DE923029C - Verfahren zur Herstellung eines gegen hohen Druck und hohe Temperaturen bestaendigenSchmierfettes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines gegen hohen Druck und hohe Temperaturen bestaendigenSchmierfettes

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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 + 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.

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung eines gegen hohen Druck und hohe Temperaturen beständigen Schmierfetts mit einem Gehalt an Ruß und Aluminiumseife, gegebenenfalls mit einem weiteren Zusatz von, jeweils bezogen auf das Gesamtgemisch, 10 bis 20 Gewichtsprozent eines Hochdruckzusatzes, dadurch gekennzeichnet, daß man 1,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,5 bis 3,5 Gewichtsprozent einer Aluminiumseife einer hochmolekularen, im wesentlichen gesättigten Fettsäure, vorzugsweise Al-Stearat, mit einem Mineralöl, vorzugsweise einer Viskosität von 1,59 bis 28,1° E/990 mischt, die Mischung bis zur völligen Verteilung der Seife erhitzt, worauf man nach dem Abkühlen unter die Übergangstemperatur der Mischung 3 bis 30 Gewichtsprozent vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent Ruß zusetzt und bis zur gewünschten Konsistenz homogenisiert. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 522 460, 2 458 034, 2469041, 2521438, 2560051; kanadische Patentschriften Nr. 462400, 463449, 463450.
1.55
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