DE3126593A1

DE3126593A1 - "schmiermittel und neue celluloseetherester

Info

Publication number: DE3126593A1
Application number: DE19813126593
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 4000 Düsseldorf Broggrefe
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1983-01-13

Description

"Schmiermittel und neue Celluloseetherester" Es ist bekannt, Mineralöle und sogenannte Esterschmier-Ole durch Zusatz von bestimmten Verbindungen so zu verdicken, daß sie auch bei höheren Temperaturen in ausreichendem Maß an die zu schmierenden Stellen gelangen. Für Mineralöl ist die Verwendung von Lithiumsalz der Hydroxystearinsäure ueblich.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine neue Klasse von Verbindungen zu finden, die sowohl zur Verdickung von Mineralölen als auch Esterschmierolen in gleicher Weise geeignet ist.
Die Aufgabe wurde gelOst durch Zusätze zu Mineralöl und/oder Esteröl, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als verdickungswirkende Mittel 5 bis 20 S an Fettsäureestern von Cellulose und von Celluloseethern enthalten mit der Maßgabe, daß der Fettsäurerest 12 bis 22 Kohlenstoffatome und der Etherrest 1 bis 3 Kohlenstoffatome sowie gegebenenfalls eine OH-Gruppe aufweist.
Die für den erfindungsgemäßen Zweck einsetzbaren Ester der Cellulose mit Fettsäuren von 10 bis 22, insbesondere 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, sind bekannte Verbindungen.
Sie können hergestellt werden durch Umsetzung von Cellulose mit den entsprechenden Säurechloriden.
Weiterhin sind ftlr den erfindungsgemäßen Zweck geeignet gemischte Celluloseetherester mit 0,1 bis 2,0 Methyl-oder Ethylethergruppen und 2,9 bis 1,0 Estergruppen, wobei die Estergruppen ausgewählt sind aus der Gruppe Myristin, Palmitin und Stearin. Sie kennen nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Auch ist es möglich, als Ethergruppe Hydroxyethylgruppen bzw. Hydroxypropylgruppen in der vorstehend angegebenen Menge zu verwenden.
Die OberfUhrung der Celluloseether'in die entsprechenden Celluloseetherester erfolgt - wie im Falle der Celluloseester - durch Umsetzung mit Fettsäurechloriden. FUr die bevorzugten Methyl- und Ethylether der Cellulose werden demnach bevorzugt die Myristin-, Palmitin- und Stearinsäurechloride eingesetzt. Es ist auch möglich, die Cellulosehydroxyalkylether mit diesen oder auch anderen Fettsäurechloriden mit 10 bis 12 oder 20 bis 22 Kohlenstoffatomen zur Reaktion zu bringen. In diesem Fall reagiert allerdings auch die OH-Gruppe der Ethergruppe mit dem Säurechlorid, und es werden alle OH-Gruppen in Fettsäureestergruppierungen überführt.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierfette kann ausgehen von Mineralöl, das ftlr diesen Zweck bekannt ist und sowohl aliphatische als auch aromatische und naphthenische Bestandteile enthält oder aber von sogenannten synthetischen Esterölen, die aus Veresterungsprodukten von Polyolen wie Pentaerythrit, Glycerin-, Trimethylolpropan oder deren Gemischen, gegebenenfalls unter Zusatz von Diolen wie Ethylenglykol oder Diethylenglykol, mit Fettsäuren mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bestehen. Die Einarbeitung der erfindungsgemäß einzusetzenden Celluloseester bzw. Celluloseetherester ist einfach. Nach einer kurzen Quellzeit und RUhren bei erhöhten Temperaturen von etwa 100 bis 170° C wird die anfallende Masse auf einer geeigneten Einrichtung wie etwa einem Walzenstuhl homogenisiert.
Die Prüfung der mechanischen Stabilität von mit Celluloseester verdickten Schmierietten durch eine verlängerte Walkung ergab für Cellulosemyristat oder Cellulosestearat in Mineralöl etwa die gleichen Walkpenetrationswerte wie bei handelstiblichem Lithiumseifenfett. Eine geringe Erhöhung war teilweise festzustellen. Bei allen erfindungsgetnäß verdickten Schmierfetten erfolgte nach Beendigung der mechanischen Beanspruchung wieder eine Konsistenzrückstellung. Die labscheidung bei verlängerter Walkung erbrachte technisch sehr günstige Werte. Die PrUfung nach DIN 51807 ergab bei allen Celluloseester-Schmierfetten eine gute Wasserbeständigkeit.
Die Prüfung der thermischen Stabilität durch einwöchiges Lagern der verdickten Fette bei 1000 C zeigte, daß Werte der Ruhepenetration bei den mit Cellulosemyristat und Cellulosestearat verdickten Fetten entweder besser oder zumindest aber vergleichbar mit den Werten sind, die man bei handelsUblichen mit Lithiumseifen verdickten Fetten findet.
Neben den erfindungsgemäß einzusetzenden Verdickungsmitteln können den Schmierfetten die in der Technik sonst üblichen Zusätze wie Gleitmittel, Mittel zur Erhöhung des Lastaufnahmevermögens, Stabilisatoren, Reinigungsmittel und dergleichen zugefUgt werden.
Beispiele Ausgangsmaterial: Die Celluloseester von längerkettigen Fettsäuren (Stearinsäure, Palmitinsäure, Myristinsäure) wurden hergestellt nach den Angaben in der Zeitschrift "Industrial and Engineering Chemlstry" März 1951, S. 684-688. In analoger Weise wurden die sowohl Esterals auch Ethergruppen im MolekUl enthaltenden Cellulosederivate durch Reaktion von Methylcellulose bzw.
Hydroxyethylcellulose hergestellt. Eingesetzt wurde Methylcellulose mit einem DS von 1,7 und einer Viskosität von 12 000 mPa.s und eine Hydroxyethylcellulose mit einem M.S. 2,2 und einer Viskosität von 400 bzw. 5 000 mPas,.gemessen bei 200 C nach Brookfield.
Als Ausgangsmaterial fUr die Herstellung der eigentlichen Schmierfette wurden in den Beispielen Mineralöl (65 S Paraffine, 30 S Naphthene, 5 % Aromaten) sowie ein Esteröl (Pentaerythrit-tetraisopalmitat) verwendet.
Jeweils 10 g der Cellulosederivate wurden zunächst im O1 suspendiert und vorgequollen. Dann wurde unter Rühren auf 1500 C <Celluloseester) oder 500 C (Celluloseetherester) bis zur Beendigung der Quellung erhitzt. Anschließend wurde die Mischung auf einem Dreiwalzenstuhl homogenisiert.
Im nachfolgenden sind die Kenndaten der Schmierfette durch die Werte für die Ruhepenetration und Walkpenetration gemäß DIN 51804, den Tropfpunkt gemäß DIN 51801 sowie die olabscheidung wiedergegeben.
Im einzelnen gilt hier: Ruhepenetration DIN 51804 (= PR) Die Probe wird mit dem Spatel unter möglichst geringer mechaniacher Beanspruchung luftblasenfrei in das PrUfgefäß gefUllt. Die Spitze des Viertelkonus wird mit dem Penetrometer so eingestellt, daß sie die Oberfläche der im Prüfgefäß befindlichen Probe eben berührt. Für eine Prüfdauer von 5 Sekunden wird die Arretierung der Konusführungsstange gelöst, so daß der Viertelkonus unter dem Einfluß seines Gewichtes in die Probe einsinken kann. Die Einsinktiefe wird in Zehntel-Millimeter gemessen und anschließend auf die Konuspenetration umgerechnet.
Walkpenetration DIN 51804 (= PW) Die Schmierfette werden in einem Schmierfett-Kneter innerhalb einer Minute gleichmäßig 60mal gewalkt, anschließend wird die Penetration wie oben beschrieben gemessen.
Bestimmung des Tropfpunktes DIN 51801 (= TP) Die in einem Nippel befindliche Probe wird erhitzt, bis sie genügend weich ist, so daß ein Tropfen aus dem Nippel abfällt.
Bestimmung der blabescheldung In einer Kurzzeitprüfung wird in Anlehnung an DIN 51804 nach einer Prüfdauer von 24 Std. bei einer gleichmäßigen Temperatur von 1000 C die Menge an Ol bestimmt, die sich unter Prüfbedingungen aus dem zu prüfenden Fett abscheidet und sich nach Ablauf der Prüfdauer im Ölauffangbehälter befindet.
Im folgenden sind tabellarisch die Beispiele 1 bis 4 aufgeführt, wobei jeweils 10 S des Esters eingesetzt wurden. In der Tabelle 1 sind die Ester mit dem Fettsäurerest und dem Acylierungsgrad (= AG) charakterisiert.
Jeweils gesondert für Mineralöl und Esteröl folgen die Werte für den Tropfpunkt (TP), die Ruhepenetration (PR) und die Walkpenetration (PW).
In der Tabelle 2 ist in Abhängigkeit von Celluloseester die ölabscheidung nach verlängerter Walkung wiedergegeben. Es bedeutet DH Doppelhube des Prüfgeräts.

Tabelle 1

Celluloseester Mineralöl Esteröl

AG TP PR PW TP PR PW

Laurat 2,5 135 406 458 106 343 354

Myristat 2,4 124 260 271 123 309 317

Palmitat 1,8 72 396 388 73380388

2,4 150 336 354 102 380 378

Stearat 1,7 148 347 384 118 377 369

2,0 78 342 388 78 249 320

2,6 146 272 284 126 348 340

Tabelle 2

Mineralölfette

Celluloseester verlängerte Walkunq Olabscheidung

AG pW60DH pW105 DH nach 24 Std./100° C

Myristat 2,4 271 302 1,4 S

Stearat 2,6 286 294 2,6 S

Beispiel 5 Eine Hydroxyethylcellulose (400 mPa#s) wurde mit Stearinsäurechlorid bis zu einem Acylierungsgrad von 1,8 bis 2,7 umgesetzt und zu 10 S in Mineralöl und Esteröl eingearbeitet. Es wurden folgende Werte ermittelt: Mineralöl: TP: 34 - 410 C; PR 340 - 450; PW > 450 Esteröl: TP: 36 - 520 C; PR 350 - 450; PW > 440 Beispiel 6 Es wurde eine Hydroxyethylcellulose (5 000 mPa#s) mit Laurinsäurechlorid bzw. Stearinsäurechlorid bis zu einem Acylierungsgrad von 1,9 - 2,4 umgesetzt.

Bei dem Laurinsäureester wurde im Esteröl (10 lig) gefunden: TP: 36 - 520 C; PR 350 - 450; PW - 440 Bei dem Stearinsäureester wurde in Mineralöl (10 %ig) gefunden: TP: 61 - 690 C; PR 400 - 436; PW 448- 474.
Beispiel 7 Eine Methylcellulose (12 000 mPa s) wurde mit Stearinsäurechlorid bis zu einem Acylierungsgrad von 1,3 umgesetzt. In Mineralöl bzw. Esteröl (jeweils 10 %ig) wurde gefunden: Mineralöl: TP: 6 700C; PR 350; PW 360 Esteröl: TP: 1100 C; PH 280, ?W 300.

Claims

Fatentansorüche 0 1; Schmierfette auf Basis von Mineralöl und/oder Esteröl als Schmiermittel, einem Verdickungsmittel und gegebenenfalls Ublichen Schmierfettzusätzen, dadurch 8ekennzeichnet, daß sie als Verdickungsmittel 5 bis 20 % an Fettsäureestern von Cellulose oder von Celluloseethern enthalten mit der Maßgabe, daß der Fettsäurerest 12 bis 22 Kohlenstoffatome enthält und der Etherrest 1 bis 3 Kohlenstoffatome sowie gegebenenfalls eine OH-Gruppe aufweist.
2) Gemischte Celluloseetherester mit 0,1 bis 2,0 Methylethergruppen und 2,9 bis 1,0 Estergruppen ausgewählt aus der Gruppe Myristin, Palmitin und Stearin.
3) Schmierfette auf Basis von Mineralöl und/oder Esteröl gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Oehalt an Celluloseestern mit 0,1 bis 2,0 Methyl-oder Ethylethergruppen und 2,9 bis 1,0 Estergruppen, ausgewählt aus der Gruppe Myristin, Palmitin und Stearin.