DE69432884T2 - Überbasische Carboxylate und Gele - Google Patents

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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00—Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12—Reaction products
    • C10M159/20—Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gelierter überbasifizierter Materialien und Schmiermittel und andere Substanzen, die solche gelierten überbasifizierten Materialien enthalten.
  • Überbasifizierte Materialien sind seit langem bekannt und als Schmieröladditive wichtig. Diese Materialien sind Metallsalze von sauren organischen Verbindungen. Überbasifizierte Materialien sind einphasige, homogene und im Allgemeinen offenbar Newtonsche Systeme, die sich durch einen Metallgehalt auszeichnen, der höher ist als derjenige, der gemäß der Stöchiometrie des Metalls und der spezifischen sauren organischen Verbindung, die mit dem Metall umgesetzt wird, vorhanden sein würde. Überbasifizierte Materialien können von ihrer ursprünglichen Newtonschen Form zu einer gelierten Form durch eine Vielzahl von Behandlungen umgewandelt werden, von denen manche in bestimmten der nachstehenden Dokumente beschrieben sind:
  • US-PS 3,242,079 , McMillen, beschreibt ein Fett, das durch Mischen von Mineralöl, eines carbonisierten basischen Erdalkalimetallsalzes einer Säure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen und einer aktiven Wasserstoffverbindung, wie einer niederen aliphatischen Carbonsäure, Wasser oder Wasser-Alkohol-Gemischen, hergestellt wird. Eine Zugabe von Essigsäure und Mineralöl zu überbasifiziertem Calciumpetroleumsulfonat und Erhitzen auf 100–150°C für etwa 9 Stunden bildet ein Fett. Beispiele veranschaulichen die Verwendung von Alkohol/Wasser für die Herstellung des Fettes.
  • Die US-PS 3,492,231 , McMillen, beschreibt die Herstellung eines Nicht-Newtonschen dispersen Systems. Die Umwandlungsmittel umfassen niedere aliphatische Carbonsäuren, Wasser, aliphatische Alkohole, cycloaliphatische Alkohole, Phenole, Ketone, Aldehyde, Amine, Borsäuren, Phosphorsäuren und Kohlendioxid. Gemische aus zwei oder mehreren dieser Umwandlungsmittel sind auch geeignet. Die Verwendung eines Gemisches aus Wasser und eines oder mehrerer der Alkohole ist besonders wirksam.
  • Die US-PS 3,766,066 , McMillen, beschreibt ein Verfahren für eine Herstellung fester metallhaltiger Zusammensetzungen durch Isolieren des Feststoffs aus einem gelierten überbasifizierten Material.
  • Die US-PS 4,597,880 , Eliades, beschreibt ein Einschritt-Verfahren für eine Herstellung überbasifizierter Calciumsulfonatfette, umfassend ein Einbringen in ein Reaktionsgefäß einer Lösung einer Sulfonsäure mit einer aliphatischen Kette von mindestens 12 Kohlenstoffatomen, Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid, kleineren Anteilen an (a) wasserlöslichen Carbonsäuren, wie Essigsäure, (b) aliphatischen Alkoholen oder Alkoxyalkanolen, wie Methylalkohol und Methylcellosolve und (c) Wasser vor dem Durchführen eines Carbonisierungsschritts.
  • Die US-PS 3,730,895 , Kjonaas, beschreibt ein Calcium-überbasifiziertes Carboxylat. Beispiel 6 zeigt die Herstellung einer Konzentratzusammensetzung unter Verwendung eines Dispergiermittels, das eine Kombination von mit Calciumcarbonat überbasifizierten Carboxylaten umfasst. Eisessig und 12-Hydroxystearinsäure werden verwendet. Das Produkt weist das Aussehen eines Fettes auf. Das Konzentrat wurde mit einer auf einer Lithiumseife basierenden Fettzusammensetzung gemischt.
  • Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Verfahren für eine Umwandlung eines Newtonschen überbasifizierten Materials in ein Gel bereitgestellt. Gele, die aus überbasifizierten gesättigten Carboxylaten hergestellt werden, weisen häufig eine verbesserte Verdickungswirksamkeit und Verwendbarkeit in Fetten, Farben und anderen Anwendungen im Vergleich zu Gelen auf, die aus ungesättigten Carboxylaten oder anderen überbasifizierten Materialien im Allgemeinen hergestellt werden. Jedoch ist das Verfahren für eine Herstellung solcher gelierter überbasifizierter gesättigter Carboxylate oder ihrer Äquivalente im Allgemeinen ziemlich schwierig. Das anfängliche Überbasifizieren gesättigter Carbonsäuren ist kompliziert. Obwohl man solche Säuren in einem höheren Alkoholträger-Lösungsmittel, wie Isooctylalkohol, bei 150–160°C überbasifizieren könnte, wodurch das Reaktionswasser bei seiner Bildung entfernt wird, wäre ein derartiges Verfahren nachteilig. Zum Beispiel ist eine verhältnismäßig hohe Temperatur erforderlich und das Produkt wird in einem Alkohollösungsmittel gebildet, das unerwünscht sein könnte. Alternativ könnte man versuchen, einen aromatischen Träger, wie Toluol, gemischte Xylole oder höhere aromatische Verbindungen zu verwenden und die Überbasifizierungsreaktion bei 50–55°C durchzuführen. Bei einem solchen Verfahren neigt das Gemisch während des Überbasifizierens zu einer Verfestigung, selbst bei einer extremen Verdünnung mit dem Trägerlösungsmittel, wodurch eine wirksame Herstellung des überbasifizierten Materials vermieden wird. So kann durch diesen zweiten möglichen Weg überbasifiziertes Kokosnussöl hergestellt werden, jedoch nur unter Schwierigkeiten, wodurch ein festes Produkt gerade mal bei einer Konzentration von 21% erhalten wird. Überbasifizierte Stearin-, Palmitin- oder 12-Hydroxystearinsäuren können im Allgemeinen überhaupt nicht auf diesem Weg hergestellt werden, egal, ob das Ausgangsmaterial eine Säure, ein Ester oder ein Triglycerid ist. Die Gelierung solcher überbasifizierter Carbonsäuren nach ihrer Herstellung ist ähnlich schwierig und langsam und erfordert häufig eine Behandlung über mehrere Stunden bei einer erhöhten Temperatur, selbst in Gegenwart eines Umwandlungsmittels.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines gelierten überbasifizierten Materials bereitgestellt, umfassend die Schritte eines Herstellens eines Gemisches aus (i) einem flüssigen kohlensäurehaltigen überbasifizierten Material in einem oleophilen Medium, wobei das Gemisch ein Metallsalz mindestens eines organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen und ein Metallsalz mindestens eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen enthält, und (ii) zu dem nach Herstellen des flüssigen kohlensäurehaltigen überbasifizierten Materials ein Alkohol oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch gegeben wird, und Erhitzen des Gemisches von (a), wodurch die gelierte Zusammensetzung gebildet wird.
  • Eine überbasifizierte Zusammensetzung, die entsprechend der Erfindung geliert werden kann, kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das die Schritte eines Vereinigens einer Quelle eines Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, eines ausgewählten aromatischen Lösungsmittels und eines stöchiometrischen Überschusses einer Metallbase und ein Carbonisieren des Gemisches umfasst. Alternativ kann das Medium ein polares oleophiles Medium sein und die Carbonisierung kann bei 70–95°C durchgeführt werden. Vorzugsweise ist das Säurematerial eine gesättigte Carbonsäure.
  • Bevorzugte erfindungsgemäße Merkmale und Ausführungsformen werden nachstehend mit Hilfe nicht-begrenzender Veranschaulichung beschrieben. Die allgemeinen Verfahren, die bei einer Herstellung überbasifizierter Materialien beteiligt sind, werden zuerst beschrieben.
  • Die überbasifizierten Materialien, die in dem oleophilen Medium enthalten sind, sind bekannte Materialien. Überbasifizieren, auch als Superbasifizieren oder Hyperbasifizieren bezeichnet, ist eine Möglichkeit, eine große Menge eines basischen Materials in einer Form bereitzustellen, die in Öl löslich oder dispergierbar ist. Überbasifizierte Produkte wurden lange in der Schmiermitteltechnologie verwendet, um Detergensadditive bereitzustellen.
  • Überbasifizierte Materialien sind einphasige, homogene Systeme, die sich durch einen Metallgehalt auszeichnen, der denjenigen übersteigt, der gemäß der Stöchiometrie des Metalls und der spezifischen sauren organischen Verbindung vorlie gen würde, die mit dem Metall umgesetzt wird. Die Menge an Überschussmetall wird gewöhnlich durch das Metallverhältnis ausgedrückt. Der Begriff "Metallverhältnis" ist das Verhältnis der gesamten Äquivalente des Metalls zu den Äquivalenten der sauren organischen Verbindung. Ein neutrales Metallsalz weist ein Metallverhältnis von eins auf. Ein Salz mit der 4,5-fachen Menge an Metall im Vergleich zu einem normalen Salz wird einen Metallüberschuss von 3,5 Äquivalenten oder ein Verhältnis von 4,5 aufweisen. Die erfindungsgemäßen basischen Salze weisen häufig ein Metallverhältnis von 1,5 bis 30, vorzugsweise 3 bis 25 und mehr bevorzugt 7 bis 20 auf.
  • Die überbasifizierten Materialien werden durch eine Umsetzung eines sauren Materials, normalerweise eines sauren Gases, wie SO2 oder CO2, und am häufigsten Kohlendioxid mit einem Gemisch umgesetzt, das eine saure organische Verbindung, ein Reaktionsmedium, das normalerweise ein oleophiles Medium umfasst, einen stöchiometrischen Überschuss einer Metallbase und vorzugsweise einen Beschleuniger umfasst.
  • Das oleophile Medium, das für eine Herstellung überbasifizierter Materialien verwendet wird und das überbasifizierte Materialien enthält, wird normalerweise ein inertes Lösungsmittel für das saure organische Material sein. Das oleophile Medium kann ein Öl oder ein organisches Material sein, das einfach in Öl löslich ist oder mit Öl mischbar ist. Geeignete Öle umfassen Öle mit Schmierviskosität, einschließlich natürlicher oder synthetischer Schmieröle und Gemische davon. Natürliche Öle umfassen tierische Öle, Pflanzenöle, einschließlich Sonnenblumenöle, einschließlich Sonnenblumenöl mit einem hohen Gehalt an Ölsäure, das unter dem Handelsnamen TrisunTM 80 verfügbar ist, Rapsöl und Sojabohnenöl, mineralische Schmieröle des paraffinischen, naphthenischen oder gemischten Typs, lösungsmittel- oder säurebehandelte mineralische Öle und Öle, die von Kohle oder Schiefer abgeleitet sind. Synthetische Schmieröle umfassen Kohlenwasserstofföle, Halogen-substituierte Kohlenwasserstofföle, Alkylenoxidpolymere (einschließlich derjenigen, die durch eine Polymerisation von Ethylen oxid oder Propylenoxid hergestellt werden), Ester von Dicarbonsäuren und einer Vielzahl an Alkoholen, einschließlich Polyole, Ester von Monocarbonsäuren und Polyolen, Ester von Phosphor-haltigen Säuren, polymere Tetrahydrofurane und auf Silizium basierende Öle (einschließlich Siloxanöle und Silicatöle). Umfasst sind unraffinierte, raffinierte und wiederaufbereitete Öle. Spezifische Beispiele für Öle sind in der US-PS 4,326,972 beschrieben.
  • Geeignete organische Materialien, die einfach in Öl löslich sind oder mit Öl mischbar sind, sind im Allgemeinen im Wesentlichen nicht-polare oder nichtprotische Materialien, die bei Raumtemperatur Flüssigkeiten sind. Sie sind vorzugsweise flüchtige Flüssigkeiten, die durch Verdampfen oder Destillieren, falls gewünscht, entfernt werden können. Geeignete Materialien umfassen Alkane und Halogenalkane mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, Polyhalogenalkane, Cycloalkane mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen, Alkyl-substituierte Alkane, Arylkohlenwasserstoffe, Alkyarylkohlenwasserstoffe, Halogenarylkohlenwasserstoffe, Ether wie Dialkylether, Alkylarylether, Cycloalkylether, Alkansäureester, Silicatester und Gemische davon. Ebenfalls geeignet sind niedermolekulare flüssige Polymere, die im Allgemeinen als Oligomere klassifiziert werden, einschließlich Dimere, Tetramere, Pentamere, usw. und einschließlich solcher Materialien wie Propylen-Tetramere und Isobutylen-Dimere. Ebenfalls geeignet sind flüssige Erdölfraktionen wie Erdölfraktionen auf naphthenischer oder paraffinischer Basis.
  • Die sauren organischen Verbindungen, die für eine Herstellung überbasifizierter Zusammensetzungen geeignet sind, umfassen Carbonsäuren, Sulfonsäuren, Phosphorhaltige Säuren, Phenole oder Gemische aus zwei oder mehreren davon. Die bevorzugten Säurematerialien sind Carbonsäuren. (Ein jeglicher Bezug auf Säuren wie Carbon- oder Sulfonsäuren soll die Säure-produzierenden Derivate davon, wie Anhydride, Alkylester, Acylhalogenide, Lactone und Gemische davon umfassen, es sei denn, es ist spezifisch anders angegeben).
  • Die Carbonsäuren, die für eine Herstellung überbasifizierter Salze geeignet sind, können aliphatische oder aromatische Mono- oder Polycarbonsäuren oder Säureproduzierende Verbindungen sein. Diese Carbonsäuren umfassen Carbonsäuren mit einem geringen Molekulargewicht sowie Carbonsäuren mit einem höheren Molekulargewicht (z. B. diejenigen mit mehr als 8 oder mehr Kohlenstoffatomen).
  • Carbonsäuren, insbesondere die höheren Carbonsäuren, sind vorzugsweise in dem oleophilen Medium löslich. Gewöhnlich sollte, um die gewünschte Löslichkeit bereitzustellen, die Anzahl an Kohlenstoffatomen in einer Carbonsäure mindestens etwa 8, z. B. 8 bis 400, vorzugsweise 10 bis 50 und mehr bevorzugt 10 bis 22 betragen.
  • Die Carbonsäuren umfassen gesättigte und ungesättigte Säuren. Beispiele für solche verwendbaren Säuren umfassen Dodecansäure, Decansäure, Tallölsäure, 10-Methyltetradecansäure, 3-Ethylhexadecansäure und 8-Methyloctadecansäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Myristinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Behensäure, Hexatriacontansäure, Tetrapropylenyl-substituierte Glutarsäure, Polybutenylsubstituierte Bernsteinsäure, die von einem Polybuten (Mn = 200–1500) abgeleitet ist, Polypropenyl-substituierte Bernsteinsäure, die von einem Polypropen (Mn = 200–1000) abgeleitet ist, Octadecyl-substituierte Adipinsäure, Chlorstearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, 9-Methylstearinsäure, Dichlorstearinsäure, Ricinolsäure, Lesquerellinsäure, Stearylbenzoesäure, Eicosanyl-substituierte Naphthoesäure, Dilauryldecahydronaphthalencarbonsäure, Gemische all dieser Säuren, ihre Alkali- und Erdalkalimetallsalze, ihre Ammoniumsalze, ihre Anhydride und/oder ihre Ester, Triglyceride, usw. Eine bevorzugte Gruppe aliphatischer Carbonsäuren umfasst die gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren mit etwa 12 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen. Andere Säuren umfassen aromatische Carbonsäuren, einschließlich substituierter und nicht-substituierter Benzoe-, Phthal- und Salicylsäuren oder Anhydride, insbesondere diejenigen, die mit einer Hydrocarbylgruppe mit etwa 6 bis etwa 80 Kohlenstoffatomen substituiert sind. Beispiele für geeigne te Substituentengruppen umfassen Butyl-, Isobutyl-, Pentyl-, Octyl-, Nonyl-, Dodecylgruppen und Substituenten, die von den vorstehend beschriebenen Polyalkenen abgeleitet sind, wie Polyethylene, Polypropylene, Polyisobutylene, Ethylen-Propylen-Copolymere, oxidierte Ethylen-Propylen-Copolymere und ähnliches. Geeignete Materialien umfassen auch Derivate, die durch ein Hinzufügen von Schwefel-, Phosphor-, Halogenatomen, usw. funktionalisiert wurden.
  • Sulfonsäuren sind auch für eine Herstellung überbasifizierter Salze geeignet und umfassen die Sulfon- und Thiosulfonsäuren. Die Sulfonsäuren umfassen die mono- oder polynuklearen aromatischen oder cycloaliphatischen Verbindungen. Die öllöslichen Sulfonate können größtenteils durch eine der nachstehenden Formeln dargestellt werden: R2-T-(SO3)a und R3-(SO3)b, worin T ein cyclischer Kern wie Benzol, Naphthalen, Anthracen, Diphenylenoxid, Diphenylensulfid, Erdöl-Naphthene, usw. ist, R2 eine aliphatische Gruppe, wie eine Alkyl-, Alkenyl-, Al-koxy-, Alkoxyalkylgruppe, usw. ist, (R2) + T insgesamt mindestens etwa 15 Kohlenstoffatome enthält und R3 eine aliphatische Hydrocarbylgruppe mit mindestens etwa 15 Kohlenstoffatomen ist. Beispiele für R3 sind Alkyl-, Alkenyl-, Alkoxyalkyl-, Carboalkoxyalkylgruppen, usw. Spezifische Beispiele für R3 sind Gruppen, die von Petrolat, gesättigtem und ungesättigtem Paraffinwachs und den vorstehend beschriebenen Polyalkenen abgeleitet sind. Die Gruppen T, R2 und R3 in den vorstehend beschriebenen Formeln können auch andere anorganische oder organische Substituenten zusätzlich zu denjenigen enthalten, die vorstehend gezeigt sind, wie Hydroxy-, Mercapto-, Halogen-, Nitro-, Amino-, Nitroso-, Sulfid-, Disulfidgruppen, usw. In den vorstehend genannten Formeln haben a und b mindestens den Wert 1.
  • Veranschaulichende Beispiele für diese Sulfonsäuren umfassen Monoeicosanylsubstituierte Naphthalensulfonsäuren, Dodecylbenzolsulfonsäuren, Didodecylbenzolsulfonsäuren, Dinonylbenzolsulfonsäuren, Cetylchlorbenzolsulfonsäuren, Dilauryl-beta-naphthalensulfonsäuren, die Sulfonsäure, die durch die Behandlung von Polybuten mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel (Mn) von 500 bis 5000 mit Chlorsulfonsäure abgeleitet ist, Nitronaphthalensulfonsäure, Paraffinwachs-Sulfonsäure, Cetylcyclopentansulfonsäure, Laurylcyclohexansulfonsäuren, Polyethylenyl-substituierte Sulfonsäuren, die von Polyethylen (Mn = 300–1000) abgeleitet sind, usw. Normalerweise werden die aliphatischen Gruppen Alkylund/oder Alkenylgruppen sein, so dass die Gesamtzahl an aliphatischen Kohlenstoffatomen mindestens etwa 8 beträgt.
  • Eine weitere Gruppe von Sulfonsäuren sind mono-, di- und trialkylierte Benzolund Naphthalen- (einschließlich hydrogenierter Formen davon) Sulfonsäuren. Solche Säuren umfassen Diisododecylbenzolsulfonsäure, Polybutenylsubstituierte Sulfonsäure, Polypropylenyl-substituierte Sulfonsäuren, die von Polypropen mit einem Mn-Wert von 300–1000 abgeleitet sind, Cetylchlorbenzolsulfonsäure, Dicetylnaphthalensulfonsäure, Dilauryldiphenylethersulfonsäure, Diisononylbenzolsulfonsäure, Diisooctadecylbenzolsulfonsäure, Stearylnaphthalensulfonsäure und ähnliches.
  • Spezifische Beispiele für öllösliche Sulfonsäuren sind Mahagonisulfonsäuren, Brightstock-Sulfonsäuren, Sulfonsäuren, die von Schmierölfraktionen mit einer Saybolt-Viskosität von etwa 100 Sekunden bei 37,8°C (100°F) bis etwa 200 Sekunden bei 98,9°C (210°F) abgeleitet sind, Petrolat-Sulfonsäuren, Mono- und Polywachs-substituierte Sulfon- und Polysulfonsäuren von beispielsweise Benzol, Naphthalen, Phenol, Diphenylether, Naphthalendisulfid, usw., andere substituierte Sulfonsäuren, wie Alkylbenzolsulfonsäuren (bei denen die Alkylgruppe mindestens 8 Kohlenstoffatome aufweist), Cetylphenolmonosulfidsulfonsäuren, Dilaurylbeta-naphthylsulfonsäuren und Alkarylsulfonsäuren, wie Dodecylbenzol"Sumpf'-Sulfonsäuren (das Material, das nach Entfernen von Dodecylbenzolsulfonsäuren, die für Haushaltswaschmittel verwendet werden, verbleibt). Die Herstellung von Sulfonaten aus Nebenprodukten der Seifenherstellung durch eine Umsetzung mit z. B. SO3 ist bekannt.
  • Phosphor-haltige Säuren sind ebenfalls für eine Herstellung basischer Metallsalze geeignet und umfassen alle Phosphor-haltigen Säuren, wie Phosphorsäure oder -ester und Thiophosphorsäuren oder Ester davon, einschließlich Mono- und Dithiophosphorsäuren oder Ester davon. Vorzugsweise enthalten die Phosphor-haltigen Säuren oder Ester davon mindestens eine, vorzugsweise zwei Hydrocarbylgruppen mit 1 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen. Die Phosphor-haltigen Säuren, die erfindungsgemäß verwendbar sind, sind in der US-PS 3,232,883 , Le Suer, beschrieben.
  • Die Phenole, die für eine Herstellung basischer Metallsalze geeignet sind, entsprechen im Allgemeinen der Formel (R1)a-Ar-(OH)b, worin R1 eine Hydrocarbylgruppe ist, Ar eine aromatische Gruppe ist, a und b unabhängig voneinander Zahlen von mindestens eins sind, wobei die Summe von a und b zwei bis zu der Anzahl an entfernbaren Wasserstoffatomen an dem aromatischen Kern oder Kernen von Ar beträgt. R1 und a sind vorzugsweise dergestalt, dass durchschnittlich mindestens etwa 8 aliphatische Kohlenstoffatome durch die R1-Gruppen für jede Phenolverbindung bereitgestellt werden. Die aromatische Gruppe, dargestellt durch "Ar", kann einkernig wie eine Phenyl-, Pyridyl- oder Thienylgruppe oder mehrkernig sein.
  • Die Metallverbindungen, die für eine Herstellung der basischen Metallsalze geeignet sind, sind im Allgemeinen alle Metallverbindungen der Gruppe I oder Gruppe II (CAS-Version des Periodensystems der Elemente). Die Metalle der Gruppe I der Metallverbindung umfassen Alkalimetalle (Natrium, Kalium, Lithium, usw.) sowie Metalle der Gruppe IB, wie Kupfer. Die Metalle der Gruppe I sind vorzugsweise Natrium, Kalium, Lithium und Kupfer, insbesondere Natrium oder Kalium und insbesondere Natrium. Die Metalle der Gruppe II der Metallbase umfassen die Erdalkalimetalle (Magnesium, Calcium, Barium, usw.), sowie die Metalle der Gruppe IIB, wie Zink oder Kadmium. Vorzugsweise sind die Metalle der Gruppe II Magnesium, Calcium, Barium oder Zink, vorzugsweise Magnesium oder Calcium, insbesondere Calcium. Im Allgemeinen werden die Metallverbin dungen als Metallsalze bereitgestellt. Der anionische Anteil des Salzes kann ein Hydroxyl, Oxid, Carbonat, Borat, Nitrat, usw. sein.
  • Beschleuniger sind Chemikalien, die manchmal eingesetzt werden, um den Einbau von Metall in die basischen Metallzusammensetzungen zu erleichtern. Beispiele für die Chemikalien, die als Beschleuniger geeignet sind, sind Wasser, Ammoniumhydroxid, organische Säuren mit bis zu etwa 8 Kohlenstoffatomen, Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure, Metall-Komplexierungsmittel, wie Alkylsalicylaldoxim und Alkalimetallhydroxide, wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid und ein- und mehrwertige Alkohole mit bis etwa 30 Kohlenstoffatomen. Beispiele für die Alkohole umfassen Methanol, Ethanol, Isopropanol, Dodecanol, Behenylalkohol, Ethylengylcol, Monomethylether von Ethylenglycol, Hexamethylenglycol, Glycerin, Pentaerythrit, Benzylalkohol, Phenylethylalkohol, Aminoethanol, Cinnamylalkohol, Allylalkohol und ähnliches. Besonders geeignet sind die einwertigen Alkohole mit bis etwa 10 Kohlenstoffatomen und Gemische aus Methanol mit höheren einwertigen Alkoholen. Es ist charakteristisch für Beschleuniger, dass sie normalerweise in geringen Mengen eingesetzt werden, normalerweise bei weniger als 1-2 Gew.-% des Reaktionsgemisches im Fall von Beschleunigern, die später nicht entfernt werden. Somit stellen sie normalerweise keinen nennenswerten Anteil der Säurefunktionalität der Zusammensetzung dar, dienen jedoch eher als ein Katalysator für das Überbasifizierungsverfahren.
  • Bei der Herstellung überbasifizierter Materialien wird das zu überbasifizierende organische Säurematerial normalerweise in einem inerten oleophilen Medium mit der Metallbase, dem Beschleuniger und dem Kohlendioxid (eingebracht durch Einsprudeln von gasförmigem Kohlendioxid in das Gemisch) zusammengebracht und es ergibt sich eine chemische Reaktion. Die Reaktionstemperatur beträgt gewöhnlich etwa 27–159°C (80–300°F), häufiger etwa 38–93°C (100–200°F). Die genaue Beschaffenheit des sich ergebenden überbasifizierten Produkts ist unbekannt, jedoch kann es als einphasiges homogenes Gemisch des Lö sungsmittels und entweder (1) eines Metallkomplexes, der ausgehend von der Metallbase, dem Kohlendioxid und der organischen Säure hergestellt wird, und/oder (2) eines amorphen Metallsalzes, das aus der Reaktion des Kohlendioxids mit der Metallbase und der organischen Säure gebildet wird, beschrieben werden. Für die erfindungsgemäßen Zwecke kann das überbasifizierte Material als ein Gemisch eines Metallsalzes eines organischen Säurematerials mit einem Metallcarbonat beschrieben werden.
  • Eine vollständigere Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung herkömmlicher überbasifizierter Materialien findet sich in der US-PS 3,766,067 , McMillen.
  • Wir fanden ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines überbasifizierten Materials, das für eine Herstellung der Gele verwendet werden kann, die detaillierter nachstehend beschrieben sind. Obwohl das nachstehend beschriebene Verfahren vorteilhafterweise für ein Überbasifizieren von organischen Säurematerialien im Allgemeinen (einschließlich gesättigter und ungesättigter Carbonsäuren, Phosphonsäuren, Sulfonsäuren und Phenolen) verwendet werden kann, ist es besonders für eine Herstellung überbasifizierter gesättigter Carboxylate geeignet. Es wurde vorstehend erwähnt, dass höhere gesättigte Carbonsäuren schwer mit herkömmlichen Verfahren zu überbasifizieren sind. Ein bevorzugter erfindungsgemäßer Aspekt betrifft daher spezifisch die Verwendung überbasifizierter gesättigter Carbonsäuren oder deren funktionelle Äquivalente mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen in dem Säureanteil und insbesondere mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen in dem Säureanteil. Beispiele für solche Säuren umfassen Kokosnusssäure, hydrierte Palmitinsäure, hydrierte Castorsäure, Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure und 14-Hydroxyarachidinsäure. Weitere solche Säuren sind dem Fachmann bekannt.
  • Die zu überbasifizierende Säure kann als Säure selbst vorliegen oder sie kann in Form einer alternativen Quelle für eine derartige Säure bereitgestellt werden, d. h. als ein anderes Material, das unter den Überbasifizierungsbedingungen sich um setzen wird, um das gewünschte überbasifizierte Produkt bereitzustellen, möglicherweise durch Bilden der eigentlichen Säure als Zwischenverbindung in situ. Somit umfassen beispielsweise geeignete Säurequellen die Säuren selbst, sowie Ester, Amide, Anhydride und Salze der Säuren. Eine bevorzugte Säurequelle ist das auf der Säure basierende Pflanzenöl, wie Palmöl oder Kokosnussöl. Die Quelle kann gleichsam ein hydriertes Pflanzenöl sein, das von einem ungesättigten Pflanzenöl abgeleitet ist. Pflanzenöle sind im Allgemeinen Triglyceride. In der alkalischen Umgebung der Überbasifizierungsreaktion werden die Öle vermutlich für die Bildung des Salzes verseift, das sodann überbasifiziert wird, obwohl die Erfindung nicht auf eine derartige theoretische Erklärung begrenzt werden soll.
  • Die Überbasifizierungsreaktion für diese bevorzugten Materialien erfolgt unter Verwendung einer Metallbase wie in herkömmlichen Überbasifizierungsreaktionen. Geeignete Metallbasen umfassen die vorstehend beschriebenen, vorzugsweise Calciumhydroxid oder Calciumoxid. In ähnlicher Weise können ein Beschleuniger oder andere herkömmliche Chemikalien, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden.
  • Das Überbasifizierungsverfahren für gesättigte Carbonsäuren und deren Äquivalente erfolgt unter Verwendung eines Lösungsmittels oder eines Mediums, in dem die Säurequelle, die basische Metallquelle und alle zusätzlichen Materialien, wie Alkoholbeschleuniger, gelöst oder suspendiert werden. Das Medium für diese Materialien ist vorzugsweise ein polares oleophiles Medium.
  • Der Begriff "polares oleophiles Medium" betrifft ein Material, das mit Öl kompatibel ist, jedoch einen ausreichenden polaren oder polarisierbaren Charakter aufweist, um ein Maß einer Solubilität oder Kompatibilität mit den vorstehend beschriebenen Säuren oder Säurequellen bereitzustellen. Herkömmliches Mineralöl oder Lösungsbenzin ist manchmal nicht ausreichend polar, um eine optimale Lösung oder Suspension der gesättigten Säuren bereitzustellen. Auf der anderen Seite weisen manche aromatische Lösungsmittel einen geeigneten Polaritätsgrad, zusammen mit einem geeigneten Siedepunkt, auf, um den Einsatz einer höheren Carbonisierungstemperatur zu erlauben. In manchen Fällen ist ein käuflich verfügbares gemischtes Xylol-Lösungsmittel, das vorwiegend para-Xylol ist, nicht besonders geeignet, möglicherweise aufgrund der verhältnismäßig geringen Polarität, wie gemessen durch die dielektrische Konstante, des para-Xylols. Die dielektrische Konstante von para-Xylol bei 20°C ist in dem "Handbook of Chemistry and Physics", 50. Auflage, Chemical Rubber Company, mit 2,270 Einheiten beschrieben. Die von meta-Xylol beträgt 2,374 (20°C) und entspricht etwa der von Toluol, 2,239 (25°C). Die dielektrische Konstante von ortho-Xylol wird jedoch mit 2,568 (bei 20°C) beschrieben. Es scheint, dass verhältnismäßig inerte aromatische Materialien mit einer Polarität von mindestens 2,4 Einheiten für eine Verwendung als Medium für diesen erfindungsgemäßen Aspekt erwünscht sind. Ein geeigneter Bereich beträgt 2,4 bis 10, vorzugsweise 2,5 bis 6. Beispiele für aromatische Materialien mit einem geeigneten Grad an Polarität umfassen Chlorbenzol, ortho-, meta- und para-Dichlorbenzol, Chlor- und Bromtoluole und ortho-Xylol, das bevorzugt ist. Im letzteren Fall können insbesondere überbasifizierte Materialien aus Stearin-, Palmitin- und 12-Hydroxystearinsäure und anderen gesättigten Säuren und ihren jeweiligen Äquivalenten in einer einfach verwendbaren Form hergestellt werden. Natürlich sollte das aromatische Material, das als Medium ausgewählt wird, keine Funktionalität aufweisen, die mit der Überbasifizierungsreaktion interferieren würde, d. h. das Material sollte unter den Reaktionsbedingungen inert sein. Aus diesem Grund wären Materialien wie Phenol als Lösungsmittel ungeeignet, da Phenol selbst mit der für die Bildung eines Salzes eingesetzten Base reagieren würde.
  • Carbonisierungsbedingungen sind im Allgemeinen bekannt und wurden vorstehend beschrieben. Eine praktische Temperaturbegrenzung bei einer Carbonisierungsreaktion ist der Siedepunkt bei Umgebungsdruck eines Beschleunigermaterials wie Isopropanol (Siedepunkt von 82°C). Die Carbonisierung der bevorzugten Materialien, die vorstehend beschrieben sind, erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 70 bis 95°C und insbesondere 80 bis 85°C, vorzugsweise in ortho-Xylol (das einen normalen Siedepunkt von 144°C aufweist). Eine Überbasifizierung mit Hilfe dieses bevorzugten Verfahrens vermeidet Probleme einer Verfestigung oder Bildung von hochviskosem Material vor, während oder nach der Carbonisierungsreaktion. Das Produkt in ortho-Xylol ist im Allgemeinen eine Flüssigkeit, selbst bei Konzentrationen von 50% oder höher.
  • Das überbasifizierte gesättigte Carboxylatmaterial kann als Schmiermitteladditiv ohne eine weitere Behandlung verwendet werden oder es kann in ein Gel umgewandelt werden. Diese Umwandlung kann durch herkömmliche Verfahren, falls gewünscht, erfolgen oder sie kann durch das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße verbesserte Gelierungsverfahren bewirkt werden. Das verbesserte Gelierungsverfahren ist jedoch auf mehr Materialien anwendbar, als diejenigen, die aus gesättigten Carbonsäuren alleine hergestellt werden.
  • Um auf das erfindungsgemäße Verfahren zu kommen, ist zu erkennen, dass dieses Verfahren sich von denjenigen unterscheidet, die zuvor für eine Herstellung und Gelieren überbasifizierter Materialien im Allgemeinen eingesetzt wurden. Das anfängliche überbasifizierte Material, das weiter behandelt wird (wie nachstehend beschrieben), ist ein Gemisch, das ein Salz mindestens eines organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen und ein Salz mindestens eines organischen Materials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen oder ein gemischtes Salz mit solchen höheren und niederen Säurematerialien enthält. Das Salz des organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen kann die überbasifizierte gesättigte Carbonsäure wie vorstehend hergestellt sein. Dieses überbasifizierte Gemisch kann jedoch durch Überbasifizieren eines Gemisches der höheren Säure und der niederen Säure oder durch Zugabe eines Metallsalzes der niederen Säure zu einer überbasifizierten Zusammensetzung der höheren Säure oder durch Zugabe zu einer überbasifizierten Zusammensetzung der höheren Säure einer Substanz, die ein Metallsalz der niederen Säure bei Wechselwirkung mit einer Metallbase bildet, oder durch alle entsprechenden Verfahren hergestellt werden. Es ist günstig, zum Beispiel das Gemisch durch Vormischen äquivalenter Mengen einer niederen Säure (wie Essigsäure) und einer Metallbase (wie Calciumhydroxid) in einem inerten Träger (wie Mineralöl) und Mischen des hergestellten Gemisches mit einer überbasifizierten Zusammensetzung, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wird, herzustellen.
  • Daher umfasst die Erfindung in einer Ausführungsform die Herstellung des flüssigen carbonisierten überbasifizierten Materials durch Umsetzen eines Gemisches mindestens eines organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen oder eines reaktiven Äquivalents davon und mindestens eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen oder eines reaktiven Äquivalents davon mit einem stöchiometrischen Überschuss eines Metallsalzes und Carbonisieren des Gemisches. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Erfindung eine Herstellung des flüssigen carbonisierten überbasifizierten Materials durch Umsetzen mindestens eines organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen oder eines reaktiven Äquivalents davon mit einem stöchiometrischen Überschuss eines Metallsalzes, Carbonisieren des Gemisches und Zugabe zu dem Gemisch eines Metallsalzes eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen oder einer Substanz, die bei einer Wechselwirkung mit einer metallischen Base ein Metallsalz eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen bildet.
  • Die Menge an carbonisiertem überbasifizierten Material wird normalerweise I bis 70 Gew.-% und vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% der gesamten zu gelierenden Zusammensetzung umfassen.
  • Die in diesem erfindungsgemäßen Aspekt verwendete höhere Säure ist eine Säure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen. Sie ist vorzugsweise eine Carbonsäure mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen. Zahlreiche Beispiele für solche Säuren sind vorstehend beschrieben und umfassen in nichtbegrenzender Weise gesättigte Carbonsäuren.
  • Die in diesem erfindungsgemäßen Aspekt verwendete niedere Säure ist eine organische Säure mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Säuren umfassen Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valerinsäure, verzweigtkettige Isomere solcher Säuren und Gemische solcher Säuren. Die verwendete Säure kann eine ein- oder mehrbasische Säure sein, wobei einbasische Säuren bevorzugt sind (Essigsäure ist wirksamer als Adipinsäure, eine Säure mit 6 Kohlenstoffatomen, die selbst vermutlich nicht besonders wirksam ist). Die Säure enthält vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Die Säure kann mit funktionalen Substituenten (wie Halogen-, Alkyloxy-, Hydroxy- oder Aminosubstituenten) substituiert sein, die nicht wesentlich mit der Funktion der Säure, wie nachstehend beschrieben, interferieren, jedoch ist die Säure vorzugsweise eine unsubstituierte Carbonsäure. Die am meisten bevorzugte niedere Säure ist Essigsäure, obwohl Materialien, die funktionell zu Essigsäure äquivalent sind (wie Essigsäureanhydrid, Ammoniumacetat, Acetylhalogenide oder Acetatester) auch verwendet werden können.
  • Die Funktion der organischen Säure mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen ist, die Gelierung des überbasifizierten Materials zu unterstützen. Nicht-gelierte überbasifizierte Materialien, die gemäß des vorstehend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden, sind normalerweise Newtonsche Materialien, die im makroskopischen Maßstab homogen sind. (Die speziellen gemischten überbasifizierten Materialien der Erfindung können nicht vollständig homogen sein, wenn beispielsweise das niedere Säurematerial durch Einmischen von festem Calciumacetat in eine überbasifizierte Zusammensetzung von beispielsweise Calciumstearat bereitgestellt wird). Diese herkömmlichen überbasifizierten Materialien können durch Homogenisieren eines "Umwandlungsmittels" und des überbasifizierten Ausgangsmaterials geliert werden, d. h. in eine Gel-ähnliche oder kolloidale Struktur umgewandelt werden.
  • Die Terminologie "Umwandlungsmittel" soll eine Klasse sehr unterschiedlicher Materialien beschreiben, die die Eigenschaft besitzen, dass sie die Newtonschen homogen, einphasigen, überbasifizierten Materialien in Nicht-Newtonsche kolloidale disperse Systeme umwandeln können. Der Mechanismus, durch den eine Umwandlung erfolgt, wird nicht vollständig verstanden. Jedoch weisen diese Umwandlungsmittel mit der Ausnahme von Kohlendioxid im Allgemeinen aktive Wasserstoffatome auf. Die Umwandlungsmittel umfassen niedere aliphatische Carbonsäuren, Wasser, aliphatische Alkohole, polyethoxylierte Materialien wie Polyglycole, cycloaliphatische Alkohole, arylaliphatische Alkohole, Phenole, Ketone, Aldehyde, Amine, Borsäuren, Phosphorsäuren, Schwefelsäuren und Kohlendioxid (insbesondere in Kombination mit Wasser). Gemische aus zwei oder mehreren dieser Umwandlungsmittel sind auch geeignet. Gemäß der Erfindung wird das überbasifizierte Material mit einem Alkohol- oder einem Alkohol-Wasser-Gemisch gemischt. Besonders geeignete Umwandlungsmittel sind Alkohole mit weniger als etwa 12 Kohlenstoffatomen, während die niederen Alkanole, d. h. Alkanole mit weniger als etwa 8 Kohlenstoffatomen, aus Gründen der Ökonomie und Wirksamkeit in dem Verfahren bevorzugt sind.
  • Die Verwendung eines Gemisches aus Wasser und eines oder mehrerer der Alkohole ist bekanntermaßen besonders wirksam für eine Umwandlung der überbasifizierten Materialien in kolloidale disperse Systeme. Alle Wasser-Alkohol-Kombinationen sind wirksam, jedoch ist ein Gemisch aus einem oder mehreren Alkoholen und Wasser bei einem Gewichtsverhältnis des Alkohols zu Wasser von etwa 0,05 : 1 bis etwa 24 : 1 sehr wirksam. Vorzugsweise liegt mindestens ein niederes Alkanol in der Alkoholkomponente dieser Wasser-Alkanol-Gemische vor. Wasser-Alkanol-Gemische, bei denen der alkoholische Anteil ein oder mehrere niedere Alkanole ist, sind besonders geeignet.
  • Eine Homogenisierung und somit Gelierung wird normalerweise durch starkes Rühren des Umwandlungsmittels und der überbasifizierten Ausgangsmaterialien, vorzugsweise bei der Rückflusstemperatur oder einer Temperatur leicht unter der Rückflusstemperatur, gewöhnlich 25°C bis 150°C oder etwas darüber, erreicht.
  • Die Konzentration des Umwandlungsmittels, die für eine Umwandlung des überbasifizierten Materials erforderlich ist, beträgt vorzugsweise 1 bis 60 und mehr bevorzugt 5 bis 30%, basierend auf dem Gewicht des überbasifizierten Materials.
  • Eine Umwandlung der überbasifizierten Materialien in ein kolloidales disperses System ist detaillierter in der US-PS 3,492,231 (McMillen) beschrieben. Es stellte sich heraus, dass die von McMillen beschriebenen und vorstehend aufgeführten Verfahren bei einer Umwandlung bestimmter überbasifizierter Materialien (wie vieler Materialien, die auf Hydrocarbylsulfonsäuren basieren) in Gele wirksam sind. Jedoch schreitet die Umwandlung manchmal langsamer voran als erwünscht und dieser Fall tritt häufig dann ein, wenn das überbasifizierte Material aus einer Carbonsäure hergestellt wird und wenn das Umwandlungsmittel ein Alkohol oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch ist. Ferner ist es manchmal notwendig, wenn Carbonsäuren verwendet werden, Alkohole mit einem höheren Molekulargewicht zu verwenden, die vergleichsweise nicht-flüchtig und somit schwer zu entfernen sind. Die Erfindung, die spezifisch die Gegenwart eines niederen Säurematerials (oder Salzes oder Äquivalents davon) bereitstellt, ist in solchen Fällen am besten einsetzbar. Es stellte sich heraus, dass die Gegenwart der niederen Säure signifikant die Umwandlungsgeschwindigkeit in vielen Fällen erhöht und die wirksamere Verwendung von Alkoholen mit niederen Molekulargewichten als Umwandlungsmittel erlaubt.
  • Die Menge des organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen ist eine Menge, die geeignet ist, um eine messbare Erhöhung der Umwandlungsoder Gelierungsgeschwindigkeit der überbasifizierten Zusammensetzung bereitzustellen. Insbesondere beträgt das Molverhältnis der Säure mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen zu dem sauren organischen Material mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 0,2 : 1 bis 5 : 1 und insbesondere 0,5 : 1 bis 2 : 1. Wenn weniger als 0,2 Teile verwendet werden, ist die erfindungsgemäße Wirkung weniger ausgeprägt, und wenn mehr als 5 Teile verwendet werden, tritt ein geringer weiterer hinzuzugewinnender praktischer Vorteil auf. Innerhalb etwa dieses Be reichs erhöht sich die Gelierungsgeschwindigkeit mit ansteigendem Gehalt des niederen sauren organischen Materials.
  • Bei einer Durchführung der Erfindung wird das vorstehend beschriebene überbasifizierte Gemisch aus höheren und niederen Säuren mit einem Alkohol oder Alkohol-Wasser-Gemisch, vorzugsweise einem Isopropanol-Wasser-Gemisch, in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 4 : 1, vorzugsweise etwa 2 : 1, gemischt. Die Menge des Alkohols oder Alkohol-Wasser-Gemisches beträgt vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% der flüssigen überbasifizierten Zusammensetzung. Das Gemisch wird durch Rühren oder auf eine andere Weise bewegt, um eine gute Dispersion aller Komponenten zu bewirken, und das Gemisch wird erhitzt. Ein Erhitzen auf eine Temperatur von 60 bis 100°C ist normalerweise ausreichend, um ein Gelieren des Gemisches, normalerweise innerhalb eines Zeitraums von Minuten, wie 15–90 Minuten oder weniger, typischerweise 45–60 Minuten, zu bewirken.
  • Das gelierte Material, das dadurch erhalten wird, kann ohne eine weitere Behandlung verwendet werden. Jedoch ist es häufig wünschenswert, die flüchtigen Materialien wie Wasser und Alkohol-Umwandlungsmittel aus der Zusammensetzung zu entfernen. Dies kann durch ein weiteres Erhitzen der Zusammensetzung auf 100–200°C für einen Zeitraum, der ausreicht, um den erwünschten Grad eines Entfernens zu erreichen, erfolgen. Das Erhitzen kann unter vermindertem Druck, falls gewünscht, erfolgen, wobei in diesem Fall die Temperaturen und Zeiträume in einer Weise angepasst werden können, die dem Fachmann bekannt sind.
  • Ein Entfernen flüchtiger Materialien muss jedoch nicht auf ein Entfernen der Umwandlungsmittel beschränkt sein. Es ist beispielsweise möglich, vollständig die festen Komponenten des gelierten Materials als trockenen oder nahezu trockenen Feststoff zu isolieren (in diesem Zusammenhang umfasst der Begriff "fest" oder "Feststoff' nicht nur vollständig trockene Materialien, sondern auch Materialien mit einem hohen Feststoffgehalt, die immer noch eine verhältnismäßig kleine Menge an Restflüssigkeit enthalten). Eine Isolierung von Feststoffen kann durch Herstellen der Zusammensetzung in einem oleophilen Medium, das eine flüchtige organische Verbindung ist, erfolgen. Der Begriff "flüchtig" beschreibt in diesem Zusammenhang ein Material, das durch Verdampfen entfernt werden kann. Xylole würden beispielsweise als flüchtige organische Verbindungen betrachtet werden. Ein Erhitzen des Gels auf eine geeignete Temperatur und/oder ein Anlegen von vermindertem Druck kann zu einem Entfernen des flüchtigen oleophilen Mediums in dem gewünschten Ausmaß führen. Typische Trocknungsverfahren umfassen Volumentrocknung, Trocknung mit einem Kochapparat, Sprühtrocknung, Flash-Abstreifen, Dünnschichttrocknung, Vakuumdoppelwalzentrocknung, Rotationstrocknung mit indirekter Hitze und Gefriertrocknung. Andere Verfahren einer Isolierung der Feststoffe können auch verwendet werden und manche dieser Verfahren erfordern nicht, dass das oleophile Medium ein flüchtiges Material ist. Somit können zusätzlich zu einem Verdampfen Verfahren wie Dialyse, Ausfällen, Extraktion, Filtrieren und Zentrifugation eingesetzt werden, um die festen Komponenten des Gels zu isolieren.
  • Das so isolierte feste Material kann in dieser Form gelagert oder transportiert werden und später erneut mit einer geeigneten Menge eines Mediums, wie einem oleophilen Medium (z. B. einem Öl), vereint werden. Die erneute Dispersion in Öl kann einfacher erfolgen, wenn das feste Material nicht bis zur absoluten Trockne eingetrocknet wird, d. h. wenn eine kleine Menge Lösungsmittel in der Zusammensetzung verbleibt. Alternativ kann eine geeignete Menge eines Öls wie ein Mineralöl, ein natürliches Öl wie Pflanzenöl, z. B. Kokosnussöl oder ähnliches, oder synthetisches Öl oder ein Tensid in dem nominal trockenen Pulver vorliegen, um bei der Dispersion zu helfen. Das restliche Lösungsmittel, Öl oder Tensid kann vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, vorliegen. Die festen Materialien können bei einer Dispersion in einem geeigneten Medium ein Gel, eine Beschichtungszusammensetzung, ein Fett, ein anderes Schmiermittel oder ein jegliches der Materialien, die aus dem ursprünglich gelierten Material hergestellt werden können, bereitstellen.
  • Die festen Materialien können auch ohne eine erneute Dispersion in Bezug auf ihre intrinsischen Schmiereigenschaften verwendet werden.
  • Es ist auch möglich, eine Dispersion eines Gels in einem Öl oder in einem oleophilen Medium, das sich von dem unterscheidet, in dem das Gel ursprünglich hergestellt wurde, d. h. ein "Austauschmedium", durch ein Lösungsmittel-Austauschverfahren herzustellen. Ein solches alternatives Verfahren vermeidet die Notwendigkeit, ein getrocknetes Pulver herzustellen und dieses in dem zweiten oder Austauschmedium erneut zu dispergieren und kann somit einen oder mehrere Verarbeitungsschritte vermeiden. Der erste Schritt in einer Ausführungsform dieses modifizierten Verfahrens ist die Herstellung eines Gels in einem flüchtigen polaren oleophilen Medium, wie vorstehend detaillierter beschrieben. Zu diesem Gel wird das Öl oder ein anderes Material gegeben, das als Austauschmedium erwünscht ist. Wenn dieses Austauschmedium signifikant weniger flüchtig ist als das ursprüngliche Medium, kann das ursprüngliche Medium (zusammen mit allen anderen flüchtigen Komponenten) durch Erhitzen oder Verdampfen oder Abstreifen entfernt werden, wodurch das weniger flüchtige Austauschmedium mit den überbasifizierten Gelpartikeln zurückgelassen wird. Natürlich können die zwei flüssigen Medien durch andere physikalische oder chemische Verfahren getrennt werden, die für die spezifische vorliegende Kombination an Materialien geeignet sind. Diese sind dem Fachmann bekannt.
  • Die erfindungsgemäßen Verfahren und Zusammensetzungen können für eine Herstellung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden, die als Additive für Beschichtungszusammensetzungen, als Stabilisierungsmittel oder Additive für Zusammensetzungen wie polymere Gusammensetzungen oder für Bohrschlämme oder andere Down-Hole-Ölfeldanwendungen, als Viskositätssteuermittel für Wasserlösungen wie Farben und Invertemulsionen, als Schmiermittel (einschließlich Fette) für Ölfeld-, Automobil-, Stahlwerk-, Bergbau-, Eisenbahn- und naturverträgliche Anwendungen, als Schmiermittel für Anwendungen im Nahrungsmittel- Bereich, bei der Metallbearbeitung und als Konservierungsöle, als Schmiermittel für Schleifmittel (Schleifhilfen), als Bestandteil von Invertschmiermitteln auf synthetischer Basis und in Wärme-Stabilisator-Zusammensetzungen für Polymere, wie Polyvinylchloridharz, einsetzbar sind.
  • Beschichtungszusammensetzungen umfassen Farben, bestimmte Tinten, Firnisse und Lacke. Sie enthalten häufig Pigmente in einem Dispergiermedium oder Träger, ein Film-bildendes organisches Polymer und andere herkömmliche Zusätze, die dem Fachmann bekannt sind.
  • Bohrflüssigkeit oder -schlamm, verwendet in Ölfeldanwendungen, dient grundsätzlich dazu, Späne und Schnitzel, die durch ein Bohren entstehen, zu der Oberfläche zu tragen, den Bohrer und den Bohrstrang zu schmieren und zu kühlen, einen Filterkuchen zu bilden, der ein Einwandern des Filtrats bei der Bildung blockiert, die Wände des Bohrlochs aufrechtzuerhalten, Formationsdrücke zu steuern und "Lost Returns" zu vermeiden, Schnitzel während eines Abschaltens des Bohrturms zu suspendieren und die Formation für einen späteren erfolgreichen Abschluss und eine Produktion zu schützen. Bohrflüssigkeiten oder -schlämme sind vorzugsweise in der Lage, Schnitzel und Beschwerungsmaterialien bei einem Stoppen einer Zirkulation der Bohrflüssigkeit zu suspendieren. Es ist ferner erwünscht, über Bohrflüssigkeiten oder -schlämme zu verfügen, die eine Thixotropie und Rheologie während eines Betriebs und selbst in Zusammensetzungen mit einem erhöhten Gehalt an Feststoffen aufrechterhalten.
  • In einer Ausführungsform sind Tiefbohrtechnik-Zusammensetzungen Invert-Wasser-in-Öl-Emulsionen im Allgemeinen mit einer Dichte von 1000 – 2500 kg/m3 (9 bis 21 Pfund pro Gallone). Die Bohrflüssigkeit oder der Bohrschlamm besteht im Allgemeinen aus Wasser, einem Ton und einem Dichteerhöhungsmittel. Mittel, die die Dichte von Bohrschlämmen erhöhen, umfassen Bleierz (PbS), Eisenglanz (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Ilmenit (FeOTiO2), Baryt (BaSO4), Eisenspat (FeCO3), Zölestin (SrSO4), Dolomit (CaCO3·MgCO3) und Calcit (CaCO3).
  • Dichteerhöhungsmittel können auch lösliche Salze sein, wie Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumcarbonat, Kaliumchlorid, Kaliumcarbonat, Calciumbromid, Zinkchlorid und Zinkbromid. Die Bohrflüssigkeit oder der Bohrschlamm kann auch käuflich erhältliche Tone enthalten. Diese Tone umfassen Bentonit, Attapulgit, Sepiolit, usw. Der bevorzugte Ton ist Bentonit. Die Bohrflüssigkeit kann zusätzlich weitere Additive enthalten, die die Schmiereigenschaften von Bohrflüssigkeiten und Bohrschlamm verstärken; vergleiche beispielsweise die US-PS 3,214,374 und 4,064,055 . Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist in solche Flüssigkeiten eingebaut, d. h. durch ein Mischen mit dem Emulgator oder dem Dispergiermittel, der/das für eine Herstellung einer Invertemulsion eingesetzt wird. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist unter anderem für eine Erhöhung der Viskosität oder eine Induktion eines Gelierens der Flüssigkeit geeignet.
  • Weitere Erdölfeld-Materialien, bei denen die erfindungsgemäßen Materialien eingesetzt werden können, umfassen Flüssigkeiten zur forcierten Erdölförderung, Flüssigkeiten zur Frac-Behandlung, Ankörnflüssigkeiten, Flüssigkeitsverlustmaterialien und Zementiermittel.
  • Fette sind eine Klasse von Schmiermitteln, die im Allgemeinen viskose Materialien mit einem Öl mit Schmierviskosität und einem Verdickungsmittel, sowie zusätzlichen herkömmlichen Additiven sind. Die erfindungsgemäß hergestellten Materialien sind als Verdickungsmittel für solche Fette geeignet. Sie können auch einen Korrosions- und Hochdruck-Antiverschleißschutz bereitstellen, der normalerweise durch die Verwendung ergänzender Additive bereitgestellt wird.
  • Bei einer Verwendung als Schmiermittel für Schleifmittel wird das erfindungsgemäße feste überbasifizierte Material im Allgemeinen als Zusatz für Schleif-Blattmaterial verwendet.
  • Gelierte Materialien sind nicht nur einfacher mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens als durch vorbekannte Verfahren herzustellen, sondern es gibt auch Anzeichen dafür, dass in vielen Fällen durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Fette einen höheren Tropfpunkt, eine verbesserte Homogenität und verbesserte Trag-, Verschleiß- und Korrosionsschutzeigenschaften aufweisen als ihre Gegenstücke im Stand der Technik. Ferner können Materialien in allen vorstehend beschriebenen Anwendungen ohne die Verwendung von Schwermetallen hergestellt werden, die hinsichtlich der Umwelt missbilligt werden.
  • Der Begriff "Hydrocarbylsubstituent" oder "Hydrocarbylgruppe" betrifft hier eine Gruppe, die ein Kohlenstoffatom aufweist, das direkt an den Rest des Moleküls gebunden ist, und die einen vorwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter aufweist. Solche Gruppen umfassen Kohlenwasserstoffgruppen, substituierte Kohlenwasserstoffgruppen und Heterogruppen, d. h. Gruppen, die, während sie einen vorwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter aufweisen, Atome, die keine Kohlenstoffatome sind, in einer Kette oder einem Ring enthalten, die/der anderweitig aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist.
  • BEISPIELE
  • Beispiele 1–16: Herstellung von überbasifizierten Materialien
  • Beispiel 1
  • Destillierte Tallölfettsäure, 1056 kg (2329 Pfund), wird in einen Reaktor gegeben und mit 1108 kg (2443 Pfd.) 100-neutralem-paraffinischem Öl und 190 kg (418 Pfd.) Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 95–100°C erhitzt und 1 Stunde gehalten. Das Gemisch wird auf 50–55°C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten. 103 kg (277 Pfd.) eines käuflich erhältlichen Isobutyl/Amylalkohol-Gemisches und 256 kg (564 Pfd.) Calciumhydroxid werden hinzugefügt. Kohlendioxid wird in das Gemisch 1 bis 1,5 Stunden eingesprudelt, bis eine Basenzahl gegenüber Phenolphthalein von 0–10 erreicht ist. Zu dem Gemisch werden 256 kg (564 Pfd.) Calciumhydroxid gegeben und weiteres Kohlendioxid wird in das Gemisch 1 bis 1,5 Stunden eingesprudelt, bis eine Basenzahl (Phe nolphthalein) von 0–10 erreicht ist. Weitere 256 kg (564 Pfd.) Calciumhydroxid werden hinzugefügt und das Gemisch wird in ähnlicher Weise 1 bis 1,5 Stunden bis zu einer Basenzahl von 0–10 carbonisiert. Das Gemisch wird sodann auf 160°C erhitzt, um die Alkohole und das Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt und 1 Stunde bei 1800 UpM zentrifugiert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das erhaltene Produkt ist ein überbasifiziertes Calciumtallat in Öl.
  • Beispiel 2
  • Destillierte Tallölfettsäure, 580 g, wird in einen Reaktor gegeben und mit 1200 g Stoddard-Lösungsmittel (ein Lösungsmittel, das ähnlich zu Lösungsbenzin ist) und 89 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 95-100°C erhitzt und 1 Stunde gehalten. Das Gemisch wird auf 50–55°C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten. 100 g Isopropanol und 136 g Calciumhydroxid werden hinzugefügt. Kohlendioxid wird in das Gemisch bei einer Geschwindigkeit von 28 l (1,0 Standard-Kubikfuß) pro Stunde 1 bis 1,5 Stunden eingesprudelt, bis eine Basenzahl gegenüber Phenolphthalein von 0–10 erreicht ist. Zu diesem Gemisch werden 100 g Isopropanol und 136 g Calciumhydroxid hinzugefügt und weiteres Kohlendioxid wird in das Gemisch bei der gleichen Geschwindigkeit 1 bis 1,5 Stunden eingesprudelt, bis eine Basenzahl (Phenolphthalein) von 0–10 erreicht ist. Weitere 100 g Isopropanol und 136 g Calciumhydroxid werden hinzugegeben und das Gemisch in ähnlicher Weise 1 bis 1,5 Stunden bis zu einer Basenzahl von 0–10 carbonisiert. Das Gemisch wird sodann auf 160°C erhitzt, um die Alkohole und das Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt und 1 Stunde bei 1800 UpM zentrifugiert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das erhaltene Produkt ist ein überbasifiziertes Calciumtallat in Stoddard-Lösungsmittel.
  • Beispiel 3
  • 449 g aufgereinigtes Rapsöl mit einem niedrigen Gehalt an Erucasäure wird in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 692 g 100 N-paraffinischem Öl, 33 g Glycerin und 37 g Calciumhydroxid vereinigt. Dieses Gemisch wird unter Rühren auf 140°C erhitzt und bei dieser Temperatur 4 Stunden gehalten. Das Material wird auf 50–55°C abgekühlt. 173 g Isopropanol und 92 g Calciumhydroxid werden hinzugefügt. Kohlendioxid wird in das Gemisch bei einer Geschwindigkeit von 281 (1,0 Standard-Kubikfuß) pro Stunde eingesprudelt, bis eine Basenzahl (Phenolphthalein) von 0–10 erreicht ist. Calciumhydroxid, 92 g, wird hinzugefügt und in ähnlicher Weise bis zu einer abschließenden Basenzahl von 0–10 carbonisiert. Das Gemisch wird auf 160°C erhitzt, um Isopropanol und Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt und 1 Stunde bei 1800 UpM zentrifugiert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das resultierende Produkt ist eine überbasifizierte Calcium-Rapssäure in Öl.
  • Beispiel 4
  • Beispiel 3 wird im Wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, dass das 100 Nparaffinische Öl durch "SC-100", einem aromatischen Lösungsmittel, das etwa Methylethylbenzol entspricht, ersetzt wird. Anstelle eines abschließenden Erhitzens auf 160°C wird das Gemisch auf 140°C erhitzt, um Isopropanol und Reaktionswasser zu entfernen. Nach einer Zentrifugation werden 93 g SC-100 hinzugegeben, um das Material auf 51% nicht-flüchtige Materialien einzustellen. Das Produkt ist eine überbasifizierte Calcium-Rapssäure in SC-100.
  • Beispiel 5
  • 449 g aufgereinigtes Rapsöl mit einem niedrigen Gehalt an Erucasäure werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 692 g 100 N-paraffinischem Öl, 114 g Glycerin und 62 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 140°C erhitzt und 4 Stunden gehalten. Es wird sodann wie in Beispiel 3 behandelt, mit der Ausnahme, dass zwei 124 g-Teile Calciumhydroxid verwendet werden. Nach einer Zentrifugation werden 345 g Öl hinzugefügt, um das Material auf 48% in Öl einzustellen. Das Produkt ist eine überbasifizierte Calcium-Rapssäure in Öl.
  • Beispiel 6
  • Beispiel 5 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von 100 N-paraffinischem Öl SC-100 verwendet wird. Das abschließende Erhitzen, um flüchtige Bestandteile zu entfernen, erfolgt auf 140°C. Das erhaltene Produkt ist eine überbasifizierte Calcium-Rapssäure in SC-100.
  • Beispiel 7
  • 900 Teile (3,1 Äquivalente) Sojabohnenöl, 1800 Teile Lösungsbenzin und 85 Teile Glycerin werden in ein 5 l-4-Hals-Harzgefäß gegeben. Das Gefäß ist mit einem Edelstahl-Bananenschaufelrührer, einer submersen Edelstahl-Gaseinlassröhre, einer Edelstahl-Wärmesonde und einem Seitenarm mit einem Glaskondensator ausgestattet. Der Inhalt wird auf 60°C erhitzt und 95 Teile (2,57 Äquivalente) Calciumhydroxid werden hinzugefügt und die Temperatur wird auf Rückfluss (etwa 155°C) erhöht. Der Rückfluss wird gehalten, bis die Neutralisationszahl etwa 10-basisch ist (etwa 2 Stunden). Die Charge wird auf 60°C abgekühlt und 90 Teile Isopropylalkohnl und 168 Teile (4,54 Äquivalente) Calciumhydroxid werden hinzugegeben. Kohlendioxid wird unterhalb der Oberfläche bei 57 l (2 Kubikfuß) pro Stunde bis zu einer Neutralisationszahl von 7-12-basisch eingesprudelt. Die Sequenz wird 2 weitere Male unter Verwendung von 98 Teilen I- sopropylalkohol und 168 Teilen (4,54 Äquivalente) Calciumhydroxid wiederholt, während Kohlendioxid bei 57 l (2 Kubikfuß) pro Stunde bis zu einer Neutralisationszahl von 7 bis 12-basisch eingeblasen wird, mit der Ausnahme, dass zuletzt mit Kohlendioxid auf weniger als 5-basisch beblasen wird. Sodann werden 125 Teile Sojabohnenöl hinzugegeben und Alkohol und Wasser werden durch Erhitzen des Inhalts auf 120°C abgestreift. Bei 50°C wird der Inhalt durch Lösen in 3100 Teilen Hexan und Zentrifugieren der resultierenden Lösung bei 1800 UpM für 1 Stunde geklärt. Die Flüssigkeit wird von dem Feststoff abgegossen und der flüssige Inhalt wird sodann bei 130°C und 2,7 kPa (20 mm Quecksilber) abgestreift. Das erhaltene Produkt ist ein überbasifiziertes Calciumsojat in Lösungsbenzin.
  • Beispiel 8
  • Beispiel 7 wird im Wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von Lösungsbenzin 100 N-paraffinisches Öl verwendet wird. Das erhaltene Produkt ist ein überbasifiziertes Calciumsojat in Öl.
  • Beispiel 9
  • Zu einem 3 l-4-Hals-Harzgefäß, das, wie in Beispiel 7 beschrieben, ausgestattet ist, werden 584 Teile (2,0 Äquivalente) Sojabohnenöl, 600 Teile Lösungsbenzin und 65 Teile Glycerin gegeben. Der Inhalt wird auf 60°C erhitzt und 82,5 Teile (2,2 Äquivalente) Calciumhydroxid hinzugefügt und die Temperatur auf Rückfluss erhöht (etwa 155°C). Der Rückfluss wird bis zu einer Neutralisationszahl von etwa 10-basisch gehalten (etwa 2 Stunden). Die Charge wird auf 60°C abgekühlt und 100 Teile Isopropylalkohol und 127 Teile (3,4 Äquivalente) Calciumhydroxid werden hinzugefügt. Kohlendioxid wird unterhalb der Oberfläche bei 57 l(2 Kubikfuß) pro Stunde bis zu einer Neutralisationszahl von etwa 7–12 eingesprudelt. Die Sequenz wird 2 weitere Male wiederholt, wobei 50 Teile Isopropylalkohol und 127 Teile (3,4 Äquivalente) Calciumhydroxid verwendet werden, während Kohlendioxid bei 57 l(2 Kubikfuß) pro Stunde bis zu einer Neutralisationszahl von 7–12 eingeblasen wird, mit der Ausnahme, dass zuletzt auf weniger als 5 eingeblasen wird. Der Inhalt wird durch Erhitzen auf 70°C von Wasser und Alkohol, während Stickstoff bei 28 l(1 Kubikfuß) pro Stunde eingeblasen wird, und später unter vermindertem Druck bei 2,7 kPa (20 mm Hg) abgestreift. Das erhaltene Produkt ist ein überbasifiziertes Calciumsojat in Lösungsbenzin.
  • Beispiel 10
  • Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von Lösungsbenzin 100 N-paraffinisches Öl verwendet wird. Das Produkt ist ein überbasifiziertes Calciumsojat in Öl.
  • Beispiel 11
  • Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass Methyloleat anstelle von Sojabohnenöl verwendet wird. Das Produkt ist ein überbasifiziertes Oleat in Lösungsbenzin.
  • Beispiel 12
  • Beispiel 10 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass Methyloleat anstelle von Sojabohnenöl verwendet wird. Das Produkt ist ein überbasifiziertes Oleat in Öl.
  • Beispiel 13
  • 436 g aufgereinigtes Kokosnussöl werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 500 g SC-100, 43 g Glycerin und 89,5 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 140°C erhitzt und bei dieser Temperatur 4 Stunden gehalten. Das Gemisch wird auf 90°C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten und 1000 g SC-100 und 100 g Isopropanol werden hinzugegeben. Die Temperatur wird weiter auf 50–55°C gesenkt. Calciumhydroxid, 132,8 g, wird hinzugegeben und Kohlendioxid in das Gemisch bei einer Geschwindigkeit von 281 (1,0 Standard-Kubikfuß) pro Stunde 1–1,5 Stunden bis zu einer Phenolphthalein-Basenzahl von 0–10 eingesprudelt. Eine weitere Charge an 132,8 g Calciumhydroxid und 100 g Isopropanol wird hinzugegeben und das Gemisch bei der gleichen Geschwindigkeit 1–1,5 Stunden auf die gleiche Basenzahl carbonisiert. Schließlich werden weitere 132,8 g Calciumhydroxid und 100 g Isopropanol hinzugegeben und aufgrund der hohen Viskosität werden 1000 g SC-100 hinzugefügt. Das Gemisch wird bei der gleichen Geschwindigkeit 1–1,5 Stunden auf die gleiche Basenzahl carbonisiert. Das Gemisch wird auf 157°C erhitzt, um Isopropanol und Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf 50°C abgekühlt, 1220 g SC-100 hinzugefügt und 0,5 Stunden gemischt und das Material wird 1 Stunde bei 1800 UpM zentrifugiert. Das abgegossene Material ist das Produkt, das eine überbasifizierte Calcium-Kokosnusssäure in SC-100 ist.
  • Beispiel 14
  • 436 g aufgereinigtes Kokosnussöl werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 500 g o-Xylol, 43 g Glycerin und 81,4 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 140°C erhitzt und bei dieser Temperatur 4 Stunden gehalten. Das Gemisch wird auf 80–82°C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten und 950 g o-Xylol, 150 g Isopropanol und 124,9 g Calciumhydroxid werden hinzugefügt. Kohlendioxid wird in das Gemisch bei einer Geschwindigkeit von 42 1 (1,5 Standard-Kubikfuß) pro Stunde 1–1,5 Stunden auf eine Phenolphthalein-Basenzahl von 0–10 eingesprudelt. Weitere 124,9 g Calciumhydroxid werden hinzugegeben und es wird bei der gleichen Geschwindigkeit und auf die gleiche Basenzahl carbonisiert. Eine abschließende Charge von 124,9 g Calciumhydroxid wird hinzugefügt und es wird in ähnlicher Weise carbonisiert. Das Gemisch wird auf 140°C erhitzt, um Isopropanol und Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf 50°C abgekühlt, 1000 g Hexan werden hinzugefügt und gemischt und das Gemisch wird 1 Stunde bei 1600 UpM zentrifugiert. Das abgegossene Material wird auf 139°C abgestreift, um das Hexan zu entfernen, wodurch 1721 g des Produkts verbleiben. Das Produkt ist eine überbasifizierte Calcium-Kokosnusssäure in o-Xylol.
  • Beispiel 15
  • 398 g hydriertes Palmöl werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 1200 g o-Xylol, 33 g Glycerin und 37 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 140°C erhitzt und bei dieser Temperatur 4 Stunden gehalten. Das Gemisch wird auf 80–82°C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten. 200 g Isopropanol und 111 g Calciumhydroxid werden hinzugefügt. Kohlendioxid wird in das Gemisch bei einer Geschwindigkeit von 28 l (1 Standard-Kubikfuß) pro Stunde 1–1,5 Stunden auf eine Phenolphthalein-Basenzahl von 0–10 eingesprudelt. Weitere 111 g Calciumhydroxid werden hinzugegeben und es wird bei der gleichen Geschwindigkeit und auf die gleiche Basenzahl carbonisiert. Eine abschließende Charge von 111 g Calciumhydroxid wird hinzugegeben und es wird in ähnlicher Weise carbonisiert. Das Gemisch wird auf 140°C erhitzt, um Isopropanol und Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf 50°C abgekühlt und 1 Stunde bei 1800 UpM zentrifugiert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das Produkt ist ein überbasifiziertes Calcium-hydriertes Palmitat in o-Xylol.
  • Beispiel 16
  • Beispiel 14 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von Kokosnussöl 436 g hydriertes Castoröl verwendet werden. Das erhaltene Produkt ist eine überbasifizierte Calcium-hydrierte Castorsäure in o-Xylol.
  • Beispiele 17–36 – Gelierunsreaktionen
  • Beispiel 17 (Vergleichsbeispiel)
  • In ein Reaktionsgefäß werden 1181 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 1 gegeben und mit 1297 g 100 N-paraffinischem Öl, 372 g käuflich erhältlichem Isobutyl/Amylalkohol-Gemisch und 124 g Wasser vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf Rückfluss bei etwa 92°C erhitzt und 8 1/2 Stunden gehalten. Das Gemisch wird über Nacht auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Material wird erneut auf Rückfluss erhitzt. Nach einer weiteren Stunde wird das Material wie angezeigt durch eine Erhöhung der Viskosität geliert. Es tritt auch eine Absorptionsbande bei 873 cm–1 in dem IR-Spektrum auf, die charakteristisch für Kalkspat ist. Das Gemisch wird bei Rückfluss etwa 2,5 Stunden nach Abschluss der Gelierung gehalten und sodann auf 160°C erhitzt, um Wasser und Isobutanol-Gelierungslösungsmittel zu entfernen. Das verbleibende Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Das erhaltene Produkt ist ein braunes, undurchsichtiges Fett.
  • Beispiel 18
  • 900 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 1 werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 750 g paraffinischem Brightstock, 750 g eines 500 N-paraffinischen Öls, 240 g Isopropanol, 60 g Wasser und 40 g Calciumhydroxid vereinigt. Dieses Gemisch wird unter Rühren auf 50°C über einen Zeitraum von 0,5 Stunden erhitzt, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Gemisch aus 60 g Essigsäure und 60 g Wasser tropfenweise über einen Zeitraum von 0,5 Stunden bei 50–65°C hinzugegeben wird. Nach Abschluss der Zugabe werden die Materialien gerührt und auf Rückfluss bei etwa 82°C erhitzt. Nachdem das Material etwa 1,5 Stunden bei Rückfluss gehalten wurde, gelierten die Materialien wie angezeigt durch eine Erhöhung der Viskosität und eine Trennung des Alkohols und Wassers aus dem Großteil des Gemisches. Die Materialien werden unter Rühren etwa 1 Stunde bei Rückfluss gehalten, nachdem die Gelierung abgeschlossen ist, und sodann auf 160°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol-Gelierungslösungsmittel zu entfernen. Das resultierende Material wird unter Rühren auf 80°C oder weniger abgekühlt. Das erhaltene Produkt ist ein klarbraunes Fett.
  • Beispiel 19
  • 1112 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 4 und 333 g 100 N-paraffinisches Öl werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, auf 150°C erhitzt und unter vermindertem Druck (4,7 kPa (35 mm Hg)) zur Trockne abgestreift, um das SC-100 zu entfernen. Das Gemisch wird auf 50°C abgekühlt und das Verfahren von Beispiel 18 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass 65 σ Calciumhydroxid verwendet werden. Das erhaltene Produkt ist ein klarbraunes Fett.
  • Beispiel 20
  • Beispiel 19 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle des Materials von Beispiel 4 1082 g des Materials von Beispiel 6, 305 g 100 N-paraffinisches Öl, 687 g paraffinischer Brightstock, 687 g 500 N-paraffinisches Öl, 220 g Isopropanol, 55 g Wasser, 59,5 g Calciumhydroxid und eine Lösung aus 55 g Essigsäure und 55 g Wasser verwendet werden. Das erhaltene Produkt ist ein klarbraunes Fett.
  • Beispiel 21
  • 800 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 7, 148 g paraffinischer Brightstock und 252 g 500 N-paraffinisches Öl werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, auf 150°C erhitzt und unter vermindertem Druck (4,7 kPa (35 mm Hg)) zur Trockne abgestreift, um das Lösungsbenzin zu entfernen. Das Gemisch wird auf 50°C abgekühlt und das Verfahren von Beispiel 18 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass 473 g paraffinischer Brightstock, 806 g 500 N-paraffinisches Öl, 300 g Isopropanol, 75 g Wasser, 37 g Calciumhydroxid und eine Lösung aus 63 g Essigsäure und 75 g Wasser verwendet werden. Das erhaltene Produkt ist ein klarbraunes Fett.
  • Beispiel 22
  • Beispiel 18 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von 900 g des Materials aus Beispiel 1 841 g des Materials aus Beispiel 10 und 59 g 100 N-paraffinisches Öl verwendet werden.
  • Beispiel 23
  • Beispiel 22 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle des Materials von Beispiel 10 das Material von Beispiel 12 verwendet wird.
  • Beispiel 24
  • Beispiel 18 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle des paraffinischen Brightstocks und 500 N-paraffinischen Öls Rapsöl verwendet wird. Die Mengen an Materialien sind 1350 g des Materials aus Beispiel 1, 66 g 100 N-paraffinisches Öl, 1416 g Rapsöl, 270 g Isopropanol, 70 g Wasser, 97,5 g Calciumhydroxid und eine Lösung aus 90 g Essigsäure und 65 g Wasser. Nach Abkühlen des resultierenden Materials unter Rühren auf 80°C oder weniger werden 896 g Rapsöl hinzugegeben und das Gemisch 0,5 Stunden gerührt. Das erhaltene Produkt ist ein braunes, lichtdurchlässiges Fett.
  • Beispiel 25
  • Beispiel 19 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von paraffinischem Brightstock und 500 N-paraffinischem Öl Rapsöl verwendet wird.
  • Beispiel 26
  • Beispiel 20 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von paraffinischem Brightstock und 500 N-paraffinischem Öl Rapsöl verwendet wird.
  • Beispiel 27
  • Beispiel 21 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von paraffinischem Brightstock und 500 N-paraffinischem Öl Rapsöl verwendet wird. Die verwendeten Mengen sind 600 g des Materials von Beispiel 7, 500 g Rapsöl (bei der ersten Zugabe), 415 g Rapsöl (bei der zweiten Zugabe), 140 g Isopropanol, 30 g Wasser, 27,8 g Calciumhydroxid und eine Lösung aus 47,6 g Essigsäure und 40 g Wasser.
  • Beispiel 28
  • Beispiel 22 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von paraffinischem Brightstock und 500 N-paraffinischem Öl Rapsöl verwendet wird.
  • Beispiel 29
  • Beispiel 23 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle von paraffinischem Brightstock und 500 N-paraffinischem Öl Rapsöl verwendet wird.
  • Beispiel 30
  • 1400 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 7 werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 13,7 g paraffinischem Brightstock und 23,3 g 500 N-paraffinischem Öl vereinigt und sodann wie in Beispiel 18 mit 400 g Isopropanol, 100 g Wasser, 65 g Calciumhydroxid und einer Lösung aus 111 g Essigsäure und 100 g Wasser behandelt. Nach Erhitzen der Bestandteile auf 160°C, um Wasser und Isopropanol zu entfernen, werden 2621 g Lösungsbenzin unter Abkühlen auf Raumtemperatur hinzugefügt, um ein Fett mit etwa 29% nicht-flüchtigen Bestandteilen zu erhalten.
  • Beispiel 31
  • 600 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 7 werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 600 g Lösungsbenzin vereinigt und sodann wie in Beispiel 18 mit 140 g Isopropanol, 30 g Wasser, 27,6 g Calciumhydroxid und einer Lösung aus 47,6 g Essigsäure und 40 g Wasser behandelt. Nachdem der Inhalt auf 160°C erhitzt wurde, um Isopropanol und Wasser zu entfernen, werden 915 g Rapsöl hinzugegeben und der Inhalt unter vermindertem Druck zur Trockne bei 4,7 kPa (35 mm Hg) abgestreift, um das Lösungsbenzin zu entfernen. Rapsöl, 343 g, wird unter Abkühlen auf 80°C oder weniger hinzugefügt, um ein Fett zu erhalten.
  • Beispiel 32
  • Das überbasifizierte Material von Beispiel 14, 2367 g, wird in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 633 g o-Xylol, 300 g Isopropanol und 150 g Wasser vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf Rückfluss, etwa 83°C, erhitzt und bei Rückfluss insgesamt 16 Stunden über einen Zeitraum von 3 Tagen gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird das Material geliert sein. Das Gemisch wird bei Rückfluss 3 weitere Stunden gehalten und sodann auf l22°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol zu entfernen. Zu dem Gemisch werden 110 g Kokosnussöl und 2514 g o-Xylol hinzugegeben. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein steifes Gel mit 42,4% nicht-flüchtigen Materialien zu ergeben.
  • Beispiel 33
  • Das überbasifizierte Material von Beispiel 14, 6021 g, wird in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 1611 g o-Xylol, 763 g Isopropanol, 191 g Wasser und 199,5 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 50°C über einen Zeitraum von 0,5 Stunden erhitzt und zu diesem Zeitpunkt ein Gemisch aus 163,5 g Essigsäure und 191 g Wasser tropfenweise über einen Zeitraum von 0,5 Stunden bei 50–65°C hinzugegeben. Nach Abschluss der Zugabe wird das Ge misch auf Rückfluss erhitzt, etwa 82°C, und bei dieser Temperatur 1,5 Stunden gehalten, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Gelieren abgeschlossen ist. Die Materialien werden etwa 1 weitere Stunde nach Abschluss des Gelierens bei Rückfluss gehalten und sodann auf 140°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol zu entfernen. Kokosnussöl, 309 g, wird hinzugegeben. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein steifes Gel mit etwa 45% nicht-flüchtigen Materialien zu ergeben.
  • Beispiel 34
  • 1675 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 14 werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 168 g Isopropanol und 27,4 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird auf 50°C über einen Zeitraum von 0,5 Stunden erhitzt, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Gemisch aus 84 g Wasser und 59,5 g Calciumacetat über einen Zeitraum von 0,5 Stunden bei 50–65°C hinzugegeben wird. Nach Abschluss der Zugabe werden die Materialien bei Rückfluss (etwa 82°C) gehalten, bis ein Gelieren auftritt. Die Materialien werden bei Rückfluss etwa 1 weitere Stunde nach Abschluss des Gelierens gehalten und sodann auf l40°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol zu entfernen. Kokosnussöl, 85,9 g, und 2240 g o-Xylol werden unter Abkühlen auf Raumtemperatur hinzugegeben. um ein Fett mit 25% nicht-flüchtigen Materialien zu ergeben.
  • Beispiel 35
  • Das überbasifizierte Material von Beispiel 15, 777 g, wird in ein Reaktionsgefäß mit 223 g o-Xylol, 100 g Isopropanol, 25 g Wasser und 35,5 g Calciumhydroxid gegeben. Das Gemisch wird unter Rühren auf 50°C über einen Zeitraum von 0,25 Stunden erhitzt, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Gemisch aus 41,4 g Essigsäure und 25 g Wasser tropfenweise über einen Zeitraum von 0,15 Stunden bei 50-60°C hinzugefügt wird. Nach Abschluss der Zugabe wird das Gemisch auf Rückfluss, 82°C, erhitzt und 1,5 Stunden gehalten, bis das Gelieren abgeschlossen ist. Die Materialien werden 1 Stunde nach Abschluss des Gelierens bei Rückfluss gehalten und sodann auf 132°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol zu entfernen.
  • Kokosnussöl, 43,7 g, wird hinzugegeben. Das Gemisch wird auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein steifes Gel mit etwa 45,3% nicht-flüchtigen Materialien zu ergeben.
  • Beispiel 36
  • Das überbasifizierte Material von Beispiel 16, 738 g, wird in ein Reaktionsgefäß mit 100 g Isopropanol und 50 g Wasser gegeben. Das Gemisch wird unter Rühren auf Rückfluss, 82°C. erhitzt und 10 Stunden über einen Zeitraum von 2 Tagen bei dieser Temperatur gehalten, wobei zu diesem Zeitpunkt die Gelierung abgeschlossen ist. Vierhundert g o-Xylol werden hinzugefügt und das Gemisch 1 weitere Stunde bei Rückfluss gehalten. Das Gemisch wird sodann auf 140°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol zu entfernen. Kokosnussöl, 30 g, wird hinzugegeben und das Gemisch wird auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein sehr steifes Gel mit etwa 32% nicht-flüchtigen Materialien zu ergeben.
  • Beispiele 37–48 -- Herstellung von Pulvern und Fetten
  • Beispiel 37
  • Beispiel 30 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass nach dem Gelieren das Gemisch in eine Schale überführt wird und bei 4,7 kPa (35 mm Hg) und 70–80°C vakuumgetrocknet wird, um ein Pulver zu erhalten.
  • Beispiel 38
  • Beispiel 32 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass am Ende des Verfahrens das Material in eine Schale überführt wird und bei 4,7 kPa (35 mm Hg) und 70–80°C vakuumgetrocknet wird, um ein Pulver zu erhalten.
  • Beispiel 39
  • Beispiel 33 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass am Ende des Verfahrens das Material in eine Schale überführt wird und bei 4,7 kPa (35 mm Hg) und 70–80°C vakuumgetrocknet wird, um ein Pulver zu erhalten.
  • Beispiel 40
  • Beispiel 34 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass nach dem Gelieren 755 g o-Xylol und 85,9 g Kokosnussöl unter Rühren hinzugegeben werden. Das Gemisch wird in eine Schale überführt und bei 4,7 kPa (35 mm Hg) und 70–80°C vakuumgetrocknet.
  • Beispiel 41
  • Beispiel 35 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass am Ende des Verfahrens das Material in eine Schale überführt wird und bei 47 kPa (35 mm Hg) und 70–80°C vakuumgetrocknet wird, um ein Pulver zu erhalten.
  • Beispiel 42
  • Beispiel 36 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass am Ende des Verfahrens das Material in eine Schale überführt wird und bei 4,7 kPa (35 mm Hg) und 70–80°C vakuumgetrocknet wird, um ein Pulver zu erhalten.
  • Beispiel 43
  • Das Pulver von Beispiel 37, 600 g, wird in einen RossTM-Mischer gegeben und mit 1470 g eines 800 N-paraffinischen Öls vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 150°C erhitzt und bei dieser Temperatur 2 Stunden gehalten. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt und zweimal in einer Dreiwalzenmühle vermahlen. Das erhaltene Produkt ist ein Fett.
  • Beispiel 44
  • Beispiel 43 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass das paraffinische Öl durch Rapsöl ersetzt wird.
  • Beispiel 45
  • Das Pulver von Beispiel 39, 810 g, wird in Reaktionsgefäß gegeben und mit 2790 g 800 N-Mineralöl vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 175°C unter Stickstoff 3 Stunden lang erhitzt und sodann auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Das Gemisch wird zweimal mit einer Dreiwalzenmühle vermahlen und das erhaltene Produkt ist ein Fett.
  • Beispiel 46
  • Beispiel 45 wird wiederholt, wobei Rapsöl anstelle von 800 N-paraffinischem Öl verwendet wird.
  • Beispiel 47
  • Beispiel 45 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Pulver von Beispiel 40 verwendet wird.
  • Beispiel 48
  • Beispiel 47 wird wiederholt, wobei Rapsöl anstelle von 800 N-paraffinischem Öl verwendet wird.
  • Beispiele 49 und 50: Formulierungen
  • Beispiel 49
  • Zu dem Fett von Beispiel 18 werden 3 Gew.-% einer Schwefel-Phosphor-Hochdruck-Additiveinheit gegeben, um ein vollständig formuliertes Fett bereitzustellen.
  • Beispiel 50
  • Das feste Material von Beispiel 37, 500 g, wird mit 1570 g eines 120-neutralen paraffinischen Öls vermischt. Zu diesem Gemisch werden 40 g einer Schwefel-Phosphor-Hochdruck-Getriebeöl-Additiveinheit gegeben, um ein halbflüssiges Fett für ein Schmieren von offenen Getrieben oder ein Schmieren von Nocken bereitzustellen.
  • Beispiele 51–59
  • Beispiel 51
  • Die Bestandteile von Beispiel 18 werden vereinigt, mit der Ausnahme, dass 60 g Essigsäure durch 74 g Propionsäure ersetzt werden. Das Gemisch wird unter Rühren auf Rückfluss erhitzt, bis ein Gelieren auftritt, und sodann weiter wie in Beispiel 18 behandelt.
  • Beispiel 52
  • Beispiel 51 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Propionsäure durch 124 g Propansulfonsäure ersetzt wird.
  • Beispiel 53
  • Beispiel 51 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Propionsäure durch 77 g Ammoniumacetat ersetzt wird.
  • Beispiel 54
  • Die Bestandteile von Beispiel 18 werden vereinigt, mit der Ausnahme, dass das überbasifizierte Material von Beispiel 1 durch eine gleiche Menge an Calciumcarbonat-überbasifiziertem Mahagonisulfonat mit einem Metallverhältnis von 10 ersetzt wird. Das Gemisch wird unter Rühren erhitzt, bis ein Gelieren auftritt, worauf die Zusammensetzung wie in Beispiel 18 behandelt wird.
  • Beispiel 55
  • Beispiel 18 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass 300 g Essigsäure und 200 g Calciumhydroxid verwendet werden.
  • Beispiel 56
  • Beispiel 18 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass 20 g Essigsäure und 13 g Calciumhydroxid verwendet werden.
  • Beispiel 57
  • 320 g destillierte Tallöl-Fettsäure werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 405 g 100-neutralem paraffinischem Öl, 60 g Essigsäure und 154,7 g Calciumhydroxid vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 95-100°C erhitzt und 1 Stunde gehalten. Das Gemisch wird auf 50–55°C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten. 50 g Isopropanol und 85,1 g Calciumhydroxid werden hinzugegeben. Kohlendioxid wird in das Gemisch bei einer Geschwindigkeit von 141 (0,5 Standard-Kubikfuß) pro Stunde 1 bis 1,5 Stunden eingesprudelt, bis eine Basenzahl gegenüber Phenolphthalein von 0–10 erreicht ist. Zu dem Gemisch werden 50 g Isopropanol und 85,1 g Calciumhydroxid gegeben und weiteres Kohlendioxid wird in das Gemisch bei der gleichen Geschwindigkeit 1 bis 1,5 Stunden eingesprudelt, bis eine Basenzahl (Phenolphthalein) von 0–10 erreicht ist. Weitere 50 g Isopropanol und 85,1 g Calciumhydroxid werden hinzugegeben und das Gemisch in ähnlicher Weise 1 bis 1,5 Stunden bis zu einer Basenzahl von 0-10 carbonisiert. Das Gemisch wird sodann auf 160°C erhitzt, um Isopropanol und Reaktionswasser zu entfernen. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt und 1 Stunde bei 1800 UpM zentrifugiert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das erhaltene Produkt ist ein überbasifiziertes Calcium-gemischtes Acetat-Tallat in Öl.
  • 900 g des überbasifizierten Materials von (A) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 750 g paraffinischem Brightstock, 750 g eines 500 N-paraffinischen Öls, 240 g Isopropanol und 120 g Wasser vereinigt. Dieses Gemisch wird unter Rühren auf Rückfluss erhitzt, bis die Materialien geliert sind. Die Materialien werden bei Rückfluss unter Rühren etwa 1 Stunde gehalten, nachdem das Gelieren abgeschlossen ist, und sodann auf 160°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol-Gelierungslösungsmittel zu entfernen. Das resultierende Material wird unter Rühren auf 80°C oder weniger abgekühlt.
  • Beispiel 58
  • 450 g des überbasifizierten Materials von Beispiel 1 werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit 375 g paraffinischem Brightstock, 375 g 500 N-paraffinischem Öl, 32,5 g Calciumhydroxid und 62,5 g Wasser vereinigt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 50°C erhitzt und ein Gemisch aus 36,5 g Adipinsäure: und 145 g Isopropanol tropfenweise über einen Zeitraum von 0,25 Stunden hinzugegeben. Nach Abschluss der Zugabe werden die Materialien gerührt und auf Rückfluss (etwa 82°C) erhitzt. Das Gemisch wird bei Rückfluss insgesamt 8 Stunden über einen Zeitraum von 2 Tagen gehalten, worauf kein Gelieren aufgetreten ist, was nahe legt, dass die Verwendung von Adipinsäure alleine weniger wirksam bei einer Induktion des Gelierens ist als die Verwendung von manchen anderen Säuren. Das Gemisch wird auf 50°C abgekühlt, 20 g Calciumhydroxid und eine Lösung aus 30 g Essigsäure und 30 g Wasser werden hinzugegeben und das Gemisch wird erneut auf Rückfluss bei etwa 82°C erhitzt. Nach 0,5 Stunden tritt ein Gelieren auf. Die Materialien werden 1 Stunde bei Rückfluss gehalten und sodann auf 125°C erhitzt, um Wasser und Isopropanol-Gelierungslösungsmittel zu entfernen. Das Gemisch wird unter Rühren auf 80°C oder weniger abgekühlt, um ein Fett zu erhalten.
  • Wenn nicht anders angegeben, ist jede hier erwähnte Chemikalie oder Zusammensetzung ein Material von käuflicher Güte, das die Isomere, Nebenprodukte, Derivate und andere Materialien enthalten kann die normalerweise in der käuflichen Güte vorliegen.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines gelierten überbasifizierten Materials, umfassend die Schritte: (a) Herstellen eines Gemisches (i) aus einem flüssigen kohlensäurehaltigen überbasifizierten Material in einem oleophilen Medium, wobei das Gemisch ein Metallsalz mindestens eines organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen und ein Metallsalz mindestens eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen enthält, und (ii) zu dem nach Herstellen des flüssigen kohlensäurehaltigen überbasifizierten Materials ein Alkohol oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch gegeben wird, und (b) Erhitzen des Gemisches von (a), wodurch die gelierte Zusammensetzung gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige kohlensäurehaltige überbasifizierte Material dadurch hergestellt wird, dass ein Gemisch mindestens eines organischen Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen oder eines reaktiven Äquivalents davon und mindestens eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen oder eines reaktiven Äquivalents davon mit einem stöchiometrischen Überschuss eines Metallsalzes umgesetzt wird und das Gemisch carbonisiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige kohlensäurehaltige überbasifizierte Material dadurch hergestellt wird, dass mindestens ein organisches Säurematerial mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen oder ein reaktives Äquivalent davon mit einem stöchiometrischen Überschuss eines Metallsalzes umgesetzt wird, das Gemisch carbonisiert wird und zu dem Gemisch ein Metallsalz eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen oder eine Substanz, die ein Metallsalz eines organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen bei einer Wechselwirkung mit einer Metallbase bildet, zugesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das oleophile Medium ein Öl ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das oleophile Medium ein flüchtiges organisches Lösungsmittel ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Salz des Säurematerials mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen ein Calciumsalz einer gesättigten Carbonsäure mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen ist und das Salz des organischen Säurematerials mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen ein Calciumsalz einer Carbonsäure mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Carbonsäure mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen Essigsäure ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Alkohol oder das Alkohol-Wasser-Gemisch ein Gemisch ist, das Isopropanol und Wasser umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner umfassend den Schritt des Entfernens von mindestens einem wesentlichen Anteil des Mediums und Isolieren eines resultierenden Feststoffs.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner umfassend die Schritte (c) Zumischen des aus Schritt (b) erhaltenen Materials zu einem Austauschmedium, und (d) Entfernen des oleophilen Mediums.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend den Schritt des Mischens des dabei erhaltenen Produkts mit einem oleophilen Medium.
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