DE2553874A1

DE2553874A1 - Schmierfettmasse

Info

Publication number: DE2553874A1
Application number: DE19752553874
Authority: DE
Inventors: Jun George A Clarke; Gary L Harting
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1975-01-21
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1976-07-22
Also published as: US3940339A; CA1047021A; BR7508732A; FR2298598A1; GB1503340A; JPS51102001A; FR2298598B3

Description

255387A

DR. KARL TH. HKOFiL · DTPL.-ING. KLAUS DICKEL

PATENTANWÄL "T B

HAMBURG 50 GROSSB BERGSTRASSE 223 8 MÜNCHEN 60 JUUUS-KRBIS-STRASSE 33 POSTFACH 500662 TELEFON (O 4O) 39 62 85 TELEFON (O 89) 88 52IO

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Telegramm* Ad rosse: Doellnerpntent Hamburg

L J

Thr Zeichen: Unser Zeichen: 20OO Hamburg, den

H 2537 Dr.He/mk

SXXOK IiESEARGH AIlD
- ENGINEERING COMPAiTI

fflorham Park, New Jersey/ U.S.A.

ΰΟΗΙ-ΊΙΞΕΒΈΤΤΙ-IASSE.

Die Erfindung "betrifft eine Schmierfettmasse, die eine besondere Eignung zum Schutz von metallischen Oberflächen gegen Rost oder Korrosion in Gegenwart von Salzwasser aufweist. Die Echinierfettmasse enthält eine synergistische Kombination eines Yerdickungsmittels aus einem Lithiumkomplexfett, einem quaternären Ammo niumnitrit und einem Aminoimidazolin.

Es besteht ein erhöhter Bedarf an Pettmassen, die einen guten Schutz gegen eine durch Salzwasserkorrosion verursachte

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Postscheckkonto: Hamburg 2Θ12 2Ο-2Ο5 · Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 897

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Beschädigung ermö.glichen. Das Fett gemäß der Erfindung bewirkt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und besitzt dabei ungewöhnlich gute Hochtemperatureigenschaften.

In dem am 1. Kai 1973 erteilten amerikanischen Patent Nr.: 3,730,89b von William P. Scott'und Warren v/. Woods ist eine Ifettmasse beschrieben, die gute Eigenschaften bei niedriger Temperatur aufweist und hinsichtlich der Verhinderung von Rost wirksam ist. Die Masse besteht aus einem größeren Anteil eines synthetischen Kohlenwasserstoffschmiermittels, etwa einem monoalkylierten Benzol, einer fettbildenden Masse einer Lithiumseife einer Fettsäure,und einem das Rosten verhindernden Betrag einer Kombination von Bleinaphthenat, einem Dicaprylatderivat eines Fettsäureimidazolinalkyldiamin, und einem Dialkyldimethy1-quaternären-Ammoniumnitrat oder -Nitrit. In dem Patent ist angegeben, daß die Rc st Schutzkombination keinen Schutz in einer Salzwasserumgebung gibt, wenn sie in einem üblichen Erdölfett, das mit einer Lithiumseife angedickt ist,-verwendet wird. Als übliches Verdickungsmittel aus einem Lithiumseifenfett ist hier Lithium-12-Hydroxystearat angegeben.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein Fett, welches mit einem Fettverdickungsmittel hergestellt ist, das aus einem Komplex eines Li-thiumseife von Hydroxyfettsäuren mit 12 bis 24- Kohlenstoffatomen und Borsäure besteht,

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hinsichtlich des 3 chut ze ε; gegen üalzwasserkorrosion dadurch verbessert werden kann, daß man dem Fett eine korrosionsverhindernde Kombination eines Dialkyldimethylammoniumnitrits und eines Jimino imidazo lins beimischt.

Die quaternäre Immoniumnitritkomponente dec KorrosionsSchutzmittels besteht aus einem Dialkyldimethylammoniumnitrit,bei dem die Alkylgruppen 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Besonders bevorzugt ist ein Dialkyldimethylammoniumniti'it, das sich von Kokosnussöl ableitet und etxira 55 "bis 70 % Alkylgruppen mit 12 bis 14- Kohlenstoffatomen enthält. ß±n besonderes Beispiel eines solchen Dialkyldimethylammoniumnitrits, das als Dieocosdimethylammoniumnitrit bezeichnet werden kann, enthält folgende Mischung aliphatischer Gruppen.

Verteilung der aliphatischen Gruppen in %

C₈ 5

C₁₄ 20

^C16 ⁹

Oleyl 6

Linoleyl 8

Linolenyl 1

Der andere Bestandteil der korrosionsverhindernden Kombination besteht aus einem. Aminoimidazolin folgender allgemeiner Struktur:

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11 ' C

E-C CH

E'

In dieser Formel "bedeutet η eine Zahl von 2 "bis 6, vorzugsweise von 2 bis 3 j E bedeutet eine gesättigte oder ungesättigte aliphatisch^ Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 22,vorzugsweise mit 12 bis 18,Kohlenstoffatomen, und E' bedeutet entweder Wasserstoff oder eine Allcylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen. Als "Beispiele für E seien genannt Hexyl, Octyl, Decyl, Decenyl, 2-Äthylhexenyl, Octadecyl, Tetradeceiiyl, Behenyl, und Octadecenyl. Beispiele für E' sind Methyl, Butyl, Octyl und Dodecyl. Vorzugsweise besteht E' aus wasserstoff, und η in der oben angegebenen Formel besitzt den Wert 2.

Ein spezielles Beispiel eines Imidazolin der oben angegebenen Formel, das in den Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet wird, besteht aus einem handelsüblichen 1-(2-Aminoäthyl)-2-n-Alkenyl-2-imidazolin der folgenden Formel:

E-C

In dieser bedeutet E Heptadecenyl - und Heptadecadienyl-

■ ...5

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Ketten in. einem Molverhältnis von etwa 1:1. Das Imidazolin kann auch als gemischtes Heptadecenyl-Heptadecadienylimid azolinäthylendiamin bezeichnet werden.

Dem Fett werden etwa 1 bis 4 Gewichte-% des quaternären Ammoniumnitrits und etwa 0,5 bis 2 Gew.-% des Aminoimidazoline,berechnet auf die gesamte Fettmasse, zugesetzt, um den gewünschten Schutz gegen Salzwasserkorrosion zu erzielen. "Vorzugsweise werden etwa 1,2 bis etwa 2 Gew.-% des quaternär en Ammoniumnitrits und etwa 0,7 bis etwa 1,3 Gew.-% des Aminoimidazolins dem Fett beigefügt.

Das gemäß der Erfindung verbesserte Lithiumkomplexfett ist in dem am 11. September 1973 erteilten amerikanischen Patent ITr. 3ί753,4Ό7 von Gary L. Harting beschrieben.

Die bei der Herstellung des Fettes gemäß der Erfindung verwendete Hydroxy fett säure hat etwa 12 bis 24-, für gewöhnlich etwa 1G bis 20, Kohlenstoffatome. Es handelt sich vorzugsweise um Hydroxystearinsäure, beispielsweise 9-Hydroxy-, 10-Hydroxy-, oder 12-HydroxyStearinsäure; besonders um die letztere. Rizinolsäure, die eine ungesättigte 12-Hydroxystearinsäure mit einer Doppelbindung in der 9-10 Stellung darstellt, kann ebenfalls verwendet werden. Als weitere Hydroxyfettsäuren seien 12-Hydroxybehensäure und 10-Hydroxypalmitinsäure genannt.

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Wenn eine sekundäre Hydroxy carbonsäure zusammen mit Borsäure und einer Hydroxyfettsäure verwendet wird, soll es eine solche sein, die eine Hydroxylgruppe an einem Kohlenstoffatom aufweist, das nicht mehr als 6 Kohlenstoff atome, von der Carboxylgruppe entfernt ist. Eine solche Säure besitzt 3 bis 14 Kohlenstoff atome und kann entweder eine aliphatische i^äure sein, wie Milchsäure, 6-Hydroxycaprinsäure, 3-Hydroxybuttersäure, 1-Hydroxycapronsäure, 4-Hydroxybuttersäure, oder 6-HydroxyalphahydroxyStearinsäure, oder eine aromatische Säure wie Parahydroxybenzoesäure, salicylsäure, 2-Hydroxy-4-Hexy!benzoesäure, Met ahydroxybenzoe säure, 2,5-Dih.ydroxybenzoesäure (Gentitansäure), 2,6-Dihydroxybenzoesäure (Gammaresorcinsäure), ^--Hydroxy-^-methoxybenzoe säure, oder eine Hydroxyaromatische aliphatische Säure wie Orthohydroxyphenyl-^ Metahydroxyphenyl-, oder Parahydroxyphenylessigsäure. Cycloaliphatische Hydroxysäuren wie Hydroxycyclopentylcarbonsaure oder Hydroxynaphthensäure lassen sich ebenfalls verwenden. Besonders wertvolle Hydroxysäuren sind Milchsäure, Qä.icylsäure und Parahydroxybenzoesäure. - -

Anstatt der Verwendung der freien Hydroxysäure des letzteren Typs kann man bei der Herstellung des Fettes auch niedere alkoholische Ester, beispielsweise den Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- oder sekundären Butylester der betreffenden käure verwenden, beispielsweise HethylÄLicylat, um das , wenn es unlöslich ist, besser zu dispergieren. Die

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Menge des Lithiumsalzes der Hydroxysäure liegt zwischen etwa 0,1 "bis etwa 10 Gew.-% der fertigen Fettes, vorzugsweise zwischen 0,2 und etwa 5 Gew.-%. Man kann das Monolithium- oder das Dilithiumsalz der sekundären Hydroxysäure verwenden, das Dilithiumsalz ist jedoch vorzuziehen.

Der Gesamtgehalt des Fettes an oeife und Salz soll innerhalb einer Größenordnung von etwa 2 bis 30 Gew.-% , vorzugsweise zwischen etwa 5 und 20 Gew.-% liegen. Das Verhältnis der Hydroxyfettsäure mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen zu Borsäure soll innerhalb einer Größenordnung von 3 bis 100 Gewichtsteilen oder gewöhnlich zwischen etwa 5 und SO Gewichtsteilen Hydroxyfettsäure auf ein Gewichtsteil Borsäure liegen, üin Gewichtsverhältiiis von etwa 0,1 bis 10, oder gewöhnlich von etwa 0,5 bis etwa 5 Teile der sekundären Hydroxycarbonsäure auf 1 Gewichtsteil Borsäure soll im Fall der Herstellung von Fetten aus den drei .Säurekomponenten vorliegen.

Das Grundschmieröl, das bei der Herstellung der Fettmasse gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, kann irgendein üblicherweise verwendetes Mineralöl sein$ es soll im allgemeinen eine Viskosität innerhalb der Größenordnung von 35 bis 200 SUS bei 99°C haben.

Das Fett kann durch gemeinsame Imeutralisation aller drei 8äurearten hergestellt werden, oder auch in der tfeise, daß man

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zunächst die Borsäure und die Hydroxyfettsäure zusammen neutralisiert, und dann das Lithiumsalz der sekundären Hydroxycarbonsäure bildet.

BEISPIEL (einschließlich Vergleichsversuche)

Unter Verwendung des Verfahrens, wie es in Beispiel 2 der amerikanischen Patentschrift 3,758,4-07 beschrieben ist,wird ein Fett hergestellt, wobei als Verdickungssystem eine Kombination von Dilithiumsalicylat, Lithium 12-hydroxystearat und lio no lithiumbor at verwendet wird. Als Oxidations-verhütendes Mittel wird dem Fett Phenylalphanaphthylamin zugesetzt, Zu einem Teil des Fettes wird als rostverhinderndes Kittel eine Kombination von Dicocosdimethylammoniumnitrit und die Mischung aus Heptadecenyl- und Heptadecadienylimidazolinäthylendiamin, wie oben beschrieben, zugesetzt. Ein zweiter Teil des Fettes enthielt lediglich Dialkyldimethylammoniumnitrit,und ein dritter Teil des Fettes enthielt lediglich das oben erwähnte Imidazolin als rostverhindernden Bestandteil. Schließlich wurde noch eine zusätzliche Fettmasse hergestellt, die sowohl das Hitrit als auch das Imidazolin enthielt; doch bestand das Fettverdickungsmittel nur aus der Lithiumseife der 12-Hydroxystearinsäure.

Alle vier oben beschriebenen Fettmassen wurden einem Salzwasserkorrosionstest unterworfen. Dieser Test war eine

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Hodifisation des in AUTri-B-1743 angegebenen -Verfahrens. Die Testabänderung bestand in dem Ersatz einer 5/'oigen bzv/. 10bigen Lösung sj'nthe ti sehen Üeewassers in destilliertem wasser, wie es in dem ASTM-Verfahren D-665-1P 135 beschrieben ist, anstelle des beim Originalverfahren benötigten destillierten Wassers.

Dine weitere Abänderung bestand in der Lagerung der angefeuchteten gefättigten Lager während 24 Stunden bei 52 G anstelle einer Lagerung während 14 Tagen bei 25°C, wie es im üriginalverfahren angegeben ist. Das verwendete Beurteilungssystem war jedoch das gleiche, wie es in der ASTIu-Vorschrift angegeben ist. Die erhaltenen Resultate sind in der folgenden l'abelle I zusammengestellt, die auch die Zusammensetzung Jedes der getesteten J'ette angibt. Die wiederholten i'mmmern sind die Ergebnisse wiederholter Versuche.

!TABELLj) 1

Fett

Zusammensetzung in g 1 2 3 4

12 HydroxyStearinsäure 91 91 91 100

Lithiumhydroxydmonohydrat 41 41 41 15

Borsäure 5 8 8-

nethylsalicylat 41 41 41

Solvent oOO Iseutralöl 811 811 811 852

Phenylnaphthylamin 8 8 8 8

Dicocosdimethylammoniumnitrit 15 15 - 15

Aminoimidazolin *) 10 - 10 10

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TABEIiLE I ; Fortsetzung

*■) gemischtes Heptadecenyl- und Heptadecadienylimidazolindiamin.

Fett

Eostbewertung ( nach ASTM D '	17^3;1	1	2	3	3	⁴	,1,
5%iges synthetisches		1
Seewasser	1,1,1,		3,3		,3	1,1
	1,1,1,			3		2,2	,3,
10%iges Synthetisches
Seewasser	1,1,1	-	,3	2,2
	2,2,2, 2			3,3

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daß Fett 1, das gemäß vorliegender Erfindung hergestellt ist, eine deutliche Überlegenheit im Vergleich zu den drei anderen Fetten zeigt. Fett Nr.1 gibt acht ausgezeichnete Beurteilungen bei dem Test mit 5%igem synthetischen Seewasser, wobei eine Beurteilung mit 1 keinerlei Korrosion bedeutet, während ein deutliches Rosten bei den Versuchen festzustellen war, bei denen entweder ein oder das andere der beiden Komponenten der eine Korrosion-verhütenden Kombination gemäß der Erfindung weggelassen wurde. (Vergl. Fette Nr. 2 und Nr.30 Das Fett Nr.4· enthielt die Kombination der korrosionsverhindernden Verbindungen; aber es handelte sich um ein einfaches Lithiumseifenfett, was ausserhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung liegt.

...11

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Zusätzlich zu der Kombination der rost- oder korrosionsverhindernden Stoffe gemäß der Erfindung kann die Fettmasse auch, noch verschiedene andere übliche Fettzusätze enthalten, wie es für den Fachmann selbstverständlich ist. Solche Zu sätze sind Farbstoffe, Oxidationsverhinderer, Geruch-verän dernde Stoffe, die Klebrigkeit erhöhende Verbindungen, Höchst—Druckzusätze, und dergleichen.

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Claims

1. Schmierfettmasse mit hohem Tropfpunkt, die in der Lage ist, Metallflächen gegen Salzwasserkorrosion zu schützen, welches in der Hauptsache ein mineralisches Schmieröl enthält, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 2 "bis 30 Gew.-% eines Verdickungssystems, dessen Hauptbestandteile aus einer Lithiumseife einer Hydroxyfettsäure mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und einem Monolithiumsalζ von Borsäure bestehen, wobei 3 bis 100 Gewichtsteile Hydroxyfettsäure auf 1 Gewichtsteil Borsäure vorhanden sind, ferner durch eine gegen Salzwasserkorrosion beständige Menge einer Kombination eines Dialkyldimethylammoniumnitrit, bei dem die Alky!gruppe 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist und eines Aminoimidazolins der allgemeinen Formel:

¥ ■ CHp

Il I^

β- σ -

in der η etwa 2 bis 6 bedeutet, E eine aliphatische

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Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, und E¹ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß E¹ in der Formel Wasserstoff darstellt und η die Zahl 2 bedeutet.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verdickungssystern als dritte Komponente ein Lithiumsalz einer sekundären Hydroxycarbonsäure mit 3 bis 14 Kohlenstoffatomen enthält, wobei die Hydroxygruppe an einem Koh lenstoffatom sitzt, das nicht mehr als 6 Kohlenstoff atome von der Carboxylgruppe entfernt ist, wobei ein Gewichtsverhältnis von etwa 0,1 bis etwa 10 Teilen der sekundären Hydroxycarbonsäure auf 1 G-ewichtsteil Borsäure vorhanden ist.

4. Fettmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Hydroxycarbonsäure Salicylsäure darstellt.

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5. Fettmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxyfettsäure 12-Hydroxystearinsäure darstellt.

6. Fettmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß das Dialkyldimethylammoniumnitrit ein solches ist, "bei dem die Al kylgruppen in der Hauptsache 12 bis 14 Kohlen stoffatome enthalten.

7. Fettmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminoimid azolin ein Gemisch Heptadecenyl-Heptadecadienylimidazolinäthylendiamin darstellt.

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