DE923029C - Verfahren zur Herstellung eines gegen hohen Druck und hohe Temperaturen bestaendigenSchmierfettes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines gegen hohen Druck und hohe Temperaturen bestaendigenSchmierfettesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ruß- und aluminiumseifenhaltigen
Schmierfetten, die sich zur Schmierung bei hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit und unter
Höchstdruck eignen.
Es ist bekannt, Schmierfette mit ausgezeichneten Eigenschaften bei hohen Temperaturen und hoher
Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit herzustellen, indem man geeignete Schmieröle mit Ruß
dickt. Derartige Schmierfettgemische sind ausgezeichnet verwendbar, beispielsweise für Rollenlager
in Stahlwalzwerken. Es hat sich gezeigt, daß sich aus Ruß und Öl Schmierfette von sehr guten
Eigenschaften herstellen lassen, und daß auch ein Gemisch aus Ruß und Seifen von guten Eigenschäften
bei hohen Temperaturen insbesondere auch nichtrostende Wirkung hat.
Indessen neigen derartige rußhaltige Schmierfette bei Druckeinwirkung, insbesondere bei ihrer
Verwendung als Hochdruckschmiermittel, zu Ölabscheidung, sind also nicht so widerstandsfähig
wie die üblichen Schmierfette auf Seifenbasis, wodurch ihrer Anwendbarkeit in der Industrie praktische
Grenzen gesetzt sind.
Es wurde gefunden, daß dieser Nachteil der bisher bekannten rußhaltigen Fette beseitigt werden
kann, indem man dem Fett eine kleine Menge von Aluminiumseife einer im wesentlichen gesättigten,
hochmolekularen Fettsäure einverleibt und darauf den Ruß dem abgekühlten, vorher gebildeten Seifen-Öl-Gel
zusetzt.
Die Verwendung anderer Seifen, wie Natrium, Lithium, Barium, Magnesium, Strontium, Calcium
usw., in Verbindung mit Ruß führt nur zu geringeren Verbesserungen der Beständigkeit gegen
ölausscheidung bei hohen Drucken. Es ist auch zu beachten, daß man keine merkliche Verbesserung
ίο erhält, wenn man die Alummiumseife dem Ruß vor
der Gelierung einverleibt, d. h, wenn diese noch eine Temperatur oberhalb ihrer Übergangstemperatur
hat. Die oben angegebenen, Verbesserungen lassen sich anscheinend nur in dem engbegrenzten
Bereich der angegebenen Zusammensetzung und bei ihrer beschriebenen Herstellung erreichen, d. h.
bei Einverleibung des Rußes in ein abgekühltes, vorher gebildetes Aluminiumseifen-Öl-Gel.
Die Aluminiumseifen können aus den üblichen so Produkten hergestellt werden, wie Fischölsäuren,
Rindsfett, Talg, Ölsäure, Stearinsäure, Oxystearinsäure, gesättigten oder ungesättigten Fettsäureglyceriden
oder Gemischen derartiger Produkte. Die Mengen an Aluminiumseife variieren je nach
der gewünschten Konsistenz des Endproduktes zwischen 1,5 und io°/o. Mengen über 4% ergeben
mit Ruß sehr steife Fette. Um Fette von weicher Konsistenz und guter Widerstandsfähigkeit gegen
ölabscheidungen herzustellen, ist nur wenig, d. h. 1,5 bis 3,5 °/o Aluminiumseife erforderlich. Gemischte
Seifen, z. B. ein Gemisch der Aluminiumseifen von ölsäure, Naphthensäure und Kokosfettsäure,
das als Napalm bekannt ist, sind sehr starke Gelierungsmittel und können an Stelle der aus
geradkettigen Fettsäuren hergestellten Seifen verwendet werden.
Der zur Herstellung der Fettgemische verwendete Ruß kann irgendein amorpher Ruß sein, wie Gasruß,
Acetylenruß, Farbruß u. dgl. Die Mengen variieren zwischen 3 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen
auf Gesamtgemisch. Vorzugsweise verwendet man S bis 15 Gewichtsprozent. Die Wahl· des Rußes
hängt von Verwendungszweck und den gewünschten Eigenschaften des Schmierfettes ab.
Das zur Herstellung der Schmierfette verwendete Mineralöl kann ebenfalls in weiten Grenzen
variieren, je nach dem Verwendungszweck des Schmierfettes. Man kann z. B. entweder ein Rückstands-
oder ein Destillatöl paraffinbasischer, naphthenbasi'scher oder "gemischtbasischer Art verwenden, dessen Viskosität zwischen etwa 1,59 und
28,1° E/990 liegt) je nach dem Grad der erforderlichen
Verteilbarkeit des Schmierfettes.
Die bekannten Höchstdruckzusätze können in Mengen von 2 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Endgemisch, verwendet werden. Es können hierfür Stoffe wie Bleiseifen,
Fettsäuren, fette Öle, sulfurierte Fette, Phosphorverbindungen, chlorierte Verbindungen
oder Gemische derartiger Stoffe verwendet werden, um dadurch den Fetten in bekannter Weise zusätzliche
Hochdruckeigenschaften zu verleihen. Bei der Herstellung von Höchstdruckschmiermitteln hat es
sich im allgemeinen als vorteilhaft erwiesen, einen Ruß von einer geringen Oberflächen-pH oder ein Gemisch
von einem Ruß mit hoher und mit niedriger Oberflächen-pH zu verwenden.
Beispiele I bis IX
Bei diesen Beispielen wird die notwendige Menge an dehydratisierter Seife der gesamten Mineralölmenge
zugesetzt. Als Mineralöl wird ein West Texas Rohöldestillat von einer Viskosität von
2,12° E/990 verwendet und das Gemisch bis über
den Schmelzpunkt der Seife (121 bis 2040) erhitzt,
■der Ruß zugesetzt und das Gemisch bei dieser hohen Temperatur gerührt. Das abgekühlte Produkt wird
nach Zusatz von Hochdruckzusätzen auf die gewünschte Konsistenz homogenisiert. Die fertigen
Fette werden der ASTM-Tropfpunktbestimmung unterworfen; außerdem wird die ölausscheidung
geprüft. Die hohen Tropfpunkte der entstandenen Fettgemische zeigen, daß eine sehr große Temperaturbeständigkeit
zu erwarten ist. Indessen zeigen die Werte für die ölausscheidung, daß die
Stabilität des Systems nicht ausreicht, um diese Fette in setigen Schmiervorrichtungen und für
Hoehdruckzwecke verwenden zu können.
Die Prüfung der ölausscheidung besteht darin, daß man 50 g Fett in einen kleinen Zylinder einbringt,
welcher an einem Ende durch ein doppeltes Filterpapier Nr. 1 und ein Metallsieb von etwa 30 μ
Maschenweite (500 Maschen) verschlossen ist. Auf das Fett wird nun vom anderen Ende ein Druck
von 7 Atm. Stickstoff ausgeübt. Der gesamte Gewichtsverlust des Fettes infolge des Durchtritts
von Öl durch das Filterpapier einschließlich der vom Papier selbst adsorbierten öämenge wird nach
22 Stunden Versuchsdauer festgestellt und stellt den Grad der ölausscheidung dar.
B e i s ρ i e 1 e X bis XXII
Die dehydratisierte Seife wird dem öl zugesetzt und das Gemisch bis zur vollständigen Dispergierung
der Seife im öl erhitzt, d. h. auf Temperaturen im Bereich von 121 bis 2040. Man läßt die
Seife-Öl-Lösung unter die Übergangstemperatur der Aluminiumseife abkühlen. Unterhalb dieser
Übergangstemperatur werden der Ruß und die Hochdruckzusätze zugefügt, worauf man homogenisiert.
Dann werden ebenfalls Tropfpunkt und' ölausscheidung unter Druck geprüft.
Die Versuchsergebnisse der Beispiele I bis XXII sowie Vergleichszahlen für vier handelsübliche
Schmierfette sind in der Tabelle angegeben.
Die in der Tabelle angegebenen Versuchsergebnisse zeigen klar den Vorteil der beanspruchten Gemische.
Die gewöhnlich als Fettverdicker verwendeten Seifen von Lithium, Natrium, Magnesium, CaI-cium,
Strontium und Barium bilden zwar gute temperaturbeständige Fette, wie ihre hohen Tropfpunkte
erkennen lassen, sind aber keine hochdruckbeständigen Schmierfette. Diegemäß Beispiel XVIII
bis XXII hergestellten Gemische zeigen indessen sowohl die gewünschten hohen Tropfpunkte als
auch eine geringe Ölausscheidung. Daraus ersieht man, daß gemäß der Erfindung hergestellte
Schmierfette mit Aluminiumseife und Ruß sich ausgezeichnet für Anwendungsgebiete eignen, bei
denen hohe Temperaturen und hohe Drücke auftreten.
Die Schmierfette gemäß der Erfindung lassen sich auch in einem stetigen Verfahren herstellen,
und zwar durch Herstellung der Alumrniumseifenlösung, Abziehen derselben in Vorratsbehälter, aus
welchen sie nach Abkühlung in den ursprünglichen Mischkessel zurückgefördert werden kann, welcher
zuvor mit Ruß beschickt wurde. Das fertige Fett kann dann aus dem Mischkessel1 zur Homogenisierung
in einen geeigneten Homogenisator gefördert werden.
Tabelle Ruß—Seifen —Fette
Beispiel | Seife | Gewichts prozent |
Verwendeter Ruß |
Gewichts prozent |
Misch temperatur 0C |
Tropfpunkt 0C |
Ölausscheidung g |
I | Lithium | 4 | Azetylenruß | 6 | 204 | 260 + | 6,8 |
II | Natrium | 4 | - | 6 | 149 | 186 | Nicht bestimmt |
III | Magnesium | 4 | - | 6 | 149 | 260 + | 5.5 |
IV | Calcium | 8 | - | 8 | 149 | 260 + | 7·1 |
V | Strontium | 4 | - | 6 | 204 | 260 + | 6,9 |
VI | Barium | 4 | - | 6 | 204 | 260 + | 6,8 |
VII | Aluminium | 2 | - | IO | 149 | 260 + | 8,4 |
VIII | Aluminium | 3 | _ | 8 | 149 | 216 | Nicht bestimmt |
IX | Aluminium | 7 | - | 8 | 149 | 260 + | Nicht bestimmt, |
sehr schweres Fett | |||||||
X | Lithium | 4 | - | 6 | 27 bis 38 | 147 | Nicht bestimmt |
XI | Lithium | 4 | - | IO | 27 bis 38 | 260 + | 7.6 |
XII | Natrium | 4 | - | IO | 27 bis 38 | 171 | 8,8 |
XIII | Magnesium | 4 | - | IO | 27 bis 38 | 260 + | 6,2 |
XIV | Calcium | 8 | - | 8 | 27 bis 38 | 260 + | 6,4 |
XV | Strontium | 4 | - | 6 | 27 bis 38 | 82 | Nicht bestimmt |
XVI | Barium | 4 | - | 6 | 27 bis 38 | !3.7 | Nicht bestimmt |
XVII | Barium | 4 | - | 10 | 27 bis 38 | 260+ | 6,9 |
XVIII | Aluminium | I | - | 10 | 27 bis 38 | 260 + | 11,7 |
XIX | Aluminium | 2 | - | IO | 27 bis 38 | 260 + | 0,9 |
XX | Aluminium | 3 | - | IO | 27 bis 38 | 260 + | 1,0 |
XXI*) | Aluminium | 3 | - | IO | 27 bis 38 | 260 + | 1,0 |
XXII | Aluminium | 3 | Farbruß | IO | 27 bis 38 | 260 + | 1,0 |
XP Ca-Pb-Seife/Ca-acetat-Fett | 260 + | 3.2 | |||||
XP Ca-Pb-Seife —Fett | 76 | 4.0 | |||||
XP Ca-Seife- | 82 | 4.4 | |||||
-Fett | 260 4- | 8,6 | |||||
XP Ruß —Pb-Seife —Fett |
*) Die Fettproben I bis XX und XXII enthalten 13 Gewichtsprozent eines Hochdruckzusatzes aus Bleiseife und sulfuriertem
fettem Öl. Fettprobe XXI enthält keinen Hochdruckzusatz.
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