DE2264263A1 - Lithiumseifenschmierfett - Google Patents

Lithiumseifenschmierfett

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Description

• Hamburg,den 13 « Z'3'Jo
D 72 017 D 180 29.12.72
769/769
DEUTSCHE TEXACO AKTIENGESELLSCHAFT 2264263
ι 2 Hamburg
Mittelweg
Lithiumseifenschmierfett
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lithiumseifenschmierfett, welches neben der üblichen Schmierölgrundlage und herkömmlichen Schmierfettzusatzstoffen ein Verdickungsmittel enthält, das aus einer Lithiumseife, vorzugsweise einer Lithiumeeife einer Hydroxystearinsäure, und einem Alkaliborat, vorzugsweise einem Lithiumtetraborat, besteht.
Schmierfette sind bei vielen Anwendungen den Schmierölen überlegen.Sie werden beispielsweise eingesetzt, um den Zutritt störender Fremdstoffe durch ein Fettpolster zu vermeiden - Verwendung in Wälzlagern oder Stoffbüchsen um einen sehr geringen Schmiermittelbedarf sicher zu stellen - Verwendung an Achsköpfen,bei Lagern mit häufiger Betriebsunterbrechung -
um den Wartungsaufwand klein zu halten - Verwendung in schwer zugänglichen Lagern oder in Haushaltsmaschinenlagern oder
um den Sohmiermittelbedarf an Schmierstellen mit langsamen Gleitbewegungen,hohen Flächendrücken und/oder stark wechselnden Belastungen zu sichern - Verwendung z.B. an landwirtschaftlichen Geräten und Fahrzeugen -.
Von den einzelnen Schmierfett-Typen sind insbesondere Aluminium-,Calcium-,Natrium- und Lithiumseifenfette bekannt geworden. Lithiumseifenfette werden seit vielen Jahren in großem Umfang eingesetzt. Ihre grosse Verbreitung rührt daher, daß sie die
- 2 409828/0510
wesentlichen Vorteile von Calcium- und Natriumseifenfetten vereinigen. D.h. sie weisen eine gute Wasserbeständigkeit, niedrige Konsistenz bei tiefen Temperaturen und obere Gebrauchstemperaturen über 100 C auf.
Als zum Stande der Technik gehörig ist der in der DT-OS Nr. 2 157 207 beschriebene Erfindungsgegenstand zu erwähnen, nach welchem sich ein Lithiumseifenfett herstellen läßt. Das neben dem Schmieröl notwendige Verdickungssystem läßt drei Hauptbestandteile erkennen:
die Lithiumseife einer Hydroxyfettsäure mit 12 bis 24 C-Atomen,
das Lithiumsalz einer zweiten Hydroxyfettsäure mit 3 bis 14- C-Atomen
das Dilithiumsalz einer 4 bis 12 C-Atome enthaltenden Dicarbonsäure, wobei diese Dicarbonsäure wahlweise durch das Monolithiumsalz der Borsäure ersetzt sein kann.
Es hat sich aber gezeigt, daß in vielen Fällen, z.B. bei der Schmierung von Radlagern einiger PKW-Typen, die Temperaturbeständigkeit dieser Fette nicht mehr ausreicht. Besonders bei Fahrzeugen, die mit in der Nähe der Radlager angebrachten Scheibenbremsen ausgerüstet sind, hat man auf Gebirgsstrecken, die häufiges Abbremsen erfordern, Lagertemperaturen von 180 bis 2000C gemessen. Bei Verwendung von Lithiumseifenfetten herkömmlicher Art besteht in solchen Fällen die Gefahr, daß die Fette bei dieser Beanspruchung aus den Lagern auslaufen und u.U. die Scheibenbremsen verschmieren.
Ein weiteres Beispiel ist die Schmierung von Heißluftventilatorenlagern. Auch hier können Temperaturen von 150 bis 2000C in den Lagern erreicht werden. Lithiumseifenfette mit Tropfpunkten bis 2000C können zur Schmierung dieser Lager nicht mehr eingesetzt werden.
" 3 — 409828/051 0
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die bekannt gewordenen Nachteile herkömmlicher Lithiumseifenfette zu überwinden und ein Lithiumseifenfett zu schaffen, welches eine hohe Temperaturbeständigkeit bei der Schmierung von beispielsweise Wälzlagern aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Lithiumseifenschmierfett bestehend aus Schmieröl, üblichen Zusatzstoffen und einem konsistenzgebenden Verdickungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel eine Lithiumseife einer Hydroxyfettsäure mit 10 bis JO C-Atomen und ein Alkaliborat enthält.
Es wurde gefunden, daß die Temperaturbeständigkeit dieses verbesserten Lithiumseifenschmierfettes erheblich erhöht ist und sich eine deutlich gestiegene Beständigkeit gegenüber oxidativen Einflüssen neben längerer Schmierdauer ergibt.
Diese die Qualität des neuen Fettes bestimmenden Eigenschaften lassen sich auf die folgenden erfinderischen Maßnahmen zurückführen:
a) Einsatz einer langkettigen Hydroxyfettsäure, welche im fertigen Gemisch als Lithiumsalz vorliegt,
b) Einmischen geringer Mengen eines Alkaliborates, vorzugsweise eines Lithiumtetrabora'tes, in das Schmierfettgemisch.
Durch diese Maßnahmen wird ein Schmierfett erhalten, welches erst oberhalb 2000G, vorzugsweise im Bereich von etwa 2100C bis 300°C, schmilzt.
"üblicherweise setzen sich diese Schmierfette aus drei Hauptkomponenten zusammen:
der flüssigen Phase - das Grundöl dem Dickungsmittel
den Zusatzstoffen.
Die handelsüblichen Schmierfette enthalten normalerweise naphthenische Mineralöle, paraffinische öle oder such schwach raffinierte öle. Es ist aber auch üblich, vor allem, wenn Schmier-
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fette speziellen Beanspruchungen ausgesetzt werden, synthetische Flüssigkeiten, wie Polyalkylglykoie, Esteröle hergestellt aus zweibasischen Säuren und einwertigen Alkoholen oder aus einbasischen Säuren und mehrwertigen Alkoholen, Silicone, halogenierte Kohlenwasserstoffe oder Phenyläther, zu verwenden. Für das erfindungsgemäße Schmierfett werden bevorzugt Mineralöle und die dem Nachlauf der Alkylbenzolsynthese entstammenden Alkylbenzole verwandet.
Als Zusatzstoffe im Schmierfett sind Wirkstoffe und Schönungsmittel gebräuchlich. Unter Wirkstoffen werden z.B. Oxidations- und Korrosionsinhibitoren, Schmierfähigkeitsverbesserer und Hochdruckzusätze verstanden. Zur Verbesserung des Gebrauchswertes werden als Schönungsmittel Färb- und Geruchsstoffe zugegeben.
Erfindungswesentlich ist das Verdickungsmittel oder -system, welches aus einer langkettigen Fettsäure, dem zur Seifenbildung benötigten Alkalihydroxid, hier Lithiumhydroxid, und einem Alkaliborat besteht. Als Fettsäure werden Hydroxyfettsäuren mit 10 bis 30 C-Atomen verwendet. Bevorzugt wird die HydroxyStearinsäure, wobei die Hydroxylfunktion eich in 9-, 10- oder 12-Stellung befinden kann. Insbesondere kann eine 12-Hydroxystearinsäure verwendet werden, die durch Spaltung und Hydrierung aus Rizinusöl erhalten wurde und einen geringen Anteil weiterer Fettsäuren enthält. An Stelle der freien Hydroxyfettsäure kann auch das Glyzerid, beispielsweise 12-Hydroxyetearin, eingesetzt werden. Erfindungszugehörig ist auch die Verwendung von Hydroxystearsinsäuren, welche mit niederen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, isomeren Propanolen oder Butanolen verestert sind.
Als Alkaliborat werden die von der Ortho- und Metaborsäure abgeleiteten Salze, welche auch mit Kristallwasser vorliegen können, eingesetzt. Es hat sich gezeigt, daß vor allem die Lithiumborate die vorteilhaften Eigenschaften des neuen Schmierfettes bedingen. Das dem Borax analoge Lithiumsalz der Tetraborsäure wird, ggf. in seiner Kristallwaseer aufweisenden
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Modifikation, bevorzugt verwendet.
Es hat sich erwiesen, daß 5 bis 20 Gew.-% (bezogen auf den Gesamtschmierfettansatz) Lithiumseife und 0,1 bis 3 Gew.-% (ebenfalls bezogen auf den Gesamtschmierfettansatz) Alkaliborat im Verdickungsmittel ausreichend sind. Als bevorzugt werden 7,5 bis 15 Gew.-% Lithiumseife und 0,15 bie 0,75 Gew.-% Lithiumtetraborat angesehen.
Formulierung, Herstellung und Eigenschaften des neuen Schmierfettes werden durch die nachfolgenden Beispiele belegt:
Beispiel 1
Einwaage: 10,0 kg 12-Hydroxystearinsäure 1,5 kg LiOH-Monohydrat
0,5 kg Li2B4O7
88,0 kg Maschinenöl-Raffinat ,58cSt/50°C, naphthenba-
sich
Herstellung:
In einem geeigneten Rührwerksbehälter wurden 10,0 kg 12-Hydroxystearinsäure zusammen mit 25»0 kg Maschinenöl-Raffinat auf 850C erhitzt und anschließend mit 1,5 kg LiOH-Monohydrat, gelöst in 10 Liter kochendem Wasser, verseift. Während der Entwässerungsperiode bei 1000C wurden 0,5 kg Li^B^O« zugegeben. Nach erfolgter Entwässerung wurde die Temperatur des Kesselinhalts innerhalb von 2 Stunden auf 240°C gesteigert. Während des Aufheizens wurde ein weiterer Teil des Maschinenöls (25 kg) bei 155°C zugegeben. Das restliche öl wurde dem Ansatz nach Erreichen der Maximaltemperatur von 2400C zugegeben. Anschliessend wurde die Charge auf 6O0C kaltgerührt. Bei dieser Temperatur erfolgte mittels einer Korund scheibenmühle die Homogenisierung des Ansatzes.
Ergebnis:
Man erhielt auf diese Weise ein Schmierfett mit einem Tropfpunkt von 2650C, nach DIN 51801, einer Ruhpenetration von 272 mm/10 und einer Walkpenetration (60 Hübe) von 279 mm/10, sowie einer Walkpenetration nach 60000Hüben von 305 mm/10
409828/0510 . 6 -
- 6 nach DIN 51 804.
Beispiel 2
Einwaage: 10,00 kg 12-Hydroxystearinsäure-Methylester 1,55 kg LiOH-Monohydrat
0,25 kg Li2B4O7
50,00 kg Alkylbenzol - Nachlauf, 50 cSt/50°C 38,20 kg Zylinderöl, 30cSt/100°C
Bei gleicher Verfahrensweise wie im Beispiel 1 wurde ein Fett mit folgenden Eigenschaften:
Tropfpunkt, DIN 51801, 0C 274 Ruhpenetration,DIN 51804, mm/10 227 Walkpenetration,DIN 51804, 60 Hübe,
mm/10 238 Walkpenetration,DIN 51804,60000 Hübe
mm/10 256
Beispiel 3
Einwaage: 12,50 kg 12-Hydroxystearinsäure-Methylester 1,84 kg LiOH-Monohydrat
0,50 kg Li2B4O7
1,00 kg Phenyl-alpha-naphthylamin (Oxidationsschutz)
O»75 kg Zink-diamyldithiocarbamat (Korrosionsschutz) 83,41 kg Maschinenöl-Raffinat, 125 cSt/50°C Herstellung:
12,5 kg 12-Hydroxystearinsäure-MethylesJer wurden in Gegenwart von 50,0 kg Maschinenöl-Raffinat bei 80 C mit 1,84 kg LiOH-Monohydrat verseift. Nach Steigerung der Temperatur auf 115 C erfolgte der Zusatz von 0,5 kg LIpB4O7. Anschließend wurde der Ansatz innerhalb von 2,5 Stunden auf 245 C erhitzt und nach Erreichen der Temperatur zum Kaltrühren in einen mit Wasserkühlung ausgerüsteten Rührkessel übergepumpt. Hier erfolgte bei 1800C die Zugabe des Restöls (33,41 kg) und bei 980C die Zugabe der Additive. Nach weiterer Kühlung auf 680C bei intensivem Rühren wurde der Ansatz schließlich mittels einer Korundscheibenmühle homogenisiert und in einer Vakuumanlage entlüftet. Ergebnis:
- 7 -409828/0510
Tropfpunkt, DIN 5I8OI 0G 268
Ruhpenetration,DIN 51804,mm/10 219
Walkpenetration,DIN 51804, 60 Hübe,mm/10 225
11 60000 Hübe,
mm/10 2J8
- 8 409828/0510

Claims (7)

D 72 017 Patentansprüche
1. Lithiumseifenßchmierfett "bestehend aus Schmieröl, üblichen Zusatzstoffen und einem konstistenzgebenden Verdikkungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel aus einer Lithiumseife einer Hydroxyfettsäure mit 10 bis 30 C-Atomen und einem Alkaliborat besteht.
2. Schmierfett nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß das Verdickungsmittel aus Lithiumseife der Hydroxystearinsäure und Lithiumtetraborat besteht.
3· Schmierfett nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß das Verdickungsmittel die Lithiumseife der zuvor veresterten 12-Hydroxystearinseife enthält.
M-. Schmierfett nach einem der Ansprüche 1 bis 3 » d a durch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel die Lithiumseife der 12-Hydroxy-Stearinsäure, welche zuvor mit Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butylalkohol oder Glycerin verestert war, enthält.
5· Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a .durch gekennzeichnet, daß im Schmierfett 5 bis 20 Gew.-% (bezogen auf den Gesamtschmierfettansatz) Lithiumseife und 0,1 bis 3 Gew.-% (bezogen auf den Geeamtschmierfettansatz) Alkaliborat vorhanden sind.
6. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schmier-. fett 7,5 bis 15 Gew.-% Lithiumseife und 0,15 "bis 0,75 Gew.-% Alkaliborat vorhanden sind. - 9 -
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7. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel ein Gemisch von Lithiumseifen verschiedener Hydroxy-Stearinsäuren enthält.
409828/0510
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DE19747113B4 (de) * 1996-10-29 2011-03-10 Ntn Corp. Mit Schmierfett geschmiertes Wälzlager
CN108998147A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 汪健 一种12-羟基硬脂酸、硼酸复合锂预制皂润滑脂组合物及其制备方法

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