DE3607887A1

DE3607887A1 - Verfahren zur herstellung von erdalkaliboratdispersionen

Info

Publication number: DE3607887A1
Application number: DE19863607887
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Hiratsuka Kanagawa Inoue; Yoshiharu Yokosuka Kanagawa Nose
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1986-09-11
Also published as: US4683126A; GB2173419A; JPS61204298A; CA1252015A; GB2173419B; JPH0564198B2; GB8605625D0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Erdalkaliboratdispersionen, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Erdalkaliboratdispersionen, in denen äußerst feine Boratpartikel gleichförmig dispergiert sind.

L·' Erdalkaliborate besitzen Reinigungs- und Dispersions-, Säureneutralisierungs-, Hochdrck-, Antireibungs- und Antiabriebs-, Antikorrosions- und Antirosteigenschaften; sie werden ebenso für multifunktionelle Additive für Brennöle und Schmieröle gehalten. Ferner werden sie auf dem Gebiet der Rostschutzfarben für die Umwelt nicht verunreinigende Rostschutzpigmente für sehr vielversprechend gehalten, wobei dieses Mittel Rostschutzpigmente vom Blei- oder Chromtyp ersetzt. Wenn Erdalkaliborate jedoch als Additive für Heizöle, Schmieröle oder Rostschutzmittel verwendet werden, werden sie, wenn die Erdalkaliborate in Pulverform verwendet werden, nicht gut dispergiert sondern setzen sich in den Heizölen, den Schmierölen oder den Lösungsmitteln ab, wobei sie wegen ihrer übermäßig großen Partikelgröße ihre Wirkungen nicht mehr ausüben können; überdies ist es wahrscheinlich, daß sie Reibung und dergleichen innerhalb des Systems verursachen. Deshalb ist es nötig„ die Erdalkaliborate als Additive in einer solchen Dispersionsform zu verwenden,daß sie in äußerst feiner Partikelform gleichförmig in einem Verdünnungsmittel (oder einem verdünnenden Lösungsmittel) , ohne aus diesem auszufallen, dispergiert sind.

In dem US-Patent 3,679,584 ist ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dispersion von Erdalkaliboraten beschrieben, wobei ein an Erdalkalikarbonat überbasisches Erdalkalisulfonat (diese Bezeichnung wird in Spalte 2, Zeilen 9 bis 14 in obigem Patent definiert), Borsäure

und ein Erdalkalihydroxid in einem Mineralöl oder einem verdünnendem Lösungsmittel unter Einblasen von Kohlendioxid erhitzt und umgesetzt wird; in dem US-Patent 3,829,381 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein an Calciumkarbonat überbasisches Petroleumcalciumsulfonat mit Borsäure in einem Mineralöl umgesetzt wird.

Die nach diesem Verfahren hergestellten Erdalkaliboratdispersionen besitzen in der Dispersion jedoch ein niedriges molares Verhältnis von Bor zu Erdalkalimetallen bei gleichzeitig unbefriedigendem Hochdruck- und Korrosionsschutzverhalten. Da die Zusammensetzungen, nämlich die Dispersionen, Erdalkalikarbonat, beispielsweise CaI-ciumkarbonat, enthalten,nimmt die Partikelgröße des Erdalkalikarbonats bei längerer Verwendungszeit der Dispersion zu, wobei die Gesamtbasenzahl, gemessen nach der Salzsäuremethode, niedriger als bei der Messung nach der Perchloratmethode ist. Als eine gleiche Erdmetallboratdispersion beschreibt die japanische Offenlegungsschrift Nr. 39702/76 ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung einer Alkaliboratdispersion und einer Erdalkaliboratdispersion. Bei diesem Verfahren wird neutrales Alkali- oder Erdalkalisulfonat mit einer Erdalkalibase und Kohlendioxidgas in einem inaktiven Kohlenwasserstofflösungsmittel umgesetzt, wobei ein überbasisches Sulfonat gebildet wird, das dann mit 2 bis 6 Molteilen Borsäure je 1 Molteil Erdalkalikarbonat kontaktiert wird, das in dem überbasischen Alkali- oder Erdalkalisulfonat enthalten ist, wobei dieses in einem inaktiven oleophilen Reaktionsmedium unter Bildung einer Erdalkaliboratdispersionen geschieht,

30 die dann mit einer Alkalibase kontaktiert wird.

Bei obigem Verfahren zur Herstellung einer Erdalkaliboratdispersion müssen jedoch zwei Reaktionsstufen durchgeführt werden, bei denen ein neutrales Sulfonat zunächst überbasisch gemacht und*¹ dann mit Borsäure umgesetzt wird.

Ein weiteres Problem bei diesem Verfahren besteht darin, daß es unmöglich ist, in der zweiten Stufe den Calciumboratgehalt in der auf diese Weise gebildeten Erdalkaliboratdispersion zu regeln, und daß der Gehalt begrenzt wird durch den Erdalkalikarbonatgehalt in dem überbasischen SuIfonat, das in der ersten Stufe des Reaktionsverfahrens hergestellt wird.

Wie beschrieben sind die vorbekannten Verfahren zur Herstellung von Erdalkaliboratdispersionen in verschiedener Weise bezüglich der Eigenschaften der verfahrensgemäß erhaltenen Erdalkaliboratdispersionen nachteilig. Erfindungsgemäß wurde ein ausgezeichnetes Verfahren zur Herstellung von Erdalkaliboratdispersionen aufgefunden, bei dem eine Dispersion von Erdalkaliborate erhalten wird, die ausgezeichnete Eigenschaften besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein sehr einfaches

p Verfahren zur Herstellung von Erdalkaliboratdispersionen

zur Verfügung zu stellen, wobei die Dispersionen das Borat in äußerst feiner Partikelform enthält und ein hohes molares Bor/Erdalkalimetallverhältnis, ausgezeichnete Reinigungs- und Dispersionseigenschaften, Hochdruckeigenschaft, Antireibungs- und Antiabriebseigenschaften, Äntikorrosions- und Antirosteigenschaften aufweist, wobei das Verfahren nur eine Reaktionsstufe zum Erhalt der Dispersion benötigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Erdalkaliboratdispersion verläuft über zwei Stufen: (I) Umsetzung einer Mischung der folgenden Bestandteile

(A) bis (E):

(A) 100 Gewichtsteile eines öllöslichen neutralen Erdalkalisulfonats,

(B) 10 bis 100 Gewichtsteile eines Erdalkalioxids oder -hydroxids,

(C) 0,5- bis 6,5fache Molmenge Borsäure, bezogen auf Bestandteile (B),

(D) 5 bis 50 Gewichtsteile Wasser und

(E) 50 bis 200 Gewichtsteile eines verdünnenden Lösungsmittels zum Erhalt einer Reaktionsmischung

bei 20° bis 100° C, und

(II) Erhitzen der auf diese Weise erhaltenen Mischung auf 100° bis 200° C zur Entfernung von Wasser und, falls nötig, eines Teils des verdünnenden Lösungsmittels.

Das Verfahren wird im folgenden näher erläutert. Bestandteil (A),der in Stufe (I) dieser Erfindung (nachstehend als die Reaktionsstufe bezeichnet) benutzt wird, ist ein öllösliches neutrales Sulfonat (normales Salz) eines Erdalkalimetalls; als Bestandteil (A) kann ein Erdalkalisalz einer alkylaromatischen Sulfonsäure mit einem Molekulargewicht von ungefähr 300 bis 700 verwendet werden.

Zu alkylaromatischen Sulfonsäuren zählen (Petroleum-)Erdölsulfonsäuren und synthetische Sulfonsäuren. Die Erdölsulfonsäuren, die dabei benutzt werden, können durch Sulfonieren von alkylaromatischen Verbindungen in der Schmierölfraktion von Mineralöl erhalten werden. Zu synthetischen Sulfonsäuren zählen solche, die durch Sulfonieren von Alkylbenzolen mit 1 oder 2 geraden oder verzweigten Alkylgruppen hergestellt, und die Nebenprodukt bei der Waschmittelherstellung sind, oder durch Alkylierung von Benzol mit einem Polyolefin erhalten werden; sie umfassen auch sulfonierte Alkylnaphtaline wie sulfoniertes Dinonylnaphtalin. Zu den verwendeten Erdalkalimetallen zählen Magnesium, Calcium und Barium. Neutrales Sulfonat eines Erdalkalimetalls bedeutet ein chemisch äquivalentes Salz der zuvor beschriebenen alkylaromatischen Sulfonsäure und des Erdalkalimetalls; es wird beispielsweise durch direkte Umsetzung einer alkylaromatischen Sulfonsäure mit einem

wässrigen Hydroxid eines Erdalkalimetalls oder durch Umsetzung einer alkylaromatischen Sulfonsäure mit einem wässrigen Hydroxid eines Erdalkalimetalls unter Bildung eines Erdalkalisulfonats erhalten, worauf das gebildete Sulfonat mit einem Salz, beispielsweise Halogenid, eines Erdalkalimetalls unter Erhitzen kontaktiert wird.

Als neutrales Erdalkalisulfonat als Bestandteil (A) kann eine der Verbindungen verwendet werden, die unter den Handelsnamen Surchem 301 (Surpass Co.), Ca6945 (Kimes Co.), NA-SUL-729 (Vanderbilt Co.), PETRONATE 25c (Witco), Moresco Amber-SC-45N (Matsumura Sekiyu), Sulfol Ca 45 N (Matsumura Sekiyu) und ähnliche vertrieben werden.

Das neutrale Erdalkalisulfonat als Bestandteil (A) ist in Lösungen in Mineralölen zugänglich. Erfindungsgemäß ist das Gewicht des Bestandteils (A) als das Gewicht des neutralen Sulfonats eines Erdalkalimetalles allein angegeben, weil das als Lösungsmittel verwendete Mineralöl in dem verdünnenden Lösungsmittel als Bestandteil (E) enthalten ist.

Der Bestandteil (B) in der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe ist ein Hydroxid oder Oxid eines Erdalkalimetalls, wie Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid und Bariumoxid. Das Erdalkalimetall in dem Bestandteil (B) kann gleich oder verschieden von dem sein, das in dem Bestandteil (A) enthalten ist.

Die Menge an Bestandteil (B), die in der Reaktionsstufe verwendet wird, beträgt 10 bis 100 Gewichtsteile, vorzugsweise 20 bis 50 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile Bestandteil (A). Ist die Menge an Bestandteil (B) kleiner als 10 Gewichtsteile, ist der wirksame Basenwert des gebildeten Erdalkaliborats niedrig; die Antireibungs- und Antiabriebseigenschaften des gebildeten Borats sind schlecht; wenn die Menge an Bestandteil (B) 100 Gewichts-

teile übersteigt ist der Bestandteil (B) nicht gleichförmig in dem verdünnenden Lösungsmittel als Bestandteil (E) dispergiert, so daß die Partikelgröße des gebildeten Erdalkaliborats unterwünscht erhöht wird.

Der Bestandteil (C) in der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe ist Borsäure. Die Menge (in Mol) an Bestandteil (C), die in der Reaktionsstufe eingesetzt wird, beträgt das 0,5- bis 6,5fache, vorzugsweise das 1,0- bis 6,0fache der Menge (in Mol) an Bestandteil (B). Durch Verändern der Menge an Bestandteil (C) innerhalb der angegebenen Bereiche werden Erdalkaliborate mit verschiedenen Erdalkalimetall/Borverhältnissen erhalten. Ist die Molmenge an Bestandteil (C) kleiner als die 0,5fache Menge, bleibt das Erdalkalihydroxid als Bestandteil (B) teilweise unumgesetzt; ist die Molmenge an Bestandteil (C) größer als das 6,5fache, bleibt unerwünschterweise die Borsäure als Bestandteil (C) teilweise unumgesetzt.

Der Bestandteil (D) in der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe ist Wasser. Durch Vermischen der Bestandteile

(D) in der Reaktionsstufe, kann das gebildete Erdalkaliborat in äußerst feiner Partikelform erhalten werden, wodurch diese Partikel in dem verdünnenden Lösungsmittel gleichmäßig dispergiert werden können. Die Menge an Bestandteil (D), die in der Reaktionsstufe eingesetzt wird, beträgt 5 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 15 bis 40 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile Bestandteil (A). Wird Bestandteil (D) nicht zugesetzt, bleibt eine große Menge Ausgangsmaterial unumgesetzt; in der Reaktionsmischung sind grobkörnige große Partikel vorhanden; übersteigt die Menge an Bestandteil (D) 50 Gewichtsteile, wird ein Erdalkalimetallborat in grober und großer Partikelgröße erhalten; darüber hinaus dauert die weiter unten beschriebene Entwässerungsstufe sehr lange. Unterschreitet die Menge an Bestandteil (D) 5 Gewich^steile, wird die Reaktivität der

_ Q —

Bestandteile (A) bis (C) erniedrigt und die Reaktionszeit unerwünscht lange ausgedehnt.

Der Bestandteil (E) in der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe ist ein verdünnendes Lösungsmittel und kann normalerweise ein nicht polares organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 60° C oder höher sein. Zu Bestandteilen (E) zählen aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol, Petroleumlösungsmittel wie Benzin, Ligroin, Lösungsbenzin (mineral spirit), Reinigungslösungsmittel und Stoddard-Lösungsmittel, Gasolin Kerosin, Leichtöl und Schmierölfraktionen von Mineralöl. Wie beschrieben zählt zum Bestandteil (E) auch ein Mineralöl, daß als Dispersionsmedium für neutrale Salze eines Erdalkalimetalls verwendet wird, die die Bestandteile (A)

15 sind.

Die Menge an Bestandteil (E) in der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe beträgt 50 bis 200 Gewichtsteile, vorzugsweise 100 bis 150 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile Bestandteil (A). Unterschreitet die Menge an Bestandteil

(E) (gemischt) 50 Gewichtsteile,besitzt die gebildete Dispersion des Erdalkaliborats eine wesentlich erhöhte Viskosität; übersteigt die Menge an Bestandteil (E) (gemischt) 200 Gewichtsteile,vermindert sich die wirksame Konzentration an Bestandteilen.

Obgleich lösende Verdünnungsmittel (bzw. verdünnende Lösungsmittel) als Bestandteil (E) ursprünglich als Mischung mit (A) als Dispersionmedium für den Bestandteil (A) verwendet wird, kann es darüberhinaus mit einem verdünnenden Lösungsmittel das gleich oder verschieden von dem genannten Dispersionsmedium ist, bei Bedarf in dieser Reaktionsstufe vermischt werden.

In der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe werden die beschriebenen Mengen der Bestandteile (A) bis (E) gemischt und dann unter sorgfältigem Rühren bei einer Reaktions-

temperatur von 20°bis 100° C, vorzugsweise 70° bis 95° C, umgesetzt. Erfindungsgemäß kann die Reaktion gut innerhalb des obigen Temperaturbereiches bei Normaldruck durchgeführt werden. Obgleich die Reaktionszeit nach Bedarf gewählt werden kann, beträgt sie normalerweise 2 bis 8 Stunden und vorzugsweise 3 bis 5 Stunden.

Die erhaltene Reaktionsmischung wird dann in der Stufe 2 (II) (im folgenden als Entwässerungsstufe bezeichnet) behandelt. Die Reaktionsmischung wird auf 100° bis 200° C, vorzugsweise 110° bis 150° C unter fortgesetztem Rühren erhitzt und zur Entfernung des Wassers aus dem System normalerweise 1 bis 2 Stunden gehalten. In dieser Entwässerungsstufe werden das Wasser, das Bestandteil (D) ist, das in der Reaktionsstufe zugemischt wurde, und das Wasser, das während der Reaktionsstufe gebildet wurde, entfernt, wobei gleichzeitig die Wassermenge zur Hydratisierung des gebildeten Erdalkaliborats eingestellt werden kann. In dieser Entwässerungsstufe kann ein Teil des verdünnenden Lösungsmittels, das der Bestandteil (E) ist, ebenfalls entfernt werden, wenn es gewünscht wird. Dieses hängt von der Verwendung der gebildeten Erdalkaliboratdispersion nach der Erfindung ab. Wird beispielsweise die Dispersion als Additiv für Brennöle oder Schmieröle verwendet, wird bevorzugt ein Teil des verdünnenden Lösungsmittels in der Entwässerungsstufe entfernt, um die Dispersion in konzentrierter Form zu erhalten, während, wenn die Dispersion als Antirostmittel in Verdünnung verwendet werden soll, es nicht nötig ist, in der Entwässerungsstufe das verdünnende Lösungsmittel zu entfernen.

Obwohl die Erdalkalxboratdispersion durch obige Reaktion und Entwässerung erhalten werden kann, kann die Dispersion weiter gereinigt werden, indem man nicht umgesetzte Bestandteile in geeigneter Weise wie beispielsweise durch Filtrieren entfernt.

Auf diese Weise kann erfindungsgemäß eine Erdalkaliboratdispersion mit ausgezeichneten Eigenschaften in einer sehr einfachen einstufigen Reaktionsstufe erhalten werden.

Die erfindungsgemäße Erdalkaliboratdispersion enthält normalerweise 5 bis 30 Gewichtsprozent Erdalkaliborat (mit Gehalt an Hydrationswasser). Dieser Gehalt kann frei geändert werden, indem man die Mischungsverhältnisse von (B), einem Erdalkalihydroxid oder -oxid, und (C),Borsäure zu (A), einem neutralen SuIfonat eines Erdalkalimetalls in der Reaktionsstufe ändert, oder indem man einen Teil von (E), einem verdünnenden Lösungsmittel, in der Entwässerungsstufe entfernt.

Es wurde befunden, daß diese Erdalkaliboratdispersion ein Bor/Erdalkalimetallverhältnis (molar) bis zu etwa 0,8-6 aufweist, gemessen hinsichtlich der Zusammensetzung der gesamten Dispersion. Das Bor ist im Bestandteil (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten, während das Erdalkalimetall in den Bestandteilen (A) und

(B) enthalten ist. Ein Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist es, eine Erdalkaliboratdispersion zu erhalten, die ein solch hohes Bor/Erdalkalimetallverhältnis (molar) aufweist. Das erfindungsgemäß hergestellte Erdalkaliborat hat die folgende Zusammensetzung:

25 " MO-xB₂O₃-yH₂O

(wobei M ein Erdalkalimetall, χ eine positive Zahl zwischen 0,5 und 3,0 und y eine positive Zahl zwischen 1,0 und 5,0 sind.)

Der Wert für χ in der obigen Formel wird grob bestimmt durch das Mischungsverhältnis von Bestandteil (B) zu Bestandteil (C) in der erfindungsgemäßen Reaktionsstufe. In dieser Reaktionsstufe kann, wenn das Molverhältnis von Bestandteil (C)/Bestandteil (B) etwa 2x ist, ein Erdalkaliborat des"MOZB₂O, Verhältnisses von χ als Hauptbestandteil erhalten werden. Andererseits kann der

y-Wert geändert werden, indem man die Temperatur und die Zeit zur Wasserentfernung in der Entwässerungsstufe verändert.

Die Partikelgröße des erfindungsgemäß erhaltenen Erdalkaliborats beträgt 1000 A oder weniger, normalerweise

O O

500 A oder weniger und vorzugsweise 200 A oder weniger. Ein weiteres Kennzeichen dieser Erfindung ist es, äußerst feine Erdalkaliboratpartikel herzustellen.

Da die Erdalkaliboratdispersion gemäß Erfindung ausgezeichnete Reinigungs- und Dispersionseigenschaften, Hochdruckeigenschaften, Antireibungs- und Antiabriebseigenschaften, Antikorrosions- und Antirosteigenschaften aufweist, kann es in feiner Form oder mit einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt als Additiv für Petroleumprodukte wie Brennöle und Schmieröle oder als Antirostadditiv für korrosionsverhindernde Farben eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1

100 Gewichtsteile eines synthetischen neutralen CaI-ciumsulfonats (das in 100 Gewichtsteilen einer Schmierölfraktion gelöst ist), 32 Gewichtsteile Calciumhydroxid, 53,6 Gewichtsteile Borsäure (2-fache Menge (in Mol) des Calciumhydroxids), 20 Gewichtsteile Wasser und 20 Gewichtsteile eines Reinigungslösungsmittels mit einem Siedepunktbereich von 150°bis 175° C wurden gemischt und 4 Stunden unter gründlichem Rühren bei Normaldruck und einer Reaktionstemperatur von 85° C umgesetzt. Die resultierende Reaktionsmischung wurde dann auf 120° C erhitzt und unter Rühren eine Stunde lang auf dieser Temperatur gehalten, um das Wasser und einen Teil des Lösungsmittels, d. h. des Reinigungslösungsmittels, aus dem System zu entfernen.

Die Reaktionsmischung wurde dann filtriert, wobei eine Calciumboratdispersion als Filtrat erhalten wurde.

Diese Calciumboratdispersion enthielt 24 Gewichtsprozent Calciumborat (einschließlich Hydratationswasser); die Analyse der Dispersion ergab folgende Werte:

Ca 7,7 Gewichtsprozent

s 1,6 Gewichtsprozent

B 3,8 Gewichtsprozent

B/Ca 1,83 (Molverhältnis)

Gesamtbasenwert nach der Salz säuremethode 180 10 Gesamtbasenwert nach der

Perchloratmethode 175

Die Gesamtbasenzahl wurde gemäß JIS K2501 5.2.2 "Potential Difference Titration Method" (Salzsäuremethode) und JIS K2501 5.2.3 "Potential Difference Titration Method" (Perchloratmethode) gemessen. Das Calciumborat in dieser Calciumboratdispersion hatte eine durchschnittliche Zusammensetzung von CaO-B₃O₃*2H₂O und eine mittlere Partikelgröße von 100 bis 200 A.
Beispiel 2
100 Gewichtsteile synthetisch neutrales Calciumsulfonat (gelöst in 100 Gewichtsteilen der Schmierölfraktion), 19 Gewichtsteile Calciumoxid, 62 Gewichtsteile Borsäure (3,Ofache (in Mol) Menge des Calciumoxids), 26 Gewichtsteile Wasser und 40 Gewichtsteile Reinigungslösungsmittel mit einem Siedepunktsbereich von 150° bis 170° C wurden vermischt und unter Rühren und Normaldruck 4,5 Stunden bei einer Reaktionstemperatür von 80° C gehalten. Die gebildete Reaktionsmischung wurde dann auf 130° C erhitzt und bei dieser Temperatur eine Stunde fortlaufend zur Entfernung von Wasser und Reinigungslösungsmitteln gerührt, das Teil des Verdünnungslösungsmittels ist.

Dann wurde die auf diese Weise behandelte Reaktionsmischung filtriert, wobei eine Calciumboratdispersion erhalten wurde. Diese Calciumboratdispersion enthielt 25

Gewichtsprozent Calciumborat (auf einschließlich Hydratationswasser) ; die Analyse ergab folgende Werte: Ca 6,2 Gewichtsprozent

S 1,7 Gewichtsprozent

5 B 4,0 Gewichtsprozent

B/Ca 2,34 (Molverhältnis)

Gesamtbasenzahl nach der Salz säuremethode 138 Gesamtbasenzahl nach der 10 Perchloratmethode 144

Die Gesamtbasenzahlen wurden gemäß Beispiel 1 gemessen.

Das Calciumborat in dieser Calciumboratdispersion hatte eine durchschnittliche Zusammensetzung von 2CaO-3B₂O₃-5H₂O und eine mittlere Partikelgröße von bis 400 A.
Vergleichsbeispiel 1

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Dispersion von Calciumborat mit dem Unterschied hergestellt, daß kein Wasser zugesetzt wurde.

Die auf diese Weise erhaltene Reaktionsmischung enthielt große Mengen nicht umgesetzter Materialen und grobe große Partikel; das Filtrat nach Filtrieren der obigen Mischung gemäß Beispiel 1 ergab folgende Analysenwerte:

Ca 1,6 Gewichtsprozent

S 2,0 Gewichtsprozent

B 0,1 Gewichtsprozent oder

weniger Hieraus geht hervor, daß eine Calciumboratdispersion ohne Zugabe von Wasser nicht hergestellt werden kann. Beispiel 3 und Vergleichsbeispiele 2 und 3

Der folgende Versuch wurde durchgeführt,um die Antirosteigenschaft einer„Dispersion eines Erdalkalimetalls

nach der erfindungsgemäßen Methode aufzuzeigen.

Eine verdünnte Antirostzusammensetzung wurde durch Zusatz von 50 Gewichtsteilen Mikrowachs (Schmelzpunkt: 82° C) , 50 Gewichtsteilen eines Lanolinderivates, und 200 Gewichtsteilen einer Mineralfraktion (Mineral spirit) (Siedepunkt: 150°bis 200° C) als Lösungsmittel zu 135 Gewichtsteilen der Calciumboratdispersion gemäß Beispiel 1 hergestellt. Mit dieser Zusammensetzung wurde der unten beschriebene Salzsprühtest durchgeführt; die Ergebnisse

10 werden in Tabelle 1 wiedergegeben. Salzsprühtest

Eine Stahlplatte (75 χ 150 mm) wurde mit der Zusammensetzung beschichtet und als Teststück verwendet; der Test wurde durchgeführt, als die Dicke des getrockneten Films 105 - 15 μΐη in Übereinstimmung mit JIS K2246 betrug. Die Zahlenwerte in Tabelle 1 geben die Zeit (Stunden) zwischen dem Aufsprühen und der Rostbildung an.

Zum Vergleich wurde das Verfahren nach Beispiel 3 mit dem Unterschied durchgeführt, daß das neutrale Calciumsulfonatsalz, das als wirksames Antirostmittel bekannt ist, durch die Calciumboratdispersion ersetzt wurde; auf diese Weise wurde eine Vergleichsprobe (Vergleichsbeispiel 2) erhalten; diese Probe enthielt dispergiert mittels einer Sandmühle Bariumborat (Partikelgröße: 1-3μΐη) , wobei das Bariumborat im Vergleich zu anderen Antirostpigmenten von Borattyp ausgezeichnete Antirosteigenschaft aufwies; dieses Material ist das Vergleichsbeispiel 3.

Die beiden Vergleichsbeispiele wurden dem gleichen Salztest wie in Beispiel 1 ausgesetzt. Die Ergebnisse der Versuche und die Zusammensetzungen der Antirostmittel werden ebenfalls in Tabelle 1 wiedergegeben. Beispiele 4 und 5, Vergleichsbeispiele 4 und 5

Die folgenden Versuche wurden durchgeführt, um die Antireibungs- und Antiibriebseigenschaften einer erfindungs-

gemäßen Erdalkaliboratdispersion aufzuzeigen.

Durch Zugabe der Calciumboratdispersion gemäß Beispiel 2 in Mengen gemäß Tabelle 2 zu Weißöl einer Viskosität von 40 cst bei 40° C wurden Schmierölzusammen-Setzungen (Beispiele 4 und 5) erhalten. Diese Zusammensetzungen wurden dem FALEX Reibungs- und Abriebstest unter einer Belastung von 90,7 kg (200 lbs) und einer Testzeit von 60 Minuten und einer ölmenge von 50 ml unterworfen. Die Abriebmenge (mg) des Stifts wird in Tabelle

10 2 wiedergegeben.

Zum Vergleich wurde das öl alleine (Vergleichsbeispiel 4) und das Öl, zu dem neutrales Calciumsulfonat anstelle der Calciumboratdispersion (Vergleichsbeispiel 5) zugesetzt wurde,dem FALEX Reibungs- und Ab- riebtest unter den gleichen Testbedingungen unterworfen. Die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle

Beisoiel 3 Vergleichs- Vergleichs- *· beispiel 2 beispiel 3

Mischung (Gewichtsteile)

Calciumboratdispersion *1) -qq _ _

Neutrales Calciumsulfonat *2) _n

— TUU IUU

Bariumborat _ _ 40

(Partikelgröße: 1-3 um)

Mikrowachs 50 50 50

(Schmelzpunkt: 82⁰C)

Lanolinderivat 50 50 50

Lösungsbenzin (Mineral spirit) 200 200 200

(Siedepunkt: 150 - 200° C)

Salzsprühtest >4,000 1,500 2,000

(Stunden bis Rostschutzbildung)

*1): Hergestellt in Beispiel 1

*2): Verwendet in Beispiel 1 (enthielt 50% Gewichtsteile Schmierölfraktion)

Tabelle

Beispiel Beispiel Vergleichs- Vergleichs-4 5 beispiel 4 beispiel5

Mischung (Gewichtsteile) Calciumboratdispersion *1)

Neutrales CaIciumsulfonat *2)

Weißöl (40 cst, bei 40° C) 99 FALEX-test (Abnutzung des Stiftes,mg) 4.0

	100	3
97	festaefressen	97
1.3	40.3

*1): Hergestellt in Beispiel 2

*2): Verwendet in Beispiel 2 (enthielt 50% Gewichtsteile und
Schmierölfraktion)

GO CD CD

Aus den Ergebnissen der Beispiele 1 und 2geht hervor, daß Erdalkaliboratdispersionen mit äußerst feinen Partikeln und hohem Bor/Erdalkalimetallverhältnis (molar) in einfacher Weise in nur einer Reaktionsstufe erhalten werden. Wenn jedoch die Reaktionsmischung gemäß Vergleichsbeispiel 1, bei der Wasser, das erfindungsgemäß der Bestandteil (D) ist, nicht zugefügt wird, enthält sie große Mengen nicht umgesetzter Materialien und große Partikel, wobei das durch Filtrieren der Reaktionsmischung erhal-

10 tene Filtrat wenig Calciumborat enthält.

Aus den Ergebnissen der Beispiele 3 bis 5 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Erdalkaliboratdispersionen ausgezeichnete Antirost-, Antireibungs- und Antiabriebseigenschaften aufweisen. Dieses beweist deutlich die Unterschiede bei Zugabe oder Weglassen der erfindungsgemäßen Dispersionen.

Darüberhinaus besitzen die erfindungsgemäßen Erdalkaliboratdispersionen ausgezeichnete Reinigungs- und Dispersionseigenschaften, extreme Druckeigenschaften und Antikorrosionseigenschaften; sie können wirkungsvoll für verschieden Zwecke verwendet werden,wie Additive für Petroleumprodukte wie Brennöle und Schmieröle oder als Antirostmittel für korrosionsverhindernde Farben.

Claims

WILHELMS
PATEINI'a'ixIW'äI. ΓΙ.
P 2958-DE
NIPPON OIL CO., Ltd.
Tokyo / Japan
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ERDALKALIBORATDISPERSIONEN
Priorität:
8. März 1985 - Japan - Nr. 46252/85

Patentanspruch

Verfahren zur Herstellung von Erdalkaliboratdispersionen, dadurch gekennzeichnet, daß man in zwei Stufen

(I) eine Mischung der folgenden Bestandteile (A) bis (E):

(A) 100 Gewichtsteile eines öllöslichen neutralen Sulfonats eines Erdalkalimetalls,

(B) 10 bis 100 Gewichtsteile des Hydroxids oder Oxids eines Erdalkalimetalls,

(C) Borsäure in einer Menge, die die 0,5- bis 6,5fache Menge (in Mol) des Bestandteils (B) ist,

(D) 5 bis 50 Gewichtsteile Wasser und

(E) 50 bis 200 Gewichtsteile eines verdünnenden Lösungsmittels bei Temperaturen von 20° bis 100° C umsetzt, und dann

(II) die gebildete Reaktionsmischung auf 100° bis 200° C 5 erhitzt, um das Wasser und,nach Bedarf, einen Teil

des Lösungsmittels zu entfernen.