DE714865C

DE714865C - Feste Schmierfette

Info

Publication number: DE714865C
Application number: DEST58678D
Authority: DE
Inventors: Arnold J Morway; Dr John C Zimmer
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1938-05-06
Filing date: 1939-05-05
Publication date: 1941-12-09
Also published as: FR848427A; FR848428A

Description

Seit vielen Jahren verwendet man feste Schmierfette zum Schmieren von schweren Achslagern, z. B. von Lokomotiven. Diese Schmierfette werden durch Verseifung" von Fetten oder Fettsäuren bei liohen Temperaturen in Gegenwart von schwellen Mineralölen, wie Zylinderölen, hergestellt, wobei eine flüssige Mischung entsteht, die zu 25 bis 5ο o/o aus Seifen und zu. 75 bis 500% aus schweren Schmierölen besteht. Die Temperaturen werden dabei so hoch gehalten, daß das Produkt praktisch wasserfrei ist, d.h. daß es nur noch ganz wenig, im allgemeinen weniger als ι o/_Oj häufig·· sogar nur ¹J₂ bis 1 o/_o Wasser enthält. Beim Abkühlen bildet sich eine feste Masse, die nach vollständigem Erkalten sehr hart ist; ihr Schmelzpunkt liegt außerordentlich hoch, z.B. bei ungefähr 150 bis 205⁰ oder sogar bis zu 23o°, je nach der darin enthaltenen Seifenmenge und je nach der Methode, nach der man den Schmelzoder Erweichungspunkt bestimmt. Der größte Nachteil dieser festen Schmierfette ist der, daß sie ziemlich körnig sind und die gewünschten Schmiereigenschaften nicht in genügendem Maße besitzen, auf die man zugunsten größerer Härte und des in der Praxis notwendigen hohen Schmelzpunktes verzichten muß.

Es wurde nun gefunden, daß die erwähnten Schwierigkeiten beseitigt werden, wenn man bei der Herstellung· der Schmierfette als

Seifenbildner nicht destillierbare Rückstände der Paraffinoxydation verwendet, die wie folgt erhältlich sind: Bei der Oxydation fester oder flüssiger Paraffinkohlenwasserstoffe mit Luft in Gegenwart von Katalysatoren, wie z. B. Barium- und Manganseifen, bei mäßig erhöhter Temperatur von z.B. ioo bis 150 und gewöhnlichem oder mäßig erhöhtem Druck in flüssiger Phase entstehen große Mengen von Umsetzungsprodukten, die im wesentlichen aus flüchtigen oder destillierbaren Fettsäuren mit einem für die Seifenherstellung geeigneten Molekulargewicht bestehen. Daneben entstehen auch noch andere Stoffe, wie Ester, Alkohole usw. Zur Gewinnung der nicht destillierbaren Rückstände verseift man vorzugsweise die Fettsäuren enthaltenden Produkte unter Druck mit verdünnter Natronlauge, wobei man auch Alkohol hinzugeben kann, um eine Emulsionsbildung zu verhüten. Das Produkt wird dann mit Benzin, Kerosin oder einem anderen Lösungsmittel extrahiert, um den größten Teil der unverseifbaren Bestandteile zu entfernen. Die Seifenlösung wird dann vorteilhaft destilliert) um den Alkohol zu entfernen, und angesäuert, so daß die Säuren und anderen organischen Stoffe sich als Schicht auf der wäßrigen Lösung" abscheiden. Diese obere Schicht wird dann abgegossen und im Vakuum destilliert, so daß praktisch alle destillierbaren Stoffe abgetrieben werden. Die als Destillat erhaltenen Stoffe sind zum größten Teil zur Seifenherstellung geeignete Säuren, denn sie enthalten meist 12 bis iS Kohlenstoffatome. Der Destillationsrückstand wird für das vorliegende Verfahren verwendet; seine chemische Zusammensetzung ist nicht genau bekannt. Die Analyse ergibt folgendes:

Freie Säuren etwa 30 °/₀,

Ester, Laktone usw - 65 ° ₀,

Unverseifbare Bestandteile.. - 5%.

Der Rückstand hat eine Säurezahl von ungefähr 46; die Verseifungszahl bei gewöhnlichem Druck ist ungefähr 175, unter Druck beträgt sie ungefähr 230. Der Rückstand ist also von gewöhnlichen Fetten oder Wachsen sehr verschieden; er ist frei von Aldehyden oder aldehydartigen Verbindungen. Trennt man die darin enthaltenen freien Säuren z. B. durch Lösen in alkoholischer Natronlauge ab, so zeigen diese folgende Eigenschaften:

Jodzahl 99,

Säurezahl 85,5,

Verseifungszahl (Rückfluß) 186,9,

Verseifungszahl (Druck) 220,5.

Das mittlere Molekulargewicht dieses Säuregemisches beträgt ungefähr 626,5 und ist also viel höher als das der meisten bekannten Fettsäuren. Der nach Abtrennung der freien Säuren verbleibende Stoff hat etwa folgende Eigenschaften:

Jodzahl 82,

Verseifungszahl (Druck) 115.7.

In' Benzin Unlösliches 97,5" ,,,

In Benzin Lösliches 2,5 ",,,,

Verseifbare Bestandteile 91,2",,,,

L'nverseifbare Bestandteile 8,6 ";„.

Bei der Herstellung der Schmierfette kann, man diese Destillationsrückstände, nachstehend als Destillationsrückstand der Paraffinoxydation bezeichnet, allein oder zusammen mit anderen fetten Stoffen, wie Fetten und Fettsäuren, als Seifenbildner verwenden. Es ist vorteilhaft, eine grilliere Menge der Rückstände mit geringeren Mengen Fetten oder Fettsäuren zu verwenden, z.B. 5- bis iomal soviel Destillationsrückstand als andere Fette oder Fettsäuren, doch kann man auch gleiche Teile beider anwenden. Die Destillationsrückstände oder ihre Gemische mit Fetten oder Fettsäuren werden dann mit Schmieröl vermischt, z. B. Zylinderöl oder anderen viscosen Schmierölen. Gewünschtenfalls kann man neben Zylinderöl auch Petrolatum zusetzen, das die Eigenschaften des Schmierfettes verbessert. Die Mischung wird dann bei etwa 70 verschmolzen, und verdünnte Natronlauge bei der gleichen Temperatur hinzugegeben. Die Menge der Natronlauge soll so bemessen werden, daß alle etwa zugesetzten Fette und Fettsäuren und mindestens 75 bis 85.0/0 der Destillationsrückstände verseift werden. Gewünschtenfalls kann man das Alkali so bemessen, daß alle Säuregruppen des Destillationsrückstandes neutralisiert werden, und dann noch freie Säuren, wie Naphthensäuren, oder die bei der Parafri.noxydation entstehenden destillierbaren Säuren oder andere Fettsäuren hinzufügen, z.B. o, ro bis ungefähr 10 0/0, bezogen auf das End- »05 produkt. Die Mischung wird dann unter Rühren auf etwa 205 bis 230' erhitzt, bis man ein praktisch wasserfreies Produkt erhält, d. h. mit einem Wassergehalt unter 1 0/0. Darauf wird das Produkt aus dem Kessel abgezogen und in offenen Pfannen gekühlt.

Beispiel

25 Teile eines nicht destillierbaren Rückstandes der Paraffinoxydation werden mit 2,5 Teilen Harzöl und 50 Teilen Zylinderöl vermischt. Dann gibt man 20 Teile Petrolatum vom Schmelzpunkt 65,6'' hinzu und erhitzt die Mischung auf etwa 70⁰. Es entsteht eine mehr oder weniger homogene flüssige Masse. Man gibt dann 2oprozentige wäßrige Natronlauge hinzu, entsprechend 2,4

Claims

Teilen trockenem Ätznatron, und erhitzt unter Rühren ι bis 2 Stunden auf etwa 215⁰, bis das Produkt weniger als 1 Of₀ Wasser enthält, worauf es abgezogen und in flachen Pfannen abgekühlt wird.

Das erhaltene Fett ist hart, doch gleichmäßig und geschmeidig und außerordentlich wenig körnig. Seinem Äußeren und dem Griff nach erinnert es an wasserhaltige Fette, obwohl es entwässert und außerordentlich hart ist. Es hat einen Schmelzpunkt

■ von ungefähr 17 6° nach der Tropfmethode und einen ASTM-Durchdringungswert von 50 bis 100 bei 25⁰.

Pa τ εχ τ α ν s ρ r ν cn:

Feste Schmierfette aus Seifen und Schmierölen sowie gegebenenfalls Petrolatum, dadurch gekennzeichnet, daß man als Seifenbildner, gegebenenfalls zusammen mit anderen seifenbildenden Stoffen, Destillationsrückstände verwendet, die man erhält, wenn man die Rohprodukte der Paraffinoxydation verseift, die gebildete Lösung zur Entfernung der unverseifbaren. Bestandteile extrahiert, die Lösung ansäuert und die abgeschiedenen Säuren destilliert.