine bestimmte Zeit auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird.

Am Versuchsende werden jeweils die Grünverfärbung des Fettes bei 60° C, das Dunkelwerden des Fettes bei 100° C und 120° C und das Fleckigwerden der Scheibe wie folgt bewertet:

0 1 2 3 4 5

Nichts

Spuren

leicht

mäßig

stark

sehr stark

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt (der erste Wert gibt die Grünverfärbung bei 60° C oder das Dunkelwerden bei 100° C und 120° C an, der zweite Wert die Bewertung des Fleckigwerdens der Messingscheibe; Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht;

EG = Äthylenglykol, DEG = Diäthylenglykol,

G = Glyzerin).

Tabelle

Zusatzstoff	Lösungs	Zusatz-	Zusatz-	Pulververfahren	100 C	120C	Naßverfahren	120"C
	mittel	stoff-	stoff-		(24 h)	(24 h)		(24 h)
		konzen-	konzen-	60 C			lOO'C
		tration	tration	(20 h)			(24 h)
		im	im
		Lösungs	Fett
		mittel	(%)		3-4	3-4
Benztriazol	EG	50	0,3	1-1	3-3	4-4		3-2
desgl.	DEG	50	0,1	4-2	3-5	4-4
desgl.	DEG	50	0,3	1-1	3-3	4-4	2-1	5-4
desgl.	G	50	0,1	3-2
desgl.	G	50	0,3	1-0	3-4	4-2	2-2
5-Methylbenztriazol	EG	50	0,3	1-1	3-1	4-1
desgl.	DEG	50	0,1	3-2	3-1	4-1
desgl.	DEG	50	0,3	1-1	3-1	4-2
desgl.	G	50	0,1	3-2	3-4	4-4
desgl.	G	50	0,3	1-0	3-0	4-1
5-LaurylbenztriazoI	DEG	50	0,1	4-3	1-1	—
desgl.	DEG	50	0,3	1-1	2-1	2-1
3-Amino-l ,2,4-triazol	Wasser	50	0,1	0-1	2-1	2-1		2-1
desgl.	DEG	33	0,05	1-0	2-2	3-1
desgl.	DEG	50	0,1	1-0	1-1	3-1	0-0
desgl.	G	50	0,05	0-1	3-2	4-4	3-3
desgl.	G	50	0,1	0-0	3-3	4-4	1-2
1,2,3-Triazol	G	33	0,1	1-2	3-3	4-3
desgl.	G	33 ·	0,3	0-0	1-2	3-2
1,2,4-Triazol	G	50	0,1	4-4
desgl.	G	50	0,3	0-4

Keiner

Die in dieser Tabelle aufgeführten Werte lassen erkennen, daß die 1,2,4-TriazoIe den 1,2,3-Triazolen und Benztriazolen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen von 100°C und !20⁰C, überlegen sind. Weiterhin ist 4-3

4-5

5-5

4-4

5-5

aus der Tabelle zu ersehen, daß mit 3-Amino-1,2,4-triazol bei allen Temperaturen und in niedrigeren Konzentrationen bessere Ergebnisse erzielt werden als mit den anderen Zusatzstoffen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schmierfett, bestehend aus

c) einem Mineralschmieröl oder einem synthetisehen Schmieröl,

b) einem Verdickungsmittel,

c) 0,001 bis 2 Gewichtsprozent eines 1,2,4-Triazols und gegebenenfalls

d) weiteren Zusatzstoffen. ι ο

2. Schmierfett anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein 3-Amino-l,2,4-triazol enthält

3. Schmierfett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es unsubstituiertes 3-Amino-1,2,4-triazol enthält.

4. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent 1,2,4-Triazol enthält.

5. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß e als Schmieröl ein Mineralöl enthält.

6. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Verdickungsmittel einen oleophiien Ton enthält.

7. Schmierfett nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Ton enthält, der mit einem durch Umsetzung von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 10 bis 22 C-Atomen und Alkylenpolyaminen hergestellten Aminoamid überzogen ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Schmierfetts nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das 1,2,4-Triazol dem Schmierfett während oder nach seiner Herstellung mit Hilfe eines Lösungsmittels einverleibt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Glycerin oder Wasser verwendet werden.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vorgefertigtes Tonpulver, Schmieröl, das in einem Lösungsmittel gelöste 1,2,4-Triazol und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe gemeinsam homogenisiert werden.

beträchtlich verringert werden kann, insbesondere wenn diese Tone als Verdickungsmittel enthalten und sie nach dem »nassen« Verfahren hergestellt sind Entsprechende günstige Wirkungen werden beispielsweise auch bei Uthiumseifenfetten erzielt, welche Glycerin enthalten.

Anders gebaute Triazole, nämlich symmetrische 135-Triazole und davon abgeleitete Derivate, sind bereits in Kombination mit Alkalisalzen der Orotsäure in Mengen von 10 bis 50 Gewichtsprozent einer solchen Mischung, bezogen auf das Endprodukt, als Verdickungsmittel für Lagerschmierfette empfohlen worden, welche bis zu Temperaturen von 316°C auch bei hohen Scherwirkungen bis zu 20 000 UpM beständig sind. Das Verdickungsmittel enthält dabei das Triazol im Überschuß.

Wie nachstehende Vergleichsversuche bestätigen, üben jedoch die 1,2,4-Triazole in bezug auf die Verfärbungsneigung eine besondere Wirkung aus, welche z.B. Benzotriazole oder 1,2,3-Triazol nicht in gleichem Maß haben.

Die erfindungsgemäßen Schmierfette bestehen demgemäß aus

a) einem Mineralschmieröl oder einem synthetischen

Schmieröl,

b) einem Verdickungsmittel,

c) 0,001 bis 2 Gewichtsprozent eines 1,2,4-Triazols und gegebenenfalls

d) weiteren Zusatzstoffen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Schmierfette, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das 1,2,4-Triazol dem Schmierfett während oder nach seiner Herstellung mit Hilfe eines Lösungsmittels einverleibt wird.

Die in den Schmierfetten der Erfindung enthaltenen 1,2,4-Triazole sind vorzugsweise 3-Amino-l,2,4-triazole der allgemeinen Formel