EP1753847A1 - Schmierfett mit hoher wasserresistenz - Google Patents

Schmierfett mit hoher wasserresistenz

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EP1753847A1
EP1753847A1 EP05701058A EP05701058A EP1753847A1 EP 1753847 A1 EP1753847 A1 EP 1753847A1 EP 05701058 A EP05701058 A EP 05701058A EP 05701058 A EP05701058 A EP 05701058A EP 1753847 A1 EP1753847 A1 EP 1753847A1
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EP
European Patent Office
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weight
grease
monomer compositions
polymeric
improvers
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EP05701058A
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Markus Dr. Scherer
Matthias Fischer
Michael Müller
Bernard Kinker
Alexndra Pauker
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Evonik Oil Additives GmbH
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RohMax Additives GmbH
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    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/10—Semi-solids; greasy

Definitions

  • the present invention relates to grease with high water resistance.
  • Greases are known per se and are widely used. Lubricating greases, hereinafter also referred to as “greases", are solid to semi-liquid substances which are created by dispersing a thickener in a liquid lubricant. Other additives (additives) that confer special properties may be included.
  • the basic consistency of a fat is determined by the combination of base liquid and thickener.
  • the base liquid is usually a base oil common in the lubricant industry, e.g. Mineral oil, synthetic oil or vegetable oil.
  • Simple metal soaps are very often, but not exclusively, used as thickeners. Furthermore, but rarely, complex metal soaps, organically modified clay (bentonite) or polyurea are used. From a physical point of view, the thickeners form the solid phase of the dispersion and, in addition to the base oil, decisively determine the physical / mechanical properties of the fat, e.g. Low temperature behavior, water resistance, dropping point, or oil separation behavior.
  • U.S. 3,476,532, Hartman, Nov. 4, 1969 describes metal containing complexes of oxidized polyethylene containing functional oxygen groups e.g. Carbonyl, carboxyl, or hydroxy groups.
  • the material can be used to make grease-like compositions.
  • the composition consists of a mixture of oxidized polyethylene and a complexing agent selected from at least divalent metal salts, fatty acids and metal complexes.
  • US 4,877,557, Kaneshige et al., Oct. 31, 1989 describes a lubricant composition containing a synthetic lubricating oil, a wear protection additive and a liquid, modified copolymer of ethylene and alpha-olefin with a number average molecular weight between 300 and 12000 g / mol.
  • US 5,116,522, Brown et al, Aug 23, 1989 describes a lubricant composition consisting of ethylene copolymers, a lubricating oil, a thickener and a viscosity index improver.
  • the ethylene copolymer is a polymer made from isobutylene or a copolymer made from ethylene, butylene or isobutylene with a C3 to C30 olefin. Copolymers consisting of 60-90% ethylene and 40-10% vinyl acetate, alkyl acrylates or alkyl methacrylates are used as viscosity index improvers. The composition has very good high-temperature adhesiveness and low-temperature softening.
  • EP 806,469 and US 5,858,934, Wiggins et al, May 8, 1996 describe an improved biodegradable grease composition from a base oil on a natural basis or based on a synthetic triglyceride, a performance additive consisting of an alkylphenol, a benzotriazole or an aromatic amine, and a thickener which is the reaction product of a metal-based material and a carboxylic acid or its ester.
  • the grease may also contain viscosity modifiers, pour point improvers, or a combination of both.
  • OCPs reactively modified copolymers based on olefin copolymers
  • the addition of polymers to lubricating greases improves certain physical parameters, for example rheological properties or the water resistance of the greases.
  • certain physical parameters for example rheological properties or the water resistance of the greases.
  • the improvement of a property, such as water resistance should not be associated with an excessive deterioration of other properties, such as manageability or homogeneity.
  • the greases should have a particularly high water resistance, an excellent consistency and a high degree of homogeneity.
  • Another task can be seen in providing greases with improved temperature properties.
  • the properties at low temperatures should be improved.
  • the greases should be able to be used over a particularly wide temperature range.
  • the greases should be able to be produced inexpensively. Production should be able to be carried out on an industrial scale without the need for new or structurally complex systems.
  • a grease which comprises at least one thickener and at least one lubricating oil, contains at least one polymeric structural improver, which can be obtained by polymerizing monomer compositions, which from a) 0 to 40 wt .-%, based on the weight of the monomer compositions Preparation of the polymeric structure improvers, at least one (meth) acrylate of the formula (I) wherein R represents hydrogen or methyl, R 1 represents a linear or branched alkyl radical having 1 to 5 carbon atoms, b) 40 to 99.99% by weight, based on the weight of the monomer compositions for the preparation of the polymeric structural improvers, at least one (meth) acrylate of formula (II)
  • R represents hydrogen or methyl
  • R 2 represents a linear or branched alkyl radical having 6 to 30 carbon atoms
  • d) 0 to 59.99% by weight based on the weight of the monomer compositions for the preparation of the polymeric structural improver, comonomer, it is possible to provide greases which have improved properties in a manner which is not readily predictable.
  • the lubricating greases according to the invention can achieve a number of further advantages. These include:
  • the greases according to the invention have a very high water resistance. > The greases according to the invention show good homogeneity. The consistency of the grease can be adjusted over a wide range.
  • the greases according to the invention have very good temperature properties.
  • the lubricating greases according to the invention can thus be used over a particularly wide temperature range.
  • the properties are excellent at low temperatures.
  • the lubricating greases according to the invention can be subsequently produced by modification of known lubricating greases, a polymeric structural improver being added to a known fat. In this way, in particular high storage costs can be avoided. Furthermore, customer requests can be reacted to quickly. Here, the consistency of the grease changes only slightly, whereas the water resistance increases significantly.
  • the lubricating greases according to the invention comprise polymeric structure improvers. These polymers generally lead to an improvement in water resistance. It is assumed here that these polymers enter into physical-chemical interaction with the thickeners, for example the soap molecules, without this being intended to impose a restriction.
  • Mixtures from which the polymeric structure improvers can be obtained can contain 0 to 40% by weight, in particular 0.5 to 20% by weight, based on the weight of the monomer compositions for the preparation of the polymeric structure improvers, of at least one (meth) acrylate of the formula (I) included
  • R 1 represents a linear or branched alkyl radical having 1 to 5 carbon atoms.
  • (meth) acrylates encompasses methacrylates and acrylates and mixtures of the two. These monomers are well known.
  • the alkyl radical can be linear, cyclic or branched.
  • component a) examples include (meth) acrylates derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n -Butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate;
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate; (Meth) acrylates derived from unsaturated alcohols, such as 2-propynyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate and vinyl (meth) acrylate.
  • compositions to be polymerized for the production of preferred polymeric structural improvers contain 40 to 99.99% by weight, in particular 55 to 95% by weight, based on the weight of the monomer compositions for producing the polymeric structural improvers, at least one (meth) acrylate of the formula (II) wherein R represents hydrogen or methyl, R 2 represents a linear or branched alkyl radical having 6 to 30 carbon atoms.
  • Nonadecyl (meth) acrylate eicosyl (meth) acrylic, cetyleicosyl (meth) acrylate,
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as 2,4,5-tri-t-butyl-3-vinylcyclohexyl (meth) acrylate,
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as 3-vinylcyclohexyl (meth) acrylate,
  • the (meth) acrylates with long-chain alcohol radical in particular the compounds according to component (b), can be, for example, by Reacting (meth) acrylates and / or the corresponding acids with long-chain fatty alcohols, a mixture of esters such as (meth) acrylates with different long-chain alcohol residues generally being formed.
  • These fatty alcohols include, among others, Oxo Alcohol® 7911 and Oxo Alcohol® 7900, Oxo Alcohol® 1100 from Monsanto; Alphanoi® 79 from ICI; Nafol® 1620, Alfol® 610 and Alfol® 810 from Sasol; Epal® 610 and Epal® 810 from Ethyl Corporation; Linevol® 79, Linevol® 911 and Dobanol® 25L from Shell AG; Lial 125 from Sasol; Dehydad® and Lorol® types from Cognis.
  • the mixture for producing preferred polymeric structure improvers has at least 60% by weight, preferably at least 70% by weight, based on the weight of the monomer compositions for producing the polymeric structure improvers, monomers of the formula (II).
  • the methacrylates are preferred over the acrylates.
  • the proportion of (meth) acrylates having 6 to 15 carbon atoms in the alcohol radical is preferably in the range from 20 to 95% by weight, based on the weight of the monomer composition for the preparation of the polymeric structural improvers.
  • the proportion of (meth) acrylates with 16 to 30 carbon atoms in the alcohol radical is preferably in the range from 0.5 to 60% by weight, based on the weight of the monomer composition for the preparation of the polymeric structural improvers.
  • Component c) of the composition to be used for the production of preferred polymeric structure improvers comprises in particular monomers comprising salts or their salts.
  • Preferred salts are in particular the alkali metal salts, such as the lithium, sodium and / or potassium salts; the alkaline earth metal salts, such as, for example, the calcium and / or barium salts, and also the aluminum salts and the ammonium salts.
  • alkali metal salts such as the lithium, sodium and / or potassium salts
  • alkaline earth metal salts such as, for example, the calcium and / or barium salts, and also the aluminum salts and the ammonium salts.
  • the proportion of components c) is generally 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight and particularly preferably 0.5 to 5% by weight, based on the weight of the monomer compositions for the preparation the polymeric structure improver.
  • These compounds can generally be copolymerized with the monomers according to component a), b) and d).
  • ethylenically unsaturated compounds such as, for example, vinylsulfonic acid, vinylphosphonic acid, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, monoesters of fumaric acid, where the alcohol radical can generally comprise 1 to 30 carbon atoms, maleic acid, monoesters of maleic acid, the alcohol residue generally may include 1 to 30 carbon atoms, vinyl benzoic acid and sulfonated styrenes such as styrene sulfonic acid.
  • the salts derived from these acids in particular the alkali metal, alkaline earth metal and / or aluminum salts, can be used.
  • Component d) of the composition to be used to prepare preferred polymeric structure improvers comprises, in particular, ethylenically unsaturated monomers which can be copolymerized with the monomers according to components a) to c).
  • comonomers are particularly suitable for the polymerization according to the present invention, which correspond to the formula:
  • halogen preferably fluorine or chlorine
  • Aryl (meth) acrylates such as benzyl methacrylate or
  • Phenyl methacrylate where the aryl radicals can be unsubstituted or substituted up to four times;
  • Halogenated alcohol methacrylates such as
  • Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride;
  • Vinyl esters such as vinyl acetate
  • Styrene substituted styrenes with an alkyl substituent in the side chain, such as. B. ⁇ -methylstyrene and ⁇ -ethylstyrene, substituted styrenes with a
  • Halogenated alkyl substituents such as vinyltuluol and p-methylstyrene
  • Styrenes such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and
  • Heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl
  • N-vinylpyrrolidine 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam,
  • Maleic acid derivatives such as, for example, the diesters of maleic acid, the
  • Alcohol radical can generally comprise 1 to 30 carbon atoms
  • Fumaric acid derivatives such as, for example, the diesters of fumaric acid, the
  • Alcohol radical can generally comprise 1 to 30 carbon atoms
  • compositions for the production of preferred structural improvers particularly preferably comprise comonomers according to component d) which can be represented by the formula (IV),
  • R is independently hydrogen or methyl
  • R 9 is independently a group comprising 2 to 1000 carbon atoms with at least one hetero atom
  • X is independently a sulfur or oxygen atom or a group of the formula NR 10 , wherein R 10 is independently hydrogen or a group with 1 to 20 carbon atoms and n represents an integer greater than or equal to 3.
  • the radical R 9 represents a group comprising 2 to 1000, in particular 2 to 100, preferably 2 to 20 carbon atoms.
  • the expression "2 to 1000 carbon-containing group” denotes residues of organic compounds with 2 to 1000 carbon atoms. It includes aromatic and heteroaromatic groups as well as alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy, alkenyl, alkanoyl, alkoxycarbonyl groups and heteroalipatic groups.
  • the groups mentioned can be branched or not branched. Furthermore, these groups can have customary substituents.
  • Substituents are, for example, linear and branched alkyl groups with 1 to 6 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, 2-methylbutyl or hexyl; Cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl; aromatic groups such as phenyl or naphthyl; Amino groups, ether groups, ester groups and halides.
  • aromatic groups denote residues of mono- or polynuclear aromatic compounds with preferably 6 to 20, in particular 6 to 12, carbon atoms.
  • Heteroaromatic groups characterize aryl radicals in which at least one CH group has been replaced by N and / or at least two adjacent CH groups have been replaced by S, NH or O, heteroaromatic groups having 3 to 19 carbon atoms.
  • Aromatic or heteroaromatic groups preferred according to the invention are derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, thiophene, furan, pyrrole, thiazole, oxazole, imidazole, isothiazole, isoxazole, 3,4-oxazole, pyrazole , 2,5-diphenyl-1, 3,4-oxadiazole, 1, 3,4-thiadiazole, 1, 3,4-triazole, 2,5-diphenyl-1, 3,4-triazole, 1,2,5 -Triphenyl-1, 3,4-triazole, 1, 2,4-oxadiazole, 1, 2,4-thiadiazole, 1, 2,4-triazole, 1, 2,3-triazole, 1, 2,3,4 -Tetrazole, benzo [b] thiophen
  • the preferred alkyl groups include the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 1-butyl, 2-butyl, 2-methylpropyl, tert-butyl radical, pentyl, 2-methylbutyl, 1, 1- Dimethylpropyl, hexyl, heptyl, octyl, 1, 1, 3,3-tetramethylbutyl, nonyl, 1-decyl, 2-decyl, undecyl, dodecyl, pentadecyl and the eicosyl group.
  • the preferred cycloalkyl groups include the cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and the cyclooctyl group, which are optionally substituted with branched or unbranched alkyl groups.
  • the preferred alkenyl groups include the vinyl, allyl, 2-methyl-2-propene, 2-butenyl, 2-pentenyl, 2-decenyl and the 2-eicosenyl groups.
  • the preferred alkynyl groups include the ethynyl, propargyl, 2-methyl-2-propyne, 2-butynyl, 2-pentynyl and the 2-decynyl group.
  • the preferred alkanoyl groups include the formyl, acetyl, propionyl, 2-methylpropionyl, butyryl, valeroyl, pivaloyl, hexanoyl, decanoyl and dodecanoyl groups.
  • the preferred alkoxycarbonyl groups include the methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl, butoxycarbonyl, tert-butoxycarbonyl group, hexyloxycarbonyl, 2-methylhexyloxycarbonyl, decyloxycarbonyl or dodecyloxycarbonyl group.
  • Preferred alkoxy groups include alkoxy groups whose hydrocarbon residue is one of the preferred alkyl groups mentioned above.
  • the preferred cycloalkoxy groups include cycloalkoxy groups whose hydrocarbon radical is one of the preferred cycloalkyl groups mentioned above.
  • the preferred heteroatoms contained in the radical R 10 include oxygen, nitrogen, sulfur, boron, silicon and phosphorus.
  • the radical R 8 in formula (IV) has at least one group of the formula -OH or - NR 10 R 10 , where R 10 independently comprises hydrogen or a group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the group X in formula (IV) can preferably be represented by the formula NH.
  • the number ratio of heteroatoms to carbon atoms in the radical R 9 of the formula (IV) can be in wide ranges. This ratio is preferably in the range from 1: 1 to 1:10, in particular 1: 1 to 1: 5 and particularly preferably 1: 2 to 1: 4.
  • the radical R 9 of the formula (IV) comprises 2 to 1000 carbon atoms. In a particular aspect, the R 9 radical has at most 10 carbon atoms.
  • the particularly preferred comonomers include, among others
  • Glycol dimethacrylates such as 1,4-butanediol methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate,
  • Methacrylates of ether alcohols such as
  • Ethoxymethyl methacrylate and ethoxylated (meth) acrylates preferably 1 to
  • Aminoalkyl (meth) acrylates and aminoalkyl (meth) acrylatamides such as
  • Nitriles of (meth) acrylic acid and other nitrogen-containing methacrylates such as
  • heterocyclic (meth) acrylates such as 2- (1-imidazolyl) ethyl (meth) acrylate,
  • Oxiranyl methacrylates such as
  • Phosphorus, boron and / or silicon-containing methacrylates such as
  • These monomers can be used individually or as a mixture.
  • the ethoxylated (meth) acrylates can, for example, by transesterification of
  • Alkyl (meth) acrylates with ethoxylated alcohols which are particularly preferably obtained having 1 to 20, in particular 2 to 8, ethoxy groups.
  • the hydrophobic radical of the ethoxylated alcohols can preferably comprise 1 to 40, in particular 4 to 22 carbon atoms, it being possible to use both linear and branched alcohol radicals.
  • the ethoxylated (meth) acrylates have an OH
  • Lutensol ® A- brands especially Lutensol ® A 3 N, Lutensol ® A 4 N, N Lutensol ® A 7 and A 8 Lutensol ® N
  • ethers of the Lutensol ® TO brands in particular Lutensol ® TO 2, Lutensol ® TO 3, Lutensol ® TO 5, Lutensol ® TO 6, Lutensol ® TO 65, Lutensol ® TO 69, Lutensol ® TO 7, Lutensol ® TO 79 , Lutensol ® 8 and Lutensol ® 89
  • ethers of the Lutensol ® AO brands in particular Lutensol ® AO 3, Lutensol ® AO 4, Lutensol ® AO 5, Lutensol ® AO 6, Lutensol ® AO 7, Lutensol ® AO 79, Lutensol ® AO 8 and Lutensol ® 89
  • Marlipal ® 24/40 Marlipal ® 013/20, Marlipal ® 013/30, Marlipal ® 013/40, Marlipal ® O25 / 30, Marlipal ® O25 / 70, Marlipal ® O45 / 30, Marlipal ® O45 / 40, Marlipal ® O45 / 50, Marlipal ® O45 / 70 and Marlipal ® O45 / 80.
  • aminoalkyl (meth) acrylates and aminoalkyl (meth) acrylamides for example N- (3-dimethylaminopropyl) methacrylamide (DMAPMAM), and hydroxyalkyl (meth) acrylates, for example 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), are particularly preferred.
  • DMAPMAM N- (3-dimethylaminopropyl) methacrylamide
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • Very particularly preferred mixtures for producing the polymeric structure improvers have methyl methacrylate, butyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate and / or styrene.
  • the preferred polymeric structure improvers generally have a molecular weight in the range from 10,000 to 1,000,000 g / mol, preferably in the range from 15 * 10 3 to 500 * 10 3 g / mol and particularly preferably in the range from 20 * 10 3 to 300 * 10 3 g / mol, without any limitation. These values relate to the weight average molecular weight of the polydisperse polymers in the composition. This size can be determined in a known manner by gel permeation chromatography.
  • polymeric structural improvers from the compositions described above is known per se.
  • ATRP atom transfer radical polymerization
  • RAFT reversible addition fragmentation chain transfer
  • free radical polymerization is set out in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, among others.
  • a polymerization initiator is generally used for this.
  • azo initiators well known in the art, such as AIBN and 1, 1-azobiscyclohexane carbonitrile, and also peroxy compounds, such as methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, dilauryl peroxide, tert.-butyl per-2-ethylhexanoate, ketone peroxide, tert-butyl peroctoate, methyl peronutoxate, methyl peroxide, Dibenzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, 2,5-bis (2-ethylhexanoyl-peroxy) -2,5-dimethylhexane, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxy-3,5,5 trimethyl hexanoate, dicumyl peroxide,
  • the ATRP method is known per se. It is believed that this is a "living" radical polymerization, without any limitation by the description of the mechanism.
  • a transition metal compound is reacted with a compound that has a transferable atomic group.
  • the transferable atom group is transferred to the transition metal compound, whereby the metal is oxidized.
  • This reaction forms a radical that adds to ethylenic groups.
  • the transfer of the atomic group to the transition metal compound is reversible, so that the atomic group is transferred back to the growing polymer chain, thereby forming a controlled polymerization system. Accordingly, the structure of the polymer, the molecular weight and the molecular weight distribution can be controlled.
  • This reaction is carried out, for example, by JS. Wang, et al.
  • polymers according to the invention can also be obtained, for example, using RAFT methods. This method is described in detail in WO 98/01478, for example, to which express reference is made for the purposes of the disclosure.
  • the polymerization can be carried out under normal pressure, negative pressure or positive pressure.
  • the polymerization temperature is also not critical. In general, however, it is in the range from -20 ° to 200 ° C, preferably 0 ° to 130 ° C and particularly preferably 60 ° to 120 ° C.
  • the polymerization can be carried out with or without a solvent.
  • solvent is to be understood broadly here.
  • the polymerization is preferably carried out in a non-polar solvent.
  • a non-polar solvent include hydrocarbon solvents, such as, for example, aromatic solvents, such as toluene, benzene and xylene, saturated hydrocarbons, such as, for example, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, which can also be branched.
  • hydrocarbon solvents such as, for example, aromatic solvents, such as toluene, benzene and xylene
  • saturated hydrocarbons such as, for example, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, which can also be branched.
  • solvents can be used individually or as a mixture.
  • Particularly preferred solvents are mineral oils, natural oils and synthetic oils as well as mixtures thereof. Of these, mineral oils are particularly preferred.
  • the polymeric structure improvers
  • the polymeric structure improver is obtainable by graft polymerization, a composition comprising components a) to d) being polymerized onto a graft base which is an olefin copolymer (OCP) which is composed predominantly of ethylene and propylene, and / or comprises a hydrogenated copolymer (HSD) of diene and styrene.
  • OCP olefin copolymer
  • HSD hydrogenated copolymer
  • the polyolefin copolymers (OCP) that can be used for this purpose are known per se. These are primarily polymers composed of ethylene, propylene, isoprene, butylene and / or other olefins having 5 to 20 carbon atoms. Systems which are grafted with small amounts of oxygen- or nitrogen-containing monomers (e.g. 0.05 to 5% by weight of maleic anhydride) can also be used.
  • the copolymers containing diene components are generally hydrogenated to reduce the sensitivity to oxidation and the tendency to crosslink the polymers.
  • the molecular weight Mw is generally from 10,000 to 300,000, preferably from 50,000 to 150,000.
  • Such olefin copolymers are described, for example, in German Offenlegungsschriften DE-A 16 44 941, DE-A 17 69 834, DE-A 19 39 037, DE-A 19 63 039 and DE-A 20 59 981.
  • Ethylene-propylene copolymers are particularly useful; terpolymers with the known ter components, such as ethylidene-norbornene (cf. Macromolecular Reviews, Vol. 10 (1975)) are also possible, but their tendency to crosslink during the aging process must be taken into account.
  • the distribution can be largely statistical, but it can also be with Advantage sequence polymers with ethylene blocks can be applied.
  • the ratio of the monomers ethylene-propylene is variable within certain limits, which can be set as the upper limit at about 75% for ethylene and about 80% for propylene.
  • polypropylene is already less suitable than ethylene-propylene copolymers.
  • those with more pronounced iso- or syndiotactic propylene incorporation can also be used.
  • Such products are commercially available for example under the trade names Dutral CO 034 ®, ® Dutral CO 038, Dutral CO 043 ®, ® Dutral CO 058, Buna ® EPG 2050 or Buna ® EPG 5050th
  • the hydrogenated styrene-diene copolymers are also known, these polymers being described for example in DE 21 56 122. They are generally hydrogenated isoprene or butadiene-styrene copolymers.
  • the ratio of diene to styrene is preferably in the range from 2: 1 to 1: 2, particularly preferably around 55:45.
  • the molecular weight Mw is generally from 10,000 to 300,000, preferably between 50,000 and 150,000.
  • the proportion of double bonds after the hydrogenation is at most 15%, particularly preferably at most 5%, based on the number of double bonds before hydrogenation.
  • Hydrogenated styrene-diene copolymers can be obtained commercially under the trade name ®SHELLVIS 50, 150, 200, 250 or 260.
  • the preparation of the graft copolymers described above, which have at least one HSD and / or OCP block and at least one block comprising the components a), b) c) and / or d) described above, is known in the art.
  • the production can be carried out via a Polymerization take place in solution.
  • Such processes are described, inter alia, in DE-A 12 35491, BE-A 592 880, US-A 4281 081, US-A 4 338 418 and US-A-4,290,025.
  • the polymeric structural improver is preferably present in the grease in an amount in the range from 0.1 to 10% by weight, particularly preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total weight.
  • the lubricating oils contained in the lubricating greases according to the invention include in particular mineral oils, synthetic oils and natural oils.
  • Mineral oils are known per se and are commercially available. They are generally obtained from petroleum or crude oil by distillation and / or refining and, if appropriate, further purification and upgrading processes, the term mineral oil in particular referring to the higher-boiling proportions of the crude or petroleum. In general, the boiling point of mineral oil is higher than 200 ° C, preferably higher than 300 ° C, at 5000 Pa. It is also possible to produce by smoldering shale oil, coking hard coal, distilling with the exclusion of air from brown coal and hydrogenating hard coal or brown coal. To a small extent, mineral oils are also made from raw materials of vegetable (e.g. jojoba, rapeseed) or animal (e.g. claw oil) origin. Accordingly, mineral oils have different proportions of aromatic, cyclic, branched and linear hydrocarbons depending on their origin.
  • vegetable e.g. jojoba, rapeseed
  • animal e.g. claw oil
  • paraffin-based, naphthenic and aromatic fractions in crude oils or mineral oils, the terms paraffin-based fraction for longer-chain or strongly branched isoalkanes and naphthenic fraction for cycloalkanes.
  • mineral oils depending on their origin and refinement, have different proportions of n-alkanes, iso-alkanes with a low degree of branching, so-called monomethyl-branched paraffins, and compounds with heteroatoms, in particular O, N and / or S, which are believed to have limited polar properties. The assignment is difficult, however, since individual alkane molecules can have long-chain branched groups as well as cycloalkane residues and aromatic components.
  • mineral oil mainly comprises naphthenic and paraffin-based alkanes, which generally have more than 13, preferably more than 18 and very particularly preferably more than 20 carbon atoms.
  • the proportion of these compounds is generally> 60% by weight, preferably> 80% by weight, without any intention that this should impose a restriction.
  • a preferred mineral oil contains 0.5 to 30% by weight of aromatic components, 15 to 40% by weight of naphthenic components, 35 to 80% by weight of paraffin-based components, up to 3% by weight of n-alkanes and 0.05 up to 5% by weight of polar compounds, in each case based on the total weight of the mineral oil.
  • Liquid chromatography on silica gel shows the following components, the percentages relating to the total weight of the mineral oil used in each case: n-alkanes with about 18 to 31 carbon atoms:
  • Synthetic oils include, inter alia, organic esters, for example diesters and polyesters, polyalkylene glycols, polyethers, synthetic hydrocarbons, in particular polyolefins, of which polyalphaolefins (PAO) are preferred, silicone oils and perfluoroalkyl ethers. They are usually somewhat more expensive than mineral oils, but have advantages in terms of their performance.
  • Natural oils are animal or vegetable oils, such as claw oils or jojoba oils.
  • lubricating oils can also be used as mixtures and are commercially available in many cases.
  • the lubricating grease preferably comprises 69.9 to 98.9% by weight, in particular 75 to 95% by weight, of lubricating oil, based on the total weight.
  • the thickeners contained in the greases according to the invention are known per se in the art and can be obtained commercially. These are, among others, in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 20,2003, Wiley, ISBN 3-527-30385-5, in T. Mang and W. Dresel, Lubricants and Lubrication, 2001, Wiley, ISBN 3 -527-29536-4, and Wilfried J. Bartz et al., Greases, expert-Verl., 2000, ISBN 3-8169-1533-7. These include in particular soap thickeners, inorganic thickeners and polymeric thickeners.
  • the soap thickeners generally comprise at least one metal component and at least one carboxylic acid anion component.
  • the usual metal components include in particular the alkali metals such as lithium, sodium and potassium, the alkaline earth metals such as calcium or barium and aluminum.
  • the carboxylic acid anion component generally comprises anions derived from long chain carboxylic acids, which often have 6 to 30 carbon atoms. These include in particular stearic acid, 12-hydroxystearic acid, octadecanoic acid, eicosanoic acid and hexadecanoic acid.
  • carboxylic acid anion component can comprise anions which are derived from short-chain carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms or from aromatic carboxylic acids. These include in particular acetic acid, propanoic acid and butanoic acid as well as benzoic acid.
  • the soap thickeners can be used as such in the process to produce a fat-rich dispersion. Furthermore, these can also be generated in situ from the corresponding acids or their derivatives, for example, their esters and basic metal compounds are produced.
  • esters with a short-chain alcohol radical having 1 to 6 carbon atoms, for example the methyl, ethyl, propyl and / or butyl esters, are preferred.
  • the preferred basic compounds include in particular the oxides, hydroxides and carbonates of the aforementioned metals.
  • the preferred soap thickeners include lithium 12-hydroxystearate, lithium complex soaps, aluminum complex soaps and calcium complex soaps.
  • the basic compounds for the production of the soaps can be added in an excess or deficit, with under- or overbased compounds being formed.
  • Inorganic thickeners can also be used. These include in particular organophilic clays, which can be derived from bentonite, and silica gel.
  • Polymeric thickeners can also be used. These include polyureas and thermoplastic powders such as polytetrafluoroethylene and fluoroethylene propylene.
  • the lubricating grease preferably comprises 0.01 to 30% by weight, particularly preferably 0.2 to 15% by weight and very particularly preferably 0.5 to 10% by weight, based on the total weight.
  • the weight ratio of lubricating oil to thickener in the grease is generally in the range from 100: 1 to 100: 30, preferably 100: 2 to 100: 25, in particular 100: 5 to 100: 15.
  • the lubricating grease according to the invention can contain further additives.
  • additives include, among others, viscosity index improvers, antioxidants, anti-aging agents, anti-wear agents, corrosion inhibitors, detergents, dispersants, EP additives, friction reducers, dyes, odorants, metal deactivators and / or demulsifiers.
  • a grease according to the invention preferably has a water resistance of 1 to 50%, particularly preferably in the range of 5 to 35%.
  • the cone penetration of preferred greases is in the range from 175 to 385 dmm, particularly preferably in the range from 220 dmm to 340 dmm.
  • Water resistance can be determined according to ASTM D 4049.
  • the cone penetration can be measured according to ASTM D 1403.
  • special greases can be used at very low temperatures.
  • the greases can preferably be used below a temperature of 0 ° C., particularly preferably of -10 ° C.
  • preferred lubricating greases can also be used at high temperatures of at least 50 ° C., particularly preferably at least 90 ° C.
  • the lubricating greases according to the invention can be produced on the basis of the customary processes, which can be found in the aforementioned prior art.
  • the grease structure or grease matrix is generated by physico-chemical processes.
  • a metal soap is produced from preliminary products in a first stage.
  • metal soap molecules are generated by reacting the corresponding starting materials in the base oil.
  • the metal soap molecules are present as fine crystals. This level is optional because it is not necessary by choosing the appropriate pre-connections.
  • the polymeric structure improvers can be added before, during or after the structure formation phase.
  • the polymeric structural improver can first be produced in a mineral oil.
  • a thickener, or pre-compounds for producing the thickener, can then be added to the mixture obtained.
  • the polymeric structure improver can be added after the structure formation phase, for example a grease.
  • the polymeric structure improver is preferably added in a composition which is liquid at 25 ° C. to a dispersion which has a fat structure.
  • fat structure is known in the art, and this structure can be described as spongy.
  • This structure of the dispersion can be demonstrated, for example, by microscopic images, the lubricating oil being held in a thickener.
  • the composition can be both a dispersion and a solution. Accordingly, these compositions have at least one liquid medium.
  • the particularly preferred media include, in particular, lubricating oils, which can also be used to produce the dispersion which comprises at least one thickener and at least one lubricating oil.
  • Liquid media for dispersing or dissolving the polymeric structure improvers described above are known per se, these media should be compatible with the dispersion which comprises at least one thickener and at least one lubricating oil.
  • Compatibility is understood here as the miscibility of the medium with the dispersion, which comprises at least one thickener and at least one lubricating oil.
  • the composition which is liquid at 25 ° C. and has at least one polymeric structural improver has a viscosity at 25 ° C. in the range from 0.01 mm 2 / s to 100000 mm 2 / s, preferably 0.1 mm 2 / s to 20,000 mm 2 / s and particularly preferably from 1 mm 2 / s to 10,000 mm 2 / s according to DIN 51562.
  • the concentration of the polymeric structural improver in the composition which is liquid at 25 ° C. is preferably in the range from 1 to 99% by weight, particularly preferably in the range from 5 to 89% by weight and very particularly preferably in the range from 10 to 80% by weight. -%, based on the total weight of the composition.
  • the ratio of the weight of the dispersion to the weight of the composition which is liquid at 25 ° C. and comprises at least one polymeric structural improver is preferably in the range from 100: 1 to 1: 1, particularly preferably in the range from 50: 1 to 5: 1 and very particularly preferably in the range from 25: 1 to 10: 1.
  • the liquid composition at 25 ° C. can be added, inter alia, during a mechanical phase following the structure formation phase.
  • liquid composition at 25 ° C can be added to a finished grease after the mechanical phase.
  • This particular aspect of the present invention makes it possible, for example, to produce a large amount of a simple lubricating grease which can then be adapted in a further step to the special needs of the end customer by adding the composition which is liquid at 25 ° C. and which may contain further additives , This enables a particularly economical production of small amounts of special greases.
  • the water resistance can be improved by at least 30%, particularly preferably by at least 50% and very particularly preferably by at least 70%, based on the water resistance of the dispersion to which the liquid composition at 25 ° C. is added become.
  • the dispersion comprising the fat structure and the composition which is liquid at 25 ° C. are essentially biodegradable. This is preferably measured in accordance with RAL-ZU 64.
  • the dispersion comprising the liquid structure at 25 ° C. can be added to the fat structure by generally known methods. These include stirring, mixing, kneading, rolling and / or homogenizing.
  • the temperature at which the dispersion comprising the liquid structure comprising the fat structure is added at 25 ° C. is not critical per se. At a high temperature, the liquid composition at 25 ° C is often easier to incorporate into the dispersion. However, the fat structure must be stable at the addition temperature.
  • the liquid composition at 25 ° C. is added to the fat structure at a temperature below the dropping point of the dispersion before the liquid composition is added.
  • the dropping point can be determined in accordance with ASTM D 2265.
  • the composition which is liquid at 25 ° C. is particularly preferably added to the fat structure at a temperature which is at least 40 ° C., very particularly preferably at least 60 ° C., below the dropping point of the dispersion before the liquid composition is added.
  • the composition which is liquid at 25 ° C. can be added at a temperature in the range from 0 ° C. to 75 ° C., in particular in the range from 25 ° C. to 70 ° C.
  • KV 100, KV 40 kinematic viscosity, measured according to DIN 51562 at 100 ° C and 40 ° C
  • the polymer solutions described in the example are typically measured in a 150 N measuring oil; the information in () shows the polymer concentration used.
  • [ ⁇ ] denotes the intrinsic viscosity, measured according to DIN ISO 16281, part 6.
  • IP 50 Taper penetration unprocessed: 285 dmm, after 60 movements 288 dmm (NLGI grade 2), after 100060 movements: 317 dmm.
  • Example 1 was essentially repeated, but no solution was incorporated. The data obtained are set out in Table 1. Comparative Example 2
  • Example 1 was essentially repeated, but with the incorporation of a solution comprising 50% by weight of polymers without acid groups, which were obtained according to Preparation Example 2, and a lubricating oil.
  • the data obtained are set out in Table 1.
  • Example 2 was essentially repeated, but no solution was incorporated.
  • the data obtained are set out in Table 2.
  • Example 2 was essentially repeated, with 40 g of the dispersion, which comprises 50% by weight of polymers with acid groups, which were obtained according to Preparation Example 1, and a lubricating oil, being incorporated into 960 g of lubricating grease from F&S Mannheim.
  • the data obtained are set out in Table 2.
  • Example 2 was essentially repeated, except that 10 g of a solution comprising 50% by weight of polymers without acid groups, which were obtained according to Preparation Example 2, and a lubricating oil were incorporated.
  • the data obtained are set out in Table 2.
  • Example 3 was essentially repeated, but 20 g of a solution comprising 50% by weight of polymers without acid groups, which were obtained according to Preparation Example 2, and a lubricating oil, were incorporated into 980 g of fat from F&S.
  • the data obtained are set out in Table 2.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Schmierfette umfassend mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl, wobei das Schmierfett mindestens einen polymeren Strukturverbesserer enthält, der durch Polymerisation von Monomerenzusammensetzungen erhalten werden kann, die aus a) 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (I), worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R' einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, b) 40 bis 99,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (II) worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet, c) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze, d) 0 bis 59,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Comonomer besteht.

Description

Schmierfett mit hoher Wasserresistenz
Die vorliegende Erfindung betrifft Schmierfett mit hoher Wasserresistenz.
Schmierfette sind an sich bekannt und werden vielfach eingesetzt. Schmierfette, im Folgenden auch als "Fette" bezeichnet, sind feste bis halbflüssige Stoffe, die durch Dispersion eines Eindickungsmittels in einem flüssigen Schmierstoff entstehen. Andere Zusatzstoffe (Additive), die besondere Eigenschaften verleihen, dürfen enthalten sein.
Die grundlegende Konsistenz eines Fettes wird von der Kombination aus Grundflüssigkeit und Dickungsmittel bestimmt. Die Grundflüssigkeit ist in der Regel ein in der Schmierstoffindustrie übliches Grundöl, z.B. Mineralöl, Syntheseöl oder Pflanzenöl.
Als Dickungsmittel kommen sehr häufig, jedoch nicht ausschließlich, einfache Metallseifen zum Einsatz. Weiterhin, jedoch seltener, werden komplexe Metallseifen, organisch modifizierter Ton (Bentonit) oder Polyhamstoff verwendet. Physikalisch gesehen bilden die Dickungsmittel die feste Phase der Dispersion und bestimmen damit, neben dem Grundöl, entscheidend die physikalisch/mechanischen Eigenschaften des Fettes, wie z.B. Tieftemperaturverhalten, Wasserbeständigkeit, Tropfpunkt, oder Ölabscheideverhalten.
Die unterschiedlichen Kombinationen aus Grundöl und Dickungsmittel sind dem Experten bekannt und bestimmen den Einsatzbereich des Fettes in der technischen Anwendung.
In letzter Zeit finden neben den bekannten Dickungsmitteln häufiger Polymere Verwendung. Diese bewirken neben einer Erhöhung der Viskosität des Grundöls (Wirkung als Verdicker) häufig auch eine Veränderung der Struktur des anorganischen Dickungsmittels (Wirkung als Struktur-Modifizierer). Die Wirkung von Polymeren als Verdicker oder Viskositäts-Index-Verbesserer ist in der Schmierstoffindustrie bei Grundölen, z.B. Mineralölen, Syntheseölen oder Pflanzenölen schon lange etabliert und Stand der Technik. Der Einsatz von Polymeren und deren Wirkung in Fetten ist jedoch relativ neu und nur mit wenigen Beispielen aus der Literatur belegt.
US 3,476,532, Hartman, 4. Nov 1969 beschreibt metallhaltige Komplexe von oxidiertem Polyethylen, enthaltend funktioneile Sauerstoffgruppen, z.B. Carbonyl-, Carboxyl-, oder Hydroxygruppen. Das Material kann benutzt werden, um schmierfettartige Kompositionen herzustellen. Die Komposition besteht aus einer Mischung von oxidiertem Polyethylen und einem Komplexierungsagens ausgewählt aus mindestens zweiwertigen Metallsalzen, Fettsäuren und Metallkomplexen.
US 3,705,853, Fau et al, 23. Sept 1970 beschreibt ein Schmierfett bestehend aus einem paraffinischen Mineralöl, einem Calciumkomplexseifen- Dickungsmittel und einem organischen Terpolymer bestehend aus 65 % Ethylen, 5 % Ester-Comonomer und 0.01-3 % säurehaltigem Comonomer mit einem Schmelzindex zwischen 0.5 und 200. Die Fette haben eine bessere Wasserresistenz, gemessen mit dem Wasser-Auswaschtest nach ASTM D 1264.
US 4,877,557, Kaneshige et al., 31. Okt 1989 beschreibt eine Schmierstoffzusammensetzung, enthaltend ein synthetisches Schmieröl, ein Verschleißschutzadditiv und ein flüssiges, modifiziertes Copolymer aus Ethylen und alpha-Olefin mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht zwischen 300 und 12000 g/mol. US 5,116,522, Brown et al, 23. Aug 1989 beschreibt eine Schmierstoffzusammensetzung bestehend aus Ethylen-Copolymeren, einem Schmieröl, einem Dickungsmittel und einem Viskositätsindex-Verbesserer. Dabei handelt es sich bei dem Ethylen-Copolymeren um ein Polymer aus Isobutylen oder um ein Copolymer aus Ethylen, Butylen, oder Isobutylen mit einem C3- bis C30-Olefin. Als Viskositätsindex-Verbesserer werden Copolymere, bestehend aus 60-90 % Ethylen und 40-10 % Vinylacetat, Alkylacrylaten oder Alkylmethacrylaten, verwendet. Die Komposition hat sehr gute Hochtemperatur-Haftfähigkeit und Tieftemperatur-Erweichung.
EP 806,469 und US 5,858,934, Wiggins et al, 8. Mai 1996 beschreiben eine verbessert biologisch abbaubare Schmierfettzusammensetzung aus einem Grundöl auf natürlicher Basis oder auf Basis eines synthetischen Triglycerids, einem Performance-Additiv bestehend aus einem Alkylphenol, einem Benzotriazol oder aus einem aromatischen Amin, und einem Dickungsmittel welches das Reaktionsprodukt aus einem auf einem Metall basierenden Material und einer Carbonsäure oder deren Ester ist. Zusätzlich kann das Schmierfett ebenfalls Viskositäts-Modifizierer, Stockpunktverbesserer oder die Kombination aus beiden enthalten.
Auf die Natur des Viskositäts-Modifizierers oder des Stockpunktverbesserers wird nicht näher eingegangen.
US 6,300,288, Curtis et al., 31 März 1994 beschreibt ein Schmierfett bestehend aus einem Öl mit einer für einen Schmierstoff typischen Viskosität, einem mit einer Säurefunktionalität modifiziertem Polymer, bestehend aus einem α- Olefin/Dien-Copolymer oder einem hydriertem α-Olefin/Dien-Coplymer, einer metallischen Spezies, fähig zur Interaktion mit der Säurefunktionalität des Polymeren um eine Assoziation zwischen den Säuregruppen zu erreichen, und einem Co-Dickungsmittel. Das Schmierfett hat verbesserte rheologische Eigenschaften. Das Co-Dickungsmittel und die metallische Spezies können zusammen ein verdicktes, überbasisches Material ausbilden, im speziellen Fall ein überbasisches Carboxylat.
Generell ist die Verwendung von nicht funktionalisierten, rein polyolefinischen Polymeren in der Literatur hinlänglich beschrieben, z.B. für Polyisobutylene (PIBs) in Tribol. Schmierungstech. (1995), 42 (2), 92-96 und für lineare, verzweigte und teilweise verzweigte Polyethylene; isotaktische Polypropylene, Poly-1-butene und Poly(4-methyl-1-pentene) in J. Synth. Lubric. 4 (1987).
Die Verwendung von reaktiv veränderten Copolymeren auf der Basis von Olefin-Copolymeren (OCPs) blieb bisher auf wenige Beispiele beschränkt und ist unter anderem in NLGI Spokesman, Vol. 59, No 10, Feb 1999 beschrieben.
Die Verwendung von Polyalkylacrylaten und Polyalkylmethacrylaten (PAMAs) als Viskositätsindex-Verbesserer und Stockpunktverbesserer ist in Literatur und Technik bekannt (Wilfried J. Bartz u.a., Schmierfette, expert-Verl., 2000, ISBN 3-8169-1533-7, Wilfried J. Bartz u.a. Additive für Schmierstoffe, expert-Verl., 1994, ISBN 3-8169-0916-7).
Gemäß dem zuvor dargelegten Stand der Technik werden durch die Zugabe von Polymeren zu Schmierfetten bestimmte physikalische Parameter, z.B. rheologische Eigenschaften oder die Wasserresistenz der Fette verbessert. Andererseits ist festzuhalten, dass ein permanentes Bedürfnis besteht, diese Eigenschaften weiter zu verbessern. Hierbei gilt es insbesondere, ein besseres Eigenschaftsprofil zu erzielen. Hierbei sollte die Verbesserung einer Eigenschaft, wie beispielsweise die Wasserresistenz nicht mit einer allzu starken Verschlechterung anderer Eigenschaften, wie beispielsweise der Handhabbarkeit oder der Homogenität verbunden sein. Insbesondere sollten die Schmierfette eine besonders hohe Wasserresistenz, eine ausgezeichnete Konsistenz sowie eine hohe Homogenität aufweisen. Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden Schmierfette mit verbesserten Temperatureigenschaften zur Verfügung zu stellen. So sollten insbesondere die Eigenschaften bei tiefen Temperaturen verbessert werden. Des Weiteren sollten die Schmierfette über einen besonders breiten Temperaturbereich eingesetzt werden können.
Mithin war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schmierfett mit einer besonders hohen Homogenität zu schaffen.
Des Weiteren sollten die Schmierfette kostengünstig hergestellt werden können. Hierbei sollte die Produktion großtechnisch erfolgen können, ohne dass hierzu neue oder konstruktiv aufwendige Anlagen benötigt werden.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannten Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch Schmierfette mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Schmierfette werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung sowie der Verwendung liefern die Ansprüche 15 und 18 eine Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe.
Dadurch, dass ein Schmierfett, das mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl umfasst, mindestens einen polymeren Strukturverbesserer enthält, der durch Polymerisation von Monomerenzusammensetzungen erhalten werden kann, die aus a) 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (I) worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, b) 40 bis 99,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (II)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet, c) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze, d) 0 bis 59,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Comonomer besteht, gelingt es auf nicht ohne Weiteres vorhersehbare Weise Schmierfette zur Verfügung zu stellen, die verbesserte Eigenschaften aufweisen.
Zugleich lassen sich durch die erfindungsgemäßen Schmierfette eine Reihe weiterer Vorteile erzielen. Hierzu gehören unter anderem:
> Die erfindungsgemäßen Schmierfette weisen eine sehr hohe Wasserresistenz auf. > Die erfindungsgemäßen Schmierfette zeigen eine gute Homogenität. Hierbei ist die Konsistenz des Schmierfetts in einem weiten Bereich einstellbar.
> Die erfindungsgemäßen Schmierfette weisen sehr gute Temperatureigenschaften auf. So können die erfindungsgemäßen Schmierfette über einen besonders breiten Temperaturbereich eingesetzt werden. Darüber hinaus sind die Eigenschaften bei tiefen Temperaturen hervorragend.
> Des Weiteren können die erfindungsgemäßen Schmierfette nachträglich durch Modifikation von bekannten Schmierfetten hergestellt werden, wobei einem bekannten Fett ein polymerer Strukturverbesserer zugegeben wird. Hierdurch können insbesondere hohe Lagerkosten vermieden werden. Des Weiteren kann auf Kundenwünsche schnell reagiert werden. Hierbei verändert sich die Konsistenz des Schmierfetts nur geringfügig, wohingegen die Wasserresistenz stark zunimmt.
> Die Schmierfette der vorliegenden Erfindung können besonders leicht und einfach hergestellt werden. Hierbei können übliche, großtechnische Anlagen eingesetzt werden.
> Des Weiteren können in den Verfahren zur Herstellung der Schmierfette insbesondere kommerziell erhältliche Komponenten eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Schmierfette umfassen polymere Strukturverbesserer. Diese Polymere führen im allgemeinen zu einer Verbesserung der Wasserresistenz. Hierbei wird angenommen, dass diese Polymere physikalischchemische Wechselwirkung mit den Verdickungsmitteln, beispielsweise den Seifenmolekülen eingehen, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Mischungen, aus denen die polymeren Strukturverbesserer erhältlich sind, können 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (I) enthalten
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet. Der Ausdruck (Meth)acrylate umfaßt Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden. Diese Monomere sind weithin bekannt. Hierbei kann der Alkylrest linear, cyclisch oder verzweigt sein.
Beispiele für Komponente a) sind unter anderem (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert-Butyl(meth)acryiat und Pentyl(meth)acrylat;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie 2- Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat und Vinyl(meth)acrylat.
Als weiteren Bestandteil enthalten die zur Herstellung bevorzugter polymeren Strukturverbesserer zu polymerisierenden Zusammensetzungen 40 bis 99,99 Gew.-%, insbesondere 55 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (II) worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Zu diesen gehören unter anderem
(Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie
Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat,
2-tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso-
Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat,
Undecyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat,
2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat,
5-MethyItridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecyl(meth)acrylat,
Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat,
Heptadecyl(meth)acrylat, 5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat,
4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat,
3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat,
Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acryIat, Cetyleicosyl(meth)acrylat,
Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder
Eicosyltetratriacontyl(meth)acrylat;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 2,4,5-Tri-t-butyl-3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat,
2,3,4,5~Tetra-t-butylcyclohexyl(meth)acrylat;
(Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B.
Oleyl(meth)acrylat;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat,
Cyclohexyl(meth)acrylat, Bomyl(meth)acrylat.
Die (Meth)acrylate mit langkettigem Alkoholrest, insbesondere die Verbindungen gemäß Komponente (b), lassen sich beispielsweise durch Umsetzen von (Meth)acrylaten und/oder den entsprechenden Säuren mit langkettigen Fettalkoholen erhalten, wobei im allgemeinen eine Mischung von Estern, wie beispielsweise (Meth)acrylaten mit verschieden langkettigen Alkoholresten entsteht. Zu diesen Fettalkoholen gehören unter anderem Oxo Alcohol® 7911 und Oxo Alcohol® 7900, Oxo Alcohol® 1100 von Monsanto; Alphanoi® 79 von ICI; Nafol® 1620, Alfol® 610 und Alfol® 810 von Sasol; Epal® 610 und Epal® 810 von Ethyl Corporation; Linevol® 79, Linevol® 911 und Dobanol® 25L von Shell AG; Lial 125 von Sasol; Dehydad®- und Lorol®- Typen von Cognis.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Mischung zur Herstellung bevorzugter polymeren Strukturverbesserer mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Monomere gemäß Formel (II) auf.
Im allgemeinen sind die Methacrylate gegenüber den Acrylaten bevorzugt.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise Mischungen von langkettigen Alkyl(meth)acrylaten gemäß Komponente b) eingesetzt, wobei die Mischungen mindestens ein (Meth)acrylat mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest sowie mindestens ein (Meth)acrylat mit 16 bis 30 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest aufweisen. Vorzugsweise liegt der Anteil der (Meth)acrylate mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest im Bereich von 20 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer. Der Anteil der (Meth)acrylate mit 16 bis 30 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer. Die Komponente c) der zur Herstellung bevorzugter polymeren Strukturverbesserer zu verwendenden Zusammensetzung umfasst insbesondere Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze.
Bevorzugte Salze sind insbesondere die Alkalimetallsalze, wie beispielsweise die Lithium-, Natrium- und/oder Kaliumsalze; die Erdalkalimetallsalze, wie beispielsweise die Calcium- und/oder Bariumsalze sowie die Aluminiumsalze und die Ammoniumsalze.
Der Anteil der Komponenten c) beträgt im allgemeinen 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer.
Säuregruppen umfassende Monomere sind in der Fachwelt bekannt. Diese lassen sich vielfach durch die Formel (III) darstellen
worin R3 und R4 unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogene, CN, lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 und besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n+1) Halogenatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe ist (beispielsweise CF3), α, ß- ungesättigte lineare oder verzweigte Alkenyl- oder Alkynylgruppen mit 2 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 6 und besonders bevorzugt von 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1 ) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe, beispielsweise CH2=CCI-, ist, Cycloalkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1 ) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Cycioaikyigruppe ist; Aryigruppen mit 6 bis 24 Kohienstoffatomen, weiche mit 1 bis (2n-1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Arylgruppe ist; COOR7, -SO3R7 und/oder PO3R7 2 worin R7 unabhängig Wasserstoff, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und/oder Aluminium, eine Ammoniumgruppe mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist;
R5 und R6 unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogen (vorzugsweise Fluor oder Chlor), Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und COOR7, -SO3R7 und/oder PO3R7 2 worin R7 unabhängig Wasserstoff, ein Alkalimetall, eine Ammoniumgruppe mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist worin R7 Wasserstoff, ein ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und/oder Aluminium oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist, sind, oder R5 und R6 können zusammen eine Gruppe der Formel (CH2)n' bilden, welche mit 1 bis 2n' Halogenatomen oder Ci bis C4 Alkylgruppen substituiert sein kann, oder der Formel C(=0)-Y-C(=O) bilden, wobei n' von 2 bis 6, vorzugsweise 3 oder 4 ist und Y NR8, S oder O, vorzugsweise O sein kann, wobei R8 Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkyl- oder Aryigruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; wobei zumindest 2 der Reste R3, R4, R5 und R6 Wasserstoff oder Halogen sind und mindestens einer der Reste R3, R4, R5 und R6 mindestens eine Gruppe der Formel -COOM, -SO3M und/oder PO3M2, worin M unabhängig Wasserstoff, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und/oder Aluminium darstellt, umfasst.
Diese Verbindungen lassen sich im Allgemeinen mit den Monomeren gemäß Komponente a), b) und d) copolymerisieren. Hierzu gehören unter anderem ethylenisch ungesättigte Verbindungen, wie beispielsweise Vinylsulfonsäure, Vinylphosphonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Monoester der Fumarsäure, wobei der Alkohlrest im allgemeinen 1 bis 30 Kohlenstoffatome umfassen kann, Maleinsäure, Monoester der Maleinsäure, wobei der Alkohlrest im allgemeinen 1 bis 30 Kohlenstoffatome umfassen kann, Vinylbenzoesäure und sulfonierte Styrole, wie Styrolsulfonsäure. Des Weiteren können die von diesen Säuren abgeleiteten Salze, insbesondere die Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und/oder Aluminiumsalze eingesetzt werden.
Die Komponente d) der zur Herstellung bevorzugter polymeren Strukturverbesserer zu verwendenden Zusammensetzung umfasst insbesondere ethylenisch ungesättigte Monomere, die sich mit den Monomeren gemäß den Komponenten a) bis c) copolymerisieren lassen.
Jedoch sind Comonomere zur Polymerisation gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet, die der Formel entsprechen:
worin Rr und R2* unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogene, CN, lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 und besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n+1) Halogenatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe ist (beispielsweise CF3), α, ß- ungesättigte lineare oder verzweigte Alkenyl- oder Alkynylgruppen mit 2 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 6 und besonders bevorzugt von 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe, beispielsweise CH2=CCI-, ist, Cycloalkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Cycioaikyigruppe ist; Aryigruppen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Arylgruppe ist; COOR9*, worin R9* eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist; C(=Y*)R5*, C(=Y*)NR6*R7*, Y*C(=Y*)R5*, SOR5\ SO2R5\ OSO2R5\ NR8*SO2R5*, PR5* 2> P(=Y*)R5* 2, Y*PR5* 2, Y*P(=Y*)R5* 2, NR8* 2 welche mit einer zusätzlichen R8*-, Aryl- oder Heterocyclyl-Gruppe quaternärisiert sein kann, wobei Y* NR8*, S oder O, vorzugsweise O sein kann; R5* eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkylthio mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, OR10* (R10* ist Wasserstoff oder ein Alkalimetall), Alkoxy von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryloxy oder Heterocyklyloxy ist; R6* und R7* unabhängig Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, oder R6* und R7* können zusammen eine Alkylengruppe mit 2 bis 7 vorzugsweise 2 bis 5 Kohlenstoffatomen bilden, wobei sie einen 3 bis 8- gliedrigen, vorzugsweise 3 bis 6-gliedrigen Ring bilden, und R8* Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkyl- oder Aryigruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind;
R3* und R4* unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogen (vorzugsweise Fluor oder Chlor), Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und COOR9*, worin R9* eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist, sind, oder R3* und R4* können zusammen eine Gruppe der Formel (CH2)n' bilden, welche mit 1 bis 2n' Halogenatomen oder Ci bis C4 Alkylgruppen substituiert sein kann, oder der Formel C(=O)-Y*-C(=0) bilden, wobei n' von 2 bis 6, vorzugsweise 3 oder 4 ist und Y* wie zuvor definiert ist; und wobei zumindest 2 der Reste R1*, R2*, R3* und R4* Wasserstoff oder Halogen sind.
Hierzu gehören unter anderem:
Aryl(meth)acrylate, wie Benzylmethacrylat oder
Phenylmethacrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können;
Methacrylate von halogenierten Alkoholen, wie
2,3-Dibromopropylmethacrylat, 4-Bromophenyimethacryiat,
1 ,3-Dichloro-2-propylmethacrylat,
2-Bromoethylmethacrylat,
2-lodoethylmethacrylat,
Chloromethylmethacrylat;
Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid;
Vinylester, wie Vinylacetat;
Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem
Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltuluol und p-Methylstyrol, halogenierte
Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und
Tetrabromstyrole;
Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-
5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin,
Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol,
1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon,
N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam,
Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte
Vinylthiazole, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole;
Vinyl- und Isoprenylether;
Maleinsäurederivate, wie beispielsweise die Diester der Maleinsäure, wobei der
Alkoholrest im allgemeinen 1 bis 30 Kohlenstoffatome umfassen kann,
Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid,
Methylmaleinimid;
Fumarsäurederivate, wie beispielsweise die Diester der Fumarsäure, wobei der
Alkoholrest im allgemeinen 1 bis 30 Kohlenstoffatome umfassen kann;
Diene wie beispielsweise Divinylbenzol. Besonders bevorzugt umfassen die Zusammensetzungen zur Herstellung bevorzugter Strukturverbesserer Comonomere gemäß Komponente d), die durch die Formel (IV) darstellbar sind,
worin R unabhängig Wasserstoff oder Methyl, R9 unabhängig eine 2 bis 1000 Kohlenstoffatome umfassende Gruppe mit mindestens einem Heteroatom, X unabhängig ein Schwefel- oder Sauerstoffatom oder eine Gruppe der Formel NR10, worin R10 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 darstellt.
Der Rest R9 stellt eine 2 bis 1000, insbesondere 2 bis 100, vorzugsweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome umfassende Gruppe dar. Der Ausdruck "2 bis 1000 Kohlenstoff aufweisende Gruppe" kennzeichnet Reste organischer Verbindungen mit 2 bis 1000 Kohlenstoffatomen. Er umfasst aromatische und heteroaromatische Gruppen sowie Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy-, Cycloalkoxy-, Alkenyl-, Alkanoyl-, Alkoxycarbonylgruppen sowie heteroalipatische Gruppen. Dabei können die genannten Gruppen verzweigt oder nicht verzweigt sein. Des weiteren können diese Gruppen übliche Substituenten aufweisen. Substituenten sind beispielsweise lineare und verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatome, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, 2- Methylbutyl oder Hexyl; Cycloalkylgruppen, wie beispielsweise Cyclopentyl und Cyclohexyl; aromatische Gruppen, wie Phenyl oder Naphthyl; Aminogruppen, Ethergruppen, Estergruppen sowie Halogenide.
Erfindungsgemäß bezeichnen aromatische Gruppen Reste ein oder mehrkerniger aromatischer Verbindungen mit vorzugsweise 6 bis 20, insbesondere 6 bis 12 C-Atomen. Heteroaromatische Gruppen kennzeichnen Arylreste, worin mindestens eine CH-Gruppe durch N ersetzt ist und/oder mindestens zwei benachbarte CH-Gruppen durch S, NH oder O ersetzt sind, wobei heteroaromatische Gruppen 3 bis 19 Kohlenstoffatome aufweisen.
Erfindungsgemäß bevorzugte aromatische oder heteroaromatische Gruppen leiten sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Thiophen, Furan, Pyrrol, Thiazol, Oxazol, Imidazol, Isothiazol, Isoxazol, Pyrazol, 1 ,3,4-Oxadiazol, 2,5- Diphenyl-1 ,3,4-oxadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,4-Triazol, 2,5-Diphenyl-1 ,3,4- triazol, 1,2,5-Triphenyl-1 ,3,4-triazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,4-Thiadiazol, 1 ,2,4- Triazol, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,3,4-Tetrazol, Benzo[b]thiophen, Benzo[b]furan, Indol, Benzo[c]thiophen, Benzo[c]furan, Isoindol, Benzoxazol, Benzothiazol, Benzimidazol, Benzisoxazol, Benzisothiazol, Benzopyrazol, Benzothiadiazol, Benzotriazol, Dibenzofuran, Dibenzothiophen, Carbazol, Pyridin, Bipyridin, Pyrazin, Pyrazol, Pyrimidin, Pyridazin, 1 ,3,5-Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,4,5- Triazin, Tetrazin, Chinolin, Isochinolin, Chinoxalin, Chinazolin, Cinnolin, 1 ,8- Naphthyridin, 1 ,5-Naphthyridin, 1 ,6-Naphthyridin, 1 ,7-Naphthyridin, Phthalazin, Pyridopyrimidin, Purin, Pteridin oder Chinolizin, 4H-Chinolizin, Diphenylether, Anthracen, Benzopyrrol, Benzooxathiadiazol, Benzooxadiazol, Benzopyridin, Benzopyrazin, Benzopyrazidin, Benzopyrimidin, Benzotriazin, Indolizin, Pyridopyridin, Imidazopyrimidin, Pyrazinopyrimidin, Carbazol, Aciridin, Phenazin, Benzochinolin, Phenoxazin, Phenothiazin, Acridizin, Benzopteridin, Phenanthrolin und Phenanthren ab, die gegebenenfalls auch substituiert sein können.
Zu den bevorzugten Alkylgruppen gehören die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1-Butyl-, 2-Butyl-, 2-Methylpropyl-, tert.-Butylrest, Pentyl-, 2- Methylbutyl-, 1 ,1-Dimethylpropyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, 1 ,1 ,3,3- Tetramethylbutyl, Nonyl-, 1-Decyl-, 2-Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Pentadecyl- und die Eicosyl-Gruppe. Zu den bevorzugten Cycloalkylgruppen gehören die Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- und die Cyclooctyl-Gruppe, die gegebenenfalls mit verzweigten oder nicht verzweigten Alkylgruppen substituiert sind.
Zu den bevorzugten Alkenylgruppen gehören die Vinyl-, Allyl-, 2-Methyl-2- propen-, 2-Butenyl-, 2-Pentenyl-, 2-Decenyl- und die 2-Eicosenyl-Gruppe.
Zu den bevorzugten Alkinylgruppen gehören die Ethinyl-, Propargyl-, 2-Methyl- 2- propin, 2-Butinyl-, 2-Pentinyl- und die 2-Decinyl-Gruppe.
Zu den bevorzugten Alkanoylgruppen gehören die Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, 2-Methylpropionyl-, Butyryl-, Valeroyl-, Pivaloyl-, Hexanoyl-, Decanoyl- und die Dodecanoyl-Gruppe.
Zu den bevorzugten Alkoxycarbonylgruppen gehören die Methoxycarbonyl-, Ethoxycarbonyl-, Propoxycarbonyl-, Butoxycarbonyl-, tert.-Butoxycarbonyl- Gruppe, Hexyloxycarbonyl-, 2-Methylhexyloxycarbonyl-, Decyloxycarbonyl- oder Dodecyloxycarbonyl-Gruppe.
Zu den bevorzugten Alkoxygruppen gehören Alkoxygruppen, deren Kohlenwasserstoffrest eine der vorstehend genannten bevorzugten Alkylgruppen ist.
Zu den bevorzugten Cycloalkoxygruppen gehören Cycloalkoxygruppen, deren Kohlenwasserstoffrest eine der vorstehend genannten bevorzugten Cycloalkylgruppen ist.
Zu den bevorzugten Heteroatomen, die im Rest R10 enthalten sind gehören unter anderem Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Bor, Silicium und Phosphor. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Rest R8 in Formel (IV) mindestens eine Gruppe der Formel -OH oder - NR10R10 auf, worin R10 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfasst.
Vorzugsweise ist die Gruppe X in Formel (IV) durch die Formel NH darstellbar.
Das Zahlenverhältnis von Heteroatomen zu Kohlenstoffatomen im Rest R9 der Formel (IV) kann in weiten Bereichen liegen. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 1 :1 bis 1 :10, insbesondere 1 :1 bis 1 :5 und besonders bevorzugt 1 :2 bis 1 :4.
Der Rests R9 der Formel (IV) umfasst 2 bis 1000 Kohlenstoffatome. Gemäß einem besonderen Aspekt weist der Rest R9 höchstens 10 Kohlenstoffatome auf.
Zu den besonders bevorzugten Comonoeren gehören unter anderem
Hydroxyalkyl(meth)acrylate, wie
3-Hydroxypropylmethacrylat,
3,4-Dihydroxybutylmethacrylat,
2-Hydroxyethylmethacrylat,
2-Hydroxypropylmethacrylat,
2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandiol(meth)acrylat,
1 ,10-Decandiol(meth)acrylat; carbonylhaltige Methacrylate, wie
2-Carboxyethylmethacrylat,
Carboxymethylmethacrylat,
Oxazolidinylethylmethacrylat,
N-(Methacryloyloxy)formamid,
Acetonylmethacrylat,
N-Methacryloylmorpholin, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon,
N-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon,
N-(3-Methacryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon,
N-(2-Methacryloyloxypentadecyl)-2-pyrrolidinon,
N-(3-Methacryloyloxyheptadecyl)-2-pyrrolidinon;
Glycoldimethacrylate, wie 1 ,4-Butandiolmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat,
2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat,
2-Ethoxyethylmethacrylat;
Methacrylate von Etheralkoholen, wie
Tetrahydrofurfurylmethacrylat,
Vinyloxyethoxyethylmethacrylat,
Methoxyethoxyethylmethacrylat,
1 -Butoxypropylmethacrylat,
1-Methyl-(2-vinyloxy)ethylmethacrylat,
Cyclohexyloxymethylmethacrylat,
Methoxymethoxyethylmethacrylat,
Benzyloxymethylmethacrylat,
Furfurylmethacrylat,
2-Butoxyethylmethacrylat,
2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat,
2-Ethoxyethylmethacrylat,
Allyloxymethylmethacrylat,
1 -Ethoxybutylmethacrylat,
Methoxymethylmethacrylat,
1 -Ethoxyethylmethacrylat,
Ethoxymethylmethacrylat und ethoxylierte (Meth)acrylate, die bevorzugt 1 bis
20, insbesondere 2 bis 8 Ethoxygruppen aufweisen;
Aminoalkyl(meth)acrylate und Aminoalkyl(meth)acrylatamide, wie
N-(3-Dimethylaminopropyl)methacrylamid,
Dimethylaminopropylmethacrylat, 3-Diethylaminopentylmethacrylat,
3-Dibutylaminohexadecyl(meth)acrylat;
Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate, wie
N-(Methacryloyloxyethyl)diisobutylketimin,
N-(Methacryloyloxyethyl)dihexadecylketimin,
Methacryloylamidoacetonitril,
2-Methacryloyloxyethylmethylcyanamid,
Cyanomethylmethacrylat; heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1-lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat,
2-(4-Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrroiidon;
Oxiranylmethacrylate, wie
2,3-Epoxybutylmethacrylat,
3,4-Epoxybutylmethacrylat,
10,11-Epoxyundecylmethacrylat,
2,3-Epoxycyclohexylmethacrylat,
10,11-Epoxyhexadecylmethacrylat;;
Glycidylmethacrylat; schwefelhaltige Methacrylate, wie
Ethylsulfinylethylmethacrylat,
4-Thiocyanatobutylmethacrylat,
Ethylsulfonylethylmethacrylat,
Thiocyanatomethylmethacrylat,
Methylsulfinylmethylmethacrylat,
Bis(methacryloyloxyethyl)sulfid;
Phosphor-, Bor- und/oder Silicium-haltige Methacrylate, wie
2-(Dimethylphosphato)propylmethacrylat,
2-(Ethylenphosphito)propylmethacrylat,
Dimethylphosphinomethylmethacrylat,
Dimethylphosphonoethylmethacrylat,
Diethylmethacryloylphosphonat,
Dipropylmethacryloylphosphat, 2-(Dibutylphosphono)ethylmethacrylat, 2,3-Butyienmethacryioyiethyiborat,
Methyldiethoxymethacryloylethoxysilan,
Diethylphosphatoethylmethacrylat.
Diese Monomere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.
Die ethoxylierten (Meth)acrylate können beispielsweise durch Umesterung von
Alkyl(Meth)acrylaten mit ethoxylierten Alkoholen, die besonders bevorzugt 1 bis 20, insbesondere 2 bis 8 Ethoxygruppen aufweisen erhalten werden. Der hydrophobe Rest der ethoxylierten Alkohole kann vorzugsweise 1 bis 40, insbesondere 4 bis 22 Kohlenstoffatome umfassen, wobei sowohl lineare als auch verzweigte Alkoholreste eingesetzt werden können. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die ethoxylierten (Meth)acrylate eine OH-
Endgruppe auf.
Beispiele für käufliche Ethoxylate, welche zur Herstellung von ethoxylierten (Meth)acrylaten herangezogen werden können, sind Ether der Lutensol® A- Marken, insbesondere Lutensol® A 3 N, Lutensol® A 4 N, Lutensol® A 7 N und Lutensol® A 8 N, Ether der Lutensol® TO-Marken , insbesondere Lutensol® TO 2, Lutensol® TO 3, Lutensol® TO 5, Lutensol® TO 6, Lutensol® TO 65, Lutensol® TO 69, Lutensol® TO 7, Lutensol® TO 79, Lutensol® 8 und Lutensol® 89, Ether der Lutensol® AO-Marken, insbesondere Lutensol® AO 3, Lutensol® AO 4, Lutensol® AO 5, Lutensol® AO 6, Lutensol® AO 7, Lutensol® AO 79, Lutensol® AO 8 und Lutensol® AO 89, Ether der Lutensol® ON-Marken, insbesondere Lutensol® ON 30, Lutensol® ON 50, Lutensol® ON 60, Lutensol® ON 65, Lutensol® ON 66, Lutensol® ON 70, Lutensol® ON 79 und Lutensol® ON 80, Ether der Lutensol® XL-Marken, insbesondere Lutensol® XL 300, Lutensol® XL 400, Lutensol® XL 500, Lutensol® XL 600, Lutensol® XL 700, Lutensol® XL 800, Lutensol® XL 900 und Lutensol® XL 1000, Ether der Lutensol® AP-Marken, insbesondere Lutensol® AP 6, Lutensol® AP 7, Lutensol® AP 8, Lutensol® AP 9, Lutensol® AP 10, Lutensol® AP 14 und Lutensol® AP 20, Ether der IMBENTIN®- Marken, insbesondere der IMBENTIN®-AG-Marken, der IMBENTIN®-U-Marken, der IMBENTIN®-C-Marken, der IMBENTIN®-T-Marken, der IMBENTIN®-OA- Marken, der IMBENTIN®-POA-Marken, der IMBENTIN@-N-Marken sowie der IMBENTIN®-O-Marken sowie Ether der Marlipal®-Marken, insbesondere Marlipal® 1/7, Marlipal® 1012/6, Marlipal® 1618/1 , Marlipal® 24/20, Marlipal® . 24/30, Marlipal® 24/40, Marlipal® 013/20, Marlipal® 013/30, Marlipal® 013/40, Marlipal® O25/30, Marlipal® O25/70, Marlipal® O45/30, Marlipal® O45/40, Marlipal® O45/50, Marlipal® O45/70 und Marlipal® O45/80.
Hiervon sind Aminoalkyl(meth)acrylate und Aminoalkyl(meth)acrylamide, beispielsweise N-(3-Dimethylaminopropyl)methacrylamid (DMAPMAM), und Hydroxyalkyl(meth)acrylate, beispielsweise 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) besonders bevorzugt.
Ganz besonders bevorzugte Mischungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer weisen Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat und/oder Styrol auf.
Diese Komponenten können einzeln oder als Mischungen eingesetzt werden.
Die bevorzugten polymeren Strukturverbesserer weisen im Allgemeinen ein Molekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 1 000 000 g/mol, vorzugsweise im Bereich von 15*103 bis 500*103 g/mol und besonders bevorzugt im Bereich von 20*103 bis 300*103 g/mol auf, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Diese Werte beziehen sich auf das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der polydispersen Polymere in der Zusammensetzung. Diese Größe kann durch Gel-Permeations-Chromatografie auf bekannte Weise bestimmt werden.
Die Herstellung der polymeren Strukturverbesserer aus den zuvor beschriebenen Zusammensetzungen ist an sich bekannt. So können diese Polymere insbesondere durch radikalische Polymerisation, sowie verwandte Verfahren, wie beispielsweise ATRP (=Atom Transfer Radical Polymerisation) oder RAFT (=Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) erfolgen. Die übliche freie radikalische Polymerisation ist u.a. in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition dargelegt. Im Allgemeinen wird hierzu ein Polymerisationsinitiator eingesetzt.
Hierzu gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1 ,1-Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxyd, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, tert- Butylperoctoat, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl-peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2- ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1 ,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1 ,1-Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5- trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.
Das ATRP-Verfahren ist an sich bekannt. Es wird angenommen, dass es sich hierbei um eine "lebende" radikalische Polymerisation handelt, ohne dass durch die Beschreibung des Mechanismus eine Beschränkung erfolgen soll. In diesen Verfahren wird eine Übergangsmetallverbindung mit einer Verbindung umgesetzt, welche eine übertragbare Atomgruppe aufweist. Hierbei wird die übertragbare Atomgruppe auf die Übergangsmetallverbindung transferiert, wodurch das Metall oxidiert wird. Bei dieser Reaktion bildet sich ein Radikal, das an ethylenische Gruppen addiert. Die Übertragung der Atomgruppe auf die Übergangsmetallverbindung ist jedoch reversibel, so dass die Atomgruppe auf die wachsende Polymerkette rückübertragen wird, wodurch ein kontrolliertes Polymerisationssystem gebildet wird. Dementsprechend kann der Aufbau des Polymers, das Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung gesteuert werden. Diese Reaktionsführung wird beispielsweise von J-S. Wang, et al.,
J.Am.Chem.Soα, vol.117, p.5614-5615 (1995), von Matyjaszewski,
Macromolecules, vol.28, p.7901 - 7910 (1995) beschrieben. Darüber hinaus offenbaren die Patentanmeldungen WO 96/30421 , WO 97/47661 ,
WO 97/18247, WO 98/40415 und WO 99/10387 Varianten der zuvor erläuterten
ATRP.
Des Weiteren können die erfindungsgemäßen Polymere beispielsweise auch über RAFT-Methoden erhalten werden. Dieses Verfahren ist beispielsweise in WO 98/01478 ausführlich dargestellt, worauf für Zwecke der Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Polymerisation kann bei Normaldruck, Unter- od. Überdruck durchgeführt werden. Auch die Polymerisationstemperatur ist unkritisch. Im allgemeinen liegt sie jedoch im Bereich von -20° - 200°C, vorzugsweise 0° - 130°C und besonders bevorzugt 60° - 120°C.
Die Polymerisation kann mit oder ohne Lösungsmittel durchgeführt werden. Der Begriff des Lösungsmittels ist hierbei weit zu verstehen.
Vorzugsweise wird die Polymerisation in einem unpolaren Lösungsmittel durchgeführt. Hierzu gehören Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie beispielsweise aromatische Lösungsmittel, wie Toluol, Benzol und Xylol, gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Cyclohexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Dodecan, die auch verzweigt vorliegen können. Diese Lösungsmittel können einzeln sowie als Mischung verwendet werden. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Mineralöle, natürliche Öle und synthetische Öle sowie Mischungen hiervon. Von diesen sind Mineralöle ganz besonders bevorzugt. Die polymeren Strukturverbesserer können statistische Copolymere sein. Des Weiteren können diese Polymere Pfropfpolymere und/oder Blockcopolymere darstellen.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der polymere Strukturverbesserer durch Pfropfpolymerisation erhältlich, wobei eine Zusammensetzung umfassend die Komponenten a) bis d) auf eine Pfropfgrundlage polymerisiert wird, die ein Olefincopolymer (OCP), das vorwiegend aus Ethylen- und Propylen aufgebaut ist, und/oder ein hydriertes Copolymer (HSD) aus Dienen und Styrol umfasst.
Die hierfür einsetzbaren Polyolefincopolymere (OCP) sind an sich bekannt. Es handelt sich in erster Linie um aus Ethylen-, Propylen-, Isopren-, Butylen- und/oder weiteren -Olefinen mit 5 bis 20 C-Atomen aufgebaute Polymerisate. Ebenso sind Systeme, welche mit geringen Mengen Sauerstoff- oder stickstoffhaltiger Monomere (z.B. 0,05 bis 5 Gew.-% Maleinsäureanhydrid) bepfropft sind, einsetzbar. Die Copolymere, die Dienkomponenten enthalten, werden im Allgemeinen hydriert, um die Oxidationsempfindlichkeit sowie die Vernetzungsneigung der Polymere zu vermindern.
Das Molekulargewicht Mw liegt im Allgemeinen bei 10 000 bis 300 000, vorzugsweise zwischen 50 000 und 150 000. Derartige Olefincopolymerisate sind beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften DE-A 16 44 941 , DE-A 17 69 834, DE-A 19 39 037, DE-A 19 63 039 und DE-A 20 59 981 beschrieben.
Besonders gut brauchbar sind Ethylen-Propylen-Copolymere, ebenfalls sind Terpolymere mit den bekannten Terkomponenten, wie Ethyliden-Norbornen (vgl. Macromolecular Reviews, Vol. 10 (1975)) möglich, es ist jedoch deren Neigung zur Vernetzung beim Alterungsprozeß mit einzukalkulieren. Die Verteilung kann dabei weitgehend statistisch sein, es können aber auch mit Vorteil Sequenzpolymere mit Ethylenblöcken angewendet werden. Das Verhältnis der Monomeren Ethylen-Propylen ist dabei innerhalb gewisser Grenzen variabel, die bei etwa 75 % für Ethylen und etwa 80 % für Propylen als obere Grenze angesetzt werden können. Infolge seiner verminderten Löslichkeitstendenz in Öl ist bereits Polypropylen weniger geeignet als Ethylen- Propylen-Copolymere. Neben Polymeren mit vorwiegend ataktischem Propyleneinbau sind auch solche mit ausgeprägterem iso- oder syndiotaktischen Propyleneinbau einsetzbar.
Derartige Produkte sind kommerziell beispielsweise unter den Handelsnamen Dutral® CO 034, Dutral® CO 038, Dutral® CO 043, Dutral® CO 058, Buna® EPG 2050 oder Buna® EPG 5050 erhältlich.
Die hydrierten Styrol-Dien-Copolymere (HSD) sind ebenfalls bekannt, wobei diese Polymere beispielsweise in DE 21 56 122 beschrieben sind. Es handelt sich im Allgemeinen um hydrierte Isopren- oder Butadien-Styrol-Copolymere. Das Verhältnis von Dien zu Styrol liegt bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1 :2, besonders bevorzugt bei ca. 55:45. Das Molekulargewicht Mw liegt im Allgemeinen bei 10 000 bis 300 000, vorzugsweise zwischen 50 000 und 150 000. Der Anteil der Doppelbindungen nach der Hydrierung beträgt gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung höchstens 15%, besonders bevorzugt höchstens 5%, bezogen auf die Zahl der Doppelbindungen vor der Hydrierung.
Hydrierte Styrol-Dien-Copolymere können kommerziell unter dem Handelsnamen ®SHELLVIS 50, 150, 200, 250 oder 260 erhalten werden.
Die Herstellung der zuvor dargestellten Pfropfcopolymere, die mindestens einen HSD- und/oder OCP-Block sowie mindestens einen Block umfassend die zuvor beschriebenen Komponenten a), b) c) und/oder d) aufweisen, ist in der Fachwelt bekannt. Beispielsweise kann die Herstellung über eine Polymerisation in Lösung erfolgen. Derartige Verfahren sind unter anderem in DE-A 12 35491 , BE-A 592 880, US-A 4281 081 , US-A 4 338 418 und US-A-4,290,025 beschrieben.
Der polymere Strukturverbesserer ist im Schmierfett vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, vorhanden.
Zu den Schmierölen, die in den erfindungsgemäßen Schmierfetten enthalten sind, gehören insbesondere Mineralöle, synthetische Öle und natürliche Öle.
Mineralöle sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Sie werden im Allgemeinen aus Erdöl oder Rohöl durch Destillation und/oder Raffination und gegebenenfalls weitere Reinigungs- und Veredelungsverfahren gewonnen, wobei unter den Begriff Mineralöl insbesondere die höhersiedenden Anteile des Roh- oder Erdöls fallen. Im Allgemeinen liegt der Siedepunkt von Mineralöl höher als 200 °C, vorzugsweise höher als 300 °C, bei 5000 Pa. Die Herstellung durch Schwelen von Schieferöl, Verkoken von Steinkohle, Destillation unter Luftabschluß von Braunkohle sowie Hydrieren von Stein- oder Braunkohle ist ebenfalls möglich. Zu einem geringen Anteil werden Mineralöle auch aus Rohstoffen pflanzlichen (z. B. aus Jojoba, Raps) od. tierischen (z. B. Klauenöl) Ursprungs hergestellt. Dementsprechend weisen Mineralöle, je nach Herkunft unterschiedliche Anteile an aromatischen, cyclischen, verzweigten und linearen Kohlenwasserstoffen auf.
Im Allgemeinen unterscheidet man paraffinbasische, naphthenische und aromatische Anteile in Rohölen bzw. Mineralölen, wobei die Begriffe paraffinbasischer Anteil für längerkettig bzw. stark verzweigte iso-Alkane und naphtenischer Anteil für Cycloalkane stehen. Darüber hinaus weisen Mineralöle, je nach Herkunft und Veredelung unterschiedliche Anteile an n- Alkanen, iso-Alkanen mit einem geringen Verzweigungsgrad, sogenannte monomethylverzweigten Paraffine, und Verbindungen mit Heteroatomen, insbesondere O, N und/oder S auf, denen bedingt polare Eigenschaften zugesprochen werden. Die Zuordnung ist jedoch schwierig, da einzelne Alkanmoleküle sowohl langkettig verzweigte Gruppen als auch Cycloalkanreste und aromatische Anteile aufweisen können. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Zuordnung beispielsweise gemäß DIN 51 378 erfolgen. Polare Anteile können auch gemäß ASTM D 2007 bestimmt werden. Der Anteil der n-Alkane beträgt in bevorzugten Mineralölen weniger als 3 Gew.-%, der Anteil der O, N und/oder S-haltigen Verbindungen weniger als 6 Gew.-%. Der Anteil der Aromaten und der monomethylverzweigten Paraffine liegt im Allgemeinen jeweils im Bereich von 0 bis 40 Gew.-%. Gemäß einem interssanten Aspekt umfaßt Mineralöl hauptsächlich naphtenische und paraffinbasische Alkane, die im allgemeinen mehr als 13, bevorzugt mehr als 18 und ganz besonders bevorzugt mehr als 20 Kohlenstoffatome aufweisen. Der Anteil dieser Verbindungen ist im allgemeinen > 60 Gew.-%, vorzugsweise > 80 Gew.-%, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Ein bevorzugtes Mineralöl enthält 0,5 bis 30 Gew.-% aromatische Anteile, 15 bis 40 Gew.-% naphthenische Anteile, 35 bis 80 Gew.-% paraffinbasische Anteile, bis zu 3 Gew.-% n-Alkane und 0,05 bis 5 Gew.-% polare Verbindungen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Mineralöls.
Eine Analyse von besonders bevorzugten Mineralölen, die mittels herkömmlicher Verfahren, wie Harnstofftrennung und
Flüssigkeitschromatographie an Kieselgel, erfolgte, zeigt beispielsweise folgende Bestandteile, wobei sich die Prozentangaben auf das Gesamtgewicht des jeweils eingesetzten Mineralöls beziehen: n-Alkane mit ca. 18 bis 31 C-Atome:
0,7 - 1 ,0 %, gering verzweigte Alkane mit 18 bis 31 C-Atome:
1 ,0 - 8,0 %, Aromaten mit 14 bis 32 C-Atomen:
0,4 - 10,7 %,
Iso- und Cyclo-Alkane mit 20 bis 32 C-Atomen:
60,7- 82,4 %, polare Verbindungen:
0,1 - 0,8 %,
Verlust:
6,9 - 19,4 %.
Wertvolle Hinweise hinsichtlich der Analyse von Mineralölen sowie eine Aufzählung von Mineralölen, die eine abweichende Zusammensetzung aufweisen, findet sich beispielsweise in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM, 1997, Stichwort "lubricants and related products".
Synthetische Öle umfassen unter anderem organische Ester, beispielsweise Diester und Polyester, Polyalkylenglykole, Polyether, synthetische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Polyolefine, von denen Polyalphaolefine (PAO) bevorzugt sind, Silikonöle und Perfluoralkylether. Sie sind meist etwas teurer als die mineralischen Öle, haben aber Vorteile hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit.
Natürliche Öle sind tierische oder pflanzliche Öle, wie beispielsweise Klauenöle oder Jojobaöle.
Diese Schmieröle können auch als Mischungen eingesetzt werden und sind vielfach kommerziell erhältlich.
Vorzugsweise umfasst das Schmierfett 69,9 bis 98,9 Gew.-%, insbesondere 75 bis 95 Gew.-% Schmieröl, bezogen auf das Gesamtgewicht. Die in den erfindungsgemäßen Schmierfetten enthaltenen Verdickungsmittel sind in der Fachwelt an sich bekannt und können kommerziell erhalten werden. Diese sind unter anderem in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Bd. 20,2003, Wiley, ISBN 3-527-30385-5, in T. Mang und W. Dresel, Lubricants and Lubrication, 2001 , Wiley, ISBN 3-527-29536-4, und Wilfried J. Bartz u.a., Schmierfette, expert-Verl., 2000, ISBN 3-8169-1533-7. Hierzu gehören insbesondere Seifenverdicker, anorganische Verdicker und polymere Verdicker.
Die Seifenverdicker umfassen im Allgemeinen mindestens eine Metallkomponente sowie mindestens eine Carbonsäureanionkomponente.
Zu den üblichen Metallkomponenten gehören insbesondere die Alkalimetalle, wie Lithium, Natrium und Kalium, die Erdalkalimetalle, wie Caicium oder Barium sowie Aluminium.
Die Carbonsäureanionkomponente umfasst im Allgemeinen Anionen, die von langkettigen Carbonsäuren abgeleitet sind, die vielfach 6 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen. Hierzu gehören insbesondere die Stearinsäure, die 12-Hydroxystearinsäure, die Octadecansäure, die Eicosansäure und die Hexadecansäure.
Des Weiteren kann die Carbonsäureanionkomponente Anionen umfassen, die von kurzkettigen Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder von aromatischen Carbonsäuren abgeleitet sind. Hierzu gehören insbesondere die Essigsäure, Propansäure und die Butansäure sowie die Benzoesäure.
Die Seifenverdicker können als solche in dem Verfahren eingesetzt werden, um eine Fettstruktur umfassende Dispersion herzustellen. Des Weiteren können diese auch in situ aus den entsprechenden Säuren oder deren Derivaten, beispielsweise deren Estern, sowie basischen Metallverbindungen hergestellt werden.
Die bevorzugten Säuren wurden zuvor dargelegt. Im Hinblick auf die Ester ist festzuhalten, dass Ester mit einem kurzkettigen Alkoholrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise die Methyl-, Ethyl-, Propyl- und/oder Butylester bevorzugt sind.
Zu den bevorzugten basischen Verbindungen gehören insbesondere die Oxide, Hydroxide und Carbonate der zuvor genannten Metalle.
Zu den bevorzugten Seifenverdickern gehören unter anderem Lithium-12- hydroxystearat, Lithium-Komplexseifen, Aluminium-Komplexseifen und Calcium-Komplexseifen.
Des Weiteren können die basischen Verbindungen zur Herstellung der Seifen in einem Über- oder Unterschuss zugegeben werden, wobei unter- oder überbasische Verbindungen entstehen.
Des Weiteren können anorganische Verdickungsmittel eingesetzt werden. Hierzu gehören insbesondere organophile Tone, die von Bentonit abgeleitet sein können, und Silicagel.
Darüber hinaus können auch polymere Verdicker verwendet werden. Diese umfassen Polyharnstoffe sowie Thermoplastpulver, wie Polytetrafluorethylen und Fluorethylenpropylen.
Vorzugsweise umfasst das Schmierfett 0,01 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 15 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 10 Gew-% Verdicker, bezogen auf das Gesamtgewicht. Das Gewichtsverhältnis von Schmieröl zu Verdickungsmittel in dem Schmierfett liegt im Allgemeinen im Bereich von 100:1 bis 100:30, vorzugsweise 100:2 bis 100:25, insbesondere 100:5 bis 100:15.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Schmierfett weitere Additive und Zusatzstoffe enthalten.
Zu diesen Additiven gehören unter anderem Viskositätsindexverbesserer, Antioxidantien, Alterungsschutzmittel, Verschleißschutzmittel, Korrosionsinhibitoren, Detergentien, Dispergentien, EP-Additive, Reibungsminderer, Farbstoffe, Geruchsstoffe, Metalldesaktivatoren und/oder Demulgatoren.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßes Schmierfett eine Wasserresistenz von 1 bis 50%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 35% auf. Die Kegelpenetration bevorzugter Schmierfette liegt im Bereich von 175 bis 385 dmm, besonders bevorzugt im Bereich von 220 dmm bis 340 dmm.
Die Wasserresistenz kann gemäß ASTM D 4049 bestimmt werden. Die Kegelpenetration kann nach ASTM D 1403 gemessen werden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können besondere Schmierfette bei sehr tiefen Temperaturen eingesetzt werden. Vorzugsweise können die Schmierfette unterhalb einer Temperatur von 0°C, besonders bevorzugt von -10 °C eingesetzt werden. Weiterhin können bevorzugte Schmierfette auch bei hohen Temperaturen von mindestens 50°C, besonders bevorzugt mindestens 90°C eingesetzt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierfette kann in Anlehnung an die üblichen Verfahren erfolgen, wobei diese dem zuvor genannten Stand der Technik entnommen werden kann. Im Allgemeinen wird in einer Struktur-Bildungsphase die Schmierfettstruktur bzw. Schmierfettmatrix durch physikalisch-chemische Vorgänge erzeugt. Dabei laufen verschiedene Vorgänge ab, wie z.B. die Aggregation der Verdicker- Kristallite, die Bildung von Seifenmizellen durch Einlagerung und Adsorption von Grundölmolekülen, das Anschmelzen der Seifenmizellen (= Erhitzen über den Schmelzpunkt der Seifenmoleküle) und schließlich die Rekristallisation der Seifenmoleküle (=gezieltes Abkühlen).
Vielfach wird in einer ersten Stufe aus Vorprodukten eine Metallseife erzeugt. Bei der Reaktionsphase werden Metallseifen-Moleküle durch Reaktion der entsprechenden Ausgangsstoffe im Grundöl erzeugt. Dabei liegen die Metallseifen Moleküle als feine Kristalle vor. Diese Stufe ist optional, da diese durch Wahl entsprechender Vorverbindungen nicht notwendig ist.
Die Zugabe der polymeren Strukturverbesserer kann vor, während oder nach der Strukturbildungsphase erfolgen. Beispielweise kann zunächst in einem Mineralöl der polymere Strukturverbesserer hergestellt werden. Anschließend kann ein Verdicker, bzw. Vorverbindungen zur Herstellung des Verdickers, zu der erhaltenen Mischung hinzugefügt werden.
Des Weiteren kann der polymere Strukturverbesserer nach der Strukturbildungsphase, beispielsweise einem Schmierfett hinzugefügt werden. Vorzugsweise wird der polymere Strukturverbesserer in einer bei 25°C flüssigen Zusammensetzung einer Dispersion hinzugegeben, die eine Fettstruktur aufweist.
Der Begriff "Fettstruktur" ist in der Fachwelt bekannt, wobei diese Struktur als schwammartig bezeichnet werden kann. Diese Struktur der Dispersion kann beispielsweise durch mikroskopische Aufnahmen nachgewiesen werden, wobei das Schmieröl in einem Verdickungsmittel gehalten wird. Die Zusammensetzung kann sowohl eine Dispersion als auch eine Lösung darstellen. Dementsprechend weisen diese Zusammensetzungen mindestens ein flüssiges Medium auf.
Zu den besonders bevorzugten Medien gehören insbesondere Schmieröle, die ebenfalls zur Herstellung der Dispersion eingesetzt werden können, die mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl umfasst.
Flüssige Medien zum Dispergieren oder Lösen der zuvor beschriebenen polymeren Strukturverbesserer sind an sich bekannt, wobei diese Medien mit der Dispersion, die mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl umfasst, verträglich sein sollte. Unter Verträglichkeit wird hierbei die Mischbarkeit des Mediums mit der Dispersion verstanden, die mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl umfasst.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die bei 25°C flüssige, mindestens einen polymeren Strukturverbesserer aufweisende Zusammensetzung bei 25°C eine Viskosität im Bereich von 0,01 mm2/s bis 100000 mm2/s, vorzugsweise 0,1 mm2/s bis 20000 mm2/s und besonders bevorzugt von 1 mm2/s bis 10000 mm2/s gemäß DIN 51562 auf.
Die Konzentration des polymeren Strukturverbesserers in der bei 25°C flüssigen Zusammensetzung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 89 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Das Verhältnis von dem Gewicht der Dispersion zum Gewicht der bei 25°C flüssigen Zusammensetzung, die mindestens einen polymeren Strukturverbesserer umfasst, liegt vorzugsweise im Bereich von 100:1 bis 1 :1 , besonders bevorzugt im Bereich von 50:1 bis 5:1 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 25:1 bis 10:1.
Die bei 25°C flüssige Zusammensetzung kann unter anderem während einer der Struktur-Bildungsphase folgenden mechanischen Phase zugegeben werden.
Des Weiteren kann die bei 25°C flüssige Zusammensetzung einem fertigen Schmierfett nach der mechanischen Phase zugegeben werden. Durch diesen besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine große Menge eines einfachen Schmierfetts hergestellt werden, das anschließend in einem weiteren Schritt an die besonderen Bedürfnisse der Endkunden durch die Zugabe der bei 25°C flüssige Zusammensetzung, die weitere Additive enthalten kann, angepasst werden kann. Hierdurch ist eine besonders wirtschaftliche Herstellung von geringen Mengen an speziellen Schmierfetten möglich.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Wasserresistenz um mindestens 30%, besonders bevorzugt um mindestens 50% und ganz besonders bevorzugt um mindestens 70%, bezogen auf die Wasserresistenz der Dispersion, zu der die bei 25°C flüssige Zusammensetzung zugegeben wird, verbessert werden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fettstruktur umfassende Dispersion sowie die bei 25°C flüssige Zusammensetzung im Wesentlichen biologisch abbaubar. Vorzugsweise wird diese gemäß RAL-ZU 64 gemessen.
Die Zugabe der bei 25°C flüssigen Zusammensetzung zur Fettstruktur umfassenden Dispersion kann durch allgemein bekannte Methoden erfolgen. Hierzu gehören unter anderem Rühren, Mischen, Kneten, Walzen und/oder Homogenisieren.
Die Temperatur, bei der man die bei 25°C flüssige Zusammensetzung zur Fettstruktur umfassenden Dispersion zugibt, ist an sich nicht kritisch. Bei einer hohen Temperatur lässt sich die bei 25°C flüssige Zusammensetzung häufig leichter in die Dispersion einarbeiten. Allerdings muss die Fettstruktur bei der Zugabetemperatur stabil sein.
Vorzugsweise wird die bei 25°C flüssige Zusammensetzung bei einer Temperatur zur Fettstruktur umfassenden Dispersion zugegeben, die unterhalb des Tropfpunktes der Dispersion vor der Zugabe der flüssigen Zusammensetzung ist. Der Tropfpunkt kann gemäß ASTM D 2265 bestimmt werden.
Besonders bevorzugt wird die bei 25°C flüssige Zusammensetzung bei einer Temperatur zur Fettstruktur umfassenden Dispersion zugegeben, die mindestens 40°C, ganz besonders bevorzugt mindestens 60°C, unterhalb des Tropfpunktes der Dispersion vor der Zugabe der flüssigen Zusammensetzung ist.
Gemäß einer bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die bei 25°C flüssige Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 75°C, insbesondere im Bereich 25°C bis 70°C zugegeben werden.
Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele und Vergleichsbeisptele eingehender erläutert, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll. Nachfolgend werden folgende Abkürzungen verwendet.
KV 100, KV 40 = kinematische Viskosität, gemessen nach DIN 51562 bei 100°C und 40°C
Typischerweise werden die in den Beispiel beschriebenen Polymerlösungen in einem 150 N Messöl vermessen, die Angabe in () zeigt die verwendete Polymerkonzentration.
[η] bezeichnet die Grenzviskositätszahl, gemessen nach DIN ISO 16281 , Teil 6.
Herstellungsbeispiel 1
Herstellung von PAMA/Methacrylsäure-Polymeren
In einem 2 Liter Vierhalskolben ausgestattet mit Rührer, Thermometer und Rückflusskühier werden 6,1 g Methacrylsäure und 603,9 g eines C10-C18 Alkylmethacrylats in 499 g 100 N Öl, z.B. 100 SN der Firma Kuwait Petroleum gelöst. Die Lösung wird mittels Zugabe von 10 g Trockeneis inertisiert und anschließend die Temperatur auf 82 °C erhöht. Nach Erreichen der Temperatur wird die Polymerisation durch Zugabe von 0,73 g Initiator (tert-Butylper-2- ethylhexyl-hexanoat) gestartet. Nach 4 Stunden Reaktionszeit wird 1 ,21 g Initiator und nach weiteren 4 Stunden wird 111 g 100 N Öl zugegeben. Die entstehende Polymerlösung ist ca 50%ig.
KV 100 (2%ig in 150 N Öl): 10,11 mm2/s
KV 40 (2%ig in 150 N Öl): 58,43 mm2/s
[η] 136 cm3/g Herstellungsbeispiel 2
Herstellung eines PAMA- Polymeren ohne Säurefunktion
Herstellung analog zu Beispiel 1
Batchpolymerisation, 82°C, 55%ig in 100 N Öl
495,0 g 100 N Öl
605,0 g C12-C18 Alkylmethacrylat
0,73 g Initiator (0,12 %)
Nachfütterschritt (nach 4 h): 1 ,21 g Initiator (0,20 %)
Verdünnen auf 50% mit 110,0 g 100 N Öl
KV 100 (2 %ig in 150 N Öl): 9,98 mm2/s
KV 40 (2%ig in 150 N Öl): 55,58 mm2/s
[η] 127 cm3/g
Herstellungsbeispiel 3:
Herstellung eines NLGI Grad 2 Li- Seifenfetts (EG 2768)
In einen 6 I Schmierfett-Autoklaven Kessel, ausgestattet mit einer Öl- Mantelheizung sowie einem mechanischen Planetenrührwerk werden 272 g hydrogeniertes Kastoröl (HCO, 181.6 mg KOH/g), 40 g Lithiumhydroxid, 32 g Vanlube NA (ein Diphenylamin der Fa. Vanderbilt, 32 g Lubad 199 (ein Calciumsalicylat der Fa. Shell), und 1440 g HVI 650 Öl der Fa. Shell sowie 1330 g HVI 160 Öl der Fa. Shell gegeben. Der Kessel wird verschlossen und eine Stunde bei 100°C/100 U/min gehalten. Anschließend wird das entstandene Reaktionswasser abgelassen und die Mischung auf 210 °C erhitzt. Nach Erreichen der Spitzentemperatur wird bei 200 U/min. mit einer Rate von 1°C/min. die Mischung auf 165 °C abgekühlt. Anschließend wird bei 100 U/min. weiter auf eine Temperatur von 50 °C abgekühlt. Der Kessel wird geöffnet und das entstandene Fett mindestens 2 mal über eine Dreiwalzenmühle homogenisiert und in einen Eimer gefüllt. Physikalische Daten:
Kegelpenetration (IP 50) unbearbeitet: 285 dmm, nach 60 Bewegungen 288 dmm (NLGI Grad 2), nach 100060 Bewegungen: 317 dmm.
Tropfpunkt (ASTM D566): 197,7 °C Wasser Wash Out (ASTM D 1264): 7,5 % Wasser Spray Off (ASTM D 4049): 33,8 %
Beispiel 1
In einem Mischer (Kenwood Chef) wurden 990 g des nach Herstellungsbeispiel 3 erhältlichen Schmierfetts EG 2768, der Klassifikation NLGI Grad 2 auf Basis von Li-Seifen mit 10 g einer Lösung, die 50 Gew.-% Polymere mit Säuregruppen, die gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten wurden und ein Schmieröl umfasst, bei 60 °C gemischt. Die erhaltene Mischung wurde anschließend über eine Dreiwalzenmühle (Exact 50 der Fa. Exact Apparatebau) homogenisiert. Die Eigenschaften des modifizierten Schmierfetts wurden nachfolgend bestimmt.
Hierzu wurden insbesondere der Tropfpunkt gemäß ASTM D 566, die Kegelpenetration gemäß ASTM D 217 und die Wasserresistenz gemäß ASTM D 4049 gemessen. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 dargelegt.
Vergleichsbeispiel 1
Das Beispiel 1 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch keine Lösung eingearbeitet wurde. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 dargelegt. Vergleichsbeispiel 2
Das Beispiel 1 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch eine Lösung eingearbeitet wurde, die 50 Gew.-% Polymere ohne Säuregruppen, die gemäß dem Herstellungsbeispiel 2 erhalten wurden und ein Schmieröl umfasst. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 dargelegt.
Tabelle 1
Beispiel 2
In einem Mischer (Kenwood Chef) wurden 990 g des von F&S Mannheim erhältlichen Schmierfetts Farmlub, der Klassifikation NLGI Grad 2 auf Basis von Li-Seifen mit 10 g einer Lösung, die 50 Gew.-% Polymere mit Säuregruppen, die gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten wurden, und ein Schmieröl umfasst, bei 60 °C gemischt. Die erhaltene Mischung wurde anschließend über eine Dreiwalzenmühle (Exact 50 der Fa. Exact Apparatebau) homogenisiert. Die Eigenschaften des modifizierten Schmierfetts wurden nachfolgend bestimmt.
Hierzu wurden insbesondere der Tropfpunkt gemäß ASTM D 566, die Kegelpenetration gemäß ASTM D 217 und die Wasserresistenz gemäß ASTM D 4049 gemessen. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 2 dargelegt. Vergleichsbeispiel 3
Das Beispiel 2 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch keine Lösung eingearbeitet wurde. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 2 dargelegt.
Beispiel 3
Das Beispiel 2 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei 40g der Dispersion, die 50 Gew.-% Polymere mit Säuregruppen, die gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten wurden, und ein Schmieröl umfasst, in 960 g Schmierfett der Fa. F&S Mannheim, eingearbeitet wurde. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 2 dargelegt.
Vergleichsbeispiel 4
Das Beispiel 2 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch 10 g einer Lösung, die 50 Gew.-% Polymere ohne Säuregruppen, die gemäß dem Herstellungsbeispiel 2 erhalten wurden, und ein Schmieröl umfasst, eingearbeitet wurde. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 2 dargelegt.
Vergleichsbeispiel 5
Das Beispiel 3 wurde im wesentlichen wiederholt, wobei jedoch 20 g einer Lösung, die 50 Gew.-% Polymere ohne Säuregruppen, die gemäß dem Herstellungsbeispiel 2 erhalten wurden, und ein Schmieröl umfasst, in 980 g Fett der Fa. F&S eingearbeitet wurde. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 2 dargelegt. Tabelle 2

Claims

Patentansprüche
1. Schmierfett umfassend mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett mindestens einen polymeren Strukturverbesserer enthält, der durch Polymerisation von Monomerenzusammensetzungen erhalten werden kann, die aus a) 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (I)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, b) 40 bis 99,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, mindestens eines (Meth)acrylats der Formel (II)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet, c) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze, d) 0 bis 59,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Comonomer besteht.
2. Schmierfett gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Monomere gemäß Komponente c) mindestens eine Carboxylgruppe, mindestens eine Phosphonsäuregruppe und/oder mindestens eine Sulfonsäuregruppe umfasst.
3. Schmierfett gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente c) mindestens ein Monomer umfasst, das aus der Gruppe bestehend aus Methacrylsäure und/oder Acrylsäure oder deren Salze ausgewählt ist.
4. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomerenzusammensetzung 0,1 bis 5 Gew.-% , bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze gemäß Komponente c) umfasst.
5. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Strukturverbesserer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 15000 g/mol bis 1 000 000 g/mol aufweist.
6. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdicker ein Seifenverdicker, ein anorganischer Verdicker und/oder ein polymerer organischer Verdicker ist.
7. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett Additive umfasst.
8. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett eine Wasserresistenz von 1 bis 50 % aufweist.
9. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett eine Kegelpenetration im Bereich von 175 dmm bis 385 dmm aufweist.
10. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Strukturverbesserer ein Blockcopolymer umfasst.
11. Schmierfett nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Strukturverbesserer durch Pfropfpolymerisation erhältlich ist, wobei eine Zusammensetzung umfassend die Komponenten a) bis d) auf eine Pfropfgrundlage polymerisiert wird, die ein Olefincopolymer (OCP), das vorwiegend aus Ethylen- und Propylen aufgebaut ist, und/oder ein hydriertes Copolymer (HSD) aus Dienen und Styrol umfasst.
12. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett 1 bis 30 Gew.-% Verdicker umfasst.
13. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett 69,9 bis 98,9 Gew.-% Schmieröl umfasst.
14. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett 0,1 bis 10 Gew.-% polymerer Strukturverbesserer umfasst.
15. Verfahren zur Herstellung von Schmierfett, wobei man eine Mischung herstellt, die mindestens ein Verdickungsmittel, mindestens ein Schmieröl und einen polymeren Strukturverbesserer umfasst, der durch Polymerisation von Monomerenzusammensetzungen erhalten werden kann, die aus a) 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen der Formel (I)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, b) 40 bis 99,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen der Formel (II)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet, c) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze, d) 0 bis 59,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Comonomer besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Strukturverbesserer einer eine Fettstruktur aufweisende Dispersion, die mindestens ein Verdickungsmittel und mindestens ein Schmieröl umfasstzugegebenen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Strukturverbesserer in einer bei 25°C flüssigen Zusammensetzung der Dispersion zugesetzt wird.
18. Verwendung von einem Polymer, die durch Polymerisation von Monomerenzusammensetzungen erhalten werden kann, die aus a) 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen der Formel (I)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, b) 40 bis 99,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen der Formel (II)
worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet, c) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Säuregruppen umfassende Monomere oder deren Salze, d) 0 bis 59,99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der polymeren Strukturverbesserer, Comonomer besteht, als Strukturverbesserer in Schmierfetten.
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