DE832034C

DE832034C - Schmierfett

Info

Publication number: DE832034C
Application number: DEP44387A
Authority: DE
Inventors: Arnold Aaron Bondi; Walter Howard Peterson
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1948-06-01
Filing date: 1949-05-31
Publication date: 1952-02-21
Also published as: FR987611A; FR987610A; NL71729C; GB675301A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schmierfette, die durch Vermischen einer organischen Schmierflüssigkeit oder Mischungen solcher mit einem praktisch nicht zusammengefallenen, flüssigkeitsfreien Seifenaerogel als Seifenkomponente erhalten werden.

Schmierfette werden im allgemeinen entweder nach dem bekannten Chargen verfahren oder nach dem kontinuierlichen Verfahren hergestellt, indem man ein Mineralöl mit der gewünschten Menge

ίο eines verseifbaren Materials und einem Verseifungsmittel vermischt, so daß eine Seife entsteht, oder indem man einem Mineralöl eine vorher hergestellte Seife zumischt und hernach das so gebildete Schmierfett nach in der einschlägigen Technik bekannten Normen kocht und abkühlt. Das erwähnte verseifbare Material können beliebige Fettstoffe sein, die befähigt sind, mit Verseifungsmitteln, wie basischen Metallverbindungen und/oder organischen Basen, Seifen zu bilden.

Obschon die wichtigsten Komponenten für die Herstellung von Schmierfetten, nämlich Öl und Seife, leicht zugänglich und herstellbar sind, ist die Auswahl dieser Stoffe zwecks Erzeugung eines stabilen, nicht blutenden homogenen Schmierfettes •/on gewünschter Struktur, Konsistenz und mechanischer Stabilität äußerst schwierig. Dies ist offensichtlich eine Folge der vielen Variablen, welche sich aus den Eigenschaften der verwendeten Stoffe und den Mischungs- und Behandlungsbedingungen ergeben. So müssen die Seife und das verwendete Mineralöl mit großer Sorgfalt ausgewählt werden. Gewisse Öle sind mit gewissen Seifen nicht ver-

träglich und werden ungeachtet der Tatsache, daß überschüssige Seifenmengen zugesetzt werden und die Mischung lange Zeit auf für die Schmicrfcttbilduiig als ideal bekannte Temperaturen erhitzt werden, keine Schmierfette bilden. Auch haben die Stolle, welche zur Herstellung einer Seife verwendet werden, und die Bedingungen, unter welchen die Seife hergestellt wird, einen großen Einfluß auf die endliche Zusammensetzung der Schmierfettmischung. Andere wichtige Faktoren bei der Herstellung von Schmierfetten liegen in der Art und den Bedingungen, unter denen das C)I und die Seife miteinander erhitzt und gekocht werden, um das Schmierfett zu bilden, und in der Art und Weise, wie dasselbe nachher abgekühlt wird. Im allgemeinen treten aber auch noch andere Variablen auf, wie Oxydationsverhinderer, das Ausbluten verhindernde Mittel, Mittel zum Beständigmachen gegen extrem hohe Drucke u. dgl., die im allgemeinen den Fetten zugesetzt werden, um deren Eigenschaften zu verbessern, sowie die Anwesenheit von Verunreinigungen, welche sich im Fett bilden können oder in dieses hineingelangen und während oder nach dessen Herstellung eine schädliche Wirkung auf das Schmierfett ausüben können.

Alle diese Faktoren müssen bei der Herstellung eines Schmierfettes zusätzlich zu den Problemen, die sich nach dessen Herstellung hinsichtlich Lagerungsbeständigkeit und Stabilität bei der mechanisehen Bearbeitung ergeben, in Betracht gezogen werden. Während der Lagerung können Schmierfette weicher oder härter werden, oder ein Teil des Öles kann ausbluten, d. h. sich ausscheiden. Dies beruht wahrscheinlich auf dem Umstand, daß die Seifenfasern infolge in der Seife vorhandener aktiver Gruppen während der Lagerung die Neigung haben, sich zusammenzuziehen und sich kreuzende Schichten zu bilden. Während der mechanischen Beanspruchung verlieren einige Fette ihre ursprüngliche Konsistenz und können sich sogar verflüssigen.

Bei Anwendung der üblichen Methode kann man ein Fett herstellen, indem man eine berechnete. Menge einer gewünschten Seife, z. B. einer Alkali-, Erdalkali- und/oder Schwermetallseife, beispielsweise 5 bis 250/0 oder mehr, in einen geeigneten Fcttkessel gibt und mit einem Teil eines speziellen öltyps zu einer Aufschlämmung vermischt. Das C)I-Seifen-Gemisch wird dann auf höhere Tempcraturen, im allgemeinen zwischen 176 bis 260 oder höher, erhitzt und unter Rühren so lange bei dieser Temperatur gehalten, bis eine homogene Masse ! entstanden ist. Dann läßt man das. Fett entweder j im Kessel, in Pfannen oder anderen Kühleinrichtungen auf Raumtemperatur abkühlen. Das so erhaltene Schmierfett ist im allgemeinen klumpig und muß vermählen oder homogenisiert werden, um ein glattes, verhältnismäßig stabiles Schmierfett zu erhalten. i

Die gemäß der Erfindung aus einer organischen Schmierflüssigkeit und einem nicht zusammengefallenen Seifenaerogel bestehenden Schmierfette können durch einfaches Vermischen irgendwelcher organischen Schmierflüssigkeit mit einem nicht zusammengefallenen Seifenaerogel hergestellt werden. Diese Herstellung kann ohne Anwendung von Wärme stattfinden. Die neuen Schmierfette sind homogen, und zur Erhaltung der gewünschten Schmier- und Fetteigenschaften ist man nicht von Erhitzungs- und Abkühlungsbedingungen abhängig. Weiter bluten die Schmierfette nach der Erfindung nicht und sind gegen Oxydation. Verschlechterung und Alterungshärtung beständig und mechanisch stabil. Außerdem enthalten sie ein Minimum an Verdickungs- oder Geliermittel und können ohne Anwendung einer speziellen Ausrüstung hergestellt werden.

Eine geeignete Seifenkomponente erhält man, wenn man ein Seifcngel derart von seiner flüssige!! Phase befreit, daß ein Zusammenfallen der Gelstruktur vermieden wird und man ein nicht zusammengefallenes Seifenaerogel erhält. Ein Schmierfett, das den obigen Ansprüchen entspricht, kann gemäß vorliegender Erfindung dadurch erhalten werden, daß man einfach das genannte nicht zusammcngefallenc Seifenaerogel mit einer organischen Schmierwirkung besitzenden Flüssigkeit, wie Mineralöl, oder synthetischen Schmiermitteln vermischt.

Das Seifengcl oder gelartige Material ist vor der Entfernung der flüssigen Phase ein festes, steifes und zusammenhängendes System, das aus einem Dispergiermittel und einer Seife als dispergiertenv Bestandteil besteht. Seifengele können vor der Entfernung ihrer flüssigen Phase zwecks Bildung der Seifenacrogele als solvatierte Koagelc betrachtet werden, da die Seifenfasem keine kolloidale Dimension aufweisen.

Es ist bekannt, daß, wenn man aus einem Gel die Flüssigkeit auf gewöhnlichem Wege entfernt, das Gel zusammenfällt, bis sein Volumen im Vergleich zum ursprünglichen Volumen sehr klein ist. Dies ist offensichtlich dadurch bedingt, daß die Flüssigkeitsobcrrläehe in der Gelstruktur zurückweicht und die Kapillarwirkung des zurückweichenden Meniskus das Gel bis zu einem Punkt zerdrückt, in dem seine Struktur stark genug ist, um dieser Kraft zu widerstehen. Die erhaltenen Gele können als Xerogele oder, wenn es sich um von der Flüssigkeit befreite Seifen handelt, als Koagelc bezeichnet werden. Solche von der flüssigen Phase befreiten Materialien nehmen im allgemeinen ihr ursprüngliches Volumen nicht mehr ein. wenn sie wieder in der gleichen oder einer anderen Flüssigkeit dispergiert werden, und sind vollkommen ungeeignet, um Schmierfette gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden.

Wenn man Scifcngelc, deren eine Phase eine Flüssigkeit ist, unter solchen Bedingungen von der flüssigen Phase befreit, daß die ursprüngliche Gelstruktur erhalten bleibt, so werden die entsprechenden Aerogele gebildet, d. h. die flüssige Phase ist durch Luft oder ein Gas ersetzt. Diese Aerogele bilden mit Mineralschmieröl oder einer anderen organischen schmierenden Flüssigkeit in der Kälte Schmierfette, die hervorragende Sehmiereigenschaf-

ten und Stabilität besitzen. Es ist auch möglich, Mischungen verschiedener Seifenaerogelc oder eines oder mehrerer Seifenaerogele zusammen mit anderen Aerogelen, /.. Ii. anorganischen Aerogelcn, wie Siliciumdioxydacrogel oder Ferrioxydaerogel, oder organischen Aerogelen, wie Celluloseacrogel, mit einer organischen Schmierflüssigkeit zu vermischen, um ein Schmierfett herzustellen.

Zur Herstellung der Seifenaerogele kann man. ίο sich einer beliebigen Technik bedienen, vorausgesetzt, dab man bei der Entfernung des Lösungsmittels aus dem del ein Zusammendrücken der Struktur vermeidet. Eine geeignete Arbeitsweise, besteht darin, das Gel in einem Druckgefäß so hoch zu erhitzen, daß die Flüssigkeit im Gel eine Temperatur erreicht, bei der die Oberflächenspannung der Flüssigkeit so gering ist, daß beim Abdampfen der Flüssigkeit keine wesentliche Schrumpfung des Gels stattfindet. Zu diesem Zweck

ao kann man die Temperatur des Gelsystems über die kritische Temperatur des Lösungsmittels erhöhen, wobei man den Druck während des Erhitzens oberhalb des kritischen Druckes hält, und dann den Druck bei dieser Temperatur stark herabsetzen.

Eine andere Arbeitsweise besteht darin, das System unter den Gefrierpunkt des Lösungsmittels abzukühlen und dann das Lösungsmittel durch Sublimation im Vakuum aus dem Gel zu entfernen.

Die Seifen, aus denen man die Seifenaerogele herstellen kann, können Metallsalze oder Salze organischer Hasen von Fettsäuren und deren Gemische sein. Verseifbare Stoffe, welche zur Seifenbildung verwendet werden können, sind Fette oder öle und Derivate derselben, wie Fettsäuren u. dgl..

die von tierischen, pflanzlichen, maritimen Stoffen und/oder Fischen sowie aus verschiedenen anderen Quellen, wie aus oxydierten Erdölprodukten, herstammen, ferner Naphthensäuren, Tallölfettsäuren, Harzsäuren usw.

Zur Bildung der Seifen kann man Mischungen der Kettstoffe und deren Derivate verwenden. So kann man eine sehr geeignete Seife erhalten, wenn man von einer Mischung aus hydrierten Fischölfcttsäuren und hydriertem Rizinusöl ausgeht. Die Verhältnisse von Oxyfcttsäurcn zu anderen Fettsäuren können stark, z. B. von ioo/o Oxyfcttsäure und 900/0 hydriertem fettem Öl und/oder dessen Fettsäuren bis etwa 90Oz₀ Oxyfcttsäure und 100/0 hydriertes fettes (")1 produkt, variieren. Vorteilhaft ist es, die hydrierte Fettsäure in einer Menge von etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent des Gemisches zu verwenden. Die zu verwendenden Mengenverhältnisse werden zum Teil durch die Art der verwendeten Mineralölgrundlagc und zum Teil vom Verwendungszweck des Schmierfettes bestimmt.

Die Seife kann durch Verseifung der obengenannten Fettstoffe oder deren Mischungen, z. B. mittels Metalloxyde, -hydroxydc, -carbonate oder Mischungen mehrerer Metallverbindungen, oder organischer Basen erhalten werden.

Die Alkali- und Erdalkaliseifen, z. B. Natrium-, Lithium-, Calcium-, Barium-, Strontium- und Magnesiumseifen von Fettsäuren, sowie die Aluminium- und Zinkseifen werden für die Herstellung der speziellen Seifenaerogele für das vorliegende Schmicrfcttherstellungsverfahren besonders bevorzugt. Statt aus den verseifbaren Produkten eine Seife herzustellen und diese anschließend in ein Scifenaerogel überzuführen, kann man auch eine vorher hergestellte Seife, wie Natriumstearat, in ihre Acrogelform überführen.

Ganz allgemein gesprochen, kann ein Seifcnaerogel wie folgt hergestellt werden: Eine Seife wird in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel, z. B. einem Schmieröl, n-Cetan oder Methylnaphthalin,. entweder gebildet oder diesem zugesetzt und die Mischung unter Rühren auf die bei der Schmierfettherstellung übliche Temperatur (148 bis 260⁰ oder höher) erhitzt. Das entstandene Gel wird abgekühlt und das Lösungsmittel durch Extraktion mit einem niedrigsiedenden Kohlenwasserstoff oder einem geeigneten, verträglichen, verflüssigten Gas, wie flüssiges CO₉, entfernt. Die Temperatur des Seifcnlösungsmittelsystems wird über die kritische Temperatur des Lösungsmittels erhöht, wobei man den Druck während des Erhitzens oberhalb des kritischen Druckes hält und hernach den Druck bei dieser Temperatur stark absetzt. Die so erhaltenen, vom Lösungsmittel befreiten Seifenfasern oder Seifenaerogele behalten ihre ursprüngliche Struktur bei und werden zur Herstellung Von Schmierfetten verwendet.

Bei der Herstellung der Seifenaerogele empfiehlt es sich, die Verdrängungsflüssigkeit so zu wählen, daß ihre kritische Temperatur unter der Phasen-Übergangstemperatur der Seife liegt, besonders, wenn eine Seife gewünscht wird, die unterhalb der ibergangstemperatur der Seife stabil ist.

Seifenaerogele können auch nach einer anderen neuartigen Methode erhalten werden. In einem Kohlenwasserstoff oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel, wie p-Xylol, Benzol, Hexamethyläthan oder Wasser, Benzol-Wasser-Mischungen, Mineralöl-Wasser-Mischungen, stellt man ein Seifengc 1 her. Das Lösungsmittel wird durch Gefrieren verfestigt und hernach durch Sublimation aus der gefrorenen Phase entfernt. Infolge der Entfernung des Lösungsmittels durch Sublimation im gefrorenen Zustand erhält man ein nicht zusammengefallenes oder nicht eingeschrumpftes Seifenaerogel, das mit Öl unter Bildung eines Schmierfettes vermischt werden kann. So kann man ein Seifenaerogel herstellen, indem man eine wässerige Seifenlösung mit etwa 8 bis 20O/0 Seifengehalt gefriert und das Eis im Vakuum absublimiert.

Um die Erfindung noch deutlicher zu illustrieren, werden die nachstehenden Beispiele gebracht. Es versteht sich jedoch, daß man verschiedene Änderungen vornehmen kann, ohne von in den Ansprüchen umschriebenen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Ein Seifenaerogel wurde wie folgt hergestellt: Eine Mischung aus hydrierten Fischölsäuren und hydriertem Rizinusöl im Verhältnis 7 : 1 wurde mit ihrem doppelten Gewicht an Öl auf etwa 79' erhitzt und der Mischung eine kaustische Alkalilösung in

genügender Menge zugefügt, um die Fettstoffe zu verseifen. Die gebildete Seife wurde heftig gerührt, um eine Aufschlämmung zu erhalten, und erhitzt, um das Wasser abzutreiben. Während des Erhitzens der Öl-Seifen-Mischung wurde langsam heißes Öl bei etwa I2i° eingerührt, und zwar wurde so viel Öl zugesetzt, daß das Endprodukt zwischen 8 und 9 o/o Seife enthielt. Die Mischung wurde dann auf etwa 198⁰ erhitzt und rasch in geeignete Behälter für die Wärmekonditionierung zwecks Bildung eines stabilen Schmierfettes übergeführt.

Aus diesem Fett wurden die Seifcnaerogelfascrn wie folgt gewonnen: Das im Fett enthaltene Öl wurde mit Butylcn bei Zimmertemperatur erschöpfend extrahiert. Das Butylen im Butylen-Seifen-Gemisch wurde bei Eistemperatur und einem Druck von 49 bis 56kg/cm² durch Äthylen verdrängt. Das Äthylen wurde dann aus der Äthylen-Seifen-Mischung durch Erhitzen über die kritische Tempe-

ao ratur des Äthylens entfernt, wobei ein Aerogel der Natriumseife der hydrierten Fischölsäuren und des hydrierten Rizinusöls zurückblieb. Dieses Seifenaerogel. kann mit irgendeinem Mineralöl oder einer Schmiertlüssigkeit in der Kälte auf Schmierfett verarbeit« werden. Eine geeignete Methode ist das Mischen des Seifenaerogels mit einer Schmierflüssigkeit im Vakuum.

I'm zu zeigen, daß man mit dem oben beschriebenen Verfahren ein ausgezeichnetes Seifenaerogel erhalten kann, werden folgende Daten angeführt.

Beispiel 1

Etwa 5,32 g des wie oben beschrieben erhaltenen Natriumseifenölgels, das etwa 8,67 Gewichtsprozent Natriumseife enthielt, wurde mit Butylen gewaschen, um das Öl zu entfernen. Das Butylen wurde dann vollständig durch Äthylen ersetzt. Nach dem Erhitzen über die kritische Temperatur des Äthylens in einem geeigneten Druckgefäß wurde dasselbe abgelassen, und das erhaltene Seifenaerogel betrug 8,850/0 des ursprünglichen Öls. Dieses Aerogel wurde durch Zugabe von Mineralöl in der Kälte wieder aufbereitet, und man konnte feststellen, daß das Gel 95,5 Gewichtsprozent des ursprünglichen Fettes betrug.

Beispiel 2

Ein gleiches Fettgel wie oben, das jedoch zusätzlich noch etwa o, 1 1 o/_o eines Polyäthylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 1 500 enthielt, wurde nach dem Verreiben zu einem Fett. wie beschrieben, von der flüssigen Phase befreit. Diese Aeroseife wurde wiederum zu einem Schmierfett aufgearbeitet. Das Gewicht des wiederaufgearbeiteten Fettes l>etrug 85,00/0 des ursprünglichen Fettes.

Beispiel 3

Eine andere Probe der in der oben beschriebenen Weise hergestellten Na-Aero-Seife wurde zu einem Schmierfett aufgearbeitet, indem man ihr polymeres Silicon oder Dioctylphthalat zusetzte, und es ergab sich, daß das Gewicht des wiederaufgearbeiteten Fettes etwa 80« 0 des ursprünglicher! Fettes ausmachte. Andererseits könnte man aus polymeren! Silicon oder Dioctylphthalat nach dem normalen Fettkochverfahren kein Schmierfett herstellen. In allen Fällen läßt sich jede zusätzliche Menge von Schmicrmittelgrundlage, wie Mineralöl. Ester, leicht in das wiedcraufgcarbeitetc Schmierfett einrühren oder hineinmischen.

Die wiederaufgearbeiteten Schmierfette aus den Seifenaerogclen sind einfach herstellbar ohne Anwendung von Wärme und spezieller Einrichtungen und geben auf Grund ihrer Verträglichkeit mit ver-, schiedencn Flüssigkeiten Schmierfette der gewünschten Konsistenz und Stabilität.

Vcrgleichsergcbnissc der Arl>eitsstabilität von Fetten, die mit gewöhnlicher Seife und mit Seifenaerogel hergestellt wurden und durch die Shell-Walzenprüfung, die in den Shell-Methoden Reihe 466/46 niedergelegt ist. bestimmt wurden, werden nachstehend angeführt:

Walz dauer in Stun den	(A) Na-Seifen fett herge stellt nach dem übli chen alten Verfahren	(B) Na-Seifen aerogel mit Mineralöl wieder auf gearbeitet nach Bei spiel I	(C") Xa-SeitVn- aerogel mit Dioctvl- phthalat wie der aufgear beitet nach Heispiel 3	U>) Na-Seifen- aerogel mit polvmerem Silicon wie der aufge arbeitet
O 4 V₂ 16	160 290	163 -'95	140 290	«5 133 15«

Die Arbeitsstabilität eines gewöhnlichen Natronseifenfettes und eines Natronseifenacrogcls, die beide mit Mineralschmieröl hergestellt wurden, bei der Walzenprüfung sind in der beigefügten Figur graphisch miteinander verglichen.

Die Herstellung eines Seifenaerogels nach dem Sublimationsverfahren wird durch das folgende Beispiel erläutert: ,

Beispiel 4

Ein wässeriges Gel, das etwa 8<>ό der Natriumseifc aus einem Gemisch von hydrierten Fischölsäuren und hydriertem Rizinusöl enthielt, wurde in einem Druckgefäß ohne Schrumpfung oder Zusammenfallen der Scifenfasern entwässert, indem das Wasser in Gel in einem CO.>-Acetonbad rasch gefroren wurde und die gefrorene Flüssigkeit bei einem Druck von 0,05 bis 1 mm Hg bei etwa 20' absublimiert wurde. Das so erhaltene Seifenaerogel bildete bei der Wiederaufarbeitung mit Mineralöl ein Schmierfett mit der gleichen Arbeitsstabilität wie das Schmierfett 1 B) in der obenstehenden Tabelle.

Wenn man das Verfahren der kritischen Temperatur oder die Sublimation in gefrorenem Zustande anwendet, um die Aerogele herzustellen, erhält man die folgenden Aerogele und Mischungen derselben, die sich als ausgezeichnet für die Schmierfetthcrstcllung mit Mineralölen oder ver-

schiedencn organischen Schmierflüssigkeiten bzw. deren Mischungen erwiesen:
Schmierfett aus

Natriumscifenaerogel und Mineralöl, Natriumscifenaerogel und Di-(2-äthylhexyl)-sebacat,

Lithiumscifenaerogcl und Mineralöl, Kaliumseifenaerogel und Mineralöl, Calciumseifenaerogel und Mineralöl, ίο Bariumseifenaerogel und Mineralöl, Aluminiumscifenaerogel und Mineralöl, Zinkseifcnaerogel und Mineralöl, Bleiseifcnaerogcl und Mineralöl, Lithiumseifcnaerogel und Di-(2-äthylhexyl)-sebacat,

Lithiumseifenaerogel und Trioctylphosphat, Lithiumseifenaerogel und Dioctylphthalat, Lithiumseifenaerogel und Di-(i-äthylpropyl)-acclat, Lithiumseifenaerogel und Trixylenylphosphat, Lithiumseifenaerogel und Mischpolymerisat aus

Äthylenoxyd und Propylenoxyd, Lithiumseifcnaerogel und synthetischem Polyäthylcnöl,

Lithiumseifcnaerogel und Mischpolymerisat aus Alkylcnglykol und Alkylenoxydcn, Calciumseifenaerogel und Di-(2-äthylhcxyl)-scbacat,

("alciumseifenaerogei und Trioctylphosphat, Calciumseifenaerogel und Dioctylphthalat, Calciumseifenaerogel und Di-( i-äthylpropyl)-acelat,

Calciumseifenaerogel und Trixylenylphosphat, Calciumseifenaerogel und Mischpolymerisat aus Äthylenoxyd, Propylenoxyd und einwertigem Alkohol,

Calciumseifenaerogel und synthetischem PoIy-

äthylenöl,
Calciumseifenacrogcl und Mischpolymerisat aus Alkylenglykol und Alkylcnoxyden, Aluminiumseifenaerogel und Di-( 2-äthylhexyl)-scbacat,

Aluminiumseifenaerogel und Trioctylphosphat, Aluminiumscifenaerogel und Dioctylphthalat, Aluminiumscifenaerogel und Di-( i-äthylpropyl)-acelat,

Aluminiumseifenaerogel und Trixylenylphosphat, Aluminiumscifenaerogel und Mischpolymerisat aus

Äthylenoxyd und Propylonoxyd, Aluminiumseifenaerogel und synthetischem Poly äthylenöl,

Aluminiumseifenaerogel und Mischpolymerisat aus

Alkylenglykol und Alkylcnoxyden, ν Blciscifenaerogel und Di-i2-äthylhexyl)-sebacat, Blciscifcnaerogel und Trioctylphosphat, Bleiseifcnaerogcl und Dioctylphthalat, Blciscifenaerogel und Di-( 1-äthylpropyl)-acelat, Blciscifcnaerogel und Trixylenylphosphat, Bleiseifcnaerogcl und Mischpolymerisat aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd, Bleiseifenacrogel und synthetischem Polyäthylcnglykol,

Bleiseifenacrogcl und Mischpolymerisat aus Alkylenglykol und Alkylenoxyden,

Natriumscifenaerogel und Lithiumseifenaerogel und Mineralöl,

Natriumseifenaerogel und Lithiumseifenaerogel und

Dioctylphthalat,
Natriumseifenaerogel und Lithiumseifenaerogel und

Di-(2-äthylhexyl)-sebacat,
Natriumseifenaerogel und AluminiumEeifcnaerogcl

und Di-(2-äthylhexyl)sebacat,
Lithiumseifenaerogel und Aluminiumseifenaerogel

und Di-(2-äthylhexyl)-sebacat,
Lithiumseifenaerogel und Aluminiumseifenaerogel und Dioctylsebacat,

Liihiumseifenaerogel und Aluminiumseifenaerogel

und Mineralöl,
Natriumseifenaerogel und Siliciumdioxydaerogel

und Dioctylsebacat,
Lithiumseifenaerogel und Siliciumdioxydaerogel und

Mineralöl,
Aluminiumseifenaerogel und Siliciumdioxydaerogel und Mineralöl,

Natriumscifenaerogel und Ferrioxydacrogel und

Mineralöl,
Natriumseifenaerogel und Celluloseaerogel und

Mineralöl,
Lithiumseifenaerogel und Celluloseaerogel und Mineralöl.

Die Menge des zur Schmierfettbildung verwendeten Aerogels hängt von verschiedenen Faktoren, wie von der Art des Aerogels, der Schmiermittelgrundlage und dem Verwendungszweck des Fettes ab. Im allgemeinen kann die Aerogelmenge von etwa 6 bis 2 5 0/0 und vorzugsweise zwischen 8 und 14 Gewichtsprozent schwanken.

Statt die Seife bei der Herstellung des Fettgels in situ herzustellen, kann man auch vorher hergestellte Seifen verwenden. Die Seifen wie auch die Fette sollten neutral sein, doch können sie je nach dem Verwendungszweck des Schmierfettes auch schwach sauer oder schwach alkalisch sein.

Gewünschtenfalls können den Aerogelschmierfetten nach der Erfindung auch Zusatzstoffe beigemischt werden.

Besonders empfehlenswerte Stabilisierungsmittel, die auf Schmierfette nach der Erfindung einen synergetischcn Effekt auszuüben scheinen, sind Polymere von Alkylenglykol und oder Alkylenthioglykol sowie die Ester und Äther, insbesondere die Monoester und -ätherderivate dieser Polymere. Die polymeren Alkylenglykole können durch folgende allgemeine Strukturformel dargestellt werden:

HO(R-O-R-O)_nH

wobei η eine ganze Zahl und R ein Kohlenwasserstoffrest oder ein Kohlenwasserstoffrest mit Substituentcn, wie OH-Gruppen, ist. Die durch die vor- iao stehende Formel dargestellten Alkylenglykole sollten so beschaffen sein, daß das Produkt aus dem Faktor // und der Zahl der Kohlenstoffatome in den R-Radikalen mindestens 6 oder mehr ist.

Die polymerisierten höheren Polyalkylenglykole i»5 mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylengruppe

sind sehr wirksame Zusätze für Schmierfette dieser Erfindung, und diejenigen, welche Äthylen- und Propylengruppen enthalten, werden bevorzugt. Das mittlere Molekulargewicht der Polyalkylenglykole kann 200 bis etwa 7000 betragen, wobei die bevorzugten Molekulargewichte zwischen etwa 1000 und 4000, vor allem zwischen 1000 und 1500 liegen. Es ist zu betonen, daß die höheren Polyalkylenglykole Mischungen verschiedener Polymerisationsstufen sind.

An Stelle der Polyalkylenglykole kann man auch deren Ester- und Ätherderivate verwenden. Die lister können mit einer großen Zahl von Säuren hergestellt werden, die zwischen 1 und 22, vorzugsweise zwischen 10 und 18 Kohlenstoffatome enthalten. Solche Säuren können z. B. aliphatische, aromatische, cyclische oder Sulfonsäuren, vor allem die höheren Fettsäuren sein. Doch kann man auch Naphtcnsäurcn oder Salicylsäure oder Phthalsäure zur Esterbildung verwenden. Beispiele für die Ester dieses Typus sind Polyäthylcnglykolmonostearat, Polyäthylenglykolmonooleat. Als Ätherderivate von Polyalkylenglykolcii kommen auch aromatische Äther in Betracht.

Die anzuwendende Menge der Polyalkylenglykolderivate oder anderer das Ausbluten verhindernde Mittel hängt von der Konzentration der Aeroscife und zum Teil vom Typus der verwendeten Ölgrundlage ab. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse mit Konzentrationen unter 10/0 meist zwischen 0,01 und etwa 0,50/0, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,25 Gewichtsprozent erzielt.

Den erfindungsgemäßen Schmierfcttmischungcn kann man auch kleine Mengen oxydationsverhindcrnde Mittel, wie N-Butyl-p^phenylendiamin, zu setzen. Weitere wirksame oxydationsverhindcrndc Mittel sind a- oder ß-Naphthylamin, Phenyl-« oder /i-naphthylamin, a, a-, ß, ß- oder u, /y-Dinaphthylamin, Diphenylamin, Tetramethyldiaminodiphenylmethan, Erdölalkylphenole und 2,4-Di-tert.-butyl 6-mcthylphenol.

Korrosionsverhindcrnde Stoffe, welche sich für die erfindungsgemäßen Mischungen besonders eignen, sind z. B. Dicyclohexylaminnitrit, Amino- und Nitrosoverbindungen.

Mittel, die das Schmierfett gegen sehr hohe Drücke beständig machen, können ebenfalls zugesetzt werden. Bevorzugte Mittel hierfür sind Ester von Säuren des Phosphors, wie Triaryl-, Alkyloxy-, Aryl- oder Aralkylphosphate, -thiophosphate oder -phosphite, neutrale aromatische Schwefelverbindungen, wie Diarylsulfide und -polysulfide, z. B. Diphenylsulfid, Dikrcsylsurfid, Dibenzylsulfid, Methylbutyldiphenylsulfid, Diphenylselenid und -diselenid, Dikresylselenid und -polyselenid, geschwefelte fette öle oder geschwefelte Fettsäureester einwertiger Alkohole, z. B. Spermacetiöl, Jojobaöl, in denen der Schwefel fest gebunden ist, geschwefelte, langkettigc Olefine, die durch Wasserstoffabspaltung aus oder Spalten von Paraffinen erhalten wurden, geschwefelte und phosphorisierte fette Öle, Säuren, Ester und Ketone, Ester von Säuren des Phosphors mit geschwefelten organischen Radikalen, wie Ester der Phosphor- oder phosphorigen Säure mit geschwefelten Oxyfettsäuren: ferner chlorierte Kohlen-Wasserstoffe, wie chlorierte Paraffine, aromatische Kohl cn wasserst oife, Terpene, Mineralschmieröle, oder chlorierte Ester von Fettsäuren, welche das Chlor in anderer als der «-Stellung enthalten.

Weitere Zusatzstoffe sind die Abnutzungsbeständigkeit erhöhende Mittel, wie öllösliche Harnstoffoder Thioharnstoffderivate, z. B. Urethane, AlIophanate, Carbazide, Carbazone oder Kautschuk, Polyisobutylen, Polyvinylester oder Viscositätsindcx verbessernde Mittel, wie Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von etwa Soo, voltolisiertes Paraffin, ungesättigte polymerisierte Ester von Fettsäuren und einwertigen Alkoholen, ferner die Gleiteigenschaften verbessernde Mittel, wie Stearin- und Ölsäuren, den Erstarrungspunkt herabsetzende Stoffe, wie chloriertes Naphthalin.

Die vorerwähnten Zusatzstoffe können den Schmierfetten in Mengen von etwa 0,01 bis \vcniger als 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 0,1 und 5,0 Gewichtsprozent, zugesetzt werden.

Die zur Bildung der Aerogel schmierfette nach der Erfindung verwendete Schmicrmittclgrundlage kann aus einer großen Anzahl von natürlichen und synthetischen Schmiermitteln ausgewählt werden. Man kann Mineralöle in einem großen Vicositätsbereich von etwa 100 bis 2000 STS bei 37,78
und einem Viscositätsindcx von kleiner als ο bis zu etwa 80 und Mischung™ solcher verwenden, wobei diese Mineralöle aus einem beliebigen Roherdöl stammen können. Ein bevorzugtes Mineralöl ist ein solches mit einer Viscosität von etwa 300 bis 700 SUS bei 37,78° und einem Viscositätsindex von etwa 40 bis 70 sowie einem mittleren Molekulargewicht von etwa 350 bis 550. Man kann auch Mischungen von Mineralöl und fetten Ölen, wie Rizinusöl, Schmalzöl sowie organische synthetische Schmiermittel und Mischungen solcher verwenden, wie synthetische, nach dem Fisrhcr-Tropsch-Verfahren hergestellte Schmieröle, oder nach dem Synthol-, Synthin- und verwandten Prozessen bergestellte Produkte, wie Polymerisationsöle aus Olefinen, die auch noch mit aromatischen Stoffen, wie Naphthalen, kondensiert oder partiell oxydiert sein können; Druckhydrierungsöle aus Kohle, Torf, Asphalten, Erdölrückständen u. dgl., ferner voltolisicrtc fette Öle oder voltolisierte Gemische von fetten und mineralischen Ölen.

Weiter können als synthetische Schmiermittel verwendet werden: Alkylcster organischer Säuren, wie Alkylscbacate (z. B. 2-Äthylhexylsebacat), Al- 1x5 kyladipate, Alkylphthalatc (z. B. Dioctylphthalat), Alkylricinoleate (z. B. Äthylricinolcat), Alkylbenzoate, Alkyl-, Alkylarylester oder Arylester von anorganischen Säuren, z. B. Trixylenylphosphat, Tributylphosphat, Triäthylphosphat, ferner Polymerisatc und Mischpolymerisate aus Alkylenoxyden, schwefelhaltige Polymere, die durch Behandlung von Allylalkohol, Divinyläthcr, Diallyläther, Dimethallyläther, Glykolcn mit H₂S in Gegenwart von Katalysatoren erhalten wurden, weiter Polymerisate aus sauerstoffhaltigen heterocyclischen Vcr-

lbindungen, /.. B. aus Tetrahydrofuran, ferner SiIi-Konpolymcrisatc oder Fluorkohlcnwasserstoffölc, z. B. fluorierte Erdölfraktionen.

Die erfindungsgemäßen Schmierfette eignen sirh allgemein für Automobile und sind auch ausgezeichnete Schmiermittel für Flugzeuge und allgemein für industrielle Zwecke.

Claims

Pate ntansprit.h ε :

ι. Schmierfett, enthaltend eine organische Schmierflüssigkeit, insbesondere ein mineralisches oder synthetisches Schmieröl, und eine Seife, dadurch gekennzeichnet, dall die Seifenkomponente aus einem nicht zusammengefallenen Seifenaerogel, insbesondere von Natrium- oder Lithiumseifen, vorzugsweise in einer Menge von etwa 6 bis 25 Gewichtsprozent, besteht.
2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmierfett neben dem Seifenaerogel noch ein organisches Aerogel, wie Siliciumdioxydaerogel, enthält.
3. Verfahren zur Herstellung von Schmierfetten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten ohne Anwendung von Wärme, vorzugsweise im Vakuum miteinander vermischt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen-

Q 3204 2. 52