DE1927373B2

DE1927373B2 - Schmierfett

Info

Publication number: DE1927373B2
Application number: DE19691927373
Authority: DE
Inventors: Arthur Thomas Media Pa. Polishuk (V.St.A.)
Original assignee: Sun Oil Company of Pennsylvania
Current assignee: Sunoco Inc R&M
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1969-05-29
Publication date: 1977-09-22
Also published as: GB1259379A; US3620975A; FR2012238B1; FR2012238A1; DE1927373C3; DE1927373A1; SE343877B

Description

N-

CH

CH₂
CH,

N
R

worin R -CH₂-CH₂-OH, -CHi oder -CH₂-CH1 bedeutet, verwendet worden ist.

9. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 8, (>o dadurch gekennzeichnet, daß es als Komplexseife Aluniinium-benzoat-stearat enthält.

Die Erfindung betrifft ein Schmierfett, welches aus a) einem überwiegenden Anteil eines Mineralschmieröls und b) einem Zusatz eines geringen Anteils eir.us Verdickungsmittel zur Eindickung des Mineralöls au' Fettkonsistenz, welches ein Gemisch aus I) einer Metallseife und 2) einem kationenmodifizierten Ton in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-% des Gemisches aus (1) und (2) darstellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Metallseife eine Aluminium-Komplexseife einer aliphatischen Carbonsäure mit 12 bis 25 Kohlenstoffato men und einer aromatischen Carbonsäure mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen enthält.

Aluminiumkomplexfette sind bekannt und wurden als Fette mit im allgemeinen überlegenen Eigenschaften angeführt. Schmierfette auf Basis von Ton sind ebenfalls bekannt. Solche Schmierfette auf Tonbasis haben ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen. Es ist im wesentlichen unmöglich, diese Fette zu schmelzen; trotzdem haben sich die Schmierfette auf Basis von Ton nicht günstig eingeführt. Nach allgemeiner Ansicht der Schmierfettverbraucher, wie der Automobilinduslrie, bewirken Schmierfette auf Tonbasis wegen der Schleifwirkung des Tons einen höheren Verschleiß, als Schmierfette auf Basis von Seifen. Ein weiterer, oft genannter Nachteil der Schmierfette auf Basis von Ton ist ähr mechanischer Zusammenbruch bei langdauerndem Gebrauch. Dieser erfolgt auf zwei grundsätzlichen Wegen. Erstens durch Zusammenbruch der Fettstruktur auf Grund der Scherkräfte und zweitens durch Abscheidung des Öls von dem als Eindickungsmittel vorliegenden Ton. Im letzteren Fall bildet das Fett einen harten Kuchen, der im wesentlichen keine Schmiereigenschaften aufweist. Aluminiumkomplexseifenfette sind andererseits nicht mit diesen Nachteilen behaftet und fanden eine weitverbreitete Verwendung. Außerdem besitzen Aluminiumkomplexfette ausgezeichnete Wasserfestigkeit, während Tone im allgemeinen als wasserabsorbierend betrachtet werden.

Eine vollständigere Erörterung de;r verschiedenen Gesichtspunkte von Schmierfetten auf Tonbasis ist in »Manufacture and Application of Lubricating Greases«, Boner, C. ]., Reinhold Publishing Corp., New York City, erste Auflage 1954, Kap. 17, S. 677 - 755 zu finden.

Die Erfindung betrifft nun ein Aluminiumkomplexfett mit verbesserten Hochtemperatur- und Hochdruckeigenschaften, die durch Zusatz einer geringen Menge eines Tons erzielt werden.

Das erfindungsgemäße Schmierfett ist ein neues Schmierfettgemisch mit einzigartigen Eigenschaften, das Mineralschmieröl enthält, das mit Hilfe eines Gemisches aus einer Komplexseife und einem Ton zur Fettkonsistenz eingedickt ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schmierfett, bestehend aus a) einem überwiegenden Anteil eines Mineralschmieröls und b) einem Zusatz eines geringen Anteils eines Verdickungsmittels zur Eindickung des Mineralöls auf Fettkonsistenz, welches ein Gemisch aus 1) einer Metallseife und 2) einem kationenmodifizierten Ton in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-% des Gemisches aus (1) und (2) darstellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Metallseife eine Aluminium-Komplexseife einer aliphatischen Carbonsäure mit 12 bis 25 Kohlenstoffatomen und einer aromatischen Carbonsäure mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen enthält.

Es wurde festgestellt, daß bei den erfindungsgemäßen, neuen Aluminiumkomplexseifen-Ton-Schmierfetten nicht die Nachteile der einzelnen Verdickungsmittel verstärkt auftraten, sondern daß im Gegenteil die Verdickungsmittel in guter Übereinstimmung und

hezu perfekter Zusammenwirkung zu Schmierfetten mit überlegenen Eigenschaften führen, verglichen mit Schmierfetten, die jeweils eine Komponente des Eindickungsmittelgemisches aufweisen.

Die erfindungsgemäßen Schmierfette enthalten eine ;

überwiegende Menge, d. h. mehr als 50% eines Öls und

inen geringeren Anteil, nämlich weniger als 50% eines

Eindickungsmittels, das aus einem Gemisch einer

Aluminiumkomplexseife und einem kationenmodifizier-

n Ton besteht. Die hier genannten Prozentzahlen und ι. Mengen sind auf das Gesamtgewicht von öl, Aluminimkompiexseife und kationenmodifiziertem Ton bezogen wenn nichts anderes angegeben ist. Die verwendete Gesamtmenge des Eindickungsmittels kann in Abhäniekeit von dem beabsichtigten Verwendungszweck, ι dem das Schmierfett zugesetzt werden soll, variieren und liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bi;. 25 Gewichtsprozent. In jedem Fall wird ein Anteil des Eindickungsmittels verwendet, der ausreicht, um das Öl zur Fettkonsistenz zu verdicken. »

Der Anteil an zu verwendendem kationenmodifiziertem Ton kann ebenfalls in Abhängigkeit von dem angestrebten Verwendungszweck und der angestrebten Intensität einer speziellen Gruppe von Eigenschaften variiert werden. Die bereits angegebenen Verbesserun- :

η können durch Schmierfette erzielt werden, die ein Verdickungsmittel enthalten, das 5 bis 95 Gewichtsprozent an kationenmodifiziertem Ton aufweist. Vorzugsweise enthält das Schmierfett 10 bis 15 Gewichtsprozent, insbesondere 25 bis 50 Gewichtsprozent des kationenmodifizierten Tons.

Zusätzlich zu dem Eindickungsmittelgemisch kann das Schmierfett Wirkstoffe enthalten, wie Antioxydationsmittel, Hochdruckzusätze, Stabilisatoren, Zusätze zum Verhindern des Auswaschen mit Wasser, wie ataktisches Polypropylen, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere und ähnliche Verbindungen.

Die ölkomponente der erfindungsgemäßen Schmierfettgemische ist ein Mineralschmieröl. Es kann paraffinisches, naphthonisches oder aromatisches Öl sein und kann durch übliche Raffinationsverfahren für Erdöl wie Lösungsmittelextraktion, Schwefelsäurebehandlung, Behandlung mit Ton etc. erhalten worden sein. Gewöhnlich besitzt das verwendete öl eine Viskosität von 50 bis 5000 S. U. S. bei 37,8°C und einen Viskositätsindex (VI) von 0 bis 130. Die erfindungsgemäße Eindickungsmittelkombination verhält' sich jedoch ebensogut in synthetischen Ölen wie Diestern. Polyphenyläthern, Siliconölen und ähnlichen.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierfettgemische geeigneten Aluminiumkompiexseifen sind in der US-Patentschrift 27 68 138 von Hotten und E c h ο 1 s beschrieben. Unter einer .Aluminiumkomplexseife ist eine Aluminiumseife zu verstehen, die 0,8 bis 1,5, vorzugsweise 1,0 bis 1,5 Hydroxylionen pro Aluminiumkation und mindestens zwei verschiedene Carbonsäureanionen enthält. Jedes einzelne Molekül der Aluminiumkomplexseife besteht aus einem dreiwertigen Aluminiumkation und drei einwertigen Anionen. Diese Anionen sind Hydroxylanionen, relativ öllösliche Carbonsäureanionen und relativ ölunlösliche Carbonsäureanionen Unter einem relativ öllöslichen Anion (ζ. Β. ein Stearatanion) wird ein solches verstanden, dessen Aluminium-di-Seife (z.B. Aluminiumdistearat) eine ι Äciirh.keit in Her Ölkomponente des Schmierfetts von mindestens 5% bei 204°C aufweist. Solche Anionen leiten sich vorzugsweise von aliphatischen Carbonsauren mit 12 bis 25 Kohlenstoffatomen ab, beispielsweise von Stearinsäure, Palmitinsäure, Linolsäure, Tallölsäuren und 12-Hydroxysiearinsäure. Ein relativ ölunlösliches Anion (ζ. B. das Benzoatanion) ist ein Anion, dessen Aluminium-di-Seife (ζ. B. Aluminiumdibenzoat) eine öllöslichkeit von weniger als 1% bei 204"C aufweist. Diese Anionen werden vorzugsweise aus aromatischen Carbonsäuren erhalten, die nicht mehr als 10 Kohlenstoffatome aufweisen, beispielsweise Benzoesäure, Toluylsäure und Äthylbenzoesäure. Die bevorzugte Aluminiumkomplexseife ist Aluminiumbenzoat-Stearat.

Gewünschtenfalls kann ein Gemisch aus relativ öllöslichen Anionen und relativ ölunlöslichen Anionen verwendet werden. Das bedeutet, daß nicht alle relativ öllöslichen Anionen von der gleichen aliphatischen Carbonsäure abgeleitet sein müssen und daß auch nicht alle der relativ ölunlöslichen Anionen aus der gleichen aromatischen Carbonsäure stammen müssen.

Es sei festgestellt, daß die einzelnen Seifenmoleküle untereinander nicht gleich sein müssen. So kann ein Seifenmolekül zwei Hydroxylionen und ein relativ ölunlösliches Anion enthalten, während ein anderes Molekül zwei relativ ölunlösliche Anionen und ein relativ öllösliches Anion aufweisen kann. Wenn man Gemische aus relativ öllöslichen Anionen oder Gemi-, sehe aus relativ ölunlöslichen Anionen verwendet, sind weitere Unterschiede zwischen den einzelnen Seifenmolekülen möglich. Im durchschnittlichen Seifenmolekül liegen jedoch alle drei Arten von Anionen vor.

Wie aus der genannten US-Patentschrift 27 68 138 ) hervorgeht, liegt das Verhältnis von ölunlöslichen Anionen zu öllöslichen Anionen in der Aluminiumkomplexseife gewöhnlich im Bereich von 0,2 :1 bis 5:1, insbesondere im Bereich von 0,3 ·. 1 bis 3 :1, wobei das tatsächliche Verhältnis so gewählt wird, daß die 5 gewünschte Dispergierbarkeit der Seife in dem öl erzielt wird. Wenn der aromatische Charakter der ölbasis ansteigt, wird im allgemeinen das Verhältnis von ölunlöslichen Anionen zu öllöslichen Anionen erhöht, und wenn der aromatische Charakter sinkt, wird im ο allgemeinen dieses Verhältnis verringert. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von ölunlöslichen Anionen zu öllöslichen Anionen im Bereich von 5 :1 bis 2 :0,1.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierfetigemische kann die Aluminiumseife in Gegenwart [$ des Öls aus einem substituierten, cyclischen Aluminiumoxyd-Trimeren hergestellt werden. Das substituierte cyclische Aluminiumoxyd-Trimere hat die allgemeine Formel:

Al

/ \ O O

R-Al Al —R

in der R entweder das Alkoxyanion (RO-) eines Alkohols mit bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Acylatanion (RCOO-) einer aliphatischen Monocurbonsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt. Es wird angenommen, daß diese Trimeren sich mit zusätzlichen Carbonsäuren unter Bildung der komplexen Aiuminiumseife umsei/en.

Die substituierten cyclischen Aiuminiumoxyd-Trimeren sind im einzelnen in der US-Patentschrift 29 79

von Rinse beschrieben. Wie in dieser Patentschrift ausgeführt wird, vermischt man eine aliphatische Monocarbonsäure, ein Aluminiumalkoxyd und Wasser und hält das Gemisch so lange bei eir er Temperatur von 80 bis 120⁰C, bis die Bildung u;id das Freiwerden von Alkohol aufhört. Danach wird die Temperatur auf etwa 180° erhöht und so lange bei diesem Wert gehalten, bis die weitere Bildung und das Freiwerden von Alkohol aufhört. Das erhaltene Produkt ist das substituierte cyclische Aluminiumoxyd-Trimere. Entsprechend den Molverhältnissen der verwendeten Reaktionsteilnehmer liegen als Substituenten entweder Acylat- oder Alkoxyanionen vor.

Wenn beispielsweise das Molverhältnis von Säure zu Aluminiumalkoxyd zu Wasser 1:1:1 beträgt, erhält man als Reakiionsprodukt das Triacylat des cyclischen Aluminiumoxyd-Trimeren.

(Acylat)
Al

Beträgt das Molverhältnis von Säure zu Aluminiumoxyd zu Wasser 2:3:3, entsteht als Reaktionsprodukt das cyclische Diacylat-alkoxy-Aluminiumoxyd-Trimere:

{Acylat)

Al

(Acylat) —Al

Al —(Acy lall

C)

(Alkoxy)--Al Al - (Acylat)

Weitere Abänderungen der Molverhältnisse der Ausgangsstoffe führen zu weiteren Variationen der Substitution des cyclischen Aluminiumoxyd-Trimeren.

Die Aluminiumkomplexseife wird durch Umsetzen des substituierten, cyclischen Aluminiumoxyd-Trimeren mit weiteren Carbonsäuren hergestellt. Beispiele für diese Reaktionen sind die nachstehend gezeigten Reaktionen 1 und 2. Es ist wichtig, daß zur Durchführung dieser Umsetzungen genau festgelegte Mengen der Reaktionsteilnehmer eingesetzt werden. Es ist nicht nur die Gesamtmenge an Carbonsäure als solche wichtig, sondern auch das Verhältnis von aliphatischen Carbonsäuren zu aromatischen Carbonsäuren.

Reaktion

Al

/ \
O O

I I

(C₃H₇O)-Al Ai-(C₃H₇O) + 2C₁₇H.,₅COOH 4 3C₆H₅COOH O

Erhitzen

3Al(C₁₇H,_äCOO)(C₆H₅COO)(OH) + 2C₃H₇OH

Reaktion (C₁₇H₃₅COO)

Al

/ \
O O

(C₃H₇O)-AI Al-(C₁₇Hj₅COO) + C₁₇H₃₅COOH + 3C₆H₅COOH O

Erhitzen

3AI(C₁₇H₃COO)(C₆H₅COO)(OH) + C₃H₇OH

Die Substituenten an dem cyclischen Aluminiumoxyd- können jedoch auch sämtlich Acylatanionen oder Trimeren können ein Gemisch aus Acylatanionen und sämtlich Alkoxyanionen sein. Unterschiede der Substi-Alkoxyanionen sein, wie in den obigen Beispielen. Sie tuenten wirken sich nur auf die erforderlichen Mengen

an anderen Säuren aus, die zur Vervollständigung der Umsetzung erforderlich sind.

Darüber hinaus müssen die Acylalanionen an den Trimeren nicht den speziellen, verwendeten aliphatischen Carbonsäuren entsprechen. So kann ein Stearatanionen enthaltendes Trimeres mit Palmitinsäure und Benzoesäure umgesetzt werden.

Die aliphatischen Anionen der Seife leiten sich von einer aliphatischen Säure als solcher oder von dem Trimeren oder beiden Verbindungen ab. Die aromatisehen Anionen stammen aus einer aromatischen Säure, und die Aluminiumkationen der Seife stammen aus dem Trimeren. Die Menge der mit dem Trimeren umzusetzenden aliphatischen und aromatischen Carbonsäure sollte einen solchen Wert besitzen, daß das Verhältnis der aliphatischen Anionen einschließlich der in dem Trimeren vorliegenden aliphatischen Anionen plus aromatischen Anionen zu Aluminiumkationen im Bereich von 1,5 :1 bis 3,0 :1, vorzugsweise 1,8 :1 bis 2,6 :1 liegt. Wenn daher die Anzahl der aliphatischen Substituenten an dem Trimeren ansteigt, verringert sich die erforderliche Gesamtmenge an Carbonsäure. Dies geht auch aus einer Untersuchung der Reaktionen 1 und 2 hervor. In Reaktion 1 sind theoretisch 5 Mol Carbonsäure zur Umsetzung mit einem Mol des einen aliphatischen Substituenten enthaltenden Trimeren erforderlich, während in Reaktion 2 theoretisch 4 Mol zur Umsetzung mit einem Mol des Trimeren notwendig sind, das zwei aliphatische Substituenten enthält.

Die Tonkomponente des Eindickungsmittelgemisches ist ein kationenmodifizierter Ton, dessen Herstellung in der US-Patentschrift 25 31 427 von Hauser gezeigt wird. Als Ausgangsmaterialien geeignete Tone sind Tone, die merkliche Basenaustauscheigenschaften zeigen und insbesondere Tone mit verhältnismäßig hohen Basenaustauscheigenschaften, die mehr oder wenig leicht ersetzbare Kationen aufweisen. Besonders stark in Betracht gezogene Tone umfassen die Montmorillonite, nämlich Natrium-, Kalium-, Lithium- und andere Bentonite, und zwar Wyoming- und/oder Californiabentonit, Magnesiumbentonit(auch Hectorit genannt — aus Hector, Californien) und Saponit, sowie Nontronit, Attapulgit, Illit, Zeolithe und Fullererde, insbesondere des Georgia-Florida-Typs. Man nimmt an, daß diese Tone, die durch eine nicht abgesättigte atomare Struktur oder ein nicht abgesättigles Kristallgitter gekennzeichnet sind, negative Ladungen besitzen, die gewöhnlich durch anorganische Kationen neutralisiert werden.

Es wurde daher gefunden, daß sic in der Natur als Salze der schwachen Tonsäurc mit Basen, wie Alkalioder Erdalkalihydroxyden vorkommen.

Die Bascnaustausclikapazität der verschiedenen genannten Tone beträgt von etwa 15 bis etwa 100 Milliäquivalcnt austauschbarer Base pro 100 g des Tons, Die Montmorillonitc haben vergleichsweise hohe Bascnaustauschkapazitäten, nämlich 60 bis 100. Atlupulgit und Illit haben ziemlich hohe Bascnnustatischkapa/.itäl, nämlich 25 bis 35 bzw. 15 bis 50. Im allgemeinen sind Tone mit höherer Bascnnustnuschkapa/.iliit von mindestens 25 besonders geeignet, wenn das Kation des Tons zu einem hohen Anteil durch eine organische Hase ersetzt werden soll.

Ein Ton mit den beschriebenen Eigenschaften, der eine wesentliche Bascnnustauschknpn/.iini besitzt, wird mit einer organischen Verbindung, insbesondere mit einer nachstehend als »Onium«-Vcrbindung allgemein definierten und bezeichneten Verbindung umgesetzt.

Bei dieser Umsetzung wird das Kation des Tons durch das Kation der organischen Verbindung, das zur Gruppe der »Onium«-Basen gehört, ersetzt. Eine »Onium«-Verbindung ist definiert als die Gruppe ^ organischer Verbindungen des Typs RXHy. Diese Verbindungen sind in ihrer Struktur von Ammoniumverbindungen abgeleitet und enthalten das Element X in der höchstmöglichen Wertigkeitsstufe.
Der Rest der Oniumbase, durch den die anorganisehen Reste des Tons ersetzt werden, ist ein hydrophober Rest, zum Unterschied von hydrophilen Resten und verleiht dem vorher hydrophilen Ton organophile Eigenschaften.

Eine bevorzugte Klasse von Onium-Verbindungen sind organische Amine. Diese Verbindungen können Salze von aliphatischen, cycloaliphatische^ aromatischen und heterocyclischen Aminen, von primären, sekundären und tertiären Aminen und Polyaminen sowie von quaternären Ammoniumverbindungen um-

ίο fassen.

Es wurde gefunden, daß eine Base mit einem Molekularquerschnitt von etwa 70 A², beispielsweise ein primäres Amin mit einer nicht verzweigten aliphatischen Kette mit 10 Kohlenstoffatomen, z. B. Decylamin, im wesentlichen das Erfordernis erfüllt, die Oberfläche des Tons zu bedecken. Andere Arten von Aminen können jedoch ebenso verwendet werden, z. B. tertiäre Amine, wie Lauryldimethylamin. Ein Überschuß an organischem Stoff, wie er durch Verwendung eines

Amins mit einem Querschnitt von mehr als 70 A², wie beispielsweise Octadecenylamin, verursacht wird, beeinträchtigt die Geliereigenschaften des Amin-Ton-Materials nicht.
Die neuen, erfindungsgemäßen Schmierfette können dadurch erhalten werden, daß man ein mit Aluminiumkomplexsalz eingedicktes Fett und getrennt davon ein Schmierfett herstellt, das einen kationenmodifizierten Ton enthält und dann die fertigen Schmierfette in den gewünschten Mengenverhältnissen miteinander vermischt. Die erfindungsgemäßen Schmierfette können entweder durch Vermischen eines Aluminiumkomplexfettes mit einem einen kationenmodifizierten Ton enthaltenden Fett hergestellt werden, oder diese Aluminiumkomplex und kationenmodifizierten Ton

enthaltenden Fette können in situ in dem gleichen Anteil der Ölbasis, d. h. durch direkte Bildung eines Schmierfetts auf Basis eines gemischten Eindickungsmittels hergestellt werden. Die Herstellung von Aluminiumkomplexfcttcn vnd Schmierfetten auf Basis von

modifiziertem Ton ist im allgemeinen bekannt. So wird beispielsweise in der bereits erwähnten US-Patentschrift 27 68 138 die Herstellung von Aluminiumkomplcxfettcn und in der US-Putentschrift 25 31440 die Herstellung von Fetten auf Basis von kationcnmodifi-

ss zicrtcm Ton beschrieben und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Es soll lediglich eine kurze Beschreibung des zur Herstellung des Aluminiumkomplexfcttes aus dem substituierten cyclischen Aluminiiimoxyd-Trimcren verwendeten Verfahrens gegeben werde 1 den.

Für das beschriebene: Verfahren können übliche Vorrichtungen verwendet werden. Diese Vorrichtungen umfassen gewöhnlich einen mit Heizung und Rührei versehenen Fcttkcssel. Konventionelle Rührer sine

ds gewöhnlich Schaiifclrühier und werden mit 15 bi: 75 UpM betrieben, du sie lediglich cln/.ti bestimmt sind ilen Inhalt des Kessels in Bewegung zu halten, ohm /onen mit sehr starker Bewegung zu erzeugen.

70n Mit/!

Im allgemeinen wird die aliphatische Säure zuerst mit einem Teil der Schmierölbasis vermischt und das Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von 82 bis 121⁰C, vorzugsweise 88 bis 104⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur das Trimere eingemischt. Das Gemisch aus Trimerem, aliphatischer Säure und ölbasis wird während 5 Minuten bis 5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, vorzugsweise während 10 Minuten bis 2 Stunden. Die Reaktionsdauer sollte so auf die Temperatur abgestellt sein, daß bei höheren Temperatüren eine kürzere Reaktionsdauer angewendet wird.

Wahlweise kann die aliphatische Säure bei einer niederen Temperatur mit dem öl und dem Trimeren vermischt werden und dann das Gesamtgemisch erhitzt werden, oder man kann lediglich das öl erhitzen und dann sowohl das Trimere als auch die Säure einmischen. Die Reihenfolge, in der die drei Bestandteile vermischt werden, ist nicht kritisch. Der kationenmodifizierte Ton kann zu diesem Zeitpunkt das Verfahrens zugegeben werden, vorzugsweise wird er jedoch kurz vor dem Verkneten des Fetts zugesetzt.

Nachdem das Trimere und die aliphatische Säure sich umgesetzt haben, wird die aromatische Säure eingemischt.

Die aromatische Säure sollte mit dem Rest der ölbasis vermischt und dann in Form einer flüssigen Phase unter Rühren der Phase aus Trimerem und aliphatischer Säure zugemischt werden. Konventionelle Fettkessclrührer, wie sie beschrieben wurden, bewirken ein ausreichendes Rühren zum exakten Einarbeiten der aromatischen Säure. Die Temperatur des Gemisches sollte im Bereich von 82 bis 121⁰C gehalten werden, während die aromatische Säure zugesetzt wird. Andererseits kann die aromatische Säure auch gleichzeitig mit der aliphatischen Säure zugesetzt werden.

Nach beendigtem Einarbeiten der aromatischen Säure sollte die Masse auf eine Temperatur im Bereich von 204 bis 238°, vorzugsweise 210 bis 221⁰C erhitzt werden. Die zum Erreichen dieser Temperatur erforderliche Dauer liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 Stunden, wenn auch eine höhere oder niedrigere Heizdauer angewendet werden kann. Die Masse sollte während 10 Minuten bis 6 Stunden, vorzugsweise 20 Minuten bis 2 Stunden bei 204 bis 238⁰C gehalten werden.

Nach dem Erwärmen der Masse auf 240 bis 238°C während der genannten Dauer sollte sie auf eine Temperatur im Bereich von 38 bis 221⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur gewalzt werden. Um zu verhindern, daß die Masse während dieser Kühlstufc geliert, sollte das Abkühlen ziemlich langsam, d. h. während einer Dauer von mindestens 1 Stunde erfolgen. Es kann auch länger als 1 Stunde gekühlt werden, was jedoch nicht erforderlich ist.

Nach dem Abkühlen auf 38 bis 12PC sollte die Masse ss gewalzt werden. Das Walzen ist erforderlich, um ein Fett mit gleichmäßiger Zusammensetzung und glattem und gleichmäßigem Gefüge zu erhalten. ,

Zum Walzen des Fettes können übliche Walzvon ich Hingen, wie Walzmühlcn des Kolbentyps verwendet <«> werden. Du es erforderlich ist, die crfinduiigsgeniäßen Schmierfette gut zu wulzen, sollten Drücke im Bereich von 211 bis 351 aiii angewendet werden. Dies steht im Widerspruch zu der Herstellung von Aluminiumkomplexfetten als solchen, wobei es wesentlich ist, dnß der Walzdnick einen Wcrl von 105 utü nicht überschreitet, um ein gelatinöses. Gefüge im Endprodukt zu vermeiden.

Wenn Additive, wie Oxydationsinhibitoren, Hochdruckzusätze etc. in das Fett eingearbeitet werden sollen.werden sie vorzugsweise unmittelbar vor dem Walzen zugesetzt, wenn auch ein Antioxydationsmittel zu Beginn zugesetzt werden kann, um die Oxydation des Öls während des Heizvorgangs zu verhindern. Der kationenmodifizierte Ton kann ebenfalls zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens zugesetzt werden. Wahlweise wird ein Schmierfett auf Basis von kationenmodifiziertem Ton hergestellt und nach dem Walzen mit dem Aluminiumkomplexfett vermischt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung und zumindest eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen.

Das in den Beispielen verwendete öl war ein Naphthenöl mit folgenden Eigenschaften:

Viskosität in SUS bei 38°C 500-530

API-Dichte bei 15,5⁰C 18,5-21,0

Flammpunkt, offenes Gefäß, ⁰C 174

Fließpunkt, ⁰C 20,6

Conradson-Rückstand in % 0,07

Neutralisationszahl 0,05

Färbung nach ASTM D-1500 3,50

Beispiel 1 Herstellung von Aluminiumkomplexseifenfett

Die Tabelle II zeigt die Zusamimensetzung des verwendeten Aluminiumkomplexseifenfetts (Schmierfett 1).

Das Schmierfett wurde hergestellt, indem zu etwa der Hälfte des Öls die Stearinsäure, Benzoesäure und ein trimeres Oxyaluminium-dialkoxyd-monoacylat zugesetzt wurde. Das Gemisch wurde auf 93 bis 121⁰C erhitzt und etwa eine halbe Stunde lang bei dieser Temperatur gerührt. Dann erhitzte dian das Gemisch auf etwa 204⁰C und gab das restliche öl zu. Das Gemisch wurde dann unter Rühren auf etwa 65,6 bis 82°C gekühlt. Zu diesem Zeitpunkt wurde Phenyl-jS-naphthylamin als Antioxydationsmittel zugesetzt und in das Gemisch eingerührt. Dann wurde das Gemisch bei etwa 105 atü gewalzt.

Beispiel 2

I lerstellung des Schmierfetts auf Basis von Bentonit-Ton

Zur Herstellung des Schmierfetts auf Bentontt-Ton-Basis (Schmierfett 5 in Tabelle II) wurde etwa '/j des Öls 20 bis 30 Minuten lang mit dem Reaktionsprodukt eines Natriummontmorillonits (Bentonit-Ton) und dem TaII-ölsalz eines heterocyclischen Amins der Struktur

CW

ClI,

CH,

worin U -CIb-CH,.-C)II, -CH.oucr -CII₁-CH bedeutet, vermischt. Dann wurde l'iopylencarbonii zugesetzt und das Vermischen fortgesetzt. Das demise wurde auf etwa 9i"C erhitzt, wühlend das restliche C. /ugcsetzl wurde. Dunn wurde die Mischung tinte

11

12

Rühren auf 60⁰C abgekühlt und Wasser zugesetzt. Das Antioxydationsmittel (Phenyl-j3-naphthylamin) wurde zugesetzt und das erhaltene Produkt bei 281 bis 551 atü gewalzt.

Tabelle I

Schmierfett 2

Beispiel 3

Herstellung von Schmierfett auf Basis Aluminiumkomplexfelt, 100 78 45 22 0

eines Eindickungsmittelgemisches FeU auf Basis von Betonit- 0 22 55 78 100

Die Schmierfette auf Basis eines Eindickungsmittel- ι ο Ton, Gew.-% gemisches wurden durch Vermischen der Schmierfette

aus Beispiel 1 und 2 in den in Tabelle 1 gezeigten Die Zusammensetzung der nach dem Vermischen

Mengenverhältnissen hergestellt. erhaltenen Schmierfette geht aus Tabelle 11 hervor.

Tabelle Il

Zusammensetzung der Schmierfette, in Gew.-%

Schmierfett

3 4

Stearinsäure
Benzoesäure

Trimeres Oxyalumtnium-di-alkoxyd-monoacylat, das von Stearinsäure und Aluminiumisopropoxyd abgeleitet ist

Reaktionsprodukt eines Natriummontmorillonits und dem Tailölsalz eines heterocyclischen Amins der Formel

-CH₂ CH,

worin R den Rest -CH₂-CH₃-OH, -CH₁ oder -CH₂-CH_-1 bedeutet

Propylencarbonat

Wasser

Zink-di-n-butyl-dithiocarbamat³)

Phenyl-j8-naphthylamin

Mineralöl

2.6	2.1	1.3	0.8
1.5	1.2	0.8	0.5
6.2	5.0	3.1	1.9

0.5 89.2

2.8

0.2

0.3

91.2

5.0

0.3

0.4

0.1

91.0

5.6

0.3 0.1 0.5

93.5

100.0

Beispiel 4 Prüfung der Fette

Die so erhaltenen Feite wurden verschiedenen Stanciardlcsls für Schmierfette unterworfen. Die l'es und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.

Tiibcllc !Il

Physikalische liißünschafleii von Sehmierfetlen auf Basis eines Gemisches aus

Aluminiumkoniplcxseiie und Bclonillon

Aliiminiumkomplexseirunl'ett, Cicw.-%')
Bullionillon-Schmicrl'ett, Gew.-%

Schmii'tTi'ii	2	7S	.1	45	■t	22	5	0
I		SS	7K	100
100
0

l'orlsel/une

SchmicrlcH

I 2

Walkpenctration (ASTM D-217)

Penetration, 5000 Hübe Penetrationsäntlcrung,

(ASTM D-217)

Troplpunkt, "C, (ASTM D-2265)

Leckverlust aus Radlagern, g (126, 7 C, 130 g)

(ASTM D-1263)²)

') Bezogen auf das Gewicht von Stearinsäure, Benzoesäure und Aluminium.

²) Der Test nach ASTM D-1263 wird nur bei 104 C durchgerührt, während der verwendete Test unter einer strengeren Tcmperaturbedingung durchgeführt wurde.

83	283	294	326	287
277	285	302	323	326
-6	+ 2	+ 8		+ 39
263,3	261,7	287,8	287,8	287,8
22,6	13,4	14,9	11,8	10,9

Aus den in Tabelle Hl gezeigten mechanischen Eigenschaften geht hervor, daß die Bentonit-Schmierfette eine Ausnahme im Hinblick auf die eingangs erwähnten Nachteile von Schmierfetten auf Tonbasis darstellen. Diese Tests sind jedoch von relativ kurzer Dauer, verglichen mit der tatsächlichen Verwendung, die von einem Schmierfett erwartet wird. Die Aluminiumkomplexfette zeigen anfangs bis zu einem gewissen Grad eine Scherung und erreichen dann einen stabilen Punkt während eines langen Anwendungsbereiches, während die Schmierfette auf Tonbasis, einschließlich der Bentonit enthaltenden Fette dieses Einstellverfahren nicht zeigen, jedoch an einem Punkt versagen, an dem ein gleichwertiges AluminiumkomplexseifenfeU noch einen großen Teil seiner Wirksamkeit besitzt.

Die erfindungsgemäßen Schmierfettgemische besitzen den Hauptvorteil, daß der Tonanteil des Eindikkungsmittels seine Hochtemperatureigenschaften aul das AluminiumkomplexseifenfeU überträgt, ohne daC der große Leistungsbereich des Aluminiumkomplexsei fenfetts verringert wird.

Ein zusätzlicher Vorteil ist die Verbesserung de Anfangseigenschaften des Aluminiumkomplexseifen fetts durch den Bentonit, wie aus Tabelle III ersichtlicl ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Schmierfett, bestehend aus a) einem überwiegenden Anteil ein :s Mineralschmieröls und b) einem Zusatz eines geringen Anteils eines Verdickungsmittels zur Verdickung des Mineralöls auf Fettkonsistenz, welches ein Gemisch aus 1) einer Metallseife und 2) ein<;m kationenmodifizierten Ton in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-°/o des Gemisches aus (1) ι ο und (2) darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß es als Metallseife eine Aluminium-Komplexseife einer aliphatischen Carbonsäure mit 12 bis 25 Kohlenstoffatomen und einer aromatischem Carbonsäure mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen enthält.

2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bestandteil des Verdickungsmittels eine Aluminium-Komplexseife einer aliphatischen Carbonsäure mit 12 bis 25 Kohlenstoffatomen und einer aromatischen Carbonsäure mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen enthält, wobei das Verhältnis von aromatischen Carbonsäureanionen zu aliphatischen Carbonsäureanionen in der Komplexseife im Bereich von 0,2 : 1 bis 5,0 :1 liegt. >s

3. Schmierfett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 25 Gew.-% Verdikkungsmittel enthält.

4. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es den kationcnmodifizierten Ton in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% des Verdickungsmittels enthält.

5. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als Ton Bentonit enthält.

6. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es einen kationenmodifizierten Ton enthält, für dessen Modifizierung eine Oniumbase verwendet worden ist.

7. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen kationenmodifizierten Ton enthält, für dessen Modifizierung ein Aminderivat verwendet worden ist.

8. Schmierfett nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen kationenmodifizierten Ton enthält, für dessen Modifizierung das Tallölsalz eines heterocyclischen Amins der Formel