DE2163264A1 - Verfahren zur Niedertemperaturherstellung von Schmierfetten auf Lithium-, Calcium- oder Natriumbasis - Google Patents

Description

Verfahren zur Niedertemperaturherstellung von Schmierfetten auf Lithium-, Calcium- oder Natriumbasis

Prioritäten: 21. Dezember 1970, U.S.A., Nr. 99 905 21. Dezember· 1970, U.S.A., Nr. 99 906 21. Dezember 1970, U.S.A., Nr. 100 249

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schmierfetten, welche feste bis halbflüssige Produkte aus einer Dispersion eines Verdickungsmittels in einem flüssigen Schmiermittel darstellen. Es können weitere Bestandteile vorhanden sein, welche zu speziellen Eigenschaften führen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein verbessertes Niedertemperaturverfahren zur Herstellung von Schmierfetten auf Lithium-, Calcium- oder Natriumbaßis.

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Bei der Niedertemperaturherstellung von beispielsweise Schmierfetten auf Lithiumbasis wird im allgemeinen ein verseifbares Fettmaterial, z.B. eine handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure, mit einem Verseifungsmittel, z.B. Lithiumhydroxid, Calciumhydroxid oder Natriumhydroxid, verseift. Diese Verseifung erfolgt normalerweise in mindestens einem Teil des in dem Fett enthaltenen Schmieröls, z.B. eines Erdölschmieröls, bei Temperaturen, die unterhalb des Erstarrungspunktes des resultierenden Seifen-Öl-Gemisches liegen. Die Seifen stellen Fettsäure-Metallverbindungen dar, die bei der Verseifungsreaktion entstehen. Danach wird das Seife-Öl-Gemisch auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, welche unterhalb des Schmelzpunktes des Seife-Öl-Gemisches liegt.

" Bei diesem Erhitzen verdampfen niedersiedende Nebenprodukte der Verseifung und das zugesetzte Wasser. Nach dem Erhitzen auf diese erhöhte Temperatur wird das Seife-Öl-Gemisch abkühlen gelassen. Ferner wird während des oben beschriebenen Erhitzens und Abkühleris zu dem Verseifungsgemisch ein weiteres Schmieröl oder ein Verschnittöl gegeben, welches or/crdcrlich ist, um ein Fett der gewünschten Sorte zu erhalten. Bei einigen Verfahren wird das Fett während oder nach dem Abkühlen gemahlen. Andere Verfahren sehen eine Seherbehandlung des Fetts vor dem Abkühlen vor. Das Mahlen des Fettes kann z.B. in einer Kolloidmühle erfolgen. Die Scherbehandlung kann geeigneterweise unter Verwendung eines Ventils erfolgen, das in dem System an geeigneter Stelle angebracht ist und das'einen genügenden Druck ausübt, um die richtige Konsistenz des Fettes zu ergeben.

Die vorliegende Erfindung stellt nun ein Niedertemperaturverfahren zur Verfügung, bei welchem weder ein Mahlen noch eine Scherbehandlung erforderlich ist, um zu den gewünschten Fetteigenschaften zu kommen. Darüber hinaus hat das auf diese Weise erhaltene Fett trotz des Weglassens dieser Verfahrensstufen eine ausgezeichnete mechanische Stabilität,

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Gemäß der Erfindung werden nun mit Lithium-, Calcium- oder Natriumseifen verdickte Fette mit den gewünschten Eigenschaften und einer ausgezeichneten mechanischen Stabilität ohne eine Scherbehandlung und/oder ein Mahlen durch das nachfolgend beschriebene Nxedertemperaturverfahren hergestellt. Bei diesem Nxedertemperaturverfahren wird zunächst das Verseifungsgemisch aus einem Metall-Verseifungsmittel und einem verseifbaren hydroxy lhaltigen Fettmaterial in Gegenwart mindestens eines Teils des Schmieröls verseift, welches in dem fertigen Fett enthalten ist. Nach dem Abdampfen von unerwünschten, niedrigsiedenden Materialien wird das Gemisch weiter auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, um die gewünschten Eigenschaften des Schmierfettes zu erhalten. Sodann wird es abkühlen gelassen. Während dieses Erhitzens und Abkühlens wird der Rest des Schmieröls oder des Verschnittöls zugesetzt, der erforderlich ist, um ein Fett der gewünschten Sorte zu erhalten. Gemäß der Erfindung erfolgt nun das Erhitzen des Gemisches in dieser Stufe auf eine Maxima.1-temperatur innerhalb eines spezifischen eingen Temperaturbereiches. Diese Maximaltemperatur soll hierin als "Spitzentemperatur" bezeichnet werden. Dieser Temperaturbereich steht mit dem Anilinpunkt des Schmieröls der auf die Spitzentemperatur zu erhitzenden Masse im Zusammenhang. Dieser Zusammenhang ist in den Figuren 2, 4 und 6 näher definiert.

Die Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Die Fig. 1 bezieht sich auf die Verhältnisse bei der Herstellung von mit Lithiumseife verdickten Fetten.

Sie gibt einen typischen Temperatur-Zeit-Verlauf oder ein typisches Temperaturprofil bei der Herstellung von mit Lithiumseifen verdickten Fetten gemäß der Erfindung wieder.. Dieses Temperaturprofil zeigt, in welcher V/eise der bei der Erfindung in Anwendung kommende Bereich der Spitzentemperatur allgemein mit der

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Herstellung eines Fettes auf Lithiumbasis zusammenhängt. Diese Figur soll auch dazu dienen, um die Definition des Scherens bzw. Mahlens zu unterstützen. Die Figur 2 gibt die Beziehung des allgemein in Figur 1 genannten Bereiches der Spitzentemperatur mit dem Anilinpunkt des Schmieröls wieder, welches in der Masse enthalten ist, die auf eine Temperatur innerhalb des Spitzentemperaturbereiches erhitzt wird.

Die Figur 3 bezieht sich auf die Verhältnisse bei der Herstellung von mit Calciumseife verdickten Fetten.

Sie gibt einen typischen Temperatur-Zeit-Verlauf oder ein typisches Temperaturprofil bei der Herstellung von mit Calciumseifen verdickten Fetten gemäß der Erfindung wieder. Dieses Temperaturprofil zeigt, in welcher V/eise der bei der Erfindung in Anwendung kommende Bereich der Spitzentemperatur allgemein mit der Herstellung eines Fettes auf Calciumbasis zusammenhängt. Diese Figur soll auch dazu dienen, um die Definition des Scherens und des Mahlens zu unterstützen. Die Figur k gibt die Beziehung des allgemein in Figur 3 genannten Bereiches der Spitzentemperatur mit dem Anilinpunkt des Schmieröls wieder, welches in der Masse enthalten ist, die auf eine Temperatur innerhalb des Spitzentemperaturbereiches erhitzt wird.

Die Figur 5 bezieht sich auf die Verhältnisse bei der Herstellung von mit Natriumseife verdickten Fetten.

Sie gibt einen typischen Temperatur-Zeit-Verlauf oder ein typisches Temperaturprofil bei der Herstellung von mit Natriumseifen verdickten Fetten gemäß der Erfindung wieder. Dieses Temperaturprofil zeigt, in welcher Weise der bei der Erfindung in Anwendung kommende Bereich der Spitzentemperatur allgemein mit der Herstellung eines Fettes auf Natriumbasis zusammenhängt. Diese Figur soll auch dazu dienen, um die Definition des Scherens und des Mahlens zu unterstützen. Die Figur 6 gibt die Beziehung des

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allgemein in Figur 5 genannten Bereiches der Spitzentemperatur mit dem Anilinpunkt des Schmieröls wieder, welches in der Masse enthalten ist, die auf eine Temperatur innerhalb des Spitzentemperaturbereiches erhitzt wird.

Herstellung von Fetten auf der Basis von Lithiumseifen:

Die Figur 1 zeigt das allgemeine Vorgehen zur Herstellung von Fetten auf der Basis von Lithiumseifen, anhand des angegebenen Temperatur-Zeit-Profils. So wird z.B. am Punkt (l) der Zeit-Temperatur-Kurve-festes Lithiumhydroxid in einen geeigneten Behälter, z.B. einen heizbaren Kessel, der mit einer Rühreinrichtung vorsehen ist, gegeben. Bei (la) wird Wasser zugegeben. Beide Substanzen liegen normalerweise mit Raumtemperatur vor. Zur Vereinfachung sollen nachstehend die Zeit-Temperatur-Punkte bzw. die Linien der Figur 1 als Zahlen bzw. Buchstaben angegeben werden* Die Lösung wird erhitzt und durchgemischt, um die Auflösung des Lithiumhydroxids zu gewährleisten. N&uh der Auflösung des Hydroxids wird mindestens ein Teil des Schmieröls, das am Schluß in dem Fett enthalten ist, in den Kessel gegeben, der die wäßrige Lösung enthält (2). Wenn die Temperatur des Öls niedriger als die Temperatur d3r wäßrigen Lösung ist, dann kann die Temperatur des Gemisches in dem Kessel konstant gehalten werden, indem man die Zuführungsgeschwindigkeit des Öls in den Kessel mit der Wärmezufuhr für den Kessel so in Beziehung setzt, daß die Temperatur konstant bleibt (3). Nach der konstanten Temperaturperiode (3) wird durch Erhitzen die Temperatur erhöht (17)· Wenn andererseits das öl mit einer höheren Temperatur vorliegt oder wenn genügend Wärme zugeführt wird, daß ein Ausgleich für das öl mit der niedrigeren Temperatur geschaffen wird, dann steigt die Temperatur des Gemisches weiterhin (2f) · Nach Zugabe des Schmieröls wird bei (7) das verseifbare hydroxylhaltige Fettmaterial, z.B. handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure, zugesetzt. V/ährend der Zugabe dieser Säure kann die Temperatur des erhaltenen Gemisches konstant (5) und nach (18) erhöht werden. Die Temperatur kann aber

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auch konstant erhöht werden (wie 6). Die Verseifung erfolgt während des Zeitintervalls (8)· Nach der Verseifung kann die Temperatur des verseiften Gemisches erhöht werden (19)j um niedrigsiedende Nebenprodukte der Verseifung und das zugegebene Wasser abzutreiben. Alternativ kann die Temperatur auch auf die gleiche Temperatur (20) erhöht werden und bei dieser Temperatur gehalten werden, bis die niedrigsiedenden Materialien verdampft sind. Danach wird die Temperatur erhöht (21). Bei jeder Alternativmöglichkeit (19) oder (20-21) wird das Erhitzen weitergeführt, bis die Temperatur erreicht wird, welche zum Erhalt der gewünschten Fetteigenschaften· erforderlich ist (11).

P Diese erforderliche Temperatur ist die Maximaltemperatur, welcher die Seife-Öl-Masse ausgesetzt wird und die in den Spitzentemperaturbereich 11 fällt. Dieser Spitzentemperaturbereich 11 ist ein sehr enger Bereich, der zwischen dem Schmelzpunkt 10 und dem Erstarrungspunkt 12 der Seife-Schmieröl-Masse liegt. Wie in der Figur 2 gezeigt und später erläutert werden wird, hängt der ßpitzentemperaturbereich mit dem Anilinpunkt des Schmieröls zusammen, welches in der Seife-Schmieröl-Masse enthalten ist.

Nachdem die Temperatur der Seife-Schmieröl-Masse den Spitzentemperaturbereich 11 erreicht hat, kann die Masse abgekühlt werden. Als Alternativmöglichkeit kann die Masse auch auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt und bed* dieser Temperatur über einen . gewissen Zeitraum gehalten werden, worauf das Abkühlen '€ortgesetzt wird (H). Das Gemisch kann auch teilweise abgekühlt werden, nachdem es den Spitzentemperaturbereich 11 erreicht hat, aber sodann auf eine höhere Temperatur wiedererhitzt werden, welche nicht oberhalb des Erstarrungspunktes 12 liegt. Daran schließt sich ein weiteres Abkühlen (15) an.

Die Zeitspanne (16), über die die Seife-Schmieröl-Masse in dem Spitzentemperaturbereich verbleibt, ist nicht kritisch· Somit kann dasErhitzen des Kessels schon dann abgebrochen werden, wenn die gewünschte Temperatur in dem gesamten Gemisch erhalten wird. Die

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Länge der Zeitspanne bei der Spitzentemperatur kann anhand des natürlichen Abkühlens der Einrichtung und der Materialien in dem Kessel ermittelt werden. Alternativ kann die Masse auch über längere Zeiträume bei der gewünschten Temperatur gehalten werden.

Der Rest des Schmieröls, der auch als Verschnittöl bezeichnet wird, der erforderlich ist, um ein Fett der gewünschten Sorte herzustellen, kann nach der Verseifung in die Seife-Öl-Masse eingemischt werden, d.h." während der Verdampfung der niedrigsiedenden Materialien oder während des Erhitzens auf die gewünschte Spitzentemperatur oder während des Abkühlens. Das Verschnittöl wird vorzugsweise nach der Verdampfung zugesetzt, da ein während dieser Periode zugesetztes Öl die Verdampfung der niedrigsiedenden Nebenprodukte der Verseifung und des zugesetzten V/assers störend beeinflussen könnte. Dieses Verschnittöl oder diese Verschnittole kann die gleiche oder eine andere Zusammensetzung haben wie der Teil des Öls, der am Anfang der wäßrigen Lösung zugegeben worden ist. Dieses VerachniOlül wird der Seife-Öl-Masse nach der Verseifung sorgfältig unter gründlichem Rühren zugesetzt· '

Durch eine sorgfältige Kontrolle der Maximaltemperatur des Seife-Schmieröl-Gemisches innerhalb eines engen Spitzentemperaturbereiches 11 erfordert das erhaltene Fett zu keinem Zeitpunkt während der Herstellung ein Scheren oder Mahlen, um zu den gewünschten Fetteigenschaften zu kommen. Die Ausschaltung dieser Verfahrensstufen vermindert den Zeitbedarf, der zur Herstellung des Fettes erforderlich ist. Auch die Betriebskosten werden hierdurch verringert. Das Scheren bezieht sich auf eine Verfahrensstufe, bei welcher die Seife-Schmieröl-Masse oder das Gemisch aus dieser Masse und einem Teil des Restes des erforderlichen Öls starken Kräften ausgesetzt wird, welche einen Teil des Gemisches relativ zu den angrenzenden Teilen vor dem Abkühlen verschieben oder scheren. Diese Verfahrensstufe dient dazu, um ein fertiges Schmier-' öl auf Lithiumbasis herzustellen, das nachfolgend beim Gebrauch seine Konsistenz nur wenig verändert.

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Die Behandlung des Fettes durch Scherkräfte nach den bekannten Verfahren kann anhand der Figur 1 veranschaulicht werden. Die Behandlung mit Scherkräften würde nämlich zu beliebigen Zeit punkten auf der linken Seite der gestrichelten Linie Z oder bei jeder beliebigen Temperatur oberhalb der gestrichelten Linie Y erfolgen. Mit anderen V/orten ausgedrückt würde dies bedeuten, daß die Behandlung mit Scherkräften in jedem Teil der Temperatur-Zeit-Profillinie nach der Verseifung mit Ausnahme der Fläche auf der rechten Seite der gestrichelten Linie Z und unterhalb der gestrichelten Linie Y erfolgen könnte.

Unter Mahlen soll verstanden werden, daß das abgekühlte Gemisch " aus der Seife-Schmieröl-Masse und dem Rest des benötigten Schmieröls Kräften unterworfen wird, wodurch ein fertiges Schmierfett auf Lithiumbasis erhalten wird, welches nachfolgend beim Gebrauch seine Konsistenz nur wenig verändert.

In dein Temp?x'aiur-Zeit-Profil" der Figur 1 würde daher das Mahlen zu jedem Zeit- und jedem Temperaturpunkt innerhalb der Fläche erfolgen, die durch die gestrichelten Linien Z und Y umschlossen ist.

Die Konsistenz bezieht sich auf das Flicßverhalten des Fettes unter Druck. Dieses Verhalten nach dem Kegel-Durchdringungstest (ASTM-Methode DHI7 52T) wird gemessen.

Die obengenannte Scher- und Mahlbehandlung bezieht sich auf die absichtliche Anwendung von erheblichen Scherkräften auf die Dispersion des Verdickungsmittels in dem Schmieröl, um ein fertiges Produkt zu erhalten. Dagegen kann bei dem erfindungsgemäß erfolgenden Herstellen von Schmierfetten auf Lithiumbasis die Dispersion lediglich nicht absichtlich unerheblichen Scherkräften durch das Vermischen während der Verseifung, das Erhitzen, das Abkühlen und weiterhin durch die Überführung des Fettes, z.B. durch Abpumpen aus dem Kessel in die Produktbehälter ausgesetzt

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v;erden. Somit kann die gemäß der Erfindung hergestellte Dispersion nur über sehr begrenzte Zeiträume Scherkräften mit niedriger Intensität ausgesetzt werden, ohne daß die Struktur des Fettes modifiziert wird oder daß eine nachteilige Beeinflussung der mechanischen Stabilität erfolgt.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird das Lithiumhydroxid in heißem Wasser aufgelöst. Zu der heißen Lösung wird mindestens ein Teil des am Schluß eingesetzten Schmieröls zugesetzt. Eine zufriedenstellende Alternativmethode besteht jedoch darin, daß zunächst der Teil des Öls in den leeren Kessel gegeben wird und daß hierauf eine heiße Lithiumhydroxidlösung zugesetzt wird, welche zuvor in einem weiteren Behälter hergestellt worden ist.

Die Figur 2 definiert spezifisch den in Figur 1 aufgeführten Spitzentemperaturbereich· Die Figur 2 stellt ein Diagramm dar, welches den Anilinpunkt der Schmierölkomponente der Seife-Schmieröl-h'asse zu dem Zeitpunkt wiedergibt, bei welchem die Temperatur der Masse in dem für die Erfindung erforderlichen Spitzentemperaturbereich liegt. Die Fläche ABCD stellt den für den Betrieb geeigneten Spitzentemperaturbereich dar. Die Fläche EFCD stellt einen bevorzugteren Bereich für die Spitzentemperatur dar. Die Fläche EFGH gibt schließlich den besten Temperaturbereich wieder. Wenn somit z.B. ein öl oder ein Ölgemisch mit einem Anilinpunkt von 10If,Zf⁰C (220⁰F) verwendet wird, dann beträgt der für den Betrieb geeignete Spitzentemperaturbereich 188,8 bis 201,7⁰C (371 bis 395°F). Der bevprzugtere Spitzentemperaturbereich beträgt .188,8 bis 199Λ°° (371 bis 391⁰F)und der beste Temperaturbereich beträgt \9k,k bis 199,^⁰C (382 bis 391⁰F)₁ In Figur 2 sind auch die Gleichungen für die gezeigten Linien aufgeführt.

Diese Gleichungen sind wie folgt:

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Temperatur ⁰F = 0,1Z₁-O (Anilinpunkt, ⁰F) +364 Temperatur ⁰F = 0,116 (Anilinpunkt, ⁰F) +365,8 Temperatur ⁰F = 0,09-ZfA (Anilinpunkt, ⁰F) +361,1 Temperatur ⁰F = 0,0876 (Anilinpunkt, ⁰F) +351,3 .

wobei der Anilinpunkt Zf8,9 bis 182,2°C (120 bis 36O⁰F) beträgt.

überraschenderweise verändert die Weglassung der Behandlung mit Scherkräften oder des Mahlens bei derAnwendung des Spitzentemperaturbereiches gemäß der Erfindung die mechanische Stabilität nicht nachteilig. Vielmehr findet überraschenderweise die gegen- * teilige Folge statt: die mechanische Stabilität des erfindungsgemäß hergestellten Schmierfettes auf Lithiumbasis ist besser als diejenige eines Fettes, die mit einem Scheren bzw. Mahlen hergestellt worden ist. Die mechanische Stabilität, wie sie hierin in Betracht gezogen wird, ist als die numerische Differenz der Durchdringung des Schmierfettes auf Lithiumbasis nach dem Walzen defiaici t (d.h. Standard Method of Test for Roll Stability of Lubricating Grease, ASTM D1831-6Zf) und nach 60 Schlagen, z.B. Standard Method of Test for Cone Penetration of Lubricating Grease, ASTM D217-68. Je größer bei an sonst konstanten Werten diese Zahlendifferenz ist, desto besser ist das Fett.

Die hierin verwendete Bezeichnung "Verseifungsmittel auf Lithiumbasis" soll Lithiumverbindungen angeben, welche Fettmaterialien verseifen. Beispiele hierfür sind Lithiumhydroxid, Littiiumoxid und Lithiumcarbonate Bei dem Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise mit Lithiumhydroxid gearbeitet. Das Verseifungsmittel wird im allgemeinen in wäßrigen Medien zugesetzt.

Der prozentuale Gehalt der Lithiumseife in dem fertigen Fettprodukt hängt von den Erfordernissen an das Endprodukt ab. So haben z.B. einige Textilfette einen Seifengehalt von nur 0,25%, während einige schwere technische Fette Seifengehalte von J>0% besitzen.

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Herstellung von Fetten auf der Basis von Calciumseifen:

Die Figur 3 zeigt das allgemeine Vorgehen zur Herstellung von Fetten auf der Basis von Calciumseifen, anhand des angegebenen Temperatur-Zeit-Profils. So wird ein Teil des Schmieröls, das am Schluß in dem Fett vorhanden ist, am Punkt (1) der Zeit-Temperatur-Kurve in einen geeigneten Behälter, z.B. einen heizbaren Kessel, der mit einer Rühreinrichtung versehen ist, gegeben. Zur Vereinfachung sollen nachstehend die Zeit-Temperatur-Punkte bzw. die Linien der Figur 3 als Zahlen bzw. Buchstaben angegeben werden. Zur gleichen Zeit wie das Öl oder nachher (Ta) wird das verseifbare hydroxylhaltige Fettmaterial, z.B. handelsübliche 12~Hydroxystearinsäure, zugesetzt. Normalerweise liegen sowohl das Öl als auch das Fettmaterial mit Raumtemperatur vor. Das Säure-Öl-Gemisch wird erhitzt. Bei einer etwas erhöhten Temperatur wird in den Kessel eine Paste aus Wasser und einem Verseifungsmittel auf Calciumbasis, z.B. Calciumhydroxid, gegeben (2). V/enn die Temperatur der Wasser-Calciumhydroxid· Piotc niedriger ist als diejenige des Säure-Öl-Gemisches, dann kann die Temperatur des Gemisches in dem Kessel konstant gehalten werden, indem man die Zuführungsgeschwindigkeit des Öls in den Kessel mit der Wärmezufuhr für den Kessel so in Beziehung setzt, daß die Temperatur konstant bleibt (3). Nach der konstanten Temperaturperiode (3) wird durch Erhitzen die Temperatur erhöht (5)· Wenn andererseits die Temperatur der Paste höher ist als diejenige des Materials in dem Kessel oder wenn genügend Wärme zugeführt wird, daß ein Ausgleich für die Paste mit der niedrigeren Temperatur geschaffen wird, dann steigt die Temperatur des Gemisches weiterhin (4)· Während der Zugabe dieser Paste, d.h. (3-5) und (Zf), erfolgt die Verseifung (16). Nach der Verseifung kann die Temperatur des verseiften Gemisches erhöht werden (19), um niedrigsiedende Nebenprodukte der Verseifung und das zugegebene Wasser abzutreiben. Alternativ kann die Temperatur auch auf die gleiche Temperatur (?) erhöht werden und bei dieser Temperatur gehalten werden, bis die niedrigsiedenden Materialien verdampft sind. Danach wird die Temperatur erhöht (8). Bei jeder Alterna-

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tivmöglichkeit, d.h. (6) oder (7-8), wird das Erhitzen weitergeführt, bis die Temperatur erreicht wird, welche zum Erhalt der gewünschten Fetteigenschaften erforderlich ist (9).

Diese erforderliche Temperatur ist die Maximaltemperatur, welcher die Seife-Öl-Masse ausgesetzt wird und die in den Spitzentemperaturbereich 9 fällt. Dieser Spitzentemperaturbereich 9 ist ein sehr enger Bereich, der zwischen dem Schmelzpunkt 10 und dem Erstarrungspunkt 12 der Seife-Schmieröl-Masse liegt. Die entsprechenden Untersuchungen für die Bestimmung sowohl des Schmelz- als auch des Erstarrungspunktes werden in der US-Patentschrift 2 652 beschrieben. Wie in Figur ^ beschrieben wird und nachstehend erläutert werden wird, steht dieser Spitzentemperaturbereich mit dem Anilinpunkt des Schmieröls im Zusammenhang, welches in der Seife-Schmieröl-Masse enthalten ist.

Nachdem die Temperatur der Seife-Schmieröl-Masse den Spitzentemperaturbereich 9 erreicht hat, karm ciiu Masse abgekühlt werden. Als Alternativmöglichkeit kann die Masse auch auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt und bei dieser Temperatur über einen gewissen Zeitraum gehalten werden, worauf das Abkühlen fortgesetzt wird.(13)· Das Gemisch kann auch teilweise abgekühlt werden, nachdem es den Spitzentemperaturbereich 9 erreicht hat, aber sodann auf eine höhere Temperatur wiedererhitzt v/erden, welche nicht oberhalb des Erstarrungspunktes 11 ,Liegt. Daran schließt sich ein wei- W teres Abkühlen (l/f) an.

Die Zeitspanne (1^), über die die Seife-Schmieröl-Masse in dem Spitzentemperaturbereich verbleibt, ist nicht kritisch. Somit kann das Erhitzen des Kessels schon dann abgebrochen werden, wenn die gewünschte Temperatur in dem gesamten Gemisch erhalten wird. Die Länge der Zeitspanne bei der Spitzentemperatur kann anhand des natürlichen Abkühlens der Einrichtung und der Materialien in dem Kessel ermittelt werden. Alternativ kann die Masse auch über längere Zeiträume bei der gewünschten Temperatur gehalten werden.

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Der Rest des Schmieröls, der auch als Verschnittöl bezeichnet wird, der erforderlich ist, um ein Fett der gewünschten Sorte herzustellen, kann nach der Verseifung in die Seife-Öl-Masse eingemischt werden, d.h. während der Verdampfung der niedrigsiedenden Materialien oder während des Erhitzens auf die gewünschte Spitzentemperatur oder während des Abkühlens, Das Versehnittöl wird vorzugsweise nach der Verdampfung zugesetzt, da ein während dieser Periode zugesetztes Öl die Verdampfung der niedrigsiedenden Nebenprodukte der Verseifung und des zugesetzten Wassers störend beeinflussen könnte. Dieses Verschnittöl oder diese Verschnittöle kann die gleiche oder eine andere Zusammensetzung haben wie der Teil des Öls, der am Anfang zu der wäßrigen Lösung gegeben worden ist. Dieses Verschnittöl wird der Seife-Öl-Masse nach der Verseifung sorgfältig unter gründlichem Rühren zugesetzt.

Durch eine sorgfältige Kontrolle der Maximalteraperatur des Seife-SchmioröZ-Gemisches innerhalb eines engen Spitzentemperaturbereiches 9 erfordert das erhaltene Fett zu keinem Zeitpunkt während der Herstellung ein Scheren oder Mahlen, um zu den gewünschten Fetteigenschaften zu kommen. Die Ausschaltung dieser Verfahrensstufen vermindert den Zeitbedarf, der zur Herstellung des Fettes erforderlich ist. Auch die Betriebskosten werden hierdurch verringert. Das Scheren bezieht sich auf eine Verfahrensstufe, bei welcher die Seife-Schmieröl-Mass'e oder das .Gemisch aus dieser Masse und einem Teil des Restes des erforderlichen Öls starken Kräften ausgesetzt wird, welche einen Teil des Gemisches relativ zu den angrenzenden Teilen vor dem Abkühlen verschieben oder scheren. Diese Verfahrensstufe dient dazu, um ein fertiges Schmieröl auf Calciumbasis herzustellen, das nachfolgend beim Gebrauch seine Konsistenz nur wenig verändert.

Die Behandlung des Fettes durch Scherkräfte nach den bekannten Verfahren kann anhand der Figur 3 veranschaulicht werden. Die Behandlung mit Scherkräften würde nämlich zu beliebigen Zeit punkten auf der linken Seite der gestrichelten Linie Z oder bei

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jeder beliebigen Temperatur oberhalb der gestrichelten Linie Y erfolgen. Mit anderen Worten ausgedrückt würde dies bedeuten, daß die Behandlung mit Scherkräften in jedem Teil der Temperatur-Zeit-Profillinie nach der Verseifung mit Ausnahme der Fläche auf der rechten Seite der gestrichelten Linie Zund unterhalb der gestrichelten Linie Y erfolgen könnte.

Unter Mahlen soll verstanden werden, daß das abgekühlte Gemisch aus der Seife-Schmieröl-Masse und dem Rest des benötigten Schmieröls Kräften unterworfen wird, wodurch ein fertiges Schmierfett auf Calciumbasis erhalten wird, welches nachfolgend beim Gebrauch seine Konsistenz nur wenig verändert.

In dem Temperatur-Zeit-Profil der Figur 3 würde daher das Mahlen zu jedem Zeit- und jedem Temperaturpunkt innerhalb der Fläche erfolgen, die durch die gestrichelten Linien Z und Y umschlossen ist.

Die obengenannte Scher- und Mahlbehandlung bezieht sich auf die absichtliche Anwendung von erheblichen Scherkräften auf die Dispersion des Verdickungsmittels in dem Schmieröl, um ein fertiges Produkt zu erhalten. Dagegen kann bei dem erfindungsgemäß erfolgenden Herstellen von Schmierfetten auf Calciumbasis die Dispersion lediglich nicht absichtlich unerheblichen Scherkräften durch das Vermischen während der Verseifung, das Erhitzen, das Abkühlen und weiterhin durch die' überführung des Fettes, z.B. durch Abpumpen aus dem Kessel in die Produktbehälter ausgesetzt werden. Somit kann die gemäß der Erfindung hergestellte Dispersion nur über sehr begrenzte Zeiträume Scherkräften mit niedriger Intensität ausgesetzt werdön, ohne daß die Struktur des Fettes modifiziert wird oder daß eine nachteilige Beeinflussung der mechanischen Stabilität erfolgt.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird das Fettmaterial und das öl in den Kessel gegeben und erhitzt. Sodann wird eine Paste aus Calciumhydroxid und Wasser zu dem Gemisch zugesetzt. Eine

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zufriedenstellende Alternativmethode besteht darin, zunächst die Paste in den leeren Kessel zu geben und hierauf dann das Öl und schließlich die Fettmaterialien zuzusetzen.

Die Figur ^ definiert spezifisch den in Figur 3 aufgeführten Spitzentemperaturbereich. Die Figur if stellt ein Diagramm dar, welches den Anilinpunkt der Schmierölkomponente der Seife-Schmieröl-Masse zu dem Zeitpunkt wiedergibt, bei welchem die Temperatur der Masse in dem für die Erfindung erforderlichen Spitzentemperaturbereich liegt. Die Fläche ABCD stellt den für den Betrieb geeigneten Spitzentemperaturbereich dar. Wenn somit z.B. ein Öl oder ein Ölgemisch mit einem Anilinpunkt von 115,6⁰C (2Af-O⁰F) verwendet wird, dann beträgt der für den Betrieb geeignete Spitzentemperaturbereich 128,3 bis 12+8,9⁰C (263 bis 300⁰F). In Figur i+ sind auch die Gleichungen für die gezeigten Linien aufgeführt.

Diese Gleichungen sind wie folgti

Temperatur, ⁰F = 0,11 (Anilinpunkt, ⁰F) +27$ Temperatur, ⁰F = 0,085 (Anilinpunkt, ⁰F) +22*2,5

wobei der Anilinpunkt Zf8,9 bis 182,2°C (120 bis 36O⁰F) beträgt.

Überraschenderweise verändert die Weglassung der Behandlung mit Scherkräften oder des Mahlens bei der Anwendung des Spitzentemperaturbereiches gemäß der Erfindung die mechanische Stabilität nicht nachteilig. Im Gegensatz dazu wird sogar als Endprodukt ein ausgezeichnetes Fett erhalten.

Die hierin verwendete Bezeichnung "Verseifungsmittel auf Calciumbasis'" soll Calciumverbindungen angeben, welche Fettmaterialien verseifen. Beispiele hierfür sind Calciumhydroxid, Calciumoxid und Calciumcarbonate Auch hydratisiertes Calciumoxid stellt eine geeignete Calciumquelle dar. Bei dem Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise mit Calciumhydroxid gearbeitet. Das Verseifungsmittel wird im allgemeinen in wäßrigen Medien zugesetzt.

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Herstellung von Fetten auf der Basis von Natriumseifen;

Die Figur 5 zeigt das allgemeine Vorgehen zur Herstellung von Fetten auf der Basis von Natriumseifen, anhand des angegebenen Temperatur-Zeit-Profils. Am Punkt (1) der Zeit-Temperatur-Kurve wird z.B. handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure in einen geeigneten Behälter, z.B. einen heizbaren Kessel, der mit einer Rühreinrichtung versehen ist, gegeben. Bei (1a) wird mindestens ein Teil des am Schluß in dem Fett vorhandenen Schmieröls zugesetzt. Zur Vereinfachung sollen nachstehend die Zeit-Temperatur-Punkte bzw. die Linien der Figur 5 als Zahlen bzw. Buchstaben angegeben werden. Während dieser Zugabe wird der Kessel normalerwei-

) se erhitzt und die Materialien werden gerührt. Bei einer Temperatur, die etwas höher als Raumtemperatur ist, wird zu dem Säure-Öl-Gemisch eine wäßrige Natriumhydroxidlösung gegeben (2). Wenn die Temperatur der Lösung niedriger als die Temperatur des Säure-Öl-Gemisches ist, dann kann die Temperatur des Gemisches in dem Kessel konstant gehalten werden, indoia man die Zuführungsgeschwindigkeit der Lösung mit der Wärmezufuhr für den Kessel so in Beziehung setzt, daß die Temperatur konstant bleibt (3)· Nach der konstanten Temperaturperiode (3) wird durch Erhitzen die Temperatur erhöht (5)· Wenn andererseits die Lösung mit einer höheren Temperatur vorliegt, oder wenn genügend Wärme zugeführt wird, daß ein Ausgleich für die Lösung mit der niedrigeren Temperatur geschaffen wird, dann steigt die ,Temperatur des Gemisches weiter-

* hin (Zf). Die Verseifung erfolgt während des Zeitintervalls (8). Nach der Verseifung kann die Temperatur des verseiften Gemisches erhöht werden (9), um niedrigsiedende Nebenprodukte der Verseifung und das zugegebene Wasser abzutreiben. Alternativ kann die Temperatur auch auf die gleiche Temperatur (6) erhöht werden und bei diesem Wert gehalten werden, bis die niedrigsiedenden Materialien verdampft sind. Danach wird die Temperatur erhöht (7). Bei jeder Alternativmöglichkeit (9) oder (6-7) wird das Erhitzen weitergeführt, bis die Temperatur (11) erreicht wird, welche zum Erhalt der gewünschten Fetteigenschaften erforderlich ist.

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Diese erforderliche Temperatur ist die Maximaltemperatur, welcher die Seife-Öl-Masse ausgesetzt wird und die in den Spitzentemperaturbereich 11 fällt. Dieser Spitzentemperaturbereich 11 ist ein sehr enger Bereich, der zwischen dem Schmelzpunkt 10 und dem Erstarrungspunkt 12 der Seife-Schmieröl-Masse liegt.

Wie in Figur 5 gezeigt und später erläutert werden wird, hängt der Spitzentemperaturbereich mit dem Anilinpunkt des Schmieröls zusammen, welches in der Seife-Schmieröl-Masse enthalten ist.

Nachdem die Temperatur der Seife-Schmieröl-Masse den Spitzentemperaturbereich 11 erreicht hat, kann die Masse abgekühlt werden. Als Alternativmöglichkeit kann die Masse auch auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt und bei dieser Temperatur über einen gewissen Zeitraum gehalten werden, worauf das Abkühlen fortgesetzt wird (Iif). Das Gemisch kann auch teilweise abgekühlt werden, nachdem es den Spitzentemperaturbereich 11 erreicht hat, aber sodann auf eine höhere Temperatur wiedererhitzt werden, welche nicht oberhalb des Erstarrungspunktes 12 liegt. Daran schließt sich ein weiteres Abkühlen an (15)·

Die Zeitspanne (16), über die die Seife-Schmieröl-Masse in dem Spitzentemperaturbereich verbleibt, ist nicht kritisch· Somit kann das Erhitzen des Kessels schon dann abgebrochen werden, wenn die gewünschte Temperatur in dein gesamten Gemisch erhalten wird. Die Lange der Zeitspanne bei der Spitzentemperatur kann anhand des natürlichen Abkühlens der Einrichtung und der Materialien in dem Kessel ermittelt werden. Alternativ kann die Masse auch über längere Zeiträume bei der gewünschten Temperatur gehalten werden.

Der Rest des Schmieröls, der auch als Verschnittöl bezeichnet wird, der erforderlich ist, um ein Fett der gewünschten Sorte herzustellen, kann nach der Verseifung in die Seife-Öl-Masse eingemischt werden, d.h. während der Verdampfung der niedrigsiedenden Materialien oder während des Erhitzens auf die gewünschte Spitzentemperatur odor während des Abkühlens. Das Verschnittöl wird

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vorzugsweise nach der Verdampfung zugesetzt, da ein während dieser Periode zugesetztes öl die Verdampfung der niedrigsiedenden Nebenprodukte der Verseifung und des zugesetzten Wassers störend beeinflussen könnte. Dieses Verschnittöl oder diese Verschnittöle kann die gleiche oder eine andere Zusammensetzung haben wie der Teil des Öls, der am Anfang zu der wäßrigen Lösung gegeben worden ist. Dieses Verschnittöl wird der Seife-Öl-Masse nach der Verseifung sorgfältig unter gründlichem Rühren zugesetzt.

Durch eine sorgfältige Kontrolle der Maximaltemperatur des Seife-Schmieröl-Gemisches innerhalb eines' engen Spitzentemperaturbereiches 11 erfordert das erhaltene Fett zu keinem Zeitpunkt vväh-P rend der Herstellung ein Scheren oder Mahlen, um zu den gewünschten Fetteigenschaften zu kommen. Die Ausschaltung dieser Verfahrensstufen vermindert den Zeitbedarf, der zur Herstellung des Fettes erforderlich ist. Auch die Betriebskosten werden hierdurch verringert. Das Scheren bezieht sich auf eine Verfahrensstufe, bei welcher-die Seife-Schmieröl-Masse oder das Gemisch aus dieser Masse und einem Teil des Restes des erforderlichen Öls starken Kräften ausgesetzt wird, welche einen Teil des Gemisches relativ zu den angrenzenden Teilen vor dem Abkühlen verschieben oder scheren. Diese Verfahrensstufe dient dazu, um ein fertiges Schmieröl auf Natriumbasis herzustellen, das nachfolgend beim Gebrauch seine Konsistenz nur wenig verändert.

Die Behandlung des Fettes durch Scherkräfte nach den bekannten Verfahren kann anhand der' Figur 5 veranschaulicht werden. Die Behandlung mit Scherkräften würde nämlich zu beliebigen Zeitpunkten auf der linken Seite der gestrichelten Linie Z oder bei jeder beliebigen Temperatur oberhalb der gestrichelten Linie Y erfolgen. Mit anderen Worten ausgedrückt würde dies bedeuten, daß die Behandlung mit Scherkräften in jedem Teil der Temperatur-Zeit-Profillinie nach der Verseifung mit Ausnahme der Fläche auf der rechten Seite der gestrichelten Linie Z und unterhalb der gestrichelten Linie Y erfolgen könnte,

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Unter Mahlen soll verstanden werden, daß das abgekühlte Gemisch aus der Seife-Schmieröl-Masse und dem Rest des benötigten Schmieröls Kräften unterworfen wird, wodurch ein fertiges Schmierfett auf Natriumbasis erhalten wird, welches nachfolgend beim Gebrauch seine Konsistenz nur wenig verändert.

In dem Temperatur-Zeit-Profil der Figur 5 würde daher das Mahlen zu jedem Zeit- und jedem Temperaturpunkt innerhalb der Fläche erfolgen, die durch die gestrichelten Linien Z und Y umschlossen ist.

Die obengenannte Scher- und Mahlbehandlung bezieht sich auf die absichtliche Anwendung von erheblichen Scherkräften auf die Dispersion des Verdickungsmittels in dem Schmieröl, um ein fertiges Produkt zu erhalten. Dagegen kann bei dem erfindungsgemäß erfolgenden Herstellen von Schmierfetten auf Natriumbasis die Dispersion lediglich nicht absichtlich unerheblichen Scherkräften durch 'dc-,ώ Vermischen während der Verseifung, das Erhitzen, das Abkühlen und weiterhin durch die Überführung des Fettes, z.B. durch Abpumpen aus dem Kessel in die Produktbehälter ausgesetzt werden. Somit kann die gemäß der Erfindung hergestellte Dispersion nur. über sehr begrenzte Zeiträume Scherkräften mit niedriger Intensität ausgesetzt werden, ohne daß die Struktur des Fettes modifiziert wird oder daß eine nachteilige Beeinflussung der mechanischen Stabilität erfolgt.

Bei dem Verfahren der Erfindung werden das Öl und das Fettmaterial in den Kessel gegeben und erhitzt. Danach wird zu dem Öl« Fettmaterial-Gemisch eine wäßrige Natriumhydroxidlösung zugesetzt. Eine zufriedenstellende Alternativmethode besteht jedoch darin, daß zunächst die Lösung in den leeren Kessel ge-■geben wird und daß hierauf das öl und schließlich das Fettmaterial gegeben wird.

Die Figur 6 definiert spezifisch den in Figur 5 aufgeführten Spitzentemperaturbereich. Die Figur 6 stellt ein Diagramm dar, •welches den Anilinpunkt der Schmierölkomponente der Seife-

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-2C-

Schmieröl-Masse zu dem Zeitpunkt wiedergibt, bei welchem die Temperatur der Masse in dem für die Erfindung erforderlichen Spitzentemperaturbereich liegt, Die Fläche ABCD stellt den für den Betrieb geeigneten Spitzentemperaturbereich dar. Wenn somit z.B. ein Ql oder ein Ölgemisch mit einem Anilinpunkt von 1OZf, Z₁-⁰C (22O⁰F) verwendet wird, dann beträgt der für den Betrieb geeignete Spitzentemperaturbereich 166,7 bis 188,3°C (332 bis 371⁰F). In Figur 6 sind auch die Gleichungen für die gezeigten Linien aufgeführt. Diese Gleichungen sind wie folgt:

Temperatur, ⁰F = 0,16Zf (Anilinpunkt, ⁰F) +335,2 Temperatur, ⁰F = 0,1055 (Anilinpunkt, ⁰F)

wobei der Anilinpunkt if8,9 bis 182,2°C (120 bis 36O⁰F) beträgt.

Überraschenderweise verändert die Weglassung der Behandlung mit Scherkräften oder des Mahlens bei der Anwendung des Spitzentemperaturbe^r>ei'^%he^c! gemäß der Erfindung die mechanische Stabilität nicht nachteilig. Vielmehr wird trotz der Weglassung dieser Verfahrensstufen als Endprodukt ein ausgezeichnetes Fett erhalten.

Die hierin verwendete Bezeichnung "Verseifungsmittel auf Natriumbasis" soll Natriumverbindungen angeben, welche Fettmaterialien verseifen. Beispiele hierfür sind Natriumhydroxid, Natriumoxid und Natriumcarbonat. Das Natriumhydroxid kann als Feststoff, in Flocken oder als Flüssigkeit vorliegen. Bei dem Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise mit Natriumhydroxid gearbeitet. Das Verseifungsmittel wird im allgemeinen in wäßrigen Medien zugesetzt.

Die Öle, welche zur Herstellung der Seife-Öl-Masse und des Schmierfettes auf Metallbasis verwendet werden, schließen die Öle ein, die normalerweise als Schmieröle bezeichnet werden. Geeignete Schmieröle synthetischer oder mineralischer Herkunft sind diejenigen, die Saybolt-Universal-Viskositäten von etwa /fO bis 6000 Sekunden bei 37,8⁰C (100⁰F) haben. Geeignete Erdöl-

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Schmieröle können naphthenischer, paraffinischer, aromatischer oder asphaltischer Natur sein. Es kann sich auch um Gemische solcher Produkte handeln. Vorzugsweise werden entweder naphthenische oder paraffinische öle verwendet. Der Anilinpunkt des Erdölschmieröls, bestimmt nach der ASTM D611-64, beträgt etwa 48,9 - 182,2° C (12o - 3βο° P). Ferner werden besonders für diesen Zweck öle bevorzugt, die bei den Verseifungsbedingungen im wesentlichen nichtreaktiv sind.

Geeignete, verseifbare Fettmaterialien, die bei der Herstellung von Schmierfetten auf Lithiumbasis verwendet werden könne, sind z.B. hydriertes Rizinusöl, hydrierte Triglyceride von Rizinolsäure, hydrierte Rizinolsäure von Hydroxystearinsäuren, insbesondere von 12-Hydroxystearinsäure, und die Methyl- oder A'thylester von Hydroxystearinsäuren, insbesondere der Methyl- oder Äthylester der 12-Hydroxystearinsäure. Es wird bevorzugt, daß das verseifbare Fettmaterial mindestens 5o Gew.-% Hydroxystearinsäure enthält. Mengen von mindestens 75 Gew.-% 12-Hydroxystearinsäure werden mehr bevorzugt.

Die 12-Hydroxystearinsäure mit handelsüblicher Reinheit kann geringere Mengen von anderen gesättigten Fettsäuren, wie Arachidonsäure und n-Nonadecansäure, sowie ungesättigten Fettsäuren, wie Palmitoleinsäure, Petrolselinsäure (Petroselinic-acid), Petrolselaidinsäure (Petroselaidic-acid), Elaidinsäure (Elaidic), Vaccensäure (Vaccenic-acid), und Gadoleinsäure (Gadoleic-acid), enthalten. Die Fettmaterialien, die von hydriertem Rizinusöl herrühren, aus dem das Glycerin entfernt worden ist, enthalten auch geringere Mengen von anderen Fettsäuren. So ist z.B. die Zusammensetzung eines solchen handelsüblichen Materials wie folgt: 86,5$ 12-Hydroxystearinsäure, 1% ölsäure, 2,5$ Rizinolsäure, 2% Palraitinsäure und 8$ Stearinsäure.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht, schließen die verseifbaren Fettmaterialien die Methyl- und A'thylester von Hydroxystearinsäure und insbesondere den Methylester der 12-Hydroxystearlnsäure ein. V/enn einer dieser Ester verwendet wird, dann ist die Reaktonsgeschwindigkeit bei der Umsetzung mit dem Verseifungs-

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mittel auf Metallbasis, z.B. Lithiumhydroxid, langsamer als bei der Umsetzung von 12-Hydroxystearinsäure mit z.B. Lithiumhydroxid. Somit wird die Herstellungszeit bei der Verwendung der Ester anstelle der Verwendung der Hydroxystearinsäure verlängert. Ferner wird der während der Verseifung gebildete Alkohol, z.B. das Methanol, während des Verfahrens verdampft. Er geht, wenn er nicht gewonnen wird,, verloren.

Obgleich das Verfahren der Erfindung absatzweise, halbkontinuierlich und kontinuierlich durchgeführt werden kann, wird die absatzweise Verfahrensführung bevorzugt.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Fette können verschiedene Additive der üblichen Art enthalten. Solche sind z.B. Korrosionsinhibitoren, Oxydationsinhibitoren, Mittel für extreme Drücke und Antiverschleißmittel. Diese Additive können entweder vor oder während des Abkühlungsprozesses zugesetzt werden. Die Zugabe erfolgt vorzugsweise _t \ίοϊιπ die Temperatur des Fettes zwischen etwa 1/f9°C (300°F) und etwa 37,8⁰C (100⁰F) liegt, und zwar geeigneterweise während der Abkühlungsstufe.

Die gewünschten Eigenschaften oder die gewünschte Sorte der Fette bezieht sich auf die physikalische Anordnung der Teilchen der Komponenten des Verdickungsmittels, der Additive - wenn vorhanden - und des Schmieröls. Die Natur und die Stabilität dieser Anordnung bestimmt das Aussehen, die Textur und die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Fettes. Das Aussehen bezieht sich auf solche Eigenschaften von Fetten, die sich durch die Inaugenscheinnahme ergeben, z.B. das Massenaussehen (bulk appearance), die Blüte, den Farben und den Glanz. Das Massenaussehen bezieht sich auf das sichtbare Aussehen des Fettes, wenn die ungestörte Oberfläche in einem opaken Behälter betrachtet wird. Die Blüte ist die gewöhnlich blaue oder grüne Oberflächenfarbe des Fettes, wenn es mit einem Winkel von etwa i+5° von der Oberfläche durch das reflektierte Tageslicht betrachtet wird. Die Farbe des Fettes ist die Schattierung und die Intensi-

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tat, die das Fett zeigt, wenn es bei solchen Bedingungen betrachtet wird, daß die Blüte ausgeschaltet ist. Die Intensität des Lichtes, das von einem Fett reflektiert wird, stellt den Glanz des Fettes dar. Die Textur ist die Eigenschaft des Fet- · tes, die beobachtet wird, wenn ein kleiner getrennter Teil zusammengepreßt und sodann langsam auseinandergezogen wird.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften, die sich auf die Sorte des Fettes beziehen, können nach den Angaben in 1970 Book of ASTM Standards, Part 17, Library of Congress Catalog Card Number 4O-IO712 bestimmt werden. Weitere Angaben hierüber finden sich z.B. in KLGI Spokesman (National Lubricating Grease Institute). Einige dieser Untersuchungen sind auch in.verschiedenen Arbeiten, z.B. Manufacture and Application of Lubricating Greases, C.J. Boner, Library of Congress Catalog Card Number 5^-11031» beschrieben.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiele für die Herstellung von Fetten auf Lithiumbasis:

Bei der Herstellung der in den Tabellen beschriebenen Fetten auf Lithiumbasis wurde nach der folgenden allgemeinen Arbeitsweise vorgegangen:

46,5 g handelsübliches Lithiumhydroxid wurden in einen 5j4~kg-Laboratoriumskessel mit elektrischer Beheizung gegeben, der mit im Gegensinn umlaufenden Sätzen von Rührern versehen war. Hierauf wurden 200 g Wasser zugesetzt und das erhaltene Gemisch wurde auf 93,3°^c (200⁰F) erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis sich das Lithiumhydroxid aufgelöst hatte. Sodann wurden 1975 g eines naphthenischen Öls langsam in den Kessel gegeben, wodurch die Temperatur des flüssigen Gemisches abfiel. Nachdem die Temperatur der Flüssigkeit in dem Kessel wieder auf 82,2°C (18O⁰F) angestiegen war, wurden in sechs ungefähr glei-

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-St

Teilen 300 g handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure zugesetzt. Danach wurde die Heizung verstärkt, wodurch Wasser abgetrieben wurde. Während dieses Vorgehens wurde die Flüssigkeit mäßig gerührt.

Nach dem Austreiben des Wassers aus dem Gemisch in dem Kessel wurde die Temperatur des Gemisches allmählich auf eine geeignete Spitzentemperatur erhöht. Sodann wurde die Heizung ausgeschaltet und das Gemisch wurde auf etwa 171 bis 177°C (3^fO bis 350⁰F) abkühlen gelassen. Bei dieser Temperatur wurden langsam in den gerührten Kessel 365 g des naphthenischen Öls, d.h. ein Verschnittöl, gegeben. An diese Zugabe schloß sich eine Zugabe " von 2213 g eines unterschiedlichen naphthenischen Öls, d.h. eines anderen Verschnittöls, an. Während der Zugabe dieser beiden Verschnittöle wurde genügend geheizt, daß die Temperatur der Dispersion nur auf etwa 1/f9°C (300°F) abfiel. Das resultierende Fett wurde 15 Minuten bei etwa 1^9⁰C gehalten und sodann auf 87,8⁰C (19C⁰F) abgekühlt und abgepackt. Sodann wurden Versuchsproben zur Bestimmung der Struktur des Fettes entnommen.

Das erste naphthenische Öl, das in zv/ei Teilen zugegeben wurde (1975 g und 365 g), hatte folgende Spezifikation: Viskosität bei 37,8⁰C (10O⁰F): 515 SUS, bei 98,9°C (210⁰F) 52,if SUS, API-Dichte bei 15,6⁰C (60⁰F) 19,6, Tropfpunkt: -23,3°C (-10⁰F), Anilinpunkt: 67,2°C (153⁰F). Das dritte zugegebene naphthenische Öl hatte die folgende Spezifikation: Viskositäten: bei 37,8⁰C (100⁰F) 59^5 SUS, bei 98,9°C (210⁰F) 135 SUS, API-Dichte bei 15,6⁰C (60⁰F) 17,3, Tropfpunkt: ~6,67°C (+20⁰F), Anilinpunkt: 85,O°C (185⁰F).

In der Tabelle I sind als Beispiel zahlreiche Versuche angegeben, die erforderlich waren, um den Spitzentemperaturbereich (in Figur 2 gezeigt) für eine Seife-Schmieröl-Masse, deren öl einen Anilinpunkt von 67,2⁰C (153⁰F) hatte, festzulegen. Es wurden weitere Versuche durchgeführt, wobei Öle mit einem großen Bereich von Anilinpunkten verwendet wurden, um die Werte zu erhalten, welche zur Aufstellung der Beziehungen der Figur 2

erforderlich waren,

-ΖΪ- 20982 9/0941

In Tabelle I sind auch die Schmelz- und Erstarrungspunkte von Seife-Schmieröl-Massen zusammengestellt, die mit einem Schmieröl mit einem Anilinpunkt von 67,2⁰C (153°^) hergestellt worden waren. Der Schmelzpunkt der Seife-Öl-Mischung betrug etwa 200,7°C (392,5⁰F). Das heißt, der Schmelzpunkt lag etwas höher als die Spitzentemperatur bei den Versuchen 3 bis 1Λ· Daraus geht hervor, daß sich die Erfindung auf ein Niedertemperaturverfahren bezieht. Dieser Schmelzpunkt ist auch als die Auflösungstemperatur bekannt, während der Erstarrungspunkt auch als Kristallisationstemperatur bekannt ist· Bestimmungsmethoden für den Schmelz- und den Erstarrungspunkt werden z.B. in der US-Patentschrift 2 652 366 beschrieben.

Die Versuche ?, 8, 9, 10, 11 und 12 der Tabelle I zeigen, daß bei den angegebenen Spitzentemperaturen ohne ein Mahlen oder dieBehandlung mit Scherkräften zufriedenstellende Fette hergestellt wurden, überraschenderweise hatten die Fette der Versuche 7, B, 9, 10 und 11 eine ausgezeichnete mechanische Stabil Iitat, d.h. der Unterschied zwischen der Durchdringung nach dem Walzen (ASTM Di831-6*f) und nach 60 Schlägen (ASTM D217-68) war weniger als 62. Bei diesem Versuch ist, je geringer der Differenzwert ist, desto größer die mechanische Stabilität.

Der Vergleich der Versuche 7 und 5 ergibt die kritische Wichtigkeit der oberen Begrenzung des Spitz'entemperaturbereiches. Im ersten Versuch lag eine Spitzentemperatur von 195»6⁰C (38*t°F) vor, während beim letzteren Versuch die Spitzentemperatur 196,1⁰C (385⁰F) betrug. Somit lag nur ein Unterschied von etwa 0,5⁰C vor, wobei aber das Fett des Versuches 7 ohne ein Vermählen zufriedenstellend war, während das Fett des Versuches 5 ohne ein Mahlen nicht zufriedenstellend war.

Wenn die Spitzentemperatur bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines Fettes auf Lithiumbasis an den Erstarrungspunkt der Seife-Öl-Masse herankommt, dann wird die Struktur des resultierenden Schmierfettes schlechter. So ergibt z.B. der Vergleich

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der Fette der Versuche 11 und 12, daß bei der Annäherung der Spitzentemperatur an den Erstarrungspunkt der ASTM-Durchdringungs-Wert nach 60 Schlagen von 295 auf 332 anstieg. Bei einer gegebenen Seifekonzentration ist, je niedriger die Durchdringungszahl ist, desto höher die Fettausbeute. Letzteres ist erwünscht. Der Vergleich der Versuche 12, 13 und ]l\. zeigt, daß, während Fette, die bei an den Erstarrungspunkt herankommenden Spitzentemperaturen hergestellt worden sind, zufriedenstellend sind, wenn sie vermählen werden, doch die resultierende mechanische Stabilität erheblich schlechter, als wenn bei höheren Spitzentemperaturen gearbeitet wird.

* Obgleich diese Erfindung sich auf ein Niedertemperaturverfahren zur Herstellung von Fetten bezieht, wurden zu Vergleichszwecken verschiedene Versuche bei Schmelztemperaturen durchgeführt. Der Versuch 1 zeigt somit ein Schmelztemperaturverfahren zur Herstellung eines zufriedenstellenden Fettes mit einer typischen mechanischen Stabilität unter Mahlen. Der Versuch 2 zeigt im Vergleich zum Versuch 1 die Notwendigkeit des Mahlens zur Herstellung eines zufriedenstellenden Fettes bei der Schmelztemperatur.

Die Versuche 3, kt 5 und 6 zeigen, daß zwischen dem Schmelzpunkt der Seife-Öl-Masse und der für die Erfindung erforderlichen Spitzentemperatur ein Temperaturbereich vorliegt, worin das resultierende Fett ohne ein Mahlen eine nicht-zufriedenstellende Struktur besitzt.

Während die in Tabelle Ϊ angegebenen Fette mit einem naphthenesehen öl hergestellt worden waren, wurden die Fette in der Tabelle II mit einem paraffinischen öl hergestellt. Der Vergleich der Versuche 15, 16, 17 und 18 in der Tabelle II zeigt, daß in nerhalb der Schmelz- und Erstarrungspunkte der Seife-Paraffinöl-Masse ein enger Spitzentemperaturbereich vorliegt, in welchem Schmierfette auf Lithiumbasis mit zufriedenstellender Struktur und ausgezeichneter mechanischer Stabilität ohne ein Mahlen oder

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eine Scherbehandlung hergestellt werden können. Diese Fette auf Lithiumbasis wurden in gleicher Weise hergestellt, wie es hinsichtlich der naphthenischen Fette der Tabelle I beschrieben wurde« Es wurde lediglich mit folgenden Ausnahmen gearbeitet: Es wurden anstelle der naphthenischen Öle paraffinische Schmieröle verwendet, zwei verschiedene paraffinische Öle wurden verwendet, bevor die Temperatur der Seife-Öl-Masse den Spitzentemperaturbereich erreicht hatte, und es wurde kein Verschnittöl verwendet.

Das erste paraffinische Öl, das zur Herstellung der Fette in Tabelle II verwendet wurde, hatte die folgenden Eigenschaften: Viskositäten: bei 37,8⁰C (10O⁰F) 5O8 SUS, bei 98,9°C (210⁰F) 6if,3-SUS, API-Dichte bei 15,6⁰C (6O⁰F) 30, Tropfpunkt: -17,8⁰C (0⁰F)i das zweite verwendete Öl hatte folgende Eigenschaften: Viskositäten: bei 37,8⁰C (1OO°F) 2900 SUS, bei 98,9⁰C (210⁰F) 165 SUS, API-Dichte bei 15,6⁰C (6O⁰F) 27,2. Der resultierende Anilinpunkt der vermischten Öle betrug 120,0⁰C

Der Vergleich der Versuche 19 und 20, 21 und 22 gemäß der Tabelle III zeigt, daß ein Mahlen der Fette, welche innerhalb des erfindungsgemäßen Spitzentemperaturbereiches hergestellt worden sind, die mechanische Stabilität des Fettes verringert. Die Versuche 19 bis 20 wurden mit einem naphthenischen Öl und die Versuche 21 bis 22 mit einem paraffinischen Öl durchgeführt.

Zwei Versuche, nämlich 23 und 2Zf, der Tabelle IV zeigen, daß Schmieröle mit erheblich unterschiedlichen Anilinpunkten zur Herstellung von zufriedenstellenden Schmierfetten auf Lithiumbasis gemäß der Erfindung verwendet werden können. Die mechanische Stabilität des in Versuch 2.1+ hergestellten Fettes betrug -1/f. Dies bedeutet aber nicht, daß das Fett'unzureichend war. Im Gegenteil, der Wert von -14- deutet darauf hin, daß das Fett beim Gebrauch steifer wird, was für manche Anwendungszwecke erwünscht sein kann.

• ■ -28-

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In den Tabellen I, II, III und IV wurden die Durchdringungen nach 60 Schlägen und nach 100 000 (100 M) Schlägen nach der ASTM-Norrn D217-68 bestimmt. Die Walzendurchdringung wurde nach der ASTM-Methode Di831-6^ über einen Zeitraum von 2/f Stunden bei 160 Upm und bei 65,6⁰C (150⁰F) bestimmt. Das Mahlen erfolgte unter Verwendung einer typischen Mühle, welche für die Endbehandlung von Fetten verwendet wird.

Es wurden weitere Schmierfette auf Lithiumbasis mit 6 bis 20 Gew.~% Lithiumseife hergestellt, wozu ein Fettmaterial verwen~ det wurde, welches 30 bis 90 Gew.~% Triglyceride enthielt, die sich von einem hydrierten Rizinusöl herleiteten. Der Rest war handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure. Es wurden analoge Ergebnisse wie bei den Versuchen erhalten, bei welchen die handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure eingesetzt wurde. Somit wurden unter Verwendung der vorstehend genannten Triglyceride Fette mit der gewünschten Struktur erhalten. Die Verwendung anderer Öle, z.B. synthetischer und natürlicher Herkunft, ergibt ebenfalls zufriedenstellende Fette.

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Tabelle I

Einfluß der Temperatur und des Mahlens auf die Eigenschaften der Fette ' (6% Lithiumseife und ein Schmieröl mit einem Anilinpunkt von 67,2 C (153 F)

Versuch Temperatur Mahlen ASTM-Durchdringung nach

Nr. ⁰C 60.Schlagen ·100 M Schlagen

Walzen

Mechanische Stabilität Δ Durchdringung Walzen - 60 Schläge

	1	210,0	ja	273	345 399	Textur mit Ölabtrennung
ro /"■%	2	210,0	nein	>400	nicht-homogen	Textur mit Ölabtrennung
SmmJ CO	-	200,2	nein	Schmelzpunkt (Lösungstemperatur)	Textur mit Ölabtrennung
CO ro	3	198,9	nein	Körnige	3"i5 356
co	4	196,7	nein	Körnige	307 314
O	5	196,1	nein	Körnige	294 " 324
CD	6	196,1	ja	,294	217 313
""*	7	195,6	nein	299	2S4 320
	8	194,4	nein	277	355
	9	193,9	nein	269	352 399
	10	193,3 '	nein	279	nicht-homogen
	11	192,2	nein	295	351 414
	12	191,1	nein	332	Erstarrungspunkt (Kristallisationstemperatur)
	13	185,0	nein	>400
	14	185,0	ja	311
	_	173,3

1)

Das Fettmaterial bestand aus handelsüblicher 12-Hydroxystearinsäure

126

62 15 47 44 41 60

67-103

£8

CD CJ

cn

-30-

Tabelle II

Einfluß der Temperatur und des Mahlens auf die Eigenschaften der Fette

(8% Lithiumseife und ein Schmieröl mit einem Anilinpunkt von 120,0 C (2^8F)

Versuch Temperatur Mahlen Nr. . ⁰C

iüSTM-Durchdringung nach

60.Schlägen 100 M Schlägen Walzen

Mechanische Stabilität A Durchdringung Walzen - 60 Schläge

O CO OO N> CO

15 16 17 18

208,9	Ja
203,3	nein
203,3	nein
198,9	nein
195,6
182,2

Schmelzpunkt (Lösungstemperatur) 3kZ ' 358 ■ >2fOO nicht-homogen

306 308

323 367

Erstarrungspunkt (Kristallisationstemperatur)

33

"14

50.

1)

Das Fettmaterial bestand aus handelsüblicher 12-Hydroxystearinsäure

Tabelle III
Einfluß des Mahlens auf die Eigenschaften von Fettenf'die gemäß der Erfindung hergestellt worden si

Versuch Spitzentemperatur Mahlen Nr. ⁰C

ASTM-Durchdringung nach

60 Schlagen 100 M Schlagen

Walzen

Mechanische Stabilität /\ Durchdringung Walzen - 60 Schläge

CD CO OO NJ CO -»» CJ CO

19 20 21 22

195,6 195,6 198,9 198,9

nein

nein

269	288	312
267	298	321
315	326	315
312	3H	326

60
O

ι} »

"■In den Versuchen 20 bis a wurden naphthenische Öle verwendet. In den Versuchen 22 bis 23 wurden

paraffinische Öle verwendet·

²^ Das Vermählen: erfolgte bei 2^6 kg/cm² (3500 ps:.)

*' Das Fettmaterial bestand aus handelsüblicher 12-Hydroxystearinsäure ^ Lithiumbasis

-32-

ts) CD N)

Tabelle IV
Einfluß des Anilinpunktes des Schmieröls auf die Eigenschaften der Fette

1) Z)

	Versuch Mr.	Anilin punkt	Spitzen temperatur	ASTM-Durchdringung 60.Schlägen 100	nach M Schlägen	Walzen	Mechanische Stabilität / Durchdringung Walzen - 60 Schläge
ro O CD 00 lh \	2.3 24	62,2 165,6	191,7 206,7	373 341	355 314	386 327	13 -14
> 9/ 0 9 U	1^ Das Fettmaterial 2.) ' Lithiumbasis	bestand aus	handelsüblicher 12-Hydroxystearinsäure

Beispiele für die Herstellung von Fetten auf Calciumbasis:

Bei der Herstellung des Fettes auf Calciumbasis in Versuch 1 der Tabelle wurde wie folgt verfahren:

600 g handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure wurden in dem vorstehend beschriebenen Kessel in 1000 g eines paraffinischen Öls aufgelöst, das auf 82,2⁰C (l80°F) erhitzt worden war. Zusammen mit einer genügenden Menge Wasser, daß eine dünne Paste erzielt wurde, wurden 90 g handelsübliches Calciumhydroxid zugesetzt. Diese Paste wurde zu dem erhitzten Säure-Öl-Gemisch in dem Kessel gegeben. Nachdem das V/asser verdampft war und die Temperatur des Gemisches 10Zf,Zf⁰C (220⁰F) erreicht hatte, wurden I36O g eines paraffinischen Öls langsam in das Seife-Öl-Gemisch von 109,Zf⁰C (229°F) gerührt. Als die Temperatur des Seife-Öl-Gemisches von 110,0⁰C (230⁰F) auf 121,1⁰C (2^0⁰F) angestiegen war, wurden 13OO g eines zweiten paraffinischen Öls allmählich zugegeben. Das £oriuirte Seife-Öl-Gernisch wurde weiter gerührt, bis es eine geeignete Spitzentemperatur, z.B. 129,Zf⁰C (265⁰F), erreichte. Der Mischanilinpunkt dieses Öls betrug z.B. bei der Spitzentemperatur 111,1⁰C (232⁰F). Bei dieser Temperatur wurde die Heizung abgeschaltet. Das Seife-Öl-Gemisch wurde gerührt, bis die Temperatur 121,1⁰C (25O⁰F) erreicht hatte. Bei dieser Temperatur wurden weitere 6Zf5 g des zweiten paraffinischen Öls langsam unter Rühren in das Gemisch "eingegeben. Bei 10Zf, Zf⁰C (220⁰F) wurden 5 g Dibutylparacresol als Oxydationsinhibitor eingerührt. Das Rühren wurde abgebrochen, als die Temperatur des Gemisches 93,3⁰C (200⁰F) erreicht hatte. Sodann wurde das Fett abgepackt» Später wurde das Fett untersucht. Der ASTM-Durchdringungs-Wert betrug nach 60 Schlagen beispielsweise 271· Ein solcher Wert ist als ausgezeichnet zu betrachten. Die Versuche 2 bis 7 wurden in analoger Weise wie Versuch 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß mit den ölen und Fettmaterialien gearbeitet wurde, die in der Tabelle gezeigt sind.

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- 3h -

Die auf diese Weise hergestellten, ausgezeichneten Fette wurden weder gemahlen noch einer Scherbehandlung unterworfen.

Das erste in zwei Teilen (1000 g und 1360 g) zugegebene paraffinische Öl hatte die folgende Spezifikation: Viskositäten: bei 37,8⁰C (100⁰F) 208 SUS, bei 98,9⁰C (210⁰F) Ifl,I₊ SUS. API-Dichte bei 15,6⁰C (6O⁰F) 31,7, Tropfpunkt: -17,8⁰C (O⁰F), Anilinpunkt: 107,8⁰C (226⁰F). Das zweite in zwei Teilen (1300 g und 6^-5 g) zugesetzte paraffinische Öl hatte die folgene Spezifikation: Viskositäten: bei 37,8⁰C (100⁰F) 508 SUS, bei 98,9⁰C (210⁰F) 6/f,3 SUS, API-Dichte bei 15,6⁰C (60⁰F) 30,0, Tropfpunkt:

-17,8⁰C (o°F), Anilinpunkt: 116,7⁰C (2Zf2°F).

Die Versuche 1 bis I₊₁ 6 und 7 der nachfolgenden Tabelle zeigen, daß ausgezeichnete Schmierfette auf Calciumbasis ohne ein Mahlen oder eine Scherbehandlung hergestellt werden können, wenn die Spitzentemperatur in die Fläche ABCD der Figur I₊ fällt. Der Vergleich -der Versuche 1, 3 und 6 zeigt auch, daß die bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten Fettmaterialien handelsübliches hydriertes Rizinusöl oder Gemische dieses Öls mit handelsüblicher 12-Hydroxystearinsäure und letztere Verbindung sein können. Der Versuch 5 zeigt auch, daß, wenn man bei der Herstellung eines Schmierfettes auf Calciumbasis eine Spitzentemperatur außerhalb der Fläche ABCD der Figur /f verwendet, das erhaltene Fett nicht ausreichende Eigenschaften besitzt.

Sämtliche ASTM-Durchdringungs-Zahlen der Tabelle weisen auf ausgezeichnete Fette hin. Bei einer gegebenen Seifekonzentration ist, je niedriger die Durchdringungszahl nach 60 Schlägen ist, desto höher die Fettausbeute· Letzteres ist erwünscht. Normalerweise unterscheidet sich die Durchdringungszahl nach 100 000 (100 M) Schlagen von derjenigen nach 60 Schlägen» Die Differenzen zwischen den Durchdringungen nach 60 Schlägen und nach 100 M Schlägen beim gleichen Versuch, berechnet aus den Durchdringungswerten, die in der Tabelle angegeben sind, sind für ausgezeichnete Fette typisch.

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In der Tabelle wurden die Durchdringungen nach 60 Schlagen und nach 100 M Schlagen nach der ASTM-Methode D217-68 bestimmt.

Zur Herstellung von Schmierfetten auf Calciumbasis mit den gewünschten Eigenschaften können auch andere Schmieröle mit Einschluß sowohl synthetischer als auch mineralischer Öle verwendet werden. Diese können paraffinischer, naphthenischer oder aromatischer Natur sein. Nach der Erfindung können ausgezeichnete Fette hergestellt werden, welche andere Seifenmengen, z.B. 0,10 bis 25,0 Gew.-%, enthalten.

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Tabelle

Einfluß der Temperatur auf die Eigenschaften des Schmierfettes auf Calciumbasis

Versuch Nr.

Fettmaterial

Anilinpunkt

Temperatur

ASTM-Durchdringung nach

60.Schlägen _ 100 M Schlägen

CO NJ CD ->^ O CO ■P-

A. 10 Gev/.-% Seife

C 1-3 tICC '

2 3

12 HSS¹ 12 HSS 12 HSS 12 HSS

1) 1) 1)

50% 12HSS 50% O^^;

Ϊ)

B. 12 (?ew.-% Seife 6 ²⁾ 7

116,7. 116,7 111,1 111,1

Π6,7

116,7 116,7

150,6 147,2 129,4 147,8

146,1

146,1 145,0

Abscheidung der Seife 358 ■ 283 271 251

271 247

300 313

312 301

343 289

12 HSS s 12-Hydroxystearinsäure

HRÖ = handelsübliches hydriertes Rizinusöl

Beispiele für die Herstellung von Fetten auf Natriumbasis:

Bei der Herstellung des Fettes auf Natriumbasis in Versuch 1 der Tabelle wurde wie folgt verfahren:

600 g handelsübliche 12-Hydroxystearinsäure wurden in dem beschriebenen Laboratoriumskessel eingebracht. Dazu wurden 16^|O g eines Schmieröls gegeben· Das Öl und die Säure wurden gerührt und auf 82,2⁰C (180⁰F) erhitzt. Bei dieser Temperatur wurde eine Natriumhydroxidlösung aus 85 g handelsüblichem Natriumhydroxid, gelöst in 200 g V/asser, zu dem gerührten und erhitzten Öl-Säure-Gemisch zugegeben» Nach Zugabe der Lösung wurde weiter gerührt und erhitzt, bis das V/asser abgetrieben worden war. Sodann wurden 620 g eines zweiten Schmieröls zugegeben. Während der Zugabe dieses zweiten Öls stieg die Temperatur von 129Λ°° (265°F) auf 160,0⁰C (320⁰F) an. Danach wurde das Erhitzen weitergeführt, wobei die Temperatur des gerührten Gemisches allmählich auf eine Spitzentcmporatur von 18O,6°C (357⁰F) anstieg. Der kombinierte Anilinpunkt dieser beiden Öle im Gemisch, das auf die Spitzentemperatur erhitzt war, betrug 67,2⁰C (153°F). Nach Erreichen der Spitzentemperatur wurde die Heizung abgestellt und das Gemisch wurde unter Rühren abkühlen gelassen. Als die Temperatur des Gemisches 157,2⁰C (315°F) erreicht hatte, wurden 2055 g eines dritten Schmieröls zugesetzt. Während dieser letzteren Zugabe des Öls fiel die Temperatur auf 121,1⁰C (250⁰F) ab. Das Rühren wurde weitergeführt, bis die Temperatur des Gemisches 79,Zf⁰C (175⁰F) erreichte. Bei dieser Temperatur wurde das Fett in Lagerungsbehälter abgefüllt. Danach wurden die notwendigen physikalischen Untersuchungen durchgeführt.

Das zuerst zugegebene öl (i6JfO g) hatte die folgende Spezifikation: Viskositäten: bei 37,8⁰C (100⁰F) 108 SUS, bei 98,9⁰C (210⁰F) 38,2 SUS. Anilinpunkt: 62,8⁰C (1 if5⁰F). Das zweite zugegebene Öl (620 g) hatte die folgende Spezifikation: Viskosi-

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- 3ο -

täten: bei 37,8⁰C (10O⁰F) 2525 SUS, bei 98,9°C (210⁰F) 87,2 SUS. Anilinpunkt: 77,8⁰C (172⁰F). Das dritte zugegebene Öl hatte, die folgende Spezifikation: Viskositäten: bei 37,8⁰C (10O⁰F) 59^5 SUS, bei 98,9⁰C (210⁰F) 135 SUS. Anilinpunkt: 83,9°C(l83^OF).

Die Versuche 2 und 3 der nachstehenden Tabelle wurden wie Versuch 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß mit den angegebenen Ölen und Fettmaterialien gearbeitet wurde.

Die Versuche 1 und 3 der nachstehenden Tabelle zeigen, daß ohne ein Mahlen oder eine Scherbehandlung ausgezeichnete Schmierfette auf Natriumbasis hergestellt werden können, wenn die Spitzen-" temperatur in die Fläche ABCD der Figur 6 fällt.

Der Versuch 3 zeigt auch, daß ein Gemisch aus hydriertem Rizinusöl und 12-Hydroxystearinsäure zur Herstellung eines ausgezeichneten Schmierfettes auf Natriumbasis ohne ein Mahlen oder eine Scherbehandlung verwendet werde: 1 kenn, wenn die bei der Herstellung des Fettes angewendete Spitzentemperatur in dem Bereich ABCD der Figur 6 liegt.

Der Versuch 2 zeigt, daß, wenn eine zu hohe Spitzentemperatur bei der Herstellung des Schmierfettes auf Natriumbasis angewendet wird, ein Fett mit nicht ausreichenden Eigenschaften erhalten wird. Das heißt", das Fett ist nach 100 000 (100 M) Schlagen zu weich. Dieses Fett hat nach 60 Schlägen einen Durchdringungswert von 3*f5· Die Durchdringungszahl sollte vorzugsweise aber erheblich niedriger liegen. Es ist erwünscht, eine niedrige Durchdringungszahl nach 60 Schlagen zu haben, da dies darauf hindeutet, daß eine hohe Fettausbeute erhalten werden kann. Dieses Fett hatte auch eine Durchdringungszahl von if38 nach 5OOO (5 M) Schlagen, welche zu hoch ist. Das bedeutet, daß das Fett zu weich ist.

In der Tabelle wurden die Durchdringungswerte nach 60 Schlagen, 5 M Schlagen und 100 M Schlagen gemäß der ASTM-Norm D217-68 bestimmt»

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Zur Herstellung von Fetten auf Natriumbasis mit den gewünschten Fetteigenschaften können auch andere Schmieröle mit Einschluß sowohl synthetischer als auch mineralischer Öle verwendet werden. Diese können paraffinischer, naphthenischer oder aromatischer Art sein. Nach dem Verfahren der Erfindung können auch ausgezeichnete Fette hergestellt werden, die andere Seifenmengen, d.h. 0,10 bis 2.3 Gew.~%, enthalten.

Tabelle

Einfluß der Temperatur auf die Eigenschaften von Fetten auf

Natriumbasis

Versuch Nr.
Spitzentemperatur,⁰C
Natriumseife, Gew,-%
Zusammensetzung des Fettmaterials 12-Hydroxystearinsäure Hydriertes Rizinusöl ' Anilinpunkt, ⁰C, des Öls ASTM-Durchdringungswerte nach 60 Schlagen
3 M Schlagen
100 M Schlagen

Handelsüblich

Die V/erte wurden geschätzt, da der Versuch nach 3 M Schlagen abgebrochen wurde.

1	6	2	8	3	,6
180,		212,		175
12		17		20
100		100		50
0	3	0	7	50	,7
68,		116,		116
2Zf2		3h3		309
2113		438	zu weich	3hh	2)
298		373

-Z₁O-

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Niedertemperaturherstellung von Schmierfetten auf Lithium-, Calcium- oder Natriumbasis, wobei ein verseifbares hydroxylhaltiges Fett mit einem wässrigen Verseifungsmittel in Gegenwart von mindestens einem Anteil des in dem Fett enthaltenen Schmieröls verseift wird, das erhaltene Verseifungsgemisch auf erhöhte Temperaturen gebracht wird, um die niedrigsiedenden Verseifungsnebenprodukte und

Ψ das zugesetzte Wasser zu verdampfen, worauf das Gemisch abgekühlt und gegebenenfalls mit weiterem Schmieröl versetzt wird, das zur Erzielung eines Fettes der gewünschten Eigenschaften benötigt wird, dadurch gekennzeichnet , daß man das verseifte Gemisch während des Mischens auf eine Spitzentemperatur in der Fläche ABCD der Figur 2 im Falle eines Schmierfettes auf Lithiumbasis, auf eine Spitzentemperatur in der Fläche ABCD der Figur 4 im Falle eines Schmierfettes auf Calciumbasis oder auf eine Spitzentemperatur in der Fläche ABCD der Figur 6 im Falle eine,s Schmierfettes auf Natriumbasis erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Verseifungsmittel auf Lithiumbasis, Lithiumhydroxid, Lithiumoxid und/oder Lithiumcarbonat, als Verseifungsmittel auf Calciumbasis Calciumhydroxid, Calciumoxid und/oder Calciumcarbonat und als Verseifungsmittel auf Natriumbasis Natriumhydroxid, Natriumoxid und/oder Natriumcarbonat verwendet.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß man als verseifbares Fett hydriertes Rizinusöl verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man ein verseifbares Fett verwendet, das mindestens 50 Gew -% Hydroxystearinsäure, vorzugsweise mindestens 75 Ge\>i.-% 12~Hydroxystearinsäure enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Schmieröl ein Petroleumöl mit einer Viskosität von 40 bis 6000 SUS bei 37,8° C und einem Anilinpunkt von 48,9 bis 182,2° C verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung eines Verseifungsmittels auf Lithiumbasis das verseifbare Fettmaterial mindestens 50 Gevi.-% Hydroxystearinsäure enthält und die Spitzentemperatur innerhalb der Fläche EFCD der Figur 2 liegt.

1. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß bei Verwendung eines Verseifungsraittels auf Lithiumbasis das verseifbare Fettmaterial mindestens 75 Gew.-% 12-Hydroxystearinsäure enthält und die Spitzentemperatur innerhalb der Fläche EFGH der Figur 2 liegt.

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