DE2061178A1

DE2061178A1 - Fettmasse

Info

Publication number: DE2061178A1
Application number: DE19702061178
Authority: DE
Inventors: Rogers Lynn Calloway; Scott William Patrick
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1970-03-16
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1971-10-07
Also published as: BE818873Q; US3671012A; FR2083312A1; GB1321019A; CA951305A; ES389188A1; FR2083312B1

Description

Überbasische Metalldispersionen sind wohlbekannt. Der Ausdruck "überbasisch" beschreibt Dispersionen, die Netall im Überschuß über die zur Neutralisation des Dispersionsmittels, gewöhnlich eine Sulfonsäure, erforderliche Menge enthalten. Außer der Angabe "Überbasisch^:? werden zur Bezeichnung dieser Eigenschaft auch noch andere Ausdrücke, wie superbasis und hyperbasis, verwendet. Im allgemeinen zeichnen sich derartige Kassen bzv/. Gemische dadurch aus, daß sie verhältnismäßig niedrigviskos' sind, d.h. flüssig und gießbar sind. Hingegen schreibt man ihnen keine fettartigen oder thixotropen Eigenschaften zu.

Aus der USA-Patentschrift 3 ?Λ2 079 ist bekannt, daß bestimmte überbasische Kassen,z.B. diejenigen, die dinporgiertös Kalziuiacnrbonat enthalten, sich zu einer eingedickter! Masse mit don physikalischen Eigenschaften eines i'ctton umwandeln Insr.on. Die überba.-:ischon Geraiijche, die ili.spnrr-.oi; Y.r.'l zi innen rbone fc enthalten, v/erden in dorar-Li. gc f ο υ tort;! ge Oov, i ;.;cho uiii.'.-evmndclt, indem icon

109 841/1577 SAD ORIGINAL

— c

sie mit einer aktiven Wasserstoff einhaltenden Vorbindung, z.B. Wasser, Wasser-/,.] i oholgG.uinche oder niedere CarbonsUuro, behaηde11.

Es wurde nun gefunden, clcß der Eur.obz einer kleineren Menge eines Polieren ία it gewissen Eigenschaften zu einemthixotropen, fettartigen Geniisch, dessen physikalische Eigenschaften verbessci-C Las thixotrope, .fettartige Gemiscri enthält ein nicht-flüchtiges Verdünnungsöl, ein öllösliches Dispersionsmittel und ein Erdaükalicarbonat. Die auf diece V/eise erhaltenen, verbesserten erfindungsgemäßen Fettmassen eignen sich besondern als Schmierfett und können auch als Rostinhibitoren bzw. Rostschutzmittel verwendet werden.

Aus der USA-Patentschrift 3 384 586 ist es bereits bekannt, einem Polymeren ein thixotropes, fettartiges Gemisch zuzusetzen. Insbesondere ist aus dieser Patentschrift ein Gemisch bekannt, das einen größeren Anteil eines Polymeren und einen kleineren Anteil einer derartigen thixotropen, fettartigen Masse enthält. Das Mischungsverhältnis bei diesen bekannten Massen ist also genau umgekehrt wie bei den erfindungsgemäßen Gemischen, die einen größeren Teil eines thixotropen, fettartigen Gemisches und einen kleineren Teil an Polymeren) enthalten. Die erfindungsgemäßen Fettmassen haben demzufolge auch völlig andere Eigenschaften als die aus dieser Patentschrift bekannten Gemische.

Aus der USA-Patentschrift 3 372 114 ist es bekannt, als Schmiermittelzusatz für Fette verwendbare vcixiiekte Gemische herzustellen, indem man eine flüssige Mineralöllösung eines carbonatisierten, basicchen Erdalkalimetall komplexes mit einem Me ball verhältnis von mindestens

109841/1677

ei;wa 4,5 und einor organise! ■·..■?'. Carbon- odor Sulfonsäuren, einem Salz einer fjolehen Gjnre oder oinor-i Carbon.^c äureo.v.tor nit <::indcston;· 12 «li^-hntischcr! C-Atok;er. mit B o-vuernto:·.'!' bei einer Temperatur von etv:a "IfO bin ?0ü C behandelt. Aus diener Patentschrift int es weiterhin bekannt, daß das auf diese V/eise erhaltene Produkt manchmal ein X¹CUt ist, und daß dem Produkt kleine Kengen damit vertr'l^li eher (mischbarer) Köhlern·;:¹ sserst off harze zugesetzt verden können. Von diesen bekannten hnacen unterscheiden sich die erfindungsgeraäiien Fettmassen zumindest in folgenden Punkten:

Die als Komponente der erfiridungsgemäßen Fettmassen ver- \v^Te3ideten Polieren sind echte Polymere und gehören zu einer völlig anderen Verbindungsklasse, als die nach diesem Stand der Technik verwendeten Kohlenwasserstoffharze. Außerdem unterscheiden sich die erfindungsgemäß verwendeten fett artigen Geinische, vor dem Zusatz der Polymeren von den nach dem vorstehend geschilderten bekannten Verfahren erhaltenen Kassen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Fettmasse, enthaltend

I. etwa 75 bis 99,9 Gew.-Teile eines thixotropen, fettartigen Gemisches, das im wesentlichen aus

a) etwa 30 bis 70 Gew.-Teilen eines nicht-flüchtigen Verdünnungsols,

b) etwa 6 bis 35 Gew.-Teilen mindestens eines öllöslichen Dispersionsmittels, und

c) etwa 5 bis 30 Gew.-Teilen mindestens eines Erdf.lkalicr-rbonats besteht, und

10 9-841./ 1 577 BAD

11. etwa 0,1 bis 25" Gcν/.-Teile mindestens eines Polymers mit niederen Kristallinitätsgrad, einem Molekulargewicht von etwa 3000 "bis etwa 1 Million und hoher Löslichkeit in vorwiegend aliphatischen Kohlenwasserstoff· lösungsmitteln.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung solcher Pettmassen als Schmierfett.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Pettmassen ist die Verwendung als Kostschutzmittel.

Die eine Komponente der erfindungsgemäßen fettmassenbildenden- thixotropen, fettartigen Gemische bestehen im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen in den nachstehend angegebenen Mengen.

Gewichtsteile

Geeignet Bevorzugt

Nicht-flüchtiges

Verdünrjungsöl* 2-80 30-70

öllösliches Dispersionsmittel* 5—55 6-35

Erdalkalicarbonat* 1-45 5-30

*Die speziellen Eigenschaften und die Zusammensetzung dieser Materialien werden nachstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Herstellung dieser Gemische noch ausführlich beschrieben

Die die Komponente I erfindungsgeraäßer Pettmasr.o:i bildenden thixotropen, fettartigen Gemische besitzen lgende Ei. gem: cha ft on:

109841/1577

BAD

~ 5 —

(Essigsäure) Basenzahl: mindestens 50, vorzugsweise

mindestens 135

Tropfpunkt, A8TM, mindestens 248,9⁰C, fließt bei 9ö,9°C nicbt. **

**Diese Eigenschaft kann auch durch die Angabe definiert werden, daß das Gemisch bei 9S,9°C keine erkenn- bzw. meßbare Viskosität besitzt.

TJm die Natur bzw. die Eigenschaften der thixotropen, ™ fettartigen Gemische ausführlicher zu erläutern, werden nachstehend Methoden zu' ihrer Herstellung geschildert, da sich aus der Herstellung die Art und die Eigenschaf— ten dieser Gemische am besten ersehen lassen.

Die thixotropen, fettartigen Gemische lassen sich grundsätzlich nach zwei verschiedenen allgemeinen Methoden herstellen. Die erste Methode läßt sich am kürzesten als "Zweistufenverfahren" kennzeichnen. Nach diesem Verfahren wird zunächst eine kolloidale Dispersion eines Erdalkalimetallcarbonats hergestellt. Diese Dispersion wird dann vorzugsweise mit einer kleinen Menge Wasser ^

in Gegenwart einer kleinen Menge Alkohol behandelt. Die zv;eite Methode läßt sich kurz als "Einstufenverfahren" bezeichnen. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch aus einem öllöslichen Dispersionsmittel, einem nicht-flüchtigen VerdünnungsÖl, einer Erdalkalimetallverbindung, Alkohol und V/asser hergestellt. Nach dem Behandeln dieses Geraisches rait GOp werden die flüchtigen Bestandteile durch Destillieren entfernt. Nachfolgend wird zunächst das Zweistufenverfahren ausführlich erläutert:

Als Ausgangsmaterial zur Herstellung der thixotropen, fettartigen Gemische wird bei diesem Verfahren eine kolloidale Dispersion oinos Erdalkalicarbonate in einem geeigneten

109841/1577

Verdünnungsmittel verwendet, die eine Essigsäurebasei..-zahl von mindestens 50 besitzt. Dor Ausdruck "Erdalknlinietall" bezieht eich im gegebenen Zusammenhang nur auf diejenigen Erdalkalimetalle, die leicht zugänglich b/A.^r. erhältlich sind, d.h., Kagnesiuni, Kalzium, Strontium und Barium. Kalzium und BariuDi sind besonders geeignet, wobei Kalzium speziell bevorzugt ist.

Wenn auch hier der Ausdruck Erdalkalicarbonat verwendet wird, so sei darauf hingewiesen, daß in Erdalkali carbonaten im erfindungsgemäßen Sinn zv/ar Carbonatanionen den überwiegenden Teil der in diesen Salzen vorhandenen Anionen bilden, jedoch auch Spuren anderer Anionen, z.B. Hydroxyl··, Oxyd- und Alkoxyanionen vorhanden sein können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei zahlreichen Verfahren zur Herstellung von Erdalkalicarbonatdispersionen das Carbonat in situ durch Behandeln eines Erdalkalihydroxyds, -oxyds oder -alkoxyds mit COo hergestellt wird. Zur Herstellung kolloidaler Dispersionen von Erdalkalimetallcarbonaten sind zahlreiche Verfahren bekannt, Ran kennt auch mehrere Verfahren zur Herstellung kolloidaler Erdalkalicarbonatdispersionen, bei denen das Metallcarbonat in situ in Gegenwart des Dispersionsmittels erzeugt wird. Für die nach dem letztgenannten Verfahren hergestellten Produkte ist charakteristisch, daß die darin enthaltenen Erdalkalicarbonate eine gleichmäßige und geringe Teilchengröße besitzen, d.h. eine Teilchengröße von 0,25^'' oder weniger und in der Regel 0,10,^oder weniger.

Die Herstellung kolloidaler Dispersionen, bei der eine Erdalkalimetsllverbindung in situ erzeugt wird,

109841/1577

BAD ORtGlNAt

ist beispielsweise*aus folgenden USA-Patentschriften bekannt: 3 150 089, 3 1.50 088, 2 956 018, 2 937 991 und 2 895 913.

Die o.ls Autgangsmaterial verwendeten kolloidalen Dispersionen bestehen im wesentlichen aus einem nichtflüchtigen Verdünnungsöl, einem öllöslichen Dispersionsmittel und einen Erdalkalicarbonat. Diese Komponenten sind im Ausgangsgemisch in folgenden Mengenverhältnissen b2w.-anteilen enthalten:

Gewichtsteile

Nicht-flüchtiges Ver-

dünnungsriittel Dispersionsi'iittel Erdalkalicarbonat

Geeignet

2-80 5-55 1-45

Bevorzugt

30 - 70 6-35 5-30

Zu dem nicht-flüchtigen Verdünnungsmittel, den öllösuchen Dispersionsmittel und der basischen Hetallverüridung können die kolloidalen Dispersionen kleinere Ilen gen des zur Herstellung der kolloidalen Dispersion verwendeten Alkohols und eines metallhaltigen Zwischenprodukts enthalten, das bei der Herstellung der kolloidalen Dispersion verwendet werden kann.

Für die als Ausgangsmaterial verwendeten kolloidalen Dispersionen eignet sich eine Vielzahl verschiedener nicht-flüchtiger Verdünnungsmittel. Geeignete nichtflüchtige Verdünnungsmittel rollen v.a. die Eigenschaft

1098^1/1677 BAD ORIGINAL

besitzen, als Lösungsmittel für das verwendete Dispersionsmittel zu wirken. Beispiele geeigneter nichtflüchtiger Verdünnungsmittel nind u.a. Iiineralschmioröle, die nach einem beliebigen herkömmlichen Rai'finationsverfahron erhalten wurden, flüssige synthetische Schmieröle, pflanzliche öle wie Maisöl, Baumwollsamenöl und Rizinusöl, tierische öle wie Tran und Spermöl. Von den vorstehend beispielshalber genannten Ölen sind die Mneralschrrrieröle bevorzugt.

Als Dispersionsmittelkomponente der zur Herstellung erfindungsgemäßer Fettmassen verwendeten kolloidalen Dispersionen eignet sich eine Vielzahl verschiedener öllöslicher Dispersionsmittel. Geeignet sind beispielsweise u.a. folgende Arten von Dispersionsmitteln: öllösliche Sulfonsäuren, Carbonsäuren und Metallsalze der genannten Säuren. Als Dispersionsmittel werden zur Herstellung erfindungsgemäßer Fettmassen vorzugsweise öllösliche Sulfonsäuren und Metallsulfonate verwendet.

Der Ausdruck "Metall" bezieht sich im Zusammenhang mit Hetallsulfonaten auf die üblicherweise zur Herstellung handelsüblicher Hetallsulfonate verwendeten Metalle. Dies sind u.a. hetallsulfonate, die als Metall Natrium, Kalium, Magnesium, Kalzium und/oder Barium enthalten. Besonders geeignet sind Kalzium- oder Bariumsulf onate. Besonders bevorzugt verwendet man Hetallsulfonate, die das gleiche Metall enthalten, wie die basische Metallverbindung.

Als "öilösxiche Sulfonate" werden im Sinne der Erfindung diejenigen Sulfonate bezeichnet, deren KohlenwassorstoffrcFt ein Molekulargewicht von etwa 300 bis

109841/1677 BAD

etv/a 1000, vorzugsweise etwa 370 Ms etwa 700, besitzt. Als öllösliche Sulfonate kann man entweder synthetische Sulfonate oder die sog. ftahagonysulfonate bzv. natürlichen Sulfonate verwenden. Der Ausdruck "HahasonysulXonate" wird in der Fachliteratur ausführlich erläutert und dürfte daher auch ohne spezielle Definition verständlich sein. Der Ausdruck "synthetische Sulfonate" bezieht sich auf Sulfonate, die sich von synthetisch hergestellten Sulfonierungsausgangsnaterialien ableiten. Unter syn- « thetischen Sulfonaten sind sowohl Alkylsulfonate als auch ™ Alkarylsulfonate zu verstehen. Der Alkarylrest kann von Benzol, Toluol,.Ethylbenzol, Xylolisomeren oder Naphthalin abgeleitet sein. Die Alkylreste sind vorzugsweise verzweigtkettig.

Besonders gut geeignet sind SuIfonatgemische, die sich von Alkarylkohlenwasserstoffen mit teils geradkettigen, teils verzweigten Alkylresten ableiten, wobei mindestens 4-0 Gew.-% von Alkarylkohlenwasserstoffen mit verzweigten Alkylresten abgeleitet sind. Vorzugsweise beträgt der Anteil an von Alkarylen mit verzweigten Alkylresten abgeleiteten Sulfonaten in diesen Gemischen mindestens 60 %

Ein Beispiel eines zur Herstellung kolloidaler Dispersionen besonders geeigneten, synthetischen, öllöslichen Alkarylsulfonatgemisches ist das unter der Bezeichnung "Nachlaufdodecylbenzolsulfonat" bekannte Material. Hachlaufdodecylbenzol ist ein Bodenprodukt aus der Herstellung von Dodecylbenzo]. Die Alkylreste von Nachlaufdodecylbenzol sind verzweigtkettig. liachlaufdodecylbenzol besteht aus Mono- und Dialkylbenzolen in einem Mol-

109841/1577

BAD OFflGINAL

- ίο -

Verhältnis von etwa 2:3 und weißt folgende typische Eigenschaften auf:

Dichte bei 38° C Durchschnittliches MoIe-

0,8649

kulargewicht	385	341,7
% Sulfonie:'bares	88	361,1
ISTH D-158 Engler:		379,4
Siedebeginn, C	404,4
5 ⁰C	412,8
50 ⁰C	415,0
90 ⁰G	1,4900
95 - ⁰C
Siedeschluß ⁰C	2800
Brechungsindex bei 23 C	280
Viskosität bei:	78
-10° C, Centipoise	18
20 »	69
40 "	-31,7
80 "
Anilinpunkt, ⁰C
Pour point ⁰C

Ein weiteres Beispiel eines zur Herstellung kolloidaler Dispersionen besonders geeigneten synthetischen öllöslichen Alkarylsulfonatgemisches ist ein von einem als "Dimeralkylat" bekannten SuIf onierungsaurgarigsmateria] abgeleitetes Sulfonatgemisch. Dimeralkylat besitzt wie Nachlaufdodecylbenaol verzweigte Alirylreste. Dimeralkylat wird kurz gesagt, wie folgt,hergestellt;

1) Dimerisieren eines geeigneten Ausgnngsraaterials, wie Polymerben^in aus einer katalytischen Krack-

109841/1577
BAD ORIQINAL

anlage (Katkrackerpolymerbenzin), und

?)Al);ylieren eines aromatischen Kohlenvaccer stoff es mit dom geiü'riß 1) hergestellten Diueren.

Zum Diraerisieren wird als Katalysator vorzugsweise ein Priedel-Crafts-Alkylierungskatalysatorschlarnri verwendet. Dieses Verfahren und die dabei erhaltenen Pr odukte sind in der USA-Patentschrift 3 410 925 beschrieben. ~ j

Ein weiteres Eeispiel eines zur Herstellung von kolloid len Dispersionen besonders geeigneten öllöslichen, synthetischen Alkarylsulfonats sind die von einem gewöhnlich als "NAB-Bodenprodukt" bezeichneten Sulfonierungsausgangsmaterial abgeleiteten Sulfonate. NAB-Bodenprodukte bestehen vorwiegend aus Di-n-alkarylen, deren Alkylreste 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Sie unterscheiden sich von den vorstehend erwähnten Sulfonierungsausgangsmaterialien hauptsächlich dadurch, daß sie geradkett: ge Alkylreste besitzen und einen großen Anteil an disübstituierten Aromaten enthalten. Verfahren zur Herstellung solcher Produkte und die Produkte selbst sind an sich wohl bekannt. % Zwei spezielle Verfahren zur Herstellung solcher Produkte sind in den DBA-Anmeldungen Nr. 521 794 vom 20. Januar 1966 und ITr. 529 284 vom 23. Februar 1956 beschrieben.

Zur Herstellung von für die Zwecke der Erfindung verwendbaren fettartigen Gemischen eignen sich besonders Sulfonatgemische, die sich von Dimeralkylaten und KAB-Bodenprodukten ableiten.

Zur weiteren Ergänzimg der Offenbarung wird hi emit auf die USA-Pctentschrjft 3 410 925 und die vorstehend

109 841/1577

BAD

genannten US-i-atentanmeldung Bezug genommen.

Weitere als Dispers!onsmittelkomponente der erfindungsgemäß als AusgacgBmaterial verwendeten kolloidalen Dispersionen geeignete Sulfonate sind u.a. beispielsweise mono- und polywachssubstituierte Naphthalinsulfonate, Dinonylnaphthalinsulfonate, Diphenyläthersulfonate, Naphthalindi sulfidsulfonate, Diphenylaminsulfonate,

■ Bicetylthianthrensulfonate, Dilaurylß-naphtholsulfonate, Dicaprylnitronaphthalinsulfonate, ungesättigte Paraffinwachssulfonate, hydroxysubstituierte Paraffinwachssulfonate, Tetraamylensulfonate, mono- und polychlorsubstituierte Paraffinwachssulfonate, Nitro~ Boparaffinwachssulfonate, cycloaliphatische Sulfonate, wie Laurylcyclohexylsulfonate, mono- und polywachssubstituierte Cyclohexylsulfonate u'nd dergleichen.

Es sei weiterhin angemerkt, daß die Metallsalze der vorstehend genannten Sulfonierungcprodukte während der Herstellung der kollodialen Dispersion in situ durch Neutralisieren der entsprechenden Sulfonsäure erzeugt werden können.

Als Dispersionsmittelkomponente zur Herstellung erfindungsgemäß als Ausgangsraaterial verwendeter kolloidaler Dispersionen geeignete Carbonsäuren sind u.a« beispielsweise Naphthensäuren, wie die substituierten Cyclopentanmonocarbonsäuren, die substituierten Cyclohexantnonocarbonsäuren und die substituierten aliphatischen polycyclischen Monocarbonsäuren mit mindestens 15 O-Atomen. Spezielle Beispiele sind u.a.öetylcycloheacan-, Dioctylcyclopentan-, Dilauryldecahydronaphthalin- und Stearyloctahydroindolcarbonsäuren und dergl. sowie deren bllösliche Salze. Geeigneteöllösliche Fettßüuren enthalten

109841/1577

BAD ORIGINAL

mindestens 8 C-Atome. Zur Herstellung kolloidaler Dispersionen in flüssiger Form werden vorzugsweise Fettsäuren verwendet, die bei Umgebungstemperaturen bis herab zu etwa 15° G flüssig sind. Spezielle Beispiele solcher Carbonsäuren sind 2-Äthylhexan-, Pelargon-, öl-, Palmitolein-, MnOl- und Bizinussäure. Besonders geeignet sind natürlich vorkommende Gemische vorwiegend ungesättigter Fettsäuren, wie iPallölfettsäuren.

Es sei noch, darauf hingewiesen daß die Metallsalze λ der vorstehend genannten Säuren natürlich während'der Herstellung der kolloidalen Dispersionen durch Neutralisieren der entsprechenden Carbonsäuren in situ hergestellt werden können.

Die zur Herstellung erfindungsge»äßer Fettmassen verwendeten thixotropen, fettartigen Gemische können, wie bereits erwähnt, nach einem sog. Zweistufenverfahren hergestellt werden» indem man die kolloidale Dispersion mit einer kleinen Menge Wasser in Gegenwart einer kleinen Menge eines Alkohols behandelt. Aus praktischen Gesichtspunkten sollte die zu diesem Zweck verwendete Wassermenge mindestens etwa 5 und vorzugsweise et- ™ wa 7 Gew.-%, bezogen auf die kolloidale Dispersion, betragen. Vorzugsweise sollten für diesen Zweck niclt mehr als 12 und in der Hegel keinesfalls mehr als 20 Gew.-% Wasser; bezogen auf das Gewicht der kolloidalen Dispersion verwendet werden. Man kann zwar größere Wasserraengen mit Erfolg anwenden, jedoch int dabei kein Vorteil zu erzielen. Außerdem kann die verwendete Wassermenge weniger ale ^yj % betragen, wenn ertrem lange Reaktionszeiten geduldet werden können. Es sei angemerkt, daß eine Erhöhung der verwendeten Wascerinenge von ^L\ oder ρ %

109841/1577

auf etwa 7 oder 8 % zu einer deutlichen Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit führb,

Die verwendete Alkoholinenge betragt etv;a 0,5 Ms etwa 10 %, vorzugsweise etvra 2 Ms etwa 5 Gew.-/», bezogen auf das Gewicht der kolloidalen Dispersion. Die vorstehend genannten Alkoholiaengen schließen den in den kolloidalen Dispersionen enthaltenen Restalkohol ein, der gewöhnlich etwa 0,5 Mg etwa ο Gew.-% ausmacht.

Aus dem vorstehend Gesagten ergibt sich, daß einige kolloidale Dispersionen bereits genügend Restalkohol ent halten, so daß weiterer Alkohol nicht erforderlich ist. In einigen Fällen beschleunigt jedoch die Verwendung von zusätzlichem Alkohol die Reaktionsgeschwindigkeit. Weiterhin wurde festgestellt, daß die erforderliche Alkohol menge in Abhängigkeit von der Art des jeweiligen Dispersionsmittels schwankt, da einige Dispersionsmittel mehr Alkohol erfordern als andere. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig ist, den gleichen Alkohol, wie den bereits als Restalkohol vorhandenen Alkohol zuzusetzen.

Zur. Umwandlung der kolloidalen Dispersionen in die erfindungsgemäß verwendeten thixotropen, fettartigen Gemische kann eine Vielzahl verschiedener Alkohole verwendet werden, z.B. u.a. G^_yiQ-Alkanole, Konoätheralkohole des Äthylenglycols mit bis zu 8 C-Atomen und Monoätheralkohole des Diäthylenglycols mit Me zu 8 C-Atomen. Vor zugsweise verwendet man Alkohole, die mindestens ebenso hochsiedend sind, wie Wasser. Beispiele geeigneter Alkohole sind u.a. Methanol, Äthanol, Propanol, Isobutanol, Pentanol, Hoxanol, Octanol, Decanol, 2-Kethoxyl-ithanol υ^ 2-Ä'thoxyäthfinol, wobei Icobutanol und 2-Nethoxyüthanol bevorzugt and.

109841/1577

BAD ORIGINAL .-'.*

Wie aus den vorstehenden Ausführungen zu ersehen ist, ist es ein wesentliches Merkmal zur Herstellung der fettartigen Gemische, daß Wasser in Kombination mit einem Alkohol verwendet wird, um eine Iiodifizierungsreaktion durchzuführen. Unter einer "Kodifizierungoreaktion" ist im gegebenen Zusammenhang die Umwandlung aus einer flüssigen, klaren kolloidalen Dispersion in eine viskose, klebrige Masse zu verstehen.

Bei der Herstellung der fettartigen Gemische wird die eine kolloidale Dispersion, Wasser, Alkohol und gegebenenfalls ein flüchtiges Lösungsmittel oder ein nicht-flüchtiges Verdünmmgsöl enthaltende Hischung erwärmt bzw. erhitzt. Man erwärmt dabei solange, bis die gewünschte Kodifizierungsreaktion stattfindet, was aus einer raschen Änderung der Viskosität des ßeaktionsgeiaisches zu ersehen ist. Die Modifizierungsreaktion verläuft bei einer etwas über 76,7° C liegendenTemperatur . In derRegel reicht eine Temperatur von 87,8 bis 98,9° C aus, um die Modifizierungsreaktion rasch zu Ende zu führen.

Wenn die erfindungsgemäße Fettmasse als Rostinhibitor bzw. Rostschutzmittel verwendet werden soll, so ist es vielfach zweckmäßig, die Fettmasse in Form einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel zu verwenden· In diesem Fall empfiehlt es sich häufig, das thixotrope, fettartige Gemisch in Gegenwart eines bzw. des betreffenden flüchtigen Lösungsmittels herzustellen. Das Polymere wird dann der Lösung zugesetzt. Wenn die "ModifiKierungsreaktion" in Gegenwart eines flüchtigen Lösungsmittels durchgeführt wird, so kann das Stattfinden dieser Reaktion immer noch dadurch erkannt werden,

109841/1577

BAD ORIGINAL

daß sich die Viskosität ändert und die zunächst klare helle Lösung sich in eine trübe oder schlierige Lösung umwandelt. Die angewandte Temperatur sowie die angewandte Gesaratwärmemenge sind bei Zwei stufenverfahren nicht'kritisch.

Die beim sog. Einstufenverfahren zur Herstellung der als Bestandteil erfindungsgemäßer Fettmassen verwendeten thixotropen, fettartigen Gemische verwendeten Ausgangsmaterialien sowie die ft engen, in denen sie dabei eingesetzt werden, sind aus der nachstehenden Tabelle zu ersehen:

Gewichtsteile Material Geeignet Bevorzugt

Nicht-flüchtiges

Verdünnungsmittel 2-80 5-30 Dispersionsmittel 2-65 5 - 30 Erdalkalimetall

(liegt als Carbon at

vor) 2 - 40 10-30 -

Wa'sser 1-6 2-4

Alkohol 10-40 20 - 30

Flüchtiges Lösungsmittel* 0-60 25 - 45

* Bei der vorstehenden Erörterung der V:. rfahrensbedungen beim Zweistufenverfahren wurde erwähnt, daß ein gegebenenfalls bei der Verwendung der fertigen Fettmasse als Rostinhibitor verwendetes flüchtiges Lösungsmittel bereits während der Herstellung des thixotropen, fettartigen Gemischs anwesend sein kann, wobei beim Arbeiten nach dem Zweistufenverfahren jedoch vorzugsweise zunächst das fettartige Gemisch her-

109841/1677

gestellt und dann erst im flüchtigen Lösungsmittel gelösb wird. Beim Einstufenverfahren wird hingegen dadurch, daß man zunächst das fettartige Gemisch herstellt und es dann löst, kein Vorteil erzielt, wie festgestellt wurde." Deshalb hängt beim Einstufenverfahren die Entscheidung darüber, ob das Gemisch in Gegenwart des flüchtigen Lösungsmittels hergestellt v/erden soll oder nicht von anderen Gesichtspunkten ab. Art und Eigenschaften der flüchtigen Lösungsmittel werden nachstehend beschrieben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorstehend angegebenen Mengenbereiche nur für das Einstufenverfahren zur Herstellung der fettartigen Gemische gelten. Diese Bereiche unterscheiden sich von den nachstehend von den für die Herstellung der fettartigen Gemische an sich angegebenen hauptsächlich dadurch, daß die flüchtigen Bestandteile mit einbezogen sind. Die Mengenangabenbereiche werden deshalb nur zur Erläuterung des Verfahrens aufgeführt. Soweit die vorstehend genannten Bereiche sich von den für die fettartigen Gemische selbst angegebenen Mengenbereiche bzw. -Verhältnisse unterscheiden, sind für den Umfang der Erfindung nur letztere maßgebend.

ilir das Einstufenverfahren sind die gleichen Verdünnungsmittel, Dispersionsmittel und Erdalkalimetalle bzw. ErdalkaT-icarbonate geeignet, die weiter oben im Zusammenhang mit der Beschreibung des Zweistufenverfahrens erwähnt wurden.

Beinf Einstufenverfahren wird ein Erdalkalimetallcarbonat verwendet, das in situ erzeugt wird. Zur Herstellung des Erd^lkalicarbonate wird ein Gemisch aus mindestens ei-

109841/1577
BADORfQJNAL

nem Erdalkalimetalloxyd, -hycLroxyd und/oder -olkoholat, einem Dispersionsmifcel, einen nicht-flüchtigen Verdünnungsmittel und mindestens eiT.ⁿr; Alkohol hergestellt, das dann zur Erzeu^unr des Cr-r/icaatn mit CO₀ behandelt

* ' Ci.

wird. Wahl- und vorzugnweise v:ird das ^rdalkalirctallcarbonat dadurch hergestellt, daß nan eine alkoholische Aufschlämmung der betreffenden basischen Erdalkalimetallverbindung einem Gotisch der übrigen Ausgangs^ateria-· lien zusetzt. Das Ge samt gemisch v/ird dann zur Erzeugung des Garbonats mit COp behandelt.

Als Alkohole sind für das Einstufenverfahren u.a. CL .^-Alkanole, die Monoätheralkohole den Äthylen- oder Diäthylenglycols mit bis zu 8 C-Atomen geeignet. Beispiele geeigneter Alkohole sind u.a. Methanol, Äthanol, Propanol, Isobutanol, Pentanol, Hexanol, Octanol, Decanol, 2-Methoxyäthanol und 2-lthoxyäthanol. Bevorzugte Alkohole sind die C^.^-Alkanole und insbesondere die C. ,-Alkanole.

Beim Einstufenverfahren werden das öllösliche Dispersionsmittel (vorher hergestellt oder in situ erzeugt), das nicht-flüchtige Verdünnungsmittel und die alkoholische Aufschlämmung der basischen Erdalkalimetallverbindung vor der Behandlung mit COp innig miteinander vermischt. Das Wasser kann dem Gemisch zu einem beliebigen Zeitpunkt vor der abschließenden geregelten Wärmebehandlung zugesetzt werden und kann gewünschtenfalls auch in zwei oder mehr Teilmengen zu verschiedenen Zeitpunkten zugegeben werden. Das gleiche gilt auch für den Zusatz von Alkohol, außer dem in Form der alkoholischen Aufschlämmung der basischen Erdalkalimetallverbindung(en) zugesetzten Alkohols. Vorzugsweise v/ird jedoch die gesamte Wasserraenge auf ein-

109841/1677

BAD ORIGINAL

mal,und zwar vor dor 'Ünhanaim{■-■;, mit CO₀ zugesetzt, da auf diese Uoii-o anscl einend dickei'c Produkte erhalten werden. Beim Carbons linieren laürwen zur E-'r-ougung des ge^v.^rü: achten Carbonate rändeln:en:; etv.'a 1,^? KoI Kohlendioxyd pro Hol bzw. Atom Erdalkalimettal in das Gemisch eingeleitet werden. Außerdem ist zu beachten, daß das gesainte zur Vervollständigung der Carbonatisierung erforderliche Gas innerhalb 75 hin in das Genisch eingeleitet wird, um das gewünschte Ii och viskose i'ettartige Produkt su erhalten, wobei vorzugsweise die Gaseinleitungsgeschwindigkeit co gewählt wird, daß man innerhalb 20 bis 40 Hin eine vollständige Carbonatisierung und Bildung des Erdalkalinetallkomplexes erreicht.

Das erforderliche Kohlendioxyd kann dem Gemisch einverleibt werden, indem man das Gas durch das Gemisch bläst oder perlen läßt oder aber indem man Trockeneis in das Gemisch versenkt. Die stattfindende Reaktion ist exotherm, so dn3 ihr Verlauf durch die Beobachtung der l'emperaturänderung im Reaktionsgemisch verfolgt werden kann. Vorzugsweise wird so gearbeitet, daß man die Temperati
hält.

peratur während der Carbonatisierung unter etwa 50° G

Nach beendeter Carbonatisierung wird das Reaktionsgemisch, das dann das öllö'sliche Dispersionsmittel, das nicht-flüchtige Verdünnungsmittel bzw. Trägermaterial und den beim Carbonatisieren entstandenen Erdalkalimetallcarbon a tkomplex enthält, einer kontrollierten Erwärmung unterworfen. Zwischen der Behandlung mit C0„ und dieser Wärmebehandlung kann das Gemisch mit V/asser und/oder Alkohol versetzt werden, um seinen Wasser- bzw. Alkoholgehalt auf einen (wie vorstehend als erforderlich berchrie-

109841/1677

BAD ORIGINAL

2Ü61178

ben) geeigneten Wert zu bringen. Die Erwärmung, mit der das Einstufenverf&hren abschließt, ist ziemlich wichtig, wobei die Art und V/eise, in der die Erwärmung durchgeführt wird, darüber entscheidet, ob man die gewünschten hochkdnzistenten fettartigen Gemische mit niederer Penetration oder aber eine flüssige Dispersion des in den USA-Patentschriften 2 956 018, 2 861 951, 3 150 088 und 3 027 325 beschriebenen Typs erhält.

Durch die abschließende Erwärmung beim Einstufenverfahren versucht man zweierlei ζα erreichen. Zum einen müssen die leichten bzw. leicht-flüchtigen Lösungsmittel aus dem Gemisch abgestreift bzw. verjagt v/erden, wobei allenfalls Heine Mengen Wasser und Alkohol sowie solche leichten Kohlenwasserstoffträger bzw.-lösungsmittel zurückbleiben sollen, die im Endprodukt deswegen erwünscht sind, weil sie dessen Handhabung im Zuge der v/eiteren Verarbeitung erleichtern. Durch das Erhitzen werden somit der Alkohol und das Wasser, soweit sie nicht bei der fetterzeugenden Reaktion verbraucht wurden, im wesentliehen vollständig, sowie sehr leichte KohlenwasserDtofflösungsmittel wie Hexan, die dem Gemisch einverleibt werden, um die Carbonatisierung der basischen Erdalkalimetallverbindung zu erleichtern, restlos entfernt.

Zweitens dient die Wärmebehandlung dazu, dem Reaktionngemisch die Beaktiorrwärme zuzuführen, die erforderlich ist, um die Umwandlung des Gemisches in ein hochkonzistentes, fettartiges Gemisch zu bewirken. Zur Beschreibung der speziellen Parameter, die kritisch sind, wenn man das nach der Carbonatisierung vorliegende heterogene Gemisch erhitzt, um es in ein fettartiges Gemisch der beschriebenen Art umzuwandeln, sei darauf hingewiesen, daß es erforderlich

10.984 1 / 15 7 7
BAD

ist, das Gemisch auf eine Temperatur von mohr als 50 C zu erhitzen. Nach dem Erreichen der zur Erzielung der Umwandlungsreaktion erforderlichen Mindest- "bzw. Üchwellwertteinperatur von etwa 50° C wird die Tempera tür des Reaktionsgemisches allmählich auf über 100 C und vorzugsweise auf eine Endteraperatur von etwa 160 C weiter gesteigert.

Diese "Bedingungen werden deswegen angewandt, weil das im Gemisch enthaltende Wasser bei 100 C allmählich anfängt, abgestreift bzw. ausgetrieben zu werden und die Gesamtbehandlungsdauer unannehmbar lang wird, wenn während der Schlußerhitzung Temperaturen von über 100° C niemals erreicht werden. Andererseits ist es für die Bildung der gewünschten fettartigen Produkte kritisch, daß der Temperaturbereich von 50 bis 100 C nicht zu rasch durchlaufen wird. Wenn man nämlich das Gemisch zu rasch erhitzt, so wird zu viel Wasser aus dem Gemisch verdampft bzw. verjagt; , ehe es an der zur Umwandlung des Gemisches in ein Pott führenden Reaktion teilnehmen kann. Daraus ergibt sich, daß das Gemisch umso schneller von 50 auf 100° C erhitzt iverden kann, je näher sein Wassergehalt an der oberen Grenze des vorstehend angegebenen brauchbaren Bereiches liegt.

Zwischen dem Wassergehalt des erhitzten Gemisches und der zum Durchlaufen den Temperaturbereichs zwischen 50 und 100 G erforderlichen Beroicl-i.es besteht eine definierte Bez.i.oliux'if';. Wer.η dar. Gemisch or;» Bc;d.f;n der abschließend cn iirwärmungsbebnndlurjg f"orade die erforderlicho Irin<'rrrtmeπf;o πη Wasser enthrili-, ä.h. 0,25 ^°1 Wasser/Mol bzw. Atom iiborbar»i.':ch machenden Er ti al kali mc ta!. ] ,

109841/1577
BAD ORIGINAL _: ,

so muß es mindestens 4,5 h auf Temperaturen zwischen 50 und 100 C gehalten v/erden. Diese Zeitspanne nimmt mit steigendem Verhältnis von im Gemisch vorhandenen 'Wasser zu im .Gemisch vorhandene¹.;; Erdalkaliraettal ziemlich re~ nau gleichmäßig bzw. linear ab. »Jo beLrägt beispiolsweise die Zeitspanne, während der das Gemisch in dem genannten Temperaturbereich, von 50 bis 100° C gehalten werden muß, um die gewünschte Umwandlung zu erzieüerj, dann, wenn der Vassergehalt etwa 2,5 Mol Wasser/hol vorhandenes Erdalkalimetall erreicht, nur noch etwa 4-5 Hin. Von diesem Wassergehalt ab fällt die zur Erzielung der gewünschten umwandlung erforderliche Zeit sehr scharf ab, so daß das Reaktionsgemisch beliebig schnell von 50 auf 100 C erhitzt v/erden kann. Wenn der Wassergehalt des Reaktionsgemisches zwischen etwa 0,25 und etwa 2,5 Hol pro Hol bzw. Atom Erdölkalimetall (mit überbssisch machender Wirkung bzw. im Überschuß über die stöchiometrische Menge) vorliegt, so kann die für das Durchlaufen des Temperaturbereiches von 50 bis 100 G beim Erhitzen des Reaktionsgemisches erforderliche Zeit mherungsweise nach folgender Beziehung errechnet werden:

t = 0,75 + 1,7 x (2,5 - m),

wobei t die Zeit bedeutet, während, der das Reaktionsgemisch im Temperaturbereich zwischen 50 und 100 G gehalten werden muß und m die vorhanocrir· Vassermenge in Hol pro Hol bzw. Atom Erdal^limotallbasenüberschuß im Üoaktionsgemisch bedeutet.

Worm dan I{en;:LLonr.-,p-en:i.sch zu .rarch auf über IOC) G erhitzt wird, so wird dar; Wasser nii.: dem Gci;:i seh all-

10 9 8 Λ 1/ 1 577 BAD ORlGiNAL

zu rasch abgestreift, um einen vollständigen Ablauf der Reaktion zu ermöglichen. Das Ergebnis ist dann die Bildung einer homogenen Erdalkalimetallcarbonat- _;dispersion, die ziemlich flüssig ir.t und den Schmierölzusätzen gleicht j die man bei den in den USA-Patentschriften 2 956 018, 2 861 951 und 3 15O.O88 beschriebenen Verfahren erhält. Die Bildung des gewünschten fettartigen Produkts ist eindeutig an der ausgeprägten und raschen Änderung der beobachtbaren physikalischen Eigenschaften des Gemisches festzustellen. Die vielleicht schlagendste Veränderung erfährt die Viskosität des Gemisches, die rasch ansteigt, wenn die Umwandlung des Reaktionsgemisches in ein fettartiges Produkt erfolgt. Dieses fettartige Produkt bzw. Gemisch ist klebrig und trübe und makroskopisch homogen. Außerdem ist es bezüglich seiner Essigsäurebaseiizahl hochbasisch. Der Ausdruck "Essigsäurebasenzahl" ist dem Fachmann wohl bekannt und wird in der USA-Patentschrift 3 150 088 ausführlich Ci¹IaUt ert.

Da das Ausgangsgemisch in ein fettartiges Produkt umgewandelt-wi-r-d, ist es häufig zweckmäßig, dem Gemisch ein flüchtiges Verdünnungsmittel zuzusetzen, um seine Viskosität in einem Bereich su halten, in dem es noch gut zu handhaben ist. '

Beim Erhitzen ist es insbesondere dann, wenn das Produkt als Rostinhibitor verwendet werden soll, nicht erforderlich, Wasser und Alkohol(e) restlos zu entfernen.

Als zweiten wesentlichen Bestandteil enthalten erfindungsgemäße Fettmasi-en, wie bereits erwähnt, mindestens ein Polymeres.

109841/1577 BADORlGlNAt

Der Ausdruck "Polymer" umfaßt im Sinne der Erfindung auch gewisse Mischpolymere, die den nachstehend aufgeführten Bedingungen genügen.

Für die Zwecke der Erfindung geeignete Polymere besitzen folgende Eigenschaften:

a) einen niederen Kristallinitätsgrad, d.h. einen Kristallin!tätsgrad von weniger als 50 und vorzugsweise weniger als 25 %»

b) ein Molekulargewicht zwischen etwa 3000 und etwa 1 Million;

c) hohe Löslichkeit in vorwiegend aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsraitteln, wie Hexan, n-Decan, Stoddard-Lösungsmittel, Kerosin und Mineralschmieröle.

Der Vorstehenden Beschreibung entsprechende Polymere werden häufig als ataktisch oder amorph bezeichnet*

Beispiele geeigneter Polymersorten sind Polyäthylene mit niederem Molekulargewicht oder niederer Dichte, amorphe Polypropylene* Polyisobutylene, Polyterpene* Mischpolymere der Monomeren, von denen sich die vorstehend genannten Polymeren ableiten mit Vinylmönoinerenj wie Vinylchlorid und Vinylester_s beispielsweise Vinylacetat * Acrylsäure polymere" Und Methäcrylsäurepölymere. Spezielle Beispiele bösöhders geeigneter Polymerer Sind:

10 914 1 /1171

BAD ORIGfNAL

■ι¹™.¹ ■ ■,■". :;,.!,Γ!;!!;:ΐϊ:.5!,:ί· ?:■■ ■ ;:;■;:;¹JfJ

Hersteiler	Handelsname	Polymerart
Dow	Zetafax	Äthylen-Isobutyl- acrylatp οlymeri sat
DuPont	EIv ax	Äthylen-Vinylacefcat- polymerisat
DuPont	Alathon	Polyäthylen mit niederem Molekülargewicht
Eastraan	Eastobond	Polyolefinheißschmelz- kleber
Eastman	Epolene	Amorphes Polyäthylen
Goodyear	"Wing Tack"	Polyterpen

Besonders geeignete Polymere sind u.a. Polyterpene, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere und Äthylen-lsobutylacrylat-Copolymere. Bevorzugt sind Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate und Äthylen-Isobutylacrylat-Copolymere. Da die Herstellung und die Eigenschaften der vorstehend aufgeführten Polymeren in zahlreichen vorveröffentlichten Patentschriften ausführlich beschrieben sind, brauchen diese Einzelheiten hier nicht näher erläutert zu werden. Dies gilt insbesondere bezüglich der Äthylen-Vinylacetat-Cdpolymeren und der Äthylen-Isobutylacrylat-Copolymeren.

Mengenverhältnis von Polymer(en) und thixotropem, fettartigern Gemisch in den erfindungsgemäßen Fettmassen

Tie wi eilt f ? teile

Geeignet Bevorzug

Polymere)

0,1 - 25 0,5- 5

Thixotropes Ge misch

75 - 99,9 95 - 99,5

109841/1577 BAD ORiGiNAL

Zur Herstellung der erfindungßgo:;iäßen feütnassen bzw. Mischungen aus Polymeren und thixotropen, fettartigen Gemischen braucht insbesondere deswegen, v/eil gewöhnlich die verwendete Kenge an Polymeren verhältnismäßig klein ist;, keine spezielle Technik angewandt zu werden. Nach dem Versetzen des thixotropen, fettartigen Gemisches mit der erforderlichen Polymermenge, die vorzugsweise langsam in Anteilen zugesetzt wird, wird das Gemisch ausreichend gerührt, um eine homogene Masse zu erhalten.

Die nachstehenden Ausführungs- und Vergleichsbeispiele erläutern die Erfindung, die jedoch selbstverständlichnicht auf die in den Beispielen angegebenen Einzelheiten oder speziellen Bedingungen beschränkt ist. Angaben in Teilen beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die durch Zusetzen einer kleinen Polymermenge zu einem thixotropen, fettartigen Gemisch erzielte Verbesserung bezüglich der Konsistenz.

A.Ais Ausgangsmaterial wird eine kolloidale Kalziumcarbonatdispersion mit folgender Zusammensetzung verwendet:

30 % Kalziumsulfonat

4-3 % Nicht-flüchtiges Verdünnungsöl (Weißöl

(170 pale oil))

27 % Kalziumcarbonat*

* (Essigsäure) Basenzahl etwa 300.

109841/1577 BAD ORIGfNAL

In einem Hiscbe'r xtferden 1.00 Teile der kolloidalen Kalziumcarbonatdisijersion auf 82,2° C erhitzt, worauf man 10 Teile Wasser und 0,5 Teile Methoxyäthanol zugibt.- Dieses Gemisch wird unter Rühren etv*ra 30 Hin auf 98,9 bis 104,4° C erhitzt, worauf man die flüchtigen Lösungsmittel durch Erhitzen auf 154,4° G entfernt. Dabei erhalt man als -Produkt ein thixotropes, fettartiges Gemisch mit einer Penetration (nachiSTIi) von 1J1.

B. Unter "Verwendung des vorstehend beschriebenen Ausgangs- J gangsmaterials wird das Verfahren nach A. wiederholt, wobei abweichend davon jedoch nach dem Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels ein Teil eines Polyäthylens mit hoher Dichte (DuPont "Alathon" 7516) zugesetzt und das ganze Gemisch auf 260° G erhitzt Wird, um das Polymere in Lösung zu. bringen. Als Produkt erhält man ein thixotropes, fettartiges Gemisch mit einer Penetration (nach ASTiI) Von 89, was gegenüber Beispiel 1-A eine Verbesserung der Konzistenz um 32 % bedeutet.

Selbstverständlich kann man weiteres nicht-flüchtiges VerdünnungBÖl zusetzen^ uin ein Fett mit einer niedrigeren Konzistenz zu erzeugen. Das in diesem !fall erzielte Netto- \ ergebnis ist darin zu sehen, daß durch die Verwendung des Polymeren eine ©fhöhte Ausbeute an Eett bzw* lettmasse erhalten wird*

Beispiel 2

Moses Beispiel erläutert die durch Zusetzen verschiedenes? ^f|«iiiB4hpöljtiiereiⁱ zu dem thixötropeüj fettartigeft t,\\ orr.inlehüon VerbeGserangeni Analog Beispiel ij

guft/iti'Jichör Hengeh an hicht-flüeh*

tigern Verdiinnungsöl, wird ein thixotropes, fettartiges Gemisch, hergestellt, dessen Zusammensetzung in der nachstehenden Tabelle I unter der Bezeichnung Nr. 1 aufgeführt ist. Dieses Grundgemisch wird mit verschiedenen DuPont: "Elvax"-Mischpolymeren in einer llenge von jeweils 1 Gew.-% versetzt. Die Zusammensetzung der dabei erhaltenen erfindungsgemäßen !Fettmassen sind in der Tabelle I unter den Nummern 2, 3 bzw. 4 aufgeführt.

Tabelle T

1	54,8	45,2
2	54,8	45,2
3	54,8	45,2
4	54,8	45,2

Nr. Kolloidale Nicht-flüchti- DuPont "Elvax"Nr. Pene-Dispersion ges Verdünnungs- tra-

von öl 460(₉) EP3652(,) 40 _r νtion

CaCO₃, g · (1 ), g ^d > ^^J _ABWi

- - 275

1,0 - - 185

1,0 - 189 1,0 195

(1) Solventraffiniertes, paraffinisches Bright-Stock-Öl.

(2) Enthält 17-19 % Vinylacetat und besitzt einen Schmelzindex von 2,1-2,9.

(3) Enthält 28 % Vinylacetat.

(4) Enthält 39-42 % Vinylacetat und besitzt einen Schmelzindex von 45-65.

/1577

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert die bezüglich der Hochdruckeigenschaften durch Zusetzen verschiedener Polymerer zu thixotropen, fettartigen Gemischen zu erzielenden Verbesserungen. Zur Ermittlung der Hochdruckeigenschaften werden die Fettmassen nach ASTH D-2596 mit HiIb des Vierkugelapparats (VHA.) getestet. Die erhaltenen Meßwerte sind zusammen mit ihrer Bedeutung für das Prüfergebnis nachstehend aufgeführt:

Stahlverschleißtest: Es wird, der Verschleißmarkendurchmesser in mm bestimmt, wobei niedrigere Werte jeweils ein günstigeres Ergebnis bedeuten.

Schweißbelastung:

Die Schweißbelastung ist ein Maß für die Fähigkeit des untersuchten Schmiermittels das Verschweißen von Metall zu verhindern. Je höher die Schweißbelastung, desto besser ist das betreffende Schmiermittel.

Die MHL (Mean Hertz Load) ist eine Bewertungskennzahl für Schmiermittel, wobei Schmiermittel mit hohen MHL-Werten -Schmiermitteln- -mit niedrigen MHL-Werten überlegen sind.

Die für diesen Test verwendeten Fette bzw. erfindungsgemäßen Fettmassen werden analog Beispiel 1 hergestellt, wobei, wie in Beispiel 2, die Konzistenz durch Zusetzen von weiterem nicht-f3üchtigem Verdünnungsöl eingestellt wird.

Dem VKA-Test werden folgende Fettmassen unterworfen:

109841/1E 7 7
ORlGtNAl.

+ Fett Hr. 1 von Beispiel 2;

2-*· Fettmasse Nr. $ von Beispiel 2, jedoch mit eineia Gehalt von 0,8 % "Elvax" ΞΡ-3652. Außerdem ;;i rcl dem i'ctt suc^:ii; lieh so viel nicht-Γ nichtige ε '/erdünnungnöl zugesetzt, daß es eine Penetration vors P.Jy, d.h., die gleiche Pene tration wie Fett Nr. 1 dieses Beispiels besitzt.

Dieses Fett hat somit folgende Zusammensetzung:

43,4- - Kolloidale Kalziumcarbonatdispersion 55,8 - Nicht-flüchtiges Verdünnungsöl 0,8 - "Elvax¹¹ EP-3652

Fettnasse^ Hr. 3 - Zusammensetzung:
Gew.-Teile

45,7 - Kolloidale CaCO₅-Dispersion

50,3 - Nicht-flüchtiges Verdünnungsöl - ähnlich dem in Beispiel 2 verwendeten, jedoch mit einem Gehalt an wachs- und teerigen Rückständen, d.h, ein nicht raffinierter, fiohschiaierölrückstand

2,3 - Bleinaphthenat

1,1- Polyisobutylen "Paratac"

0,3 - Oxydationsinhibitor "Grtholeum" 300

Fettnasse Nr. 4 - Zusammensetzung
Gew.-Teile

45,7 - Kolloidale CaCO^-Dispersion

50,3 - Nicht-flüchtiges Verdünnungsöl (wie Fettmasse Nr. 3)

1.0 - DuPont "Alathon" (Polyethylen mit hoher Dichte)
2,3 ~ Bleinaphthenat

1.1 - "Paratac^ll

0,3 - "Ortholeum" 300

109841 / 1577

BADORlQiNAL ^M

Fettmasce Nr. 5 - Zusammensetzung: Gew.-Teile

45,7 - Kolloidale CaCO-.-Dispersion 50,3 - Nicht-flüchtiges Verdünnungsöl

1.0 - "Elvax" EP-3652 2,3 - Eleinaphthenat

1.1 - "Paratac"

0,3 - "Ortholeum" 300

Die VKA-Testergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle II zu ersehen.

Tabelle II

Fettmasse Penetration Verschleiß- Sclrweißbela- IiHL Nr. ASTM D-217 marken- stung

durchnesser

1	275	0,76	340	52,3
2	275	0,42	500	4-3,0
3	350	0,5	400	46,9
4	255	0,57	560	65,6
5	255	0,46	560	57,7
		Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert das Sinstufenverfahren zur Herstellung der kolloidalen Kalsiumcarbonatdispercion, die zur Herstellung des thixotropen, fettartigen Gemi-Dches verwendet wird.

1098A1/1577 BADORpNAL

Eine Kalsiuinriethoxyethoxydlösung in Methoxyäthanol wird entsprechend dem in der USA-Patentschrift 3 150 088 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Die zur Durchführung dieses Beispiels verwendete SuI-fonsäurelösung enthält 27 Gew.-% eines Sulfonsäuregemisches, 60 Gew.-% η-Hexan und 13 Gew.-% nicht-flüchtiges Mineralöl (Weißöl). Das SuIfonsäuregemisch enthält 60 Gew.-% öllösliche Sulfonsäuren, die sich von Dimeralkylat ableiten und 40 Gew.-% öllösliche Sulfonsäuren, die sich von NAB-Bodenprodukt ableiten. Ein 1 Ltr. fassender Kolben wird mit 150 g Sulfonsaurelosung und 49 ε Weißöl (100 pale oil) beschickt. Dieses Gemisch wird auf 35 C erhitzt, worauf die Sulfonsäure durch Zusetzen von 31 E einer Lösung von Kalziuiomethoxyethoxyd-Carbonat in Methoxyäthanol, die 6,95 % Kalzium enthält, neutralisiert. Die Temperatur wird au/ 40° C eingestellt, worauf man folgende Lösungen gleichzeitig rait konstanter· Geschwindigkeit zugibt;

252 g - Kethoxyäthanoliösung von Ca-Hethoxy-

äthoxydcarbonat (enthaltend 6,95 % Ca)

59,4 g - Lösung aus:

29,3 % Methoxyäthanol 14,2 % Methanol
56,5 % Wnsser

Hach beendeter Zugabe wird die Mischung 5 h auf liickflußtemperatur erhitzt. Dann setzt man 170 g Stoddard-Lösungsmittel zu und entfernt den Hauptteil der Lösungcraittel durch Erhitzen auf 150°C.

1 0 9 8 Λ 1 / 1 B 7 7 BAD ORIGINAL

Durch. Entfernen des Stoddard-Lösungsmittels aus

einem Teil des Produkts erhält man ein thixotropes,

fettartiges Gemisch mit einer Penetration (nachASTM) von 187.

Es wird darauf hingewiesen, daß die physikalischen Kenndaten folgender Fettmassen aus der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung P zu ersehen sind:

Erfindungsgemäße Pettmasse, die als Hauptbestandteil ein thixotropes, fettartiges Gemisch und eine kleinere Menge eines Polymeren enthält.

Aus der USA-Patentschrift 3 384· 586 bekannte Fettmasse, die als Hauptbestandteil ein Polymeres und eine kleinere Menge eines thixotropen, fettartigen Gemisches enthält.

- Patentansprüche -

108 841/1677

Claims

Patentansprüche

1.'Fettmacse, enthaltend

I) etwa 75 "bis 99,5 Gew.-Teile eines thixotropen, fettartigen Geraisches, das im we sent lieh en aus

a) etwa 30 bis 70 Gew.-Teilen eines nicht-flüchtigen Yerdünnungsöls,

b) etwa 6 bis 35 Gew.-Teilen mindestens eines öllöslichen Dispersionsraittels, und

c) etwa 5 his 30 Gew.-Teilen mindestens eines Erdalkalicarbonats besteht, und

II)etwa 0,1 bis 25 Gew.-Teile mindestens eines Polymers mit niederem Kristallinitätsgrad, einem Molekulargewicht von etwa 3000 bis etwa 1 Million und hoher Löslichkeit in vorwiegend aliphatischen Kohlenwasserstoff lösungsmitteln.

2. Pettmasse nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichne t, daß sie als nicht-flüchtiges Verdünnungsöl ein synthetisches Schmieröl und/oder ein Mineralschmieröl enthält.

3. Fettnasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß sie als oLlüsliches Dispersionsmittel mindestens ein Erdalkalimetallsalz mindestens einer SuIfon- und/oder mindestens einer Carbonsäure enthält.

109841/1577

¹I-. Fettmasse nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß sie als öllösliches Dispersionsmittel mindestens ein Erdalkalimetallsulf->nat enthält.

5. PettmasEo nach minder.tens einem der Ansprüche 1 Ms 4-, dadurch gekennzeichnet , daß sie als Polymeres mindestens ein Polyterpen, Äthylen-Vinylacetat-Hischpolymer lind/oder Athylen-Icobutylacryls t-Hisch-polyiaer enthält.

6. FettuasriC nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5> insbesondere 4 oder 5i dadurch gekennzeichn e t , daß sie etvra 95 bis etwa 99»5 Gew.-Teile thixotropes', fettartiges Gemisch und etwa 0,5 his etwa 5 Teile Polyraer(e) enthält.

7. Fettmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie als Komponente c) des thixotropen, fettartigen Gemisches Kaliumcarbonat enthält.

1098A1/1B77 BAD ORIGINAL