DE3636473A1 - Voraktiviertes organophiles tongeliermittel fuer schmierfette, mit voraktiviertem organophilem tongeliermittel eingedicktes schmierfett, verfahren zur herstellung voraktivierter organophiler tongeliermittel und nach diesem verfahren hergestellte voraktivierte organophile tongeliermittel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel für Schmierfette und Schmierfette, die mit dem Geliermittel eingedickt wurden. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines voraktivierten organophilen Tongeliermittels und ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, das durch dieses Verfahren hergestellt wurde.

Es ist bekannt, daß organophile Tone zum Eindicken einer Vielzahl von organischen Zusammensetzungen verwendet werden können. Ein Problem, das häufig mit der Verwendung von organophilen Tongeliermitteln verbunden ist, besteht darin, daß es zum Erreichen eines bestimmten angestrebten Eindickungsgrades notwendig ist, das Geliermittel gleichmäßig in der Zusammensetzung zu verteilen. Anderenfalls wird eine viel größere Menge an organophilem Tongeliermittel benötigt, und/oder die organophilen Tonteilchen können größer als andere Teilchen (z. B. Pigmente) sein, die in der Zusammensetzung enthalten sind, wodurch ungünstige Ergebnisse erhalten werden (z. B. eine ungünstige rauhe Oberfläche oder ein Absetzen der Teilchen) und/oder Veränderungen der Viskosität auftreten können, wenn die Zusammensetzung einem Scherprozeß ausgesetzt wird.

In dem Bemühen, eine gute Dispersion der organischen Tongeliermittel zu erreichen, wurden verschiedene Wege beschritten. In der US-PS 25 31 440 wird z. B. das Vermischen bestimmter organophiler Tongeliermittel mit der einzudickenden organischen Zusammensetzung beschrieben, woraufhin das Gemisch einer großen Scherwirkung ausgesetzt wird. Alternativ wurden polare organische Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht, die bekannt sind als polare Aktivierungsmittel, Dispergiermittel, Dispersionshilfsmittel, solvatisierende Mittel, Dispersionsmittel und dergleichen, bei denen es sich z. B. um Aceton, Methanol/Wasser, Ethanol/Wasser, Propylencarbonat, Acetonylaceton, Diacetonalkohol, Dimethylformamid, Gamma-Butyrolacton handeln kann, kombiniert mit dem organophilen Tongeliermittel, um das Dispergieren in der organischen Zusammensetzung zu erreichen. Patente, die diese Thematik beschreiben, sind die U.S. Patente 26 77 661, 27 04 276, 28 33 720, 28 79 229, 2 966 und 32 94 683.

Ein Typ einer organischen Zusammensetzung, der typischerweise immer noch die Verwendung eines polaren Aktivierungsmittels erfordert, ist Schmierfett. Ohne die Anwesenheit eines polaren Aktivierungsmittels, das normalerweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-% bezogen auf das Geliermittel, vorhanden ist, lassen sich die meisten organophilen Tongeliermittel nicht gut dispergieren und/oder bewirken keine ausreichende Gelierung.

Um die Gefahr des Absetzens und die Verwendung der im allgemeinen hochflüchtigen und leicht entflammbaren polaren Aktivierungsmittel bei der Herstellung von eingedickten organischen Zusammensetzungen zu vermeiden, wurden verschiedene Alternativen entwickelt. Die US-PS 44 35 218 z. B. beschreibt ein selbstaktivierendes rheologisches Additiv, das einen Ton vom Montmorillonit-Typ, der mit einer quaternären Ammoniumverbindung modifiziert wurde und einen bei Raumtemperatur festen Alkohol enthält. Der vorzugsweise verwendete feste Alkohol hat die folgende Formel: worin n = 1 bis 5 ist und wobei der bevorzugte Alkohol Neopentylalkohol ist. Andere namentlich aufgeführte Alkohole sind 2-Methyl-2-propanol; Erythritol; Neopentylalkohol; 2,3,3-Trimethyl-2-butanol; Monopalmitatglykol; 1,3-Dipalmitatglykol; 1-Monolauratglykol; 1-Monooleatglykol; 1-Monostearatglykol; alpha-,beta-Dihydroxystearinsäure; und 9,10-Dihydroxy-octadecan[säure].

Das Europäische Patent 1 33 071 beschreibt die Herstellung von rheologischen Additiven in Form von organophilen Tonen, die in organischen Flüssigkeiten gelierende Eigenschaften entwickeln bei niedrigen Scherraten, ohne die Verwendung von polaren Aktivierungsmitteln. Die organophilen Tone wurden mit einem mono- oder polyhydroxylierten stickstoffhaltigen Tensid, wie z. B. einem alkoxylierten Alkylamin oder einem alkoxylierten quaternären Ammoniumsalz mit langen Kohlenwasserstoffketten, modifiziert.

Die US-PS 27 67 177 beschreibt die Herstellung von Bentonit-Polyaminkomplexen, die aus dem Reaktionsprodukt von Bentonit, Polyamin und monoquaternären Ammoniumverbindungen mit zwei langkettigen Alkylgruppen bestehen, und die offensichtlich ohne die Verwendung eines polaren Aktivierungsmittels für die Herstellung von gelierten Fetten verwendet werden können. Der Komplex aus Bentonit, dem Polyamin und der quaternären Ammoniumverbindung wird für die Gelierung von organischen Substanzen, die sich von Kohlenwasserstoffen ableiten, wie z. B. flüssige Petroleumkohlenwasserstoffe, Mineralöle, Schmieröle, aromatische flüssige Kohlenwasserstoffe, und halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet. Zur Herstellung der Gele wird der Komplex unter Verwendung eines Mischgeräts, das eine hohe Scherwirkung ausübt, z. B. eine Kolloidmühle, in die flüssigen Medien eingebracht.

Die US-PS 39 77 894 beschreibt die Herstellung eines selbstaktivierenden Organotons als rheologisches Additiv für nichtwässrige flüssige Systeme. Der selbstaktivierende Organoton ist aus einem homogenen Gemisch eines organisch (mit einer quaternären Ammoniumverbindung) modifizierten Tons vom Montmorillonit-Typ und zwei festen Wachsen zusammengesetzt. Die Wachse sind die Aktivierungsmittel für den organophilen Ton. Es handelt sich bei ihnen um (1) Glyceryl-tri-12-hydroxystearat und (2) ein Amidwachs mit der Formel: worin n = 2 bis 18, HSA den Acylrest und 12-Hydroxystearinsäure, R = Wasserstoff oder den Acylrest von 12- Hydroxystearinsäure bedeuten.

Die US-PS 43 82 868 beschreibt organophile Tone, die dadurch hergestellt wurden, daß ein in öligen Flüssigkeiten leicht dispergierbares Gemisch aus einem Ton vom Smektit-Typ, einer quaternären kationischen organischen Verbindung, Wasser und einem Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bei niedriger Scherwirkung extrudiert wird. Nach der weiteren Beschreibung in Spalte 6, Zeile 34 bis 42, bedeutet extrudieren ein gründliches Vermischen, um eine Reaktion zwischen dem Ton und der organischen kationischen Verbindung zu bewirken. Es ist wichtig, daß das Wasser oder der Alkohol nicht durch Trocknung aus dem organophilen Ton entfernt werden. Beispielhafte Alkohole sind Methanol, Ethanol und Isopropanol. Außerdem können andere polare organische Flüssigkeiten mit niedrigem Molekulargewicht wie Ketone, Amide, Nitrile, Nitroverbindungen, Ester und Carbonate (z. B. Acton, Dimethylformamid, Acetonitril, Nitromethan, Methylformiat und Propylencarbonat) den Alkohol ersetzen. Die US-PS 44 64 274 ähnelt der US-PS 43 82 868 und beschreibt organophile Tongeliermittel, die aus Tonen vom Attapulgit- oder Sepiolittyp hergestellt werden.

Die allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel für Schmierfette und ein Schmierfett, das das voraktivierte organophile Tongeliermittel enthält, zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, das stabil ist und für längere Zeit aufbewahrt werden kann, zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein in trockener Form vorliegendes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel zur Verfügung zu stellen, das ohne die Verwendung von entflammbaren Substanzen zum effektiven Eindicken von organischen Zusammensetzungen eingesetzt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel zur Verfügung zu stellen, das zum zügigen Eindicken von organischen Zusammensetzungen verwendet werden kann, ohne daß zusätzliche aktivierende Substanzen abgemessen und zugemischt werden müssen.

Außerdem ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, ein Verfahren zur Herstellung eines voraktivierten organophilen Tongeliermittels, das in Abwesenheit eines polaren Aktivierungsmittels in organische Zusammensetzungen gegeben werden kann, zur Verfügung zu stellen.

Außerdem ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel zur Verfügung zu stellen, das durch ein definiertes Verfahren hergestellt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel für Schmierfette zur Verfügung gestellt.

Das voraktivierte Geliermittel enthält:
a) ein organophiles Tongeliermittel, das das Reaktionsprodukt von i) einem Ton vom Smektit-Typ, der eine Kationenaustauschkapazität von mindestens 75 Milliäquivalenten pro 100 g Ton hat, und ii) einem organischen Kation in einer Menge von ungefähr 90 bis ungefähr 150% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ ist; und
b) ein voraktivierendes Mittel, das mit dem organophilen Tongeliermittel umgesetzt wurde, wobei das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe: Phthalid, 3- Hydroxy-4-methoxybenzaldehyd, 4-Benzyloxypropiophenon, Triethylcitrat, 2-Phenoxyethanol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, 1,6-Hexandiol, Rizinusöl, o-, m- und p-Nitrophenethylalkohol und Mischungen davon.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind ein Schmierfett, das mit einem voraktivierten organophilen Tongeliermittel eingedickt ist, ein Verfahren zur Herstellung eines voraktivierten organophilen Tongeliermittels und ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, das durch dieses Verfahren hergestellt wurde.

Wie vorstehend dargelegt wurde, betrifft eine Ausführungsform der Erfindung ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel. Das voraktivierte organophile Tongeliermittel ist das Reaktionsprodukt eines voraktivierenden Mittels und eines organophilen Tons, der durch Umsetzung eines bestimmten Typs von Ton mit einem organischen Kation hergestellt werden kann.

Der erfindungsgemäß verwendete Ton ist ein Ton vom Smektit-Typ, der eine nach der bekannten Ammoniumacetat- Methode bestimmte Kationenaustauschkapazität von mindestens ungefähr 75 Milliäquivalenten pro 100 g Ton aufweist. Tone vom Smektit-Typ sind wohlbekannt und können von verschiedenen Quellen erhalten werden. Die Tone werden vorzugsweise in die Natriumform überführt, falls sie sich noch nicht in dieser Form befinden. Ein geeignetes Verfahren dafür besteht darin, daß eine wässerige Tonaufschlämmung hergestellt wird, die durch ein Bett eines in der Natriumform vorliegenden Kationenaustauscherharzes gegeben wird. Ein alternatives Verfahren besteht darin, daß der Ton mit Wasser und einer löslichen Natriumverbindung, wie z. B. Natriumcarbonat, Natriumhydroxid usw. vermischt wird, und das Gemisch einem Scherprozeß ausgesetzt wird, z. B. durch eine Mischmühle oder einen Extruder. Die Überführung des Tons in die Natriumform kann zu jedem Zeitpunkt vor der Umsetzung mit dem organischen Kation durchgeführt werden.

Tone vom Smektit-Typ, die synthetisch durch entweder ein pneumolytisches oder, vorzugsweise, ein hydrothermales Syntheseverfahren hergestellt wurden, können ebenfalls zur Herstellung der erfindungsgemäßen neuen organischen Tonkomplexe verwendet werden.

Zu repräsentativen Beispielen für Tone vom Smektit-Typ, die erfindungsgemäß verwendet werden, gehören folgende:

Montmorillonit

[(Al_4-x Mg _x )Si₈O₂₀(OH)_4-f F _f ] xR⁺

wobei 0,55 ≦ x ≦ 1,10, f ≦ 4 und R aus der Gruppe Na, Li, NH₄, und Mischungen davon ausgewählt ist;

Bentonit

[(Al_4-x Mg _x )(Si_8-y Al _y )O₂₀(OH)_4-f F _f ](x-+y)R⁺

wobei 0 ≦ωτ x ≦ωτ 1,10, 0 ≦ωτ y ≦ωτ 1,10, 0,55 ≦ (x+y) ≦ 1,10, f ≦ 4 und R aus der Gruppe Na, Li, NH₄ und Mischungen davon ausgewählt ist;

Beidellit

[(Al_4+y )(Si_8-x-y Al _x+y )O₂₀(OH)_{4- f} F _f ]xR⁺

wobei 0,55 ≦ x ≦ 1,10, 0 ≦ y ≦ 0,44,f ≦ 4 und R aus der Gruppe Na, Li, NH₄ und Mischungen davon ausgewählt ist;

Hectorit

[(Mg_6-x Li _x )Si₈O₂₀(OH)_4-f F _f ]xR⁺

wobei 0,57 ≦ 1,15, f ≦ 4 und R aus der Gruppe Na, Li, NH₄ und Mischungen davon ausgewählt ist;

Saponit

[(Mg_6-y Al _y )(Si_8-x-y Al _x+y )O₂₀ (OH)_4-f F _f ]xR⁺

wobei 0,58 ≦ x ≦ 1,18, 0 ≦ y ≦ 0,66, f ≦ 4 und R aus der Gruppe Na, Li, NH₄ und Mischungen davon ausgewählt ist;

Stevensit

[(Mg_6-x )Si₈O₂₀(OH)_4-f F _f ]2xR⁺

wobei 0,28 ≦ x ≦ 0,57, f ≦ 4 und R aus der Gruppe Na, Li, NH₄ und Mischungen davon ausgewählt ist.

Die erfindungsgemäß bevorzugten Tone sind Bentonit und Hectorit, wobei Bentonit am meisten bevorzugt wird.

Die Tone können durch ein hydrothermales Verfahren synthetisiert werden, indem ein wässriges Reaktionsgemisch in Form einer Aufschlämmung gebildet wird, die gemischte wasserhaltige Oxide oder Hydroxide der gewünschten Metalle, gegebenenfalls auch Natriumfluorid (oder Fluoride mit anderen austauschbaren Kationen oder Mischungen davon) in den mengenmäßigen Zusammensetzungen enthält, die durch die oben angegebenen Formeln, und durch die für das bestimmte, angestrebte synthetische Smektit vorgewählten Werte von x, y und f festgelegt sind. Die Aufschlämmung wird in einem Autoklaven unter autogenem Druck über eine für die Bildung des angestrebten Produkts ausreichende Zeitspanne auf eine Temperatur von ungefähr 100 bis 325°C, vorzugsweise 275 bis 300°C, erhitzt. Bei einer Temperatur von 300°C treten in Abhängigkeit von dem jeweiligen speziellen synthetisierten Ton vom Smektit-Typ typische Reaktionszeiten von 3 bis 48 Stunden auf und die optimale Zeitspanne kann durch Pilotversuche leicht ermittelt werden.

Repräsentative Beispiele für die Herstellung von Tonen vom Smektit-Typ durch hydrothermale Verfahren sind in den US-Patenten 32 52 757, 35 86 478, 36 66 407, 36 71 190, 38 44 978, 38 44 979, 38 52 405 und 38 55 147 beschrieben, die durch diese Bezugnahme Inhalt dieser Anmeldung sind.

Das mit dem Ton vom Smektit-Typ umgesetzte organische Kation muß eine positive Ladung tragen, die auf einem einzelnen Atom oder auf einer kleinen Gruppe von Atomen innerhalb der Verbindung lokalisiert ist. Bei dem organischen Kation handelt es sich vorzugsweise um ein Ammoniumkation, das mindestens eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen trägt. Bei den anderen Substituenten des Kation handelt es sich wahlweise um (a) geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen; (b) Aralkylgruppen, die Benzyl- und substituierte Benzylgruppen, einschließlich kondensierte Ringsysteme, sowie im Alkylteil der Struktur geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten; (c) Arylgruppen, wie Phenyl- und substituierte Phenylgruppen, einschließlich kondensierter aromatischer Substituenten; (d) beta-, gamma-ungesättigte Gruppen mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen oder Hydroxyalkylgruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen; und (e) Wasserstoff.

Die langkettigen Alkylreste können von natürlichen Ölen abgeleitet sein, wobei es sich unter anderem sowohl um verschiedene pflanzliche Öle, wie z. B. Maisöl, Kokosnußöl, Sojaöl, Baumwollsamenöl, Rizinusöl und ähnliche handeln kann, als auch um verschiedene tierische Öle oder Fette, wie z. B. Talgöl. Die Alkylreste können ebenso petrochemischer Herkunft sein, wie z. B. von Alpha-Olefinen.

Repräsentative Beispiele für geeignete verzweigte, gesättigte Reste sind unter anderem 12-Methylstearyl und 12-Ethylstearyl. Repräsentative Beispiele für geeignete verzweigte, ungesättigte Reste sind unter anderem 12-Methyloleyl und 12-Ethyloleyl. Repräsentative Beispiele für unverzweigte gesättigte Reste sind unter anderem Lauryl; Stearyl; Tridecyl; Myristyl (Tetradecyl); Pentadecyl; Hexadecyl; von hydriertem Talg abgeleitete Reste, Docosanyl. Repräsentative Beispiele für unverzweigte, ungesättigte und unsubstituierte Reste sind unter anderem Oleyl, Linoleyl, Linolenyl und von Soya und Talg abgeleitete Reste.

Zusätzliche Beispiele für Aralkylgruppen, d. h. für Benzyl- und substituierte Benzylgruppen, sind u. a. Substanzen, die sich ableiten von z. B. Benzylhalogeniden, Benzhydrylhalogeniden, Tritylhalogeniden, α-Halogen-α-Phenylalkane mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, wie z. B. 1-Halogen-1-phenylethan, 1-Halogen-1-phenylpropan, und 1-Halogen-1-phenyloctadecan; substituierte Benzylgruppen, die sich ableiten lassen von z. B. ortho-, meta- und para-Chlorbenzylhalogeniden, para-Methoxybenzylhalogeniden, ortho-, metha und para-Nitrilobenzylhalogeniden, und ortho-, meta- und para-Alkylbenzylhalogeniden mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe; und benzylartige kondensierte aromatische Ringsysteme, die sich unter anderem ableiten lassen von 2-Halogen-methyl-naphthalin, 9-Halogenmethylantracenen und 9-Halogenmethylphenanthrenen, wobei der Halogenrest Chlor, Brom, Jod oder eine ähnliche Gruppe sein kann, die bei einem nucleophilen Angriff auf die Benzylgruppe als zu entfernende Gruppe fungiert, so daß das Nucleophil die zu entfernende Gruppe ersetzt.

Beispiele für Arylgruppen sind unter anderem Phenylgruppen, wie sie z. B. in N-Alkyl- und N,N-Dialkylanilinen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen; in ortho-, meta- und para-Nitrophenylgruppen, ortho-, meta- und para-Alkylphenylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, in 2-, 3- und 4-Halogenphenylgruppen, wobei das Halogen Chlor, Brom oder Jod sein kann, und 2-, 3- und 4-Carboxyphenylgruppen und Estern davon vorliegen, wobei der Alkohol, mit dem der Ester gebildet wird, sich von einem Alkylalkohol mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, von einem Arylalkohol, wie z. B. Phenol, oder von einem Aralkylalkohol, wie z. B. Benzylalkohol ableitet. Weitere Beispiele für Arylgruppen sind kondensierte aromatische Ringsysteme wie z. B. Naphthalin, Anthracen und Phenanthren.

Die β,γ-ungesättigte Alkylgruppe kann aus einer großen Vielfalt verschiedener Substanzen ausgewählt sein. Die Verbindungen können zyklisch oder azyklisch, unsubstituiert, oder mit aliphatischen Resten mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen substituiert sein, so daß die Gesamtzahl der aliphatischen Kohlenstoffatome in den β,γ-ungesättigten Resten nicht größer als 6 ist. Der β,γ-ungesättigte Alkylrest kann mit einem aromatischen Ring substituiert sein, der in Konjugation mit der β,γ-ungesättigten Gruppe tritt, oder der β,γ-ungesättigte Rest ist sowohl mit aliphatischen Resten als auch mit aromatischen Ringen substituiert.

Repräsentative Beispiele für zyklische β,γ-ungesättigte Alkylgruppen sind unter anderem 2-Cyclohexenyl und 2-Cyclopentenyl. Repräsentative Beispiele für azyklische β,γ-ungesättigte Alkylgruppen mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen sind unter anderem Propargyl; Allyl-(2-propenyl); Crotyl-(2-butenyl); 2-Pentenyl; 2-Hexenyl; 3- Methyl-2-butenyl; 3-Methyl-2-pentenyl; 2,3-Dimethyl-2- butenyl; 1,1-Dimethyl-2-propenyl; 1,2-Dimethylpropenyl; 2,4-Pentadienyl; und 2,4-Hexadienyl. Repräsentative Beispiele für azyklische, mit Aromaten substituierte Verbindungen sind unter anderem Cinnamyl-(3-phenyl-2- propenyl); 2-Phenyl-2-propenyl und 3-(4-Methoxyphenyl)- 2-propenyl. Repräsentative Beispiele für Substanzen, die mit Aromaten und Aliphaten substituiert sind, sind unter anderem 3-Phenyl-2-cyclohexenyl; 3-Phenyl- 2-cyclopentenyl; 1,1-Dimethyl-3-phenyl-2-propenyl; 1,1,2-Trimethyl-3-phenyl-2-propenyl; 2,3-Dimethyl-3-phenyl- 2-propenyl; 3,3-Dimethyl-2-phenyl-2-propenyl; und 3- Phenyl-2-butenyl.

Bei der Hydroxyalkylgruppe handelt es sich um einen mit einer Hydroxylgruppe substituierten aliphatischen Rest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei die Hydroxylgruppe nicht an das Kohlenstoffatom gebunden ist, das dem positiv geladenen Atom benachbart ist. Die Alkylgruppe kann unabhängig von der Zahl der 2 bis 6 aliphatischen Kohlenstoffatome mit einem aromatischen Ring substituiert sein. Repräsentative Beispiele sind unter anderem 2-Hydroxyethyl (Ethanol); 3-Hydroxypropyl; 4-Hydroxypentyl; 6-Hydroxypentyl; 2-Hydroxypropyl (Isopropanol); 2-Hydroxybutyl; 2-Hydroxypentyl; 2-Hydroxyhexyl; 2-Hydroxycyclohexyl; 3-Hydroxycyclohexyl; 4-Hydroxycyclohexyl; 2-Hydroxycylopentyl; 3-Hydroxycyclopentyl; 2-Methyl-2-hydroxypropyl; 1,1,2-Trimethyl-2-hydroxypropyl; 2-Phenyl-2-hydroxyethyl; 3-Methyl-2-hydroxybutyl; und 5-Hydroxy-2-pentenyl.

Das organische Kation wird durch mindestens eine der beiden folgenden Formeln dargestellt: worin X Stickstoff oder Phosphor darstellt, Y Schwefel darstellt, R₁ eine langkettige Alkylgruppe und R₂, R₃ und R₄ die anderen oben angegebenen in Frage kommenden Gruppen darstellen.

Ein bevorzugtes organisches Kation enthält mindestens eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und mindestens eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen. Das bevorzugte organische Kation kann außerdem mindestens eine Aralkylgruppe mit einer geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylteil enthalten. Auch Mischungen dieser Kationen können verwendet werden.

Besonders bevorzugte organische Kationen sind Ammoniumkationen, bei denen R₁ und R₂ sich von hydriertem Talg ableiten und R₃ und R₄ Methylgruppen darstellen, oder bei denen R₁ sich von hydriertem Talg ableitet, R₂ eine Benzylgruppe darstellt und R₃ und R₄ Methylgruppen darstellen oder Mischungen davon, wie z. B. 90% (Äquivalente) des zuerst genannten Kations und 10% (Äquivalente) des zuletzt genannten Kations.

Die Menge des organischen Kations, das mit dem Ton vom Smektit-Typ umgesetzt wird, hängt von dem speziellen Ton und dem angestrebten Grad der Hydrophobie ab. Typische Mengen des Kations liegen in dem Bereich von ungefähr 90 bis ungefähr 150%, vorzugsweise ungefähr 100 bis ungefähr 130%, und mit höchster Bevorzugung in dem Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 116% der Kationenaustauschkapazität des Tons. So wird z. B. die Menge des mit dem Ton umgesetzten Kations bei Verwendung von Bentonit in dem Bereich von ungefähr 85 bis ungefähr 143 Milliäquivalenten, vorzugsweise ungefähr 95 bis ungefähr 124 Milliäquivalenten und mit höchster Bevorzugung in dem Bereich von ungefähr 95 bis ungefähr 110 Milliäquivalenten pro 100 g Ton mit einer Aktivität von 100% liegen. Wie es für einen auf dem Gebiet Sachkundigen offensichtlich ist, bezieht sich die Kationenaustauschkapazität des Tons auf diejenige des Originaltons und wird durch die Ammoniumacetatmethode bestimmt.

Bei dem als Gegenion zum Kation normalerweise vorliegenden Anion handelt es sich typischerweise um ein Anion, das das Reaktionsprodukt nicht angreift, und das die Isolierung des Reaktionsproduktes nicht erschwert. Beispiele für solche Anionen sind Chlorid, Bromid, Iodid, Hydroxyl, Nitrit und Acetat, die in Mengen vorliegen, die ausreichend sind, das organische Kation zu neutralisieren.

Die Herstellung des Salzes des organischen Kations (d. h. des mit dem Anion gepaarten organischen Kations) kann durch bekannte Verfahren durchgeführt werden. Bei der Herstellung eines quaternären Ammoniumsalzes z. B. würde ein auf dem Gebiet Sachkundiger ein sekundäres Amid mit 2 Alkylgruppen herstellen, z. B. durch Hydrierung von Nitrilen, wie in U.S. Patent Nr. 23 55 356 beschrieben ist, und anschließend durch reduktive Alkylierung mit Formaldehyd als Methylradikalquelle das tertiäre Amin mit 2 Alkylgruppen und einer Methylgruppe bilden. Gemäß den Verfahren, die in den U.S. Patenten 31 36 819 und 27 75 617 beschrieben sind, können anschließend durch Zugabe von Benzylchlorid oder Benzylbromid zum tertiären Amin quaternäre Ammoniumhalogenide gebildet werden. Diese drei Patentschriften sind durch diese Bezugnahme auch Inhalt dieser Anmeldung.

Die Umsetzung mit Benzylchlorid oder Benzylbromid kann gemäß einem bekannten Verfahren durch Zugabe einer kleinen Menge Methylenchlorid zu dem Reaktionsgemisch abgebrochen werden, so daß ein Gemisch von Produkten erhalten wird, die hauptsächlich benzylsubstituiert sind. Dieses Gemisch kann dann ohne weitere Abtrennung von Bestandteilen für die Herstellung des organophilen Tons verwendet werden.

Veranschaulichend für die zahlreichen Patente, die Salze von organischen Kationen, ihre Herstellungsverfahren und ihre Verwendung bei der Herstellung von organophilen Tonen beschreiben, sind die U.S. Patente mit den Nummern 29 66 506, 40 81 496, 41 05 578, 41 16 866, 42 08 218, 43 91 637, 44 10 364, 44 12 018, 44 34 075, 44 34 076, 44 50 095 und 45 17 112, die durch diese Bezugnahme auch Inhalt dieser Anmeldung sind.

Das voraktivierende Mittel ist mindestens eine Verbindung, die mit dem organophilen Tongeliermittel umgesetzt werden kann, um den d-Abstand zwischen den Tonplättchen um mindestens 1 Angström, vorzugsweise um mindestens 2 Angström, und insbesondere um mindestens 3 Angström zu vergrößern, was durch Röntgenbeugung einer nicht erhitzten Probe ermittelt wird. Um die Vergrößerung des d-Abstands zu bewirken, enthält das voraktivierende Mittel mindestens eine aktive Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe Carboxyl, Hydroxyl, primäres Amin, sekundäres Amin, Amid, Aldehyd, Keton, Ether, Ester, Nitro und Sulfo.

Veranschaulichende Beispiele für voraktivierende Mittel sind Decanol, Dodecanol, Benzylalkohol, Eugenol, 2-N-Propylphenol, Triphenylmethanol, 3-Nitroethanol, Stearylalkohol, Tetrapthylenglykol, Triethylenglykol, Glycerin, 1,4- Butandiol, Propylenglykol, Pentaerythritol, 1,4-Butandioldiglycidylether, Phenylether, Ethylstearat, Butylbenzoat, Benzylacetat, Ethylbenzoat, Phthaleinsäureanhydrid, Triethanolamin, Dimethylsulfoxid, Propiophenon, 6-Undecanon, p-Anisaldehyd, Diphenylmethan, Eicosan und Mischungen davon.

Weitere Beispiele für voraktivierende Mittel, die besonders gut zur Voraktivierung von organophilen Tongeliermitteln für Schmierfette verwendet werden können, sind Phthalid, 3-Hydroxy-4-methoxybenzaldehyd, 4-Benzyloxypropiophenon, Triethylcitrat, 2-Phenoxyethanol, 1-Phenyl- 1,2-ethandiol, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, 1,6-Hexandiol, Rizinusöl, o-, m- und p-Nitrophenethylalkohol und Mischungen davon. Bevorzugte voraktivierende Mittel sind Phthalid, die Nitrobenzylalkohole, die Nitrophenylalkohole, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, 1,6-Hexandiol und Mischungen davon, wobei das am meisten bevorzugte voraktivierende Mittel 1,6-Hexandiol ist.

Interessanterweise wird festgestellt, daß die vorstehend genannten voraktivierenden Mittel generell keine typischen polaren Aktivierungsmittel sind. So werden z. B., falls 1,6-Hexandiol als ein übliches polares Aktivierungsmittel verwendet wird (d. h., falls es mit der Basisflüssigkeit und dem organophilen Tongeliermittel vermischt wird), Ergebnisse erhalten, die wesentlich ungünstiger sind als diejenigen, die erhalten werden, wenn die Verbindung erfindungsgemäß als voraktivierendes Mittel verwendet wird.

Obwohl die Menge des mit dem organophilen Tongeliermittel umzusetzenden voraktivierenden Mittels in Abhängigkeit von dem speziellen voraktivierenden Mittel, dem organophilen Tongeliermittel und der einzudickenden organischen Zusammensetzung generell variiert, beträgt die Menge des mit dem organophilen Tongeliermittel umgesetzten voraktivierenden Mittels typischerweise ungefähr 1 bis ungefähr 25 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 3 bis ungefähr 17 Gew.-%, bezogen auf den organophilen Ton. Für ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel für Schmierfett, in dem 1,6-Hexandiol das voraktivierende Mittel ist, beträgt die Menge an 1,6-Hexandiol ungefähr 1 bis ungefähr 8 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 3 bis ungefähr 14 Gew.-% und mit größter Bevorzugung ungefähr 4 bis ungefähr 12 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des organophilen Tons und des voraktivierenden Mittels.

Um die Effizienz und die Effektivität des erfindungsgemäßen voraktivierten organophilen Tongeliermittels zu verbessern, können bestimmte Verfahrensparameter angewendet werden. Spezifischer ausgedrückt, wird der Ton vom Smektit-Typ vor der Umsetzung mit dem organischen Kation in beträchtlichem Umfang einem Scherprozeß ausgesetzt. Für eine weitere Verbesserung der Ergebnisse kann der Scherprozeß in Kombination mit verdünnten Reaktionsbedingungen bei der Umsetzung des organischen Kations mit dem Ton vom Smektit-Typ durchgeführt werden und/oder in Kombination mit dem schonenden Trocknen des organophilen Tons oder des voraktivierten organophilen Tongeliermittels (in Abhängigkeit von der Umsetzungsweise des organophilen Tons und des voraktivierenden Mittels). Ganz besonders werden alle Verfahrensparameter in das Herstellungsverfahren für das voraktivierte organophile Tongeliermittel mit einbezogen. Eine weitere Diskussion der Verfahrensparameter kann in der ebenfalls anhängigen U.S. Anmeldung mit der Seriennummer 7 67 599, angemeldet am 20. August 1985, gefunden werden, deren Inhalt durch die Bezugnahme Bestandteil dieser Anmeldung wird.

Um den Ton vom Smektit-Typ einer Scherung zu unterwerfen, wird der Ton in einer Konzentration von ungefähr 0,5 Gew.-% bis ungefähr 80 Gew.-% in Wasser dispergiert. Die Aufschlämmung kann gegebenfalls zunächst zentrifugiert werden, um tonfremde Verunreinigungen zu entfernen, die einen Anteil von ungefähr 10% bis ungefähr 50% an der Zusammensetzung des Tonausgangsmaterials haben. Falls natürlich der Ton, z. B. durch den Tonlieferanten, vorbehandelt wurde, um die Verunreinigungen zu entfernen, kann der behandelte Ton in eine Aufschlämmung mit einer Konzentration von ungefähr 0,5 bis ungefähr 80 Gew.-%, vorzugsweise von ungefähr 0,5 bis ungefähr 2,5 Gew.-% überführt und direkt einem Scherprozeß ausgesetzt werden, um die Tonagglomerate abzutrennen. Die Scherbedingungen werden so gewählt, daß ausreichende Abtrennung der Tonagglomerate stattfindet, was durch die Methylenblautropfenprobe oder die Analyse der Teilchengröße ermittelt werden kann.

Die Methylenblautropfenprobe bestimmt die Kationenaustausch- und Adsorptionskapazität des Tons durch Umsetzung des Tons mit einer Methylenblau-Lösung. Im folgenden wird ein typisches Verfahren dafür beschrieben:
1. 10 g (± 1 mg) einer Tonaufschlämmung mit einem bekannten Feststoffgehalt (normalerweise ungefähr 3 Gew.-%) werden in einen 250 ml Erlenmeyerkolben eingewogen.
2. 50 ml destilliertes Wasser werden zugefügt und mit einem Magnetrührer gerührt.
3. Zufügen von 2 ml 5N Schwefelsäure und Rühren.
4. Eine Lösung von Methylenblau (1 ml = 0,01 Milliäquivalente) wird in einer Geschwindikeit von 1 bis 2 Tropfen pro Sekunde in den Kolben gegeben, bis 110 m. ä./100 g (bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Tons) zugegeben sind.
5. Nachspülen mit destilliertem Wasser und weiteres Rühren während ungefähr 10 bis 15 Minuten.
6. Mit dem Rührstab wird ein Tropfen aus der Flüssigkeit entnommen, während die Feststoffe suspendiert sind, und der Tropfen auf ein Filterpapier gegeben (Whatman No. 1), wobei das Volumen des Tropfens durch eine Bürette mit einer 0,1 ml-Skala bestimmt wird.
7. Es sollte kein grünlich-blauer Ring um die angefärbten Feststoffe auftreten.
8. Die Methylenblaulösung wird in Portionen von 0,2 bis 0,5 ml zugegeben, wobei nach jeder Zugabe mit destilliertem Wasser nachgespült und mindestens 5 Minuten gerührt wird. Nach dem fünfminütigen Rühren wird die Tropfenprobe durchgeführt, und für jeden Testtropfen der Bürettenwert registriert.
9. Wenn ein schwacher, grün-blauer Ring um die suspendierten Feststoffe der Tropfenprobe auftritt, wird weitere 10 Minuten gerührt und die Tropfenprobe wiederholt. Wenn der farbige Ring bestehen bleibt, ist der Endpunkt überschritten.
10. Die Methylenblauadsorption wird in Milliäquivalenten Methylenblau pro 100 g Ton angegeben und wird folgendermaßen berechnet:

Um menschliche Irrtümer bei der Bestimmung des Endpunkts zu verringern, kann ein Teil der Tonaufschlämmung durch ein grobes Filterpapier (z. B. Whatman 5H) filtriert und die Intensität des Filtrats mit der reinen Methylenblaulösung bei 1668 oder 609 nm in einem Colorimeter verglichen werden, woraufhin das Ausmaß der Überschreitung oder Unterschreitung des Endpunkts korrigiert wird.

Bei der Durchführung der Methylenblautropfenprobe sollte die Tonaufschlämmung einer ausreichenden Scherwirkung ausgesetzt werden, um eine Zunahme der Kapazität des Tons von ungefähr 10 bis ungefähr 50%, vorzugsweise ungefähr 15 bis ungefähr 40% und mit höchster Bevorzugung von ungefähr 20 bis ungefähr 35%, verglichen mit dem ungescherten Ton, zu erhalten. So kann z. B. eine 3%-ige Bentonitaufschlämmung einer ausreichenden Scherwirkung ausgesetzt werden, so daß die nach der Methylenblautropfenprobe bestimmte Kapazität des Tons von ungefähr 115 Milliäquivalenten pro 100 g Ton auf ungefähr 135 Milliäquivalenten pro 100 g Ton gesteigert wird.

Eine weitere Technik, um festzustellen, ob die Tonaufschlämmung einer ausreichenden Scherwirkung ausgesetzt war, ist die Durchführung einer Analyse der Teilchengröße. Dabei werden ungescherte Tonteilchen, mit z. B. einem "Nicomp Model 270 Submicron Particle Sizer", erhältlich bei "Pacific Scientific Company", der nach dem Prinzip der Streuung von Laserlicht arbeitet, analysiert, woraufhin der Ton geschert wird. Der gescherte Ton weist eine Verringerung der mittleren Teilchengröße von ungefähr 10 bis ungefähr 80%, vorzugsweise ungefähr 20 bis ungefähr 60%, verglichen mit den Teilchen von ungeschertem Ton auf. So kann z. B. eine 3%-ige Aufschlämmung von ungeschertem Ton vom Smektit-Typ eine mittlere Teilchengröße von 0,64 µm aufweisen. Falls dieselbe Aufschlämmung einer zunehmenden Scherwirkung ausgesetzt wird, was dadurch erreicht werden kann, daß der Ton bei verschiedenen Drücken durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben wird, werden die folgenden abnehmenden mittleren Teilchengrößen beobachtet: 0,5 µm (1000 psi, entsprechend 6,89467 · 10⁶ Pa); 0,43 µm (2000 psi, entsprechend 1,378934 · 10⁷ Pa); 0,42 µm (3000 psi, entsprechend 2,068401 · 10⁷ Pa); 0,37 µm (4000 psi, entsprechend 2,757868 · 10⁷ Pa); und 0,37 µm (5000 psi, entsprechend 3,447335 · 10⁷ Pa). Derselbe Trend bei der Abnahme der mittleren Teilchengröße der Tonfeststoffe bei zunehmender Scherwirkung kann beobachtet werden, wenn eine 3,0%-ige Aufschlämmung von Ton vom Bentonit-Typ in einem "Waring Blender", der für unterschiedliche Zeitspannen bei hoher Geschwindigkeit arbeitet, der Scherwirkung mit zunehmender Dauer ausgesetzt wird: 0,66 µm (0 Minuten); 0,58 µm (2 Minuten); 0,54 µm (4 Minuten); 0,52 µm (6 Minuten); 0,53 µm (8 Minuten); und 0,52 µm (10 Minuten).

Die Aufschlämmung des Tons vom Smektit-Typ kann durch handelsübliche Geräte, die dafür bekannt sind, daß sie auf Materialien eine hohe Scherwirkung ausüben, dieser Scherwirkung ausgesetzt werden. Veranschaulichend für solche Geräte sind ein Manton-Gaulin Homogenisator, erhältlich bei der Firma Manton-Gaulin Company (jetzt bekannt als ein APV Gaulin Homogenisator, erhältlich bei APV Gaulin, Inc.), ein Tekmar SD-45 Homogenisator, erhältlich bei Tekmar Company, ein Sharples Super Zentrifuge, erhältlich bei Sharples Division of Pennwalt Corporation, eine Oakes Mill, erhältlich bei Oakes Machinery, ein Waring Blender, erhältlich bei Waring Products, ein Microfluidizer, erhältlich bei Microfluidics Corporation, eine Abteilung von Biotechnology Corporation, und ähnliche Vorrichtungen, die die Tonaufschlämmung einer hohen Laminar- und Turbulenzscherwirkung aussetzen können. Exemplarische Bedingungen bei Verwendung eines Manton-Gaulin Homogenisators sind ein Druck in dem Bereich von ungefähr 3,447335 · 10⁶ bis 5,515736 · 10⁷ Pa (500 bis 8000 psi) bei einem oder mehreren Durchgängen der Tonaufschlämmung durch den Homogenisator.

Der zweite Verfahrensparameter, der in dem Verfahren angewendet werden kann, ist ein verdünntes Reaktionsmedium bei der Umsetzung des Tons vom Smektit-Typ mit dem organischen Kation. Verdünnung kann vor oder während der Tonscherung durchgeführt werden, findet aber vorzugsweise nach dem Scheren statt. Falls erwünscht, kann natürlich die Verdünnung vor, während und nach dem Schervorgang durchgeführt werden. Die Tonaufschlämmung wird in der Weise verdünnt, daß der Tongehalt der Aufschlämmung ungefähr 0,5 bis ungefähr 2,5 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 2,0 Gew.-% und mit größter Bevorzugung ungefähr 0,5 bis ungefähr 1,5 Gew.-% beträt. Die Verdünnung kann bis zu dem Betrag, der nach dem Schervorgang ausgeführt ist, dadurch erreicht werden, daß entweder die benötigte Wassermenge vor oder während der Zugabe des organischen Kations zur Tonaufschlämmung gegeben wird, oder dadurch, daß die benötigte Wassermenge zur Tonaufschlämmung und zum organischen Kation gegeben wird, oder dadurch, daß das Wasser nur zum organischen Kation gegeben wird, das dann zur Tonaufschlämmung gegeben wird. Das wichtige Ergebnis besteht darin, daß die Umsetzung des organischen Kations mit dem Ton unter verdünnten Bedingungen abläuft. D. h., daß der Ton sich in dem vorhergenannten Bereich befindet, wenn er mit dem organischen Kation umgesetzt wird (die Menge des organischen Kations wird bei der Berechnung des Tongehalts der Aufschlämmung nicht berücksichtigt). Diese durch die Verdünnung erreichten verdünnten Reaktionsbedingungen tragen zur Steigerung der viskositätsabhängigen Eigenschaften des organophilen Tongeliermittels gegenüber ähnlichen, nach Standardverfahren zur Herstellung von organophilen Tonen, bei denen keine derartigen verdünnten Reaktionsmedien verwendet werden, hergestellten Geliermitteln bei.

Vor der Umsetzung der Aufschlämmung des Tons vom Smektit- Typ mit dem organischen Kation wird die Aufschlämmung gerührt und auf eine Temperatur erhitzt, die in dem Bereich von 20° bis 100°C, vorzugsweise 45° bis 75°C liegt. Die Reaktionsaufschlämmung kann mit jeder normalen Rührgeschwindigkeit gerührt werden. Das organische Kation kann in reiner Form oder als Dispersion in Wasser, oder in Wasser, das mit einem mischbaren organischen Lösungsmittel, wie z. B. Isopropylalkohol, vermischt ist, zugegeben werden. Wie oben angegeben, können die letzten beiden Fälle durchgeführt werden, um verdünnte Reaktionsbedingungen zu erreichen. Das Wasser wird mit dem organischen Lösungsmittel verwendet, um das organische Material zu lösen, hat aber bei geringeren Konzentrationen keinen Einfluß auf die Qualität des fertigen organophilen Tons.

Nach der Zugabe des organischen Kations wird das Reaktionsgemisch durch Rühren bei einer Temperatur zwischen 20° und 100°C, vorzugsweise 45° bis 75°C, über eine Zeitspanne, die ausreichend ist, das organische Kation durch Austausch an den Ton zu binden, heftig vermischt. Reaktionstemperaturen unterhalb von 20°C oder oberhalb von 100°C werden, obwohl sie angewendet werden können, nicht vorgezogen, weil dann zusätzliche Apparaturen, nämlich Kühlgeräte und Druckreaktoren, notwendig sind.

Das Reaktionsprodukt wird dann filtriert und kann, um den Waschvorgang zu fördern, mit zusätzlichem Wasser aufgeschlämmt werden, um dann wieder filtriert zu werden. Obwohl das Waschen des filtrierten Produkts nach der Bildung des organophilen Tons besonders wünschenswert ist, um Salze, wie z. B. Natriumhalogenide, zu entfernen, ist es nicht nötig, wenn das Produkt unter verdünnten Reaktionsbedingungen hergestellt wird, weil dann die Menge an zurückbleibenden Salzen nur eine leichte Beeinträchtigung der Viskosität bewirkt.

Nach dem Abtrennen des organophilen Tongeliermittels von der Reaktionsmischung wird es getrocknet. Früher wurden kommerziell erhältliche organophile Tone typischerweise in einem Luftstrom bei erhöhten Temperaturen, die in dem Bereich von ungefähr 120 bis 250°C lagen, getrocknet. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß schonendere Trocknungsbedingungen zu einer Verbesserung der Qualität des Geliermittels führen können. Die schonenden Trocknungsbedingungen sind wichtig, um die Vorteile, die durch das Scheren und/oder die Verdünnung erreicht wurden, zu erhalten und zu steigern.

In Übereinstimmung mit diesem erfindungsgemäßen Aspekt wird die schonende Trocknung des organophilen Tons so durchgeführt, daß die Temperatur des nassen organophilen Tons während des Trocknens ungefähr 80°C nicht übersteigen sollte. Eine Methode um dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, daß das organophile Tongeliermittel in einem Luftstrom bei ungefähr 0 bis ungefähr 80°C, vorzugsweise bei ungefähr 0 bis ungefähr 50°C, getrocknet wird, bis der Feuchtigkeitsgehalt geringer als ungefähr 5%, vorzugsweise geringer als ungefähr 2%, ist. Alternativ kann das organophile Tongeliermittel in einer Wirbelschicht, die auf einer Temperatur von ungefähr 25 bis ungefähr 125°C, vorzugsweise ungefähr 25 bis ungefähr 100°C, gehalten wird, getrocknet werden. Wenn eine Wirbelschicht verwendet wird, werden natürlich die Temperatur und der Luftstrom so gewählt, daß das schnelle Verdunsten des Wassers die Temperatur des organophilen Tongeliermittels in der Schicht unterhalb von ungefähr 80°C hält, bis es trocken ist. Als weitere Alternative kann das organophile Tongeliermittel bei einer Temperatur unterhalb von ungefähr 0°C gefriergetrocknet werden.

Nachdem das organophile Tongeliermittel getrocknet ist, wird es typischerweise durch die Verwendung einer Hammermühle oder einer ähnlichen Mahlapparatur gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen. Das gemahlene organophile Tongeliermittel weist im allgemeinen eine Teilchengröße von ungefähr 0,1 bis ungefähr 500 µm, vorzugsweise ungefähr 1 bis ungefähr 150 µm, auf. Die angestrebte Größe der Teilchen des organophilen Tongeliermittels wird natürlich durch den Anwendungsbereich bestimmt.

Das voraktivierende Mittel kann mit dem organophilen Ton unter Anwendung verschiedener Verfahren umgesetzt werden. Genauer ausgedrückt, können die getrockneten organophilen Tonteilchen über eine Zeitspanne, die für die Umsetzung ausreichend ist (typischerweise von ungefähr 1 Minute bis ungefähr 4 Stunden, vorzugsweise von ungefähr 30 Minuten bis ungefähr 60 Minuten), was durch die Zunahme des d-Abstands bestimmt werden kann, z. B. durch die Verwendung eines P-K Mischgeräts, trocken mit gepulvertem voraktivierenden Mittel (Teilchengröße typischerweise kleiner als 0,55 mm) vermischt werden. Alternativ kann das voraktivierende Mittel in einem flüssigen Medium, wie z. B. Wasser, Methanol, Ethanol oder Mischungen davon, geschmolzen oder dispergiert, und auf die getrockneten organophilen Tonteilchen aufgesprüht werden, wobei vorzugsweise gerührt oder geschüttelt wird, um den Kontakt und die Verteilung zu verbessern.

Falls der organophile Ton scharfen Trocknungsbedingungen ausgesetzt war (z. B. mehr als ungefähr 80°C), kann das voraktivierende Mittel und der organophile Ton über eine Zeitspanne, die ausreichend ist, um die angebracht erscheinende Vergrößerung des d-Abstands zu erreichen, durch Verwendung einer Hammermühle, einer Ringwalzenmühle, einer Brinkmanmühle oder irgendeiner anderen Apparatur, die eine Scherwirkung auf die Komponenten ausüben kann, trocken gemahlen werden. Das voraktivierende Mittel (in irgendeiner der vorstehend beschriebenen Formen) und der organophile Ton können direkt in das Gerät zum Trockenmahlen gegeben werden oder sie können anfangs in einem separaten Mixer vermischt und dann dem Trockenmahlen unterworfen werden.

Das voraktivierende Mittel kann auch mit dem organophilen Ton umgesetzt werden, bevor der Ton getrocknet wurde. Z. B. kann das voraktivierende Mittel zu der Auschlämmung hinzugefügt werden, die das gebildete organophile Tongeliermittel enthält, oder in eine flüssige Dispersion überführt und durch einen Filterkuchen aus dem organophilen Ton gegeben werden. Natürlich wird in diesen Fällen die Konzentration des voraktivierenden Mittels in der Aufschlämmung oder flüssigen Dispersion so gewählt, daß die erforderliche Menge an voraktivierendem Mittel mit dem organophilen Ton umgesetzt wird. Das voraktivierte organophile Tongeliermittel wird dann getrocknet, vorzugsweise unter den oben angegebenen milden Bedingungen, auf eine passende Größe gemahlen, wie oben erörtert wurde und ist fertig zur sofortigen Verwendung oder um abgepackt zu werden.

Das erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel weist zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften auf. Insbesondere liegt das voraktivierte Geliermittel in trockener Form vor (d. h. der Feuchtigkeitsgehalt ist geringer als ungefähr 5%, vorzugsweise geringer als 2%), wodurch die Handhabbarkeit und die Verfrachtung vereinfacht wird, und es kann über längere Zeiträume gelagert werden ohne, an Qualität einzubüßen.

Das erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel kann für die effiziente und effektive Steigerung der Viskosität verschiedener organischer Zusammensetzungen verwendet werden. Das organophile Tongeliermittel kann in einer in großem Maße von der Zusammensetzung abhängigen konventionellen Weise zum Eindicken organischer Zusammensetzungen, wie z. B. Schmierfette, Schlamm auf Ölbasis, Packerflüssigkeiten auf Ölbasis, Lackfarbenabbeizmittel, Anstrichmittel, Kosmetikgrundlagen, Gießformen, Sandbindemittel, Klebstoffe, Dichtungsmittel, Farben, Polyesterlaminierharze und Polyestergelüberzüge, verwendet werden. Das organophile Tongeliermittel wird so gewählt, daß es in der speziellen organischen Zusammensetzung wirksam ist. Zum Beispiel können Tone vom Bentonit- oder Hektorit-Typ mit Dimethyldialkylammoniumkationen, deren Alkylreste sich von hydriertem Talg ableiten, umgesetzt werden, wobei ein Geliermittel, das gut zum Eindicken von Schmierfetten geeignet ist, gebildet wird. Andere spezifische Geliermittel können den oben angegebenen U.S. Patenten entnommen werden, deren Inhalt durch die Bezugnahme und die später weiter ausgeführten Beispiele zum Bestandteil dieser Anmeldung werden soll.

Das erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel kann zum effektiven und effizienten Eindicken organischer Zusammensetzungen verwendet werden, ohne daß bekannte polare Aktivierungsmittel verwendet werden müssen, die oft leicht entzündlich sind. Zwar können polare Aktivierungsmittel zusammen mit dem organophilen Tongeliermittel verwendet werden, solche polaren Aktivierungsmittel werden aber nicht benötigt, um die angestrebte eingedickte organische Zusammensetzung zu erhalten.

Die Menge des in der organischen Zusammensetzung verwendeten voraktivierten organophilen Tongeliermittels hängt von dem spezifischen Geliermittel, der Zusammensetzung und dem angestrebten Grad der Verdickung ab, liegt aber im allgemeinen in dem Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 12 Gew.-%, vorzugsweise von ungefähr 4 bis ungefähr 8 Gew.-%. Für die Verbesserung der Gelierung der Zusammensetzung sollte eine kleine Menge Wasser vorhanden sein. Die Menge des Wassers kann ebenfalls variieren, liegt aber typischerweise in dem Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew.-%, vorzugsweise von ungefähr 0,5 bis ungefähr 6,0 Gew.-%, und insbesondere in dem Bereich von ungefähr 2,0 bis ungefähr 4,0 Gew.-%, bezogen auf das in der organischen Zusammensetzung vorhandene voraktivierte organophile Tongeliermittel.

Schmierfette, die durch die Verwendung des erfindungsgemäßen voraktivierten organophilen Tongeliermittels hergestellt werden können, enthalten bekannte Basisflüssigkeiten. Bei diesen Basisflüssigkeiten kann es sich handeln um:
1. Öle mit hohem Viskositätsindex und Öle mit niedrigem Viskositätsindex, die entweder paraffinische oder naphthenische Öle oder Mischungen davon sind. Paraffinische Öle bestehen aus geradkettigen und verzweigtkettigen paraffinischen Kohlenwasserstoffen, deren Länge gewöhnlich 12 bis 24 Kohlenstoffatome beträgt. Naphthenische Öle bestehen aus zyklischen gesättigten Kohlenwasserstoffen und enthalten normalerweise aromatische Kohlenwasserstoffe. Paraffinische Öle sind selten ausschließlich paraffinisch und enthalten beträchtliche Mengen naphthenischer Kohlenwasserstoffe. Repräsentative Beispiele sind unter anderem: 2. Polyglykole (synthetische Öle)
Die Polyglykolbasis besteht aus polymerisiertem Ethylenglykol und/oder Propylenglykol.
3. Organische Ester (synthetisches Öl)
Organische Ester werden durch die Umsetzung von zweiwertigen Säuren mit Monohydroxyalkoholen oder durch die Umsetzung von einwertigen Säuren mit Polyhydroxyalkoholen gebildet. Z. B. kann ein Diester aus Azelainsäure und 2-Ethylhexylalkohol gebildet werden, wobei Di-(2-ethylhexyl)-azelat entsteht. Ein zweites Beispiel ist Diisooctylazelat und ein drittes Beispiel ist Di-2-ethylhexylsebazat. Ein Monoester kann aus Perlargonsäure und Pentaerythritol gebildet werden. Ein anderes Beispiel einer Monoesterflüssigkeit wäre Dipropylenglykoldiperlargonat.
4. Synthetische Kohlenwasserstoffe
Synthetische Kohlenwasserstoffflüssigkeiten bestehen aus zwei Arten: Polyalphaolefine und alkylierte Aromaten. Polyalphaolefine werden durch die begrenzte Polymerisation eines Alphaolefins hergestellt. Z. B. bildet ein tetramerisiertes 1-Octen einen Kohlenwasserstoff mit 32 Kohlenstoffatomen, und ein trimerisiertes 1-Decen bildet einen Kohlenwasserstoff mit 30 Kohlenstoffatomen.
Ein dialkyliertes Benzol stellt einen alkylierten Aromaten dar.
5. Silikonöle
Eine typische Zusammensetzung eines Silikonöls ist ein Alkylmethylpolysiloxan. Ein zweiter Flüssigkeitstyp ist ein Phenylmethylsilikon.
6. Pflanzliche Öle und andere Triglyceride:
Rizinusöl, Jojobaöl, Leinsamenöl, Baumwollsamenöl, usw.
Zusätzliche Informationen in bezug auf Schmierfette und wie sie unter Verwendung von organophilen Tongeliermitteln gebildet werden können, können in "Modern Lubricating Greases" von C.J. Boner (Scientific Publications, Broseley, Shropshire, England 1976) und "Lubrication Grease Guide" (National Lubricating Grease Institute, 4635 Wyandotte St., Kansas City, Missouri 64112, 1st Edition, 1984) gefunden werden.

Eine besonders gut verwendbare Basisflüssigkeit für Schmierfette ist das Öl der Bezeichnung Conoco 5735 (ein kommerzielles Produkt, erhältlich bei der Continental Oil Company), bei dem es sich um ein lösungsmittel-raffiniertes paraffinisches Petroleumschmieröl hoher Viskosität handelt. Eine typische Zusammensetzung enthält ungefähr 68 Gew.-% paraffinische, 28 Gew.-% naphthenische und 4 Gew.-% aromatische Bestandteile. Um die Effektivität der voraktivierten organophilen Tongeliermittel, die für die Herstellung von Schmierfetten verwendet werden können, zu demonstrieren, kann das voraktivierte organophile Tongeliermittel mit Conoco 5735-Öl in einer Konzentration von 8 Gew.-% unter Verwendung eines Bohrsäulenrührers vermischt werden, der mit zwei Blättern mit einem Durchmesser von 114,3 mm (4,5″), die in einem Winkel von 10° und mit einem Abstand von 38,1 mm (1 1/2″) angeordnet sind, ausgerüstet ist. Das Schmiermittel-Vorgel wird anschließend durch eine Rotor-Stator-Tri-Homo-Mühle, erhältlich bei Sonic Corporation, mit einem Rotor-Stator Spaltabstand von 0,0762 mm (0,003″) und einer Pumpgeschwindigkeit von 230 g/min gegeben. Das Schmiermittel wird auf Raumtemperatur (25°C) abgekühlt und eine Bestimmung der Penetrationsstärke wird gemäß der ASTM Methode D217-82 unter Verwendung eines Schmiermittel-Penetrometers, erhältlich bei GCA/Precision Scientific Company, durchgeführt. Ein Penetrationswert von 315 oder weniger weist darauf hin, daß der organophile Ton wirkungsvoll voraktiviert wurde. Der Penetrationswert ist vorzugsweise gleich 300 oder niedriger und mit höchster Bevorzugung gleich 290 oder niedriger.

Um zu demonstrieren, daß die Schmierfette, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen voraktivierten organophilen Tongeliermittel eingedickt wurden, unter Einsatzbedingungen stabil sind, kann das Schmierfett in einem Schmiermittelwalkgerät, erhältlich bei Koehler Instrument Company, gegeben und die Penetrationsstärke nach 60 und 10 000 Stößen bestimmt werden. Der Unterschied der Penetrationswerte wird kleiner als ungefähr 50, vorzugsweise kleiner als ungefähr 25 und mit höchster Bevorzugung kleiner als ungefähr 10 sein.

Bekanntlich können Schmierfette auch übliche Mengen an Antioxidantien, Pigmenten, löslichen Farbstoffen, Rostschutzmitteln, verschleißmindernden Zusätzen, Hochdruckzusätzen, klebrigmachenden Zusätzen, pulverisierten Metallen, Füllstoffen und Mischungen davon enthalten.

Die folgenden erfindungsgemäßen Beispiele und Vergleichsbeispiele werden zur Veranschaulichung und Herausstellung der vorliegenden Erfindung angegeben.

Die Beispiele sollten allerdings nicht einschränkend in bezug auf die Erfindung aufgefaßt werden. Falls nicht anders angegeben, handelt es sich bei allen Prozentangaben um Gewichtsprozente der Gesamtzusammensetzung.

Beispiel 1

Ungefähr 151,6 l (40 Gallonen) einer wässrigen Aufschlämmung von Wyoming-Bentonit, mit 3,03% Feststoffgehalt, die zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremden Verunreinigungen zu entfernen, und deren Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, werden bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 5610,6 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe gegeben (8 l) und mit 1133 ml Wasser verdünnt. Die Aufschlämmung wird unter Rühren auf 65°C erhitzt. 110,30 g von geschmolzenem, zu 90% aktivem, Dimethyldialkylammoniumchlorid (101 m. ä. pro 100 g Ton), dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, werden in die Tonaufschlämmung gegeben. 56 ml heißes Wasser werden zum Nachspülen des organischen Kations verwendet. (Die Menge des der Reaktionsaufschlämmung zugegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 2,5% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten bei 65°C gerührt, und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen und forciert 16 Stunden lang bei 40°C luftgetrocknet, um zurückgebliebenes Wasser aus dem organophilen Ton zu entfernen. Der getrocknete organophile Ton wird in einer Zentifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Der getrocknete, gemahlene organophile Ton (55 g) wird in einem P-K Mischgerät 1 Stunde lang mit 7% (4,14 g) und 9% (5,44 g) 1,6-Hexandiolpulver trocken vermischt, das vorher in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, kalt gemahlen wurde.

Proben des trockenen pulversierten voraktivierten organophilen Tongeliermittels und eine nicht voraktivierte Kontrollprobe werden unter Anwendung eines mittleren Drucks mit der Hand in einen standardmäßigen Pulverhalter für Röntgenstrahlen-Diffraktion gepackt, auf dessen Frontseite eine gläserne Mikroskopierscheibe aufgelegt ist. Die Glasscheibe wird vorsichtig vom Probenhalter entfernt, so daß die Oberfläche des gepackten Pulvers auf einer Höhe mit dem Probenhalter liegt. Der Halter wird dann in einem Philips 3600 Röntgendiffraktionsgerät plaziert und von 1,5-32° 2ϑ bei Verwendung von Cu Kα Strahlung bei Standard-Scanningbedingungen vermessen. Das erhaltene Diffraktionsmuster stellt eine Serie von Peaks dar, wobei der stärkste Peak sich zwischen 2 und 4° 2ϑ befindet. Der genaue Winkel dieses Peaks wird bestimmt, und anschließend wird unter Anwendung des Braggschen Gesetzes der Abstand berechnet: 2d sin ϑ, worin λ für Cu Kα = 1,54056 Å ist. Das Ergebnis gibt den d (001) Abstand der Probe, ausgedrückt in Ångström an.

Folgende Ergebnisse werden erhalten:

In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden weitere Proben eines organophilen Tons aus Bentonit und Dimethyldialkylammoniumchlorid, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, hergestellt. Der getrocknete organophile Ton wird mit verschiedenen voraktivierenden Mitteln in unterschiedlichen Mengen durch Dispergierung des voraktivierenden Mittels in einem Ethanol/Wasser-Gemisch und dem Aufsprühen der Dispersion auf eine in heftige Bewegung versetzte Portion des organophilen Tons umgesetzt. Anschließend wird der d-Abstand gemäß der oben angegebenen Methode bestimmt, und die Ergebnisse lauten folgendermaßen:

Beispiel 2

Ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, das in Übereinstimmung mit Beispiel 1 durch trockenes Vermischen eines organophilen Tons (hergestellt aus Dimethyldialkylammoniumchlorid, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, und Bentonit) mit 7% (bezogen auf das Gesamtgewicht) 1,6-Hexandiol, hergestellt wurde, wird bis zu einem Anteil von 7% zu Conoco 5735 Öl gegeben. Ein Schmiermittel-Vorgel wird durch 5 Minuten dauerndes Vermischen des voraktivierten Geliermittels und des Conoco-Öls mit einem Bohrsäulenmischgerät, das mit 450 Upm. arbeitet, hergestellt. 0,1% Wasser, bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels, werden zugegeben, und das Gemisch wird weitere 25 Minuten mit einem Bohrsäulenmischgerät, das mit 450 Upm. arbeitet, vermischt. Die Viskosität des Vorgels wird mit einem Brookfield RVT-Viskosimeter bestimmt. Das Schmiermittel-Vorgel wird durch eine Tri-Homo- Mühle mit einem Rotor-Stator Spaltabstand von 0,0762 mm (0,003″) bei einer Pumpgeschwindigkeit von 230 g/min gegeben. Das Schmiermittel wird auf Raumtemperatur abgekühlt, und unter Verwendung eines Penetrationsmeßgerätes, erhältlich bei GCA/Precision Scientific Company, wird eine Penetrationsbestimmung durchgeführt. Das Schmiermittel wird dann in ein Schmiermittelwalkgerät, erhältlich bei Koehler Instrument Company, gegeben und nach 60 und 10⁴ Stößen werden die Penetrationswerte bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Vergleichsbeispiel A

Zu Vergleichszwecken wird der voraktivierte organophile Ton aus Beispiel 2 durch BENTONE 34 (ein 95 m. e. r. Dimethyldialkyldammoniumbentonit, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, ein durch ein Warenzeichen geschütztes kommerzielles Produkt von NL Industries, das durch konventionelle Verfahren hergestellt wird) ersetzt. Anstelle von 0,1% Wasser wird der organophile Ton durch 2% Aceton (bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels) aktiviert (d. h. 22% bezogen auf das Gesamtgewicht des organophilen Tons und des Acetons). Viskositätswerte sind in Tabelle I angegeben.

Vergleichsbeispiel B

Zu Vergleichszwecken wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch BENTONE 34 ersetzt, das trocken mit 1,6-Hexandiolpulver vermischt wird, welches vorher in einer Zentrifugenmühle kalt vermahlen wurde, die ein 0,5 mm Sieb enthält. Viskositätswerte sind in Tabelle I angegeben.

Vergleichsbeispiel C

Zu Vergleichszwecken wird der organophile Ton aus Beispiel 2 durch BARAGEL 40 ersetzt (ein 100 m. e. r. Dimethyldialkylammoniumbentonit, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, ein durch ein Warenzeichen geschütztes kommerzielles Produkt von NL Industries, das durch konventionelle Verfahren hergestellt wird) und trocken mit 7% 1,6-Hexandiolpulver vermischt, welches vorher kalt in einer Zentrifugenmühle vermahlen wurde, die ein 0,5 mm Sieb enthält. Viskositätswerte sind in Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Beispiel 3

Ungefähr 151,6 l (40 Gallonen) einer wässrigen Wyoming Bentonit-Aufschlämmung mit einem 3,04-%-igen Feststoffgehalt, welche zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremden Verunreinigungen zu entfernen, und deren Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, wird bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 8717,1 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe (40 l) gegeben und mit 1325 ml Wasser verdünnt. Die Aufschlämmung wird unter Rühren auf 60°C erhitzt. 171,9 g von zu 90% aktivem Dimethyldialkylammoniumchlorid, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, (101 m. ä. pro 100 g Ton) werden in 310 ml Isopropanol und 560 ml Wasser gelöst und in die Tonaufschlämmung gegeben (die Menge des in die Reaktionsaufschlämmung gegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 2,5% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten lang bei 60°C gerührt und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wird wieder in Wasser aufgeschlämmt, 6,2% 1,6-Hexandiol wird zugegeben, und die Aufschlämmung wird 24 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das Wasser zu entfernen. Das getrocknete voraktivierte organophile Tongeliermittel wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Beispiel 4

Das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 wird durch das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 3 ersetzt. Das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 3 wird für einen 7,5-%-igen Gehalt im Conoco 5735 Öl berechnet. Viskositätswerte sind in Tabelle II angegeben.

Vergleichsbeispiel D

Um den Effekt zu demonstrieren, der auftritt, wenn nicht 0,1% Wasser zu den Schmiermitteln, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurden, zugegeben wird, wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 3 ersetzt. Das voraktivierte Tongeliermittel aus Beispiel 3 wird für einen 7,5-%-igen Gehalt im Conoco 5735 Öl berechnet. 0,1% Wasser wird bei der Schmiermittelbildung nicht zugegeben. Viskositätswerte sind in Tabelle II angegeben.

Tabelle II

Beispiel 5

Ungefähr 151,6 l (40 Gallonen) einer wässrigen Wyoming- Bentonit-Aufschlämmung mit einem 3,03-%-igen Feststoffgehalt, die zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremden Verunreinigungen zu entfernen, und dessen Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, wird bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 21,947 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe (40 l) gegeben und mit 3253 ml Wasser verdünnt. Die Aufschlämmung wird unter Rühren auf 60°C erhitzt. 431,5 g von zu 90% aktivem Dimethyldialkylammoniumchlorid, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten (101 m. ä. pro 100 g Ton), werden in 760 ml Isopropanol und 1400 ml Wasser gelöst und in die Tonaufschlämmung gegeben. (Die Menge des in die Reaktionsaufschlämmung gegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 2,5% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten bei 60°C gerührt und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen.

Beispiel 6

Ein Anteil des gewaschenen Filterkuchens aus Beispiel 5 wird wieder in Wasser aufgeschlämmt, 7,3% 1,6-Hexandiol werden zugegeben und die Aufschlämmung wird 24 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das Wasser zu entfernen. Das getrocknete voraktivierte organophile Tongeliermittel wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Beispiel 7

Ein Anteil des gewaschenen Filterkuchens aus Beispiel 5 wird 16 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das Wasser aus dem organophilen Ton zu entfernen. Der getrocknete organophile Ton wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Beispiel 8

Das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 wird durch das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 6 ersetzt. Das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 6 wird für einen 6,5-%-igen Gehalt im Conoco 5735 Öl berechnet. Viskositätswerte sind in Tabelle III angegeben.

Vergleichsbeispiel E

Um den Effekt der nachträglichen Zugabe des voraktivierenden Mittels bei der Schmiermittelbildung im Gegensatz zu der Umsetzung des voraktivierenden Mittels mit dem organophilen Ton zu demonstrieren, wird der voraktivierte organophile Ton aus Beispiel 2 durch den organophilen Ton aus Beispiel 7 ersetzt. Der organophile Ton aus Beispiel 7 wird für einen 6,0%-igen Gehalt im Conoco 5735 Öl berechnet. Zusätzlich zu der Zugabe von 0,1% Wasser zu der Mischung organophiles Ton/Conoco-Öl werden 7,3% 1,6-Hexandiol (bezogen auf das Gesamtgewicht des organophilen Tons und des 1,6-Hexandiols), das zuvor kalt in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde, in den Schmiermittelmischungsansatz gegeben. Viskositätswerte sind in Tabelle III angegeben.

Tabelle III

Die Viskositätswerte in Tabelle III zeigen eindeutig einen signifikanten Vorteil des erfindungsgemäßen voraktivierten organophilen Tongeliermittels für das Gelieren von Schmiermittelsystemen gegenüber der Anwendung desselben voraktivierenden Mittels durch separate, nachträgliche Zugabe zu der Mischung organophiler Ton/Öl. Die verbesserte Vorgelviskosität und das verbesserte Viskositätsverhalten nach dem Walken, die das erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel (Beispiel 8) aufweist, weisen darauf hin, daß die Erfindung eher das Ölsystem betrifft, als den organophilen Ton, bei dem das Dispersionsmittel nachträglich separat zugegeben wird (Vergleichsbeispiel E). Diese Viskositätsverbesserung wird mit hoher Wahrscheinlichkeit durch den vergrößerten d ₀₀₁-Basisebenen- Abstand, der bei dem erfindungsgemäßen Material im Vergleich zu dem organophilen Tonausgangsmaterial beobachtet wird, verursacht. Der vergrößerte d-Abstand weist darauf hin, daß eine bestimmte Wechselwirkung zwischen dem organophilen Ton und dem Dispergiermittel auftritt, wenn diese beiden Komponenten vor der Zugabe zum Öl vorgemischt werden. Dieses Beispiel zeigt außerdem, daß die Reihenfolge der Zugabe der Schmiermittelbestandteile wichtig ist, und daß die Schmiermittelherstellung unter Verwendung des erfindungsgemäßen voraktivierten organophilen Tongeliermittels besonders bevorzugt ist.

Beispiel 9

Ungefähr 151,6 Liter (40 Gallonen) einer wässrigen Wyoming-Bentonit-Aufschlämmung mit einem 3,04%-igen Feststoffgehalt, die zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremden Verunreinigungen zu entfernen und deren Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, wird bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 21,875 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe (40 l) gegeben und mit 3325 ml Wasser verdünnt. Die Aufschlämmung wird unter Rühren auf 60°C erhitzt. 431,5 g von zu 90% aktivem Dimethyldialkylammoniumchlorid (101 m. ä. pro 100 g Ton), dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, werden in 760 ml Isopropanol und 1400 ml Wasser gelöst und in die Tonaufschlämmung gegeben. (Die Menge des in die Reaktionsaufschlämmung gegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 2,5% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten bei 60°C gerührt und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen.

Beispiel 10

Ein Anteil des mit Wasser gewaschenen Filterkuchens aus Beispiel 9 wird wieder in Wasser aufgeschlämmt, 9,6% (bezogen auf das Gesamtgewicht) p-Nitrobenzylalkohol, der in Isopropanol gelöst ist, werden zugegeben, und die Aufschlämmung wird 24 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das Wasser zu entfernen. Das getrocknete voraktivierte organophile Tongeliermittel wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Beispiel 11

Ein Anteil des gewaschenen Filterkuchens aus Beispiel 9 wird wieder in Wasser aufgeschlämmt, 9,5% (bezogen auf das Gesamtgewicht) in Isopropanol gelöstes Phtalid werden zugegeben, und die Aufschlämmung wird 24 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das Wasser zu entfernen. Das getrocknete voraktivierte organophile Tongeliermittel wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Beispiel 12

Um zu demonstrieren, daß nitrierte Alkohole als voraktivierende Mittel für die erfindungsgemäßen organophilen Tone fungieren, wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 10 ersetzt. Viskositätswerte sind in Tabelle IV angegeben.

Beispiel 13

Um zu demonstrieren, daß aromatische Ketone als voraktivierende Mittel für erfindungsgemäße organophile Tone fungieren, wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 11 ersetzt. Viskositätswerte sind in Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV

Beispiel 14

Ungefähr 151,6 Liter (40 Gallonen) einer wässrigen Wyoming-Bentonit-Aufschlämmung mit einem 1,78%-igen Feststoffgehalt, die zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremdem Verunreinigungen zu entfernen, und deren Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, wird bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 10,393 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe (40 l) gegeben und unter Rühren auf 65°C erhitzt. 109,1 g von zu 91,7% aktivem Dimethyldialkylammoniumchlorid (93,6 m. ä. pro 100 g Ton), dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, und 9,24 g von zu 89,8% aktivem Dimethylbenzylalkylammoniumchlorid (10,4 m. ä. pro 100 g Ton), dessen Alkylgruppe sich von hydriertem Talg ableitet, d. h. eine 90%/10% 2M2Ht/2MBHt-Mischung, wird geschmolzen und in die Tonaufschlämmung gegeben. 175 ml heißes Wasser werden zum Nachspülen des Gefäßes verwendet, das die organischen Kationen enthielt. (Die Menge des in die Reaktionsaufschlämmung gegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 1,75% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten bei 65°C gerührt und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen und 16 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das zurückgebliebene Wasser aus dem organophilen Ton zu entfernen. Der getrocknete organophile Ton wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Der getrocknete, gemahlene organophile Ton wird eine Stunde lang in einem P-K Mischgerät mit 7% (bezogen auf das Gesamtgewicht) 1,6 Hexandiolpulver, das zuvor kalt in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde, trocken vermischt.

Beispiel 15

Um zu demonstrieren, daß organophile Tone, die aus 104 m. ä. (90%/10% 2M2Ht/2MBHt)/Bentonit bestehen, als organophiles Tonausgangsmaterial für erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel fungieren können, wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 14 ersetzt. Viskositätswerte sind in Tabelle V angegeben.

Vergleichsbeispiel F

Für Vergleichszwecke wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch BARAGEL (ein 99 m. e. r. [90% Dimethyldialkylammonium/10% Dimethylbenzylalkylammonium] Bentonit (ein durch ein Warenzeichen geschütztes kommerzielles Produkt von NL Industries), dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, ersetzt. Der organophile Ton wird dann statt mit 0,1% Wasser mit 2% Aceton (bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels) aktiviert (d. h. 22% des Gesamtgewichts des organophilen Tons und des Acetons). Viskositätswerte sind in Tabelle V angegeben.

Vergleichsbeispiel G

Für Vergleichszwecke wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch BARAGEL ersetzt, das trocken mit 7% 1,6-Hexandiolpulver vermischt wird, das zuvor kalt in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde. Viskositätswerte sind in Tabelle V angegeben.

Tabelle V

Vergleichsbeispiel H

Für Vergleichszwecke wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 durch Clayamine EPA (ein Handelsprodukte von United Catalysts, Inc.), ein selbstaktivierendes organophiles Ton, zusammengesetzt zu 90% aus Ton vom Bentonit-Typ, der mit einer quaternären Ammoniumverbindung modifiziert ist, und zu 10% aus 2,2-Dimethyl- 1,3-propandiol. Viskositätswerte sind in Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI

Die Werte zeigen eindeutig, daß das selbstaktivierende Clayamin EPA kein so effektives Schmiermittelgeliermittel wie das erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel ist.

Beispiel 16

Ungefähr 151,6 Liter (40 Gallonen) einer wässrigen Wyoming-Bentonit-Aufschlämmung mit einem 3,03-%-igen Feststoffgehalt, die zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremden Verunreinigungen zu entfernen, und deren Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, wird bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 21,947 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe (40 Liter) gegeben und mit 3253 ml Wasser verdünnt. Die Aufschlämmung wird unter Rühren auf 60°C erhitzt. 431,5 g von zu 90% aktivem Dimethyldialkylammoniumchlorid (101 m. ä. pro 100 g Ton), dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, werden in 760 ml Isopropanol und 1400 ml Wasser gelöst und in die Tonaufschlämmung gegeben. (Die Menge des in die Reaktionsaufschlämmung gegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 2,5% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten bei 60°C gerührt und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen und 16 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das zurückgebliebene Wasser aus dem organophilen Ton zu entfernen. Der getrocknete organophile Ton wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Vergleichsbeispiel I

Die folgenden Vergleichsbeispiele zeigen, daß das nach U.S. Patent 44 35 218 am stärksten bevorzugte aktivierende Mittel (2,2-Dimethyl-1,3-propandiol) kein wirkungsvolles voraktivierendes Mittel für die erfindungsgemäßen voraktivierten organophilen Tongeliermittel 07200 00070 552 001000280000000200012000285910708900040 0002003636473 00004 07081 bei der Verwendung in Schmiermittelsystemen ist. Für Vergleichszwecke wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 bei einem 6,25-%-igen Geliermittelgehalt durch den organophilen Ton aus Beispiel 16 ersetzt, der trocken mit 4% (bezogen auf das Gesamtgewicht) 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol vermischt wird, welches zuvor in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde. Viskositätswerte sind in Tabelle VII angegeben.

Vergleichsbeispiel J

Für Vergleichszwecke wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 bei einem 6,4-%-igen Geliermittelgehalt durch den organophilen Ton aus Beispiel 16 ersetzt, das trocken mit 6% (bezogen auf das Gesamtgewicht) 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol vermischt und in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde. Viskositätswerte sind in Tabelle VII angegeben.

Vergleichsbeispiel K

Für Vergleichszwecke wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel aus Beispiel 2 bei einem 6,5-%-igen Geliermittelgehalt durch den organophilen Ton aus Beispiel 16 ersetzt, der trocken mit 8% (bezogen auf das Gesamtgewicht) 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol vermischt und in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde. Viskositätswerte sind in Tabelle VII angegeben.

Tabelle VII

Die in Tabelle VII angegebenen Werte weisen darauf hin, daß eine hohe Schmiermittelviskosität und eine gute mechanische Stabilität nicht erreicht werden, wenn verschiedene Gehaltsmengen an 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol als voraktivierendes Mittel für das erfindungsgemäße voraktivierte organophile Tongeliermittel verwendet werden.

Beispiel 17

Ungefähr 151,6 Liter (40 Gallonen) einer wässrigen Wyoming-Bentonit-Aufschlämmung mit einem 3,17-%-igen Feststoffgehalt, die zuvor zentrifugiert wurde, um alle tonfremden Verunreinigungen zu entfernen, und deren Ionen ausgetauscht wurden, um den Ton in die Natriumform zu überführen, wird bei einem Druck von 3,447335 · 10⁷ Pa (5000 psi) durch einen Manton-Gaulin Homogenisator gegeben. 2839,1 g dieser Aufschlämmung werden in ein Reaktionsgefäß geeigneter Größe (8 Liter) gegeben und mit 561 ml Wasser verdünnt. Die Aufschlämmung wird unter Rühren auf 65°C erhitzt. 63,27 g geschmolzenes zu 89,3% aktives Benzylmethyldialkylammoniumchlorid (104 m. ä. pro 100 g Ton), dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten, werden in die Tonaufschlämmung gegeben. 200 ml heißes Wasser wird verwendet, um das Gefäß, das das organische Kation enthielt, nachzuspülen. (Die Menge des in die Reaktionsaufschlämmung gegebenen Wassers entspricht einer Menge, die, wenn sie zur Tonaufschlämmung gegeben wird, einen Feststoffgehalt von 2,5% ergibt). Die Mischung wird 30 Minuten bei 65°C gerührt und die Feststoffe werden auf einem Vakuumfilter abgeschieden. Der Filterkuchen wird mit heißem (60°C) Wasser gewaschen und 16 Stunden lang bei 40°C forciert luftgetrocknet, um das zurückgebliebene Wasser aus dem organophilen Ton zu entfernen. Der getrocknete organophile Ton wird in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen, um die Agglomerate auseinanderzubrechen.

Beispiel 18

55 g des getrockneten, gemahlenen organophilen Tons aus Beispiel 18 werden eine Stunde lang trocken in einem P-K Mischgerät mit 4,14 g 1,6-Hexandiolpulver (was einem Gehalt von 7% bezogen auf das Gesamtgewicht des voraktivierten organophilen Tons entspricht) vermischt, welches zuvor kalt in einer Zentrifugenmühle, die ein 0,5 mm Sieb enthält, gemahlen wurde.

Beispiel 19

Dieses Beispiel zeigt die hervorragenden Dispersionseigenschaften, die erzielt werden, wenn ein organophiler Ton, der mit 1,6-Hexandiol umgesetzt wurde, in einem Mischungsansatz zur Herstellung einer roten Farbe verwendet wird. Ein Grundstoff für rote Farbe wird gemäß Mischungsansatz 1 hergestellt.

Eine rote Farbe wird gemäß Mischungsansatz 2 hergestellt. 100 g der roten Farbbasis werden in eine Halbliterkanne eingewogen und eine Minute bei 3000 Umdrehungen pro Minute auf einem Dispermat CV (ein Cowles Dispersator) gemischt. Nach einer Minute wird das voraktivierte organophile Tongeliermittel, das gemäß Beispiel 18 hergestellt wurde, langsam in die aufgewirbelte Farbe gegeben. Nach der Zugabe des Geliermittels zu dem Farbmischungsansatz wird die Farbe 15 Minuten lang bei hoher Geschwindigkeit bei 3000 U/min. dispergiert. NPIRI (National Printing Ink Research Institute) Schleifwerte werden nach 5, 10 und 15 Minuten bestimmt, um den Dispersionsgrad zu berechnen. Nach 5 Minuten werden 0,7 Teile 95% Methanol/5% Wasser in die Farbe gegeben. Nach 10 Minuten wird das Lösungsmittel Magiesol 47 zugegeben, um die Haftung der Farbe einzustellen.

Mischungsansatz 2 Mischungsansatz für wärmehärtende rote Farbe

Die Bewertungen des Dispersionsgrades sind in Tabelle VIII angegeben. Die Farbe wird nach den Gesamtschlieren und dem Hintergrundschleier bewertet. Eine Dispersionsbewertung von mittelstark deutet auf eine schlechte Dispersion hin, wodurch viele Schlieren und ein mittlerer bis starker Hintergrundschleier auftreten. Eine Bewertung von-leicht weist auf bessere Dispersionseigenschaften hin, obwohl ein leichter Hintergrundschleier klar erkennbar ist. Eine Bewertung sauber weist auf gute Dispersionsqualitäten hin, wobei keine großen Agglomerate oder Aggregate auftreten. Viskositäten werden unter Verwendung des Thwing Albert Fallstabviskosimeters bei 25°C gemäß der ASTM Methode D4040-81 mit dem Titel "Viskosität von Druckfarben und Trägern durch Fallstabviskosimeter" bestimmt. Dispersionsbestimmungen, Viskositäten und Fließwerte sind in Tabelle VIII angegeben. Ein Fließwert ist die Kraft, die aufgewendet werden muß, um ein Fließen zu bewirken.

Vergleichsbeispiel L

Das organophile Tongeliermittel aus Beispiel 18 wird durch ein organophiles Tongeliermittel, das gemäß Beispiel 17 hergestellt wurde, in dem gleichen Gewichtsanteil, der in Beispiel 19 für den Mischungsansatz für wärmehärtende rote Farbe beschrieben ist, ersetzt. Dispersions- und Viskositätswerte für den Farbmischungsansatz sind in Tabelle VIII angegeben.

Tabelle VIII

Tabelle VIII zeigt, daß die erfindungsgemäß hergestellte Zusammensetzung bessere Dispersionseigenschaften aufweist als das Vergleichsbeispiel.

Es ist offensichtlich, daß die somit beschriebene Erfindung vielfach variiert werden kann. Solche Variationen sind allerdings nicht als Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung anzusehen, und alle Modifikationen sollen durch die angegebenen Patentansprüche eingeschlossen werden.

Claims (78)

1. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel für Schmierfette, enthaltend:
a) ein organophiles Tongeliermittel, welches das Reaktionsprodukt von i) einem Ton vom Smektit-Typ mit einer Kationenaustauschkapazität von mindestens 75 Milliäquivalenten pro 100 g Ton, und ii) einem organischen Kation in einer Menge von ungefähr 90 bis ungefähr 150% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ ist; und
b) ein voraktivierendes Mittel, welches mit dem organophilen Tongeliermittel umgesetzt wurde, wobei das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Phthalid, 3-Hydroxy-4-methoxybenzaldehyd, 4-Benzyloxypropiophenon, Triethylcitrat, 2-Phenoxyethanol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, 1,6-Hexandiol, Rizinusöl, o-, m- und p-Nitrophenethylalkohol und Mischungen davon.

2. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vom Smektit-Typ ausgewählt ist aus der Gruppe Bentonit, Hektorit und Mischungen davon.

3. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vom Smektit-Typ Bentonit ist.

4. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des organischen Kations ungefähr 100 bis ungefähr 130% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ beträgt.

5. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des organischen Kations ungefähr 100 bis ungefähr 116% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ beträgt.

6. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation mindestens eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen enthält.

7. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation durch mindestens eine der beiden folgenden Formeln dargestellt wird: in denen X ein Stickstoff- oder Phosphoratom darstellt, Y ein Schwefelatom darstellt, R₁ eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt und R₂, R₃ und R₄ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind unter (a) geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen; (b) Aralkylgruppen, welche Benzyl- und substituierte Benzylreste, einschließlich kondensierter Ringsysteme umfassen und im Alkylteil ihrer Struktur geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten; (c) Arylgruppen wie Phenyl- und substituierte Phenylgruppen, einschließlich kondensierter aromatischer Substituenten; (d) beta-, gamma- ungesättigten Gruppen mit sechs oder weniger Kohlenstoffatomen oder Hydroxyalkylgruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen; und (e) Wasserstoff.

8. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Ammoniumion ist, R₁ und R₂ geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen sind, und R₃ und R₄ geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.

9. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Dimethyldialkylammoniumion ist, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten.

10. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Ammoniumion ist, R₂ eine Aralkylgruppe mit einer geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylteil ist und R₃ und R₄ geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.

11. Trockenes voraktiviertes Tongeliermittel gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Dimethylbenzylalkylammoniumion ist, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableitet.

12. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Gemisch aus Dimethyldialkylammoniumionen und Dimethylbenzylalkylammoniumionen ist, deren Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten.

13. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Phthalid, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, o-, m- und p-Nitrophenylalkohol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, 1,6-Hexandiol und Mischungen davon.

14. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel 1,6-Hexandiol ist.

15. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt kleiner als ungefähr 5 Gew.-% ist.

16. Trockenes voraktiviertes organophiles Tongeliermittel gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt kleiner als ungefähr 2 Gew.-% ist.

17. Mit voraktiviertem organophilem Tongeliermittel eingedicktes Schmierfett, enthaltend:
a) eine Schmierfettbasisflüssigkeit;
b) ein voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, welches das Reaktionsprodukt eines organophilen Tongeliermittels und eines voraktivierenden Mittels ist, wobei das organophile Tongeliermittel das Reaktionsprodukt eines Tons vom Smektit-Typ mit einer Kationenaustauschkapazit von mindestens 75 Milliäquivalenten pro 100 g Ton und einem organischen Kation in einer Menge von ungefähr 90 bis ungefähr 150% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ ist und das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Phthalid, 3-Hydroxy-4-methoxybenzaldehyd, 4-Benzyloxypropiophenon, Triethylcitrat, 2-Phenoxyethanol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, o-, m-, und p-Nitrobenzylalkohol, 1,6-Hexandiol, Rizinusöl, o-, m- und p-Nitrophenethylalkohol, und Mischungen davon;
und
c) Wasser in einer Menge von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew.-%, bezogen auf das organophile Tongeliermittel.

18. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierfettbasisflüssigkeit ein Öl mit einem niedrigen Viskositätsindex oder ein Öl mit einem hohen Viskositätsindex ist.

19. Schmierfett gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierfettbasisflüssigkeit ein Öl mit einem hohen Viskositätsindex ist.

20. Schmierfett gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl mit hohem Viskositätsindex zusammengesetzt ist aus ungefähr 68 Gew.-% paraffinischen, ungefähr 28 Gew.-% naphthenischen und ungefähr 4 Gew.-% aromatischen Komponenten.

21. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vom Smektit-Typ ausgewählt ist aus der Gruppe Bentonit, Hektorit und Mischungen davon.

22. Schmierfett gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vom Smektit-Typ Bentonit ist.

23. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an organischem Kation ungefähr 100 bis ungefähr 130% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ beträgt.

24. Schmierfett gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an organischem Kation ungefähr 100 bis ungefähr 116% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ beträgt.

25. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation mindestens eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen enthält.

26. Schmierfett gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation durch mindestens eine der beiden folgenden Formeln dargestellt wird: in denen X ein Stickstoff- oder Phosphoratom darstellt, Y ein Schwefelatom darstellt, R₁ eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt und R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander ausgewählt sind unter (a) geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen; (b) Aralkylgruppen, welche Benzyl- und substituierte Benzylgruppen einschließlich kondensierter Ringsysteme enthalten und im Alkylteil der Struktur geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten; (c) Arylgruppen wie Phenyl- und substituierte Phenylgruppen, einschließlich aromatischer Substituenten mit kondensierten Ringen, (d) beta-, gamma-ungesättigten Gruppen mit sechs oder weniger Kohlenstoffatomen oder Hydroxyalkylgruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen; und (e) Wasserstoff.

27. Schmierfett gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Ammoniumion ist, R₁ und R₂ geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen sind und R₃ und R₄ geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.

28. Schmierfett gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Dimethyldialkylammoniumion ist, dessen Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten.

29. Schmierfett gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Ammoniumion ist, R₂ eine Aralkylgruppe mit einer geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylteil ist und R₃ und R₄ geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.

30. Schmierfett gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Dimethylbenzylalkylammoniumion ist, dessen Alkylgruppe sich von hydriertem Talg ableitet.

31. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Kation ein Gemisch aus Dimethyldialkylammoniumionen und Dimethylbenzylalkylammoniumionen ist, deren Alkylgruppen sich von hydriertem Talg ableiten.

32. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Phthalid, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, o-, m- und p-Nitrophenylalkohol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, 1,6-Hexandiol und Mischungen davon.

33. Schmierfett gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel 1,6-Hexandiol ist.

34. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an voraktiviertem organophilem Tongeliermittel ungefähr 1 bis ungefähr 12 Gew.-%, bezogen auf das Schmierfett beträgt.

35. Schmierfett gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an voraktiviertem organophilem Tongeliermittel ungefähr 4 bis ungefähr 8 Gew.-%, bezogen auf das Schmierfett, beträgt.

36. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Wasser ungefähr 0,5 bis ungefähr 6,0 Gew.-%, bezogen auf das voraktivierte organophile Tongeliermittel, beträgt.

37. Schmierfett gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Wasser ungefähr 2,0 bis ungefähr 4,0 Gew.-%, bezogen auf das voraktivierte organophile Tongeliermittel, beträgt.

38. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das unbearbeitete Schmierfett eine Konuspenetration von 315 oder weniger aufweist.

39. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das unbearbeitete Schmierfett eine Konuspenetration von 300 oder weniger aufweist.

40. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das unbearbeitete Schmierfett eine Konuspenetration von 290 oder weniger aufweist.

41. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der Konuspenetrationswerte nach 60 und 10 000 Stößen kleiner als ungefähr 50 ist.

42. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der Konuspenetrationswerte nach 60 und 10 000 Stößen kleiner als ungefähr 25 ist.

43. Schmierfett gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der Konuspenetrationswerte nach 60 und 10 000 Stößen kleiner als ungefähr 10 ist.

44. Verfahren zur Herstellung eines voraktivierten organophilen Tongeliermittels, das folgende Schritte umfaßt:
a) Herstellung einer Aufschlämmung eines Tons vom Smektit-Typ, der eine Kationenaustauschkapazität von mindestens 75 Milliäquivalenten pro 100 g Ton aufweist;
b) Aussetzen der Aufschlämmung einer großen Scherwirkung, wodurch Tonagglomerate abgeschieden werden;
c) Umsetzung des Tons vom Smektit-Typen mit organischen Kationen in einer Menge von ungefähr 90 bis ungefähr 150% der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ, wobei mindestens einige der Kationenaustauschstellen des Tons vom Smektit-Typ mit orangischen Kationen substituiert werden, wodurch ein organophiles Tongeliermittel gebildet wird; und
d) Umsetzung des organophilen Tongeliermittels mit einem voraktivierenden Mittel, welches mindestens eine aktive Gruppe enthält, die ausgewählt ist unter Carboxyl-, Hydroxyl-, primäre Amino-, sekundäre Amino-, Amino-, Aldehyd-, Keton-, Ether-, Ester-, Nitro- und Sulfogruppen, wodurch das erhaltene voraktivierte organophile Tongeliermittel eine Zunahme des d-Abstands von mindestens einem Angström aufweist.

45. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der gescherte Ton im Vergleich zu ungeschertem Ton eine durch die Methylenblautropfenprobe ermittelte Zunahme der Kationenaustauschkapazität von ungefähr 10 bis ungefähr 50% aufweist.

46. Verfahren gemäß Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der gescherte Ton im Vergleich zu ungeschertem Ton eine durch die Methylenblautropfenprobe ermittelte Zunahme der Kationenaustauschkapazität von ungefähr 15 bis ungefähr 40% aufweist.

47. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der gescherte Ton im Vergleich zu ungeschertem Ton eine Verringerung der mittleren Teilchengröße von ungefähr 10 bis ungefähr 80% aufweist.

48. Verfahren gemäß Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der gescherte Ton im Vergleich zu ungeschertem Ton eine Verringerung der mittleren Teilchengröße von ungefähr 20 bis ungefähr 60% aufweist.

49. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung dadurch einer großen Scherwirkung ausgesetzt wird, daß sie mindestens einmal durch einen Manton-Gaulin-Homogenisator gegeben wird, der mit ungefähr 3,447335 · 10⁶ Pa bis 5,515736 · 10⁷ Pa (500 bis 8000 psi) arbeitet.

50. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vom Smektit-Typ und das organische Kation in einer Aufschlämmung umgesetzt werden, die ungefähr 0,5 bis ungefähr 2,5 Gew.-% Ton vom Smektit-Typ enthält.

51. Verfahren gemäß Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 Gew.-% Ton vom Smektit-Typ enthält.

52. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel vor der Umsetzung mit dem voraktivierenden Mittel getrocknet wird.

53. Verfahren gemäß Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, das die Temperatur des organophilen Tongeliermittels bei seiner Trocknung 80°C nicht übersteigt.

54. Verfahren gemäß Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel in einem Luftstrom, der eine Temperatur von 0 bis ungefähr 80°C hat, getrocknet wird.

55. Verfahren gemäß Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel in einem Luftstrom, der eine Temperatur von 0 bis ungefähr 50°C hat, getrocknet wird.

56. Verfahren gemäß Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel in einer Wirbelschicht getrocknet wird.

57. Verfahren gemäß Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel gefriergetrocknet wird.

58. Verfahren gemäß Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel mit dem trockenen organophilen Tongeliermittel durch Trockenmischen umgesetzt wird.

59. Verfahren gemäß Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene organophile Tongeliermittel mit dem voraktivierenden Mittel dadurch umgesetzt wird, daß es mit geschmolzenem voraktivierendem Mittel oder mit einer flüssigen Dispersion des voraktivierenden Mittels in Kontakt gebracht wird.

60. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel naß ist, wenn es mit dem voraktivierenden Mittel umgesetzt wird.

61. Verfahren gemäß Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel in eine flüssige Dispersion übergeführt wird, die mit dem nassen organophilen Tongeliermittel in Kontakt gebracht wird.

62. Verfahren gemäß Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende organophile Tongeliermittel auf eine Weise getrocknet wird, bei der seine Temperatur 80°C nicht übersteigt.

63. Verfahren gemäß Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierte organophile Tongeliermittel in einem Luftstrom von 0 bis ungefähr 80°C getrocknet wird.

64. Verfahren gemäß Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierte organophile Tongeliermittel in einem Luftstrom von 0 bis ungefähr 50°C getrocknet wird.

65. Verfahren gemäß Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierte organophile Tongeliermittel in einer Wirbelschicht getrocknet wird.

66. Verfahren gemäß Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierte organophile Tongeliermittel gefriergetrocknet wird.

67. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das organophile Tongeliermittel bei einer Temperatur, die höher ist als ungefähr 80°C, getrocknet wird, und anschließend trocken mit dem voraktivierenden Mittel vermahlen wird.

68. Verfahren gemäß Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Phthalid, 3-Hydroxy-4-methoxy-benzaldehyd, 4-Benzyloxypropiophenon, Triethylcitrat, 2-Phenoxyethanol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, 1,6-Hexandiol, Rizinusöl, o-, m- und p-Nitrophenethylalkohol, und Mischungen davon.

69. Verfahren gemäß Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Phthalid, o-, m- und p-Nitrobenzylalkohol, o-, m- und p-Nitrophenylalkohol, 1-Phenyl-1,2-ethandiol, 1,6-Hexandiol und Mischungen davon.

70. Verfahren gemäß Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß das voraktivierende Mittel 1,6-Hexandiol ist.

71. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 44.

72. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 50.

73. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 52.

74. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 53.

75. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 58.

76. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 60.

77. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 68.

78. Voraktiviertes organophiles Tongeliermittel, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 70.