EP4499789A1 - Verwendung einer schmierstoffzusammensetzung zum schmieren von arbeitsgeräten - Google Patents

Verwendung einer schmierstoffzusammensetzung zum schmieren von arbeitsgeräten

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EP4499789A1
EP4499789A1 EP22817162.5A EP22817162A EP4499789A1 EP 4499789 A1 EP4499789 A1 EP 4499789A1 EP 22817162 A EP22817162 A EP 22817162A EP 4499789 A1 EP4499789 A1 EP 4499789A1
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EP
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weight
lubricant composition
acid
use according
polyalphaolefin
Prior art date
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Pending
Application number
EP22817162.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sarah Hüttner
Dirk Loderer
Jan ROBERT
Stefan Seemeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klueber Lubrication Muenchen & Co Kg GmbH
Original Assignee
Klueber Lubrication Muenchen & Co Kg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/10—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated semi-solid; greasy
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10N2070/00—Specific manufacturing methods for lubricant compositions

Definitions

  • the invention relates to the use of a lubricant composition for lubricating work equipment that is used for processing, in particular for packaging, manufacturing, portioning, order picking, assembly, storage, extraction and/or promotion of food, luxury foods, cosmetics, pharmaceuticals and/or animal feed.
  • lubricants for lubricating work equipment for processing food, beverages, cosmetics, pharmaceuticals and/or animal feed with regard to their environmental compatibility and toxicity.
  • a lubricant should be food-safe if the lubricant can come into direct or indirect contact with cosmetics, food and beverages.
  • the important areas of application in the food industry include chains in ovens and other high-temperature applications, as well as transport hangers, especially trolleys and their bearings. But also in others Applications such as packaging devices, for example cigarettes, require food-grade lubricants.
  • Food-safe lubricants are subject to legal regulations, such as certification according to NSF/H1 or NSF/H2.
  • the classification “H1” can be achieved by lubricants that are in "incidental food contact", i.e. in occasional, technically unavoidable contact with food. However, intentional or permanent contact can also be ruled out when using “H1” lubricants.
  • An “H2” classification can be achieved by lubricants that are non-toxic and non-carcinogenic. When using “H2” lubricants, any contact with the food must be excluded.
  • Aluminum complex soaps are often used as thickeners in the well-known food-safe lubricants because they are suitable for "H1".
  • Aluminum complex soaps as thickeners for lubricating grease compositions have long been known and are described in many literatures, for example in JL Dreher, TH Koundakijan and CF "Manufacture and Properties of Aluminum Complex Greases", NLGI Spokesman, 107-113, 1965; HW Kruschwitz “The Development of Formulations for Aluminum Complex Thickener Systems” NLGI Spokesman, 51 -59, 1976; HW Kruschwitz “The Manufacture and Uses of Aluminum Complex Greases” NLGI National Meeting Preprints 1985.
  • lubricants containing aluminum complex soaps have unsatisfactory technical performance for some applications in food processing.
  • the food-grade lubricants containing aluminum complex soaps used to date do not have the desired wear resistance for some applications in food processing and/or have poor resistance to seals. It would therefore be desirable to obtain a lubricant that can be formulated to suit “H1” and that does not have these disadvantages.
  • CN 107955694 A describes a lubricating grease for food machinery, which consists of, based on weight, 250-350 parts of base oil, 50-60 parts of fatty acid, 10-20 parts of calcium hydroxide, 5-10 parts of hydroxide lithium, 1-3 parts of inorganic acid, 3 -5 parts antioxidant and 8-12 parts rust inhibitor, the inorganic acid being boric acid.
  • the grease should have a high dropping point of up to 260 °C and good corrosion resistance.
  • the disadvantage of this grease is the high proportion (1-3% by weight) of boric acid, as it is harmful to health.
  • the CN 107987943 A describes a lubricant for
  • Food machinery containing 30 to 40 parts by weight of palm oil, 20 to 30 parts of rice bran oil, 10 to 20 parts of sulphur Lard, 5 to 10 parts modified soybean oil, 4 to 8 parts catechin gallate, 3 to 6 parts sodium lauryl sulfonate, 3 to 6 parts propylene glycol fatty acid ester, 2 to 4 parts soybean phospholipids, 2 to 5 parts monoalkyl ether phosphate triethanolamine salt, 0.5 to 1 part thiobisphenol, 2 up to 4 parts lithium 12-hydroxystearate, 1 to 2 parts zinc stearate, 1.2 to 1.5 parts nanomolybdenum disulfide, 0.3 to 0.5 parts zinc dialkyldithiophosphate, 1 to 3 parts dibutylhydroxytoluene, 15 to 25 parts water.
  • lubricant has an intense smell of sulfur due to the use of raw materials containing sulfur.
  • lubricants that contain animal components, such as lard are not well suited for the food sector and cannot even be used for kosher foods.
  • the use of zinc stearate is also unacceptable from a health perspective.
  • DE 102005013266 A1 describes the use of a lubricating grease composition consisting of at least 50% by weight of a base oil selected from the group of hydrocarbons, polyalkylene glycols, silicone oils, esters or perfluorinated polyethers; up to 20% by weight of at least one thickener selected from the group of soap thickeners based on aluminum, calcium, lithium, barium or sodium compounds; polyurea thickeners; polymeric thickeners or inorganic thickeners and/or up to 45% by weight of at least one solid lubricant from the group of polymers; the silicates; the Russian; the graphite or based on metal sulfides, phosphates, oxides or hydroxides and up to 20% by weight of at least one preservative selected from the group of quaternary ammonium salts;
  • Sorbic acid, formic acid or 4-hydroxy-benzoic acid ester and other additives as lubricants for beer bottling systems are included.
  • a lubricating grease composition with the following composition is described as particularly suitable:
  • grease compositions based on aluminum thickeners show unsatisfactory mechanical properties for some applications.
  • layered silicates can usually be used to increase the consistency used can lead to increased wear in some applications.
  • EP 3375850 A1 describes a food-compatible high-temperature fat comprising the following components: a) 91.9 to 30% by weight of at least one oil, selected from the group consisting of a mixture of trimellitic acid tri(iso-C10) ester (1) and trimellitic acid tri (iso-C13 ) esters (2), the mixing ratio of (1) to (2) being 99:1 to 1:99, alkyl aromatics, estolides; b) 6 to 45% by weight of a polymer selected from the group consisting of a hydrogenated, fully hydrogenated polyisobutylene or a mixture of hydrogenated or fully hydrogenated polyisobutylene; c) 0.1 to 5% by weight of additives individually or in combination, selected from the group consisting of corrosion protection additives, antioxidants, wear protection additives, UV stabilizers, inorganic or organic solid lubricants and d) 2 to 20% by weight of thickeners.
  • urea As thickeners, urea, Al complex soaps, metal simple soaps of the elements of the first and second main groups of the periodic table, metal complex soaps of the elements of the first and second main groups of the periodic table, bentonites, sulfonates, silicates, aerosil, polyimides, PTFE or a mixture of the the aforementioned thickeners can be used.
  • the component can a) as a further food-compatible oil, a compound selected from the group consisting of mineral oil, aliphatic Carboxylic acid and dicarboxylic acid esters, fatty acid triglycerides and polyalphaolefins.
  • the object of the present invention is to provide a lubricant composition that can be used for lubricating work equipment that is used for processing, in particular for packaging, manufacturing, portioning, order picking, packaging, storage, extraction and/or promotion of food, luxury foods, cosmetics , pharmaceuticals and/or animal feed, and which at least partially eliminates the above-mentioned disadvantages.
  • the lubricant composition “H1” should be suitably formulated can be used and still have good wear resistance and high resistance to elastomeric seals.
  • the lubricant composition is said to have improved low-temperature behavior and temperature stability compared to lubricant compositions containing aluminum complex soaps as thickeners and to demonstrate improved technical performance for at least some food processing applications.
  • a lubricant composition comprising the following components: a) 72% by weight to 95% by weight of polyalphaolefin, b) 5% by weight to 28% by weight of lithium soap, in each case based on the total weight of the lubricant composition, for lubricating Equipment used for processing, in particular for packaging, manufacturing, portioning, order picking, assembly, storage, extraction and/or promotion, of food, luxury foods, cosmetics, pharmaceuticals and/or animal feed, whereby the metallocene-catalyzed polyalphaolefin content is at least 10% by weight .%, more preferably from 10% by weight to 95% by weight, based in each case on the total weight of the lubricant composition, and/or the content of acid-catalyzed polyalphaolefin is at least 10% by weight, more preferably from 10% by weight to 95% by weight, in each case based on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition according to the invention is suitable for NSF/H1.
  • NSF/H1 compatible raw materials are approved according to the rules of the National Sanitation Foundation (Code of Federal Regulations, Title 21, Volume 3, Revised as of April 1, 2020, CITE: 21 CFR178.3570). The permitted raw materials can be published or treated confidentially. This makes the composition ideal for lubricating work equipment in the areas mentioned above.
  • the lubricant composition has good wear resistance and high resistance to elastomeric seals. In addition, it has improved technical performance compared to lubricant compositions containing aluminum complex soaps as thickeners for various food processing applications. In particular, the lubricant composition shows the following advantages compared to these lubricant compositions with comparable base oil viscosity (40 °C): • up to -50 °C flow pressure
  • Li soap thickeners compared to Al complex soaps are that their thickening effect is stronger and therefore stronger lubricating greases can be produced without Co thickeners (e.g. bentonite).
  • Al complex soap fats have a regulatory limit of a maximum of 10% by weight of pure thickener for the H1 range. Significantly firmer consistencies can be achieved with Li soaps than with Al complex fats.
  • the lubricant composition comprises less than 0.1% by weight of boric acid and boric acid derivatives, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • Boric acid derivatives are compounds produced by chemical
  • Reaction of boric acid can be obtained and in which a central boron atom is coordinated with three or four oxygen atoms.
  • Boric acid derivatives have another atom or group of atoms instead of one or more hydrogen atoms.
  • boric acid derivatives are typically understood to mean compounds that are obtained by chemically reacting boric acid with bases contained in the lubricant composition, in particular with metal carbonates (lithium soaps) or metal hydroxides used as thickeners, i.e. metal borates and boric acid esters.
  • the lubricant composition contains less than 0.1% by weight of boric acid, calcium borate and lithium borate, based on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition contains 72% by weight to 95% by weight of polyalphaolefin (PAO).
  • PAO polyalphaolefin
  • Particularly preferred polyalphaolefins are NSF/H1-compatible polyalphaolefins.
  • the advantage of polyalphaolefins is their good sealing compatibility with polar sealing materials, for example NBR, HNBR and ACM. They also enable improved low-temperature properties compared to white oils and mineral oils.
  • Polyalphaolefins can be produced from an alpha-olefin or from mixtures of alpha-olefins, for example via acid catalysis or metallocene catalysis.
  • the polyalphaolefin preferably comprises acid-catalyzed polyalphaolefin, metallocene-catalyzed polyalphaolefin and/or mixtures thereof.
  • Metallocene-catalyzed PAOs lead to more ordered structures because rearrangement during the polymer reaction can be reduced.
  • Preferred commercial products for mPAO's are Spectrasyn Elite 65®, Spectrasyn Elite 150®, Spectrasyn Elite 300®, Durasyn 1801®, Durasyn 174 I®, Synfluid mPAO 100 cst.®.
  • Acid-catalyzed PAOs generally provide higher polydispersity and more isomerization occurs.
  • Preferred commercial products are Synfluid PAO 4®, Spectrasyn 4®, Durasyn 164®, Spectrasyn 40®, Synton PAO 40®.
  • the polyalphaolefin comprises mixtures of oligomers and/or polymers, as is common in commercially available products.
  • Polyalphaolefins suitable for NSF/H1, selected from the aforementioned polyalphaolefins, are particularly preferred.
  • the polyalphaolefin also preferably comprises mixtures of acid-catalyzed and metallocene-catalyzed polyalphaolefins.
  • the polyalphaolefin is a polyalphaolefin made from o-olefins selected from 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene , 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, 1-docosene, 1-tetradocosene and mixtures thereof.
  • Preferred polyalphaolefins are prepared from 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene and mixtures thereof or from 1-decene as the sole monomer. Quite NSF/H1-suitable polyalphaolefins, selected from the aforementioned polyalphaolefins, are particularly preferred.
  • the content of polyalphaolefin is at least 72% by weight, preferably at least 73% by weight, more preferably from 75% by weight to 95% by weight, even more preferably from 78% by weight to 92% by weight and in particular from 80% by weight. % to 90% by weight, based on the total weight of the lubricant composition.
  • the metallocene-catalyzed polyalphaolefin content is preferably at least 10% by weight, more preferably 10% by weight to 95% by weight, and/or at least 15% by weight, even more preferably from 15% by weight to 95% by weight. %, more preferably from 15% by weight to 90% by weight and in particular from 18% by weight to 90% by weight, more preferably from 10% by weight to 60% by weight, even more preferably from 10% by weight to 50% by weight .%, more preferably from 15% by weight to 60% by weight, even more preferably from 15% by weight to 50% by weight, in each case based on the total weight of the lubricant composition.
  • a particularly preferred embodiment of the invention includes the use of a lubricant composition
  • a lubricant composition comprising the following components: a) 72% by weight to 95% by weight of polyalphaolefin, b) 5% by weight to 28% by weight of lithium soap, each based on the total weight of the lubricant composition for lubricating work equipment that is used for processing, in particular for packaging, manufacturing, portioning, order picking, assembly, storage, extraction and/or conveyance, of food, luxury foods, cosmetics, pharmaceuticals and/or animal feed , wherein the content of metallocene-catalyzed polyalphaolefin is at least 10% by weight, more preferably from 10% by weight to 95 and / or at least 15% by weight, more preferably from 15% by weight to 95% by weight, even more preferably from 15% by weight.
  • % to 90% by weight and in particular from 18% by weight to 90% by weight more preferably from 10% by weight to 60% by weight, more preferably from 10% by weight to 50% by weight, even more preferably from 15% by weight .% to 60% by weight, more preferably from 15% by weight to 50% by weight, in each case based on the total weight of the lubricant composition.
  • This embodiment is particularly advantageous because it has particularly good low-temperature properties due to the metallocene-catalyzed polyalphaolefin content.
  • the content of acid-catalyzed polyalphaolefin is at least 10% by weight, more preferably 10% by weight to 95% by weight, and/or at least 15% by weight, even more preferably from 15% by weight to 95% by weight .%, more preferably from 15% by weight to 90% by weight and in particular from 18% by weight to 90% by weight, in each case based on the total weight of the lubricant composition.
  • the polyalphaolefin particularly preferably has a viscosity, measured according to ASTM D7042 - 21 (01.01.2021) at 100 ° C, of 4 mm 2 /s to 350 mm 2 /s, more preferably of 4 mm 2 /s to 250 mm 2 /s and in particular from 4 mm 2 /s to 180 mm 2 /s. More particularly preferably, the polyalphaolefin has a pour point measured according to ASTM D5950 2014-07 of at most -20°C, preferably at most -30°C and in particular at most -40°C.
  • the lubricant composition may contain other base oils.
  • Particularly preferred additional base oils are base oils suitable for NSF/H1.
  • a base oil means the common base fluids used for the production of lubricants, in particular oils belonging to Groups I, II, II+, III, IV or V according to the classification of the American Petroleum Institute (API) [NLGI Spokesman, N. Samman, Volume 70, Number 1 1 , p.14ff] can be assigned to understand.
  • API American Petroleum Institute
  • Particularly preferred further base oils are selected from the group consisting of esters, ethers, in particular polyethers, phenyl ethers, perfluoropolyethers, mineral oils, white oils, synthetic hydrocarbons that do not belong to the class of polyalphaolefins, in particular alkylated naphthalenes, copolymers of unsaturated
  • Hydrocarbons for example polymers of ethylene and Alphaolefins (for example Lucant HC-600®), natural hydrocarbons, native oils and derivatives of native oils, silicone oils, and mixtures thereof, these other base oils preferably being suitable for NSF/H1.
  • Further base oils which are particularly preferred according to the invention are esters, ethers, preferably polyethers, diphenyl ethers, polyphenyl ethers, synthetic hydrocarbons, alkylated naphthalenes, white oils, copolymers of unsaturated hydrocarbons and/or mixtures thereof, these further base oils preferably being suitable for NSF/H1.
  • ethers preferably polyalkylene glycols, in particular polypropylene glycol homopolymers and/or copolymers with ethyl groups and 1-methylethyl groups as carbon groups in the repeating unit, these other base oils preferably being suitable for NSF/H1.
  • the further base oil is selected from the group consisting of esters, ethers, preferably polyethers, synthetic hydrocarbons, white oils, perfluoropolyethers, alkylated naphthalenes and mixtures thereof, these base oils preferably being suitable for NSF/H1.
  • polyethers are polymers whose organic repeating unit consists of ether Functionalities (COC) are formed. In the subgroup of polyphenyl ethers, the carbon portion of the repeating unit consists of phenyl groups. In the subgroup of polyalkylene glycols, the carbon portion of the repeating unit consists of substituted or unsubstituted ethyl groups (OCCO), such as ethyl groups, 1-methyl-ethyl groups, 1-ethyl-ethyl groups.
  • OCCO substituted or unsubstituted ethyl groups
  • Such polyalkylene glycol homopolymers are typically also referred to as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polybutylene glycol.
  • Polymers which have mixtures of differently substituted ethyl groups such as ethyl groups, 1-methyl-ethyl groups, 1-ethyl-ethyl groups as carbon components of the repeating unit are also referred to as polyalkylene glycols. These polyalkylene glycols can be present both as block polymers and as polymers with a random distribution of the carbon groups.
  • Further preferred polyethers are polytetrahydrofurans and oxetane polymers which have four (OCCCCO) or three carbons (OCCCO) in the carbon portion of the repeating unit.
  • Preferred polyethers are polyalkylene glycols.
  • Particularly preferred polyalkylene glycols are polypropylene glycol homopolymers and/or copolymers with ethyl groups and 1-methylethyl groups as carbon groups in the repeating unit.
  • Oxetane polymers are independently preferred
  • Hydroxide groups and/or alkoxide groups, where the alkyl moiety is Alkoxide groups can be formed from C1 to C20 alkyl groups.
  • the end groups of the polyalkylene groups can also be substituted.
  • the end group can be introduced in the production of the polyalkylene glycols, polytetrahydrofurans and oxetane polymers by reacting the monomeric ethylene oxides, tetrahydrofurans or oxetanes with a monofunctional starter.
  • Monofunctional starters are preferably alcohols, especially butanol.
  • Two or more chains of polyalkylene glycols, polytetrahydrofurans and oxetane polymers can also be linked via an end group.
  • Alkyl groups are preferred as the linking end group. This can be done in the production of polyalkylene glycols, polytetrahydrofurans and oxetane polymers from ethylene oxides, tetrahydrofurans or oxetanes with a nucleophilic di- or higher-functional starter. Examples of difunctional starters are diols, especially 1,2-ethanediol.
  • Very particularly preferred polyethers are polyalkylene glycols, more preferably polypropylene glycol homopolymers and/or copolymers with ethyl groups and 1-methylethyl groups as carbon groups in the repeating unit.
  • the aforementioned polyalkylene glycols are also particularly preferred if butanol or 1,2-ethanediol are used as starters.
  • the aforementioned polyalkylene glycols are also particularly preferred if they have a butyl group as the end group and/or are linked via an ethylene group.
  • Preferred esters are carboxylic acid esters, preferably monoesters, diesters, triesters, tetraesters, pentaesters, polyesters, estolides and mixtures thereof. Diesters, triesters, tetraesters, pentaesters, polyesters, estolides and mixtures thereof are particularly preferred. Estolides are particularly preferred because they can be particularly suitable for food lubricants.
  • esters are aromatic esters, preferably of aromatic di-, tri- or tetracarboxylic acids with one or in a mixture of C7 to C22 alcohols and aliphatic esters, preferably of monocarboxylic acids and/or dicarboxylic acids with a mono-, Di-, tri-, tetra, penta, hexa-alcohol with a carbon number of 3 to 22, polyol esters, such as preferably complex esters, estolides and mixtures thereof, these esters preferably being suitable for NSF/H1.
  • the acid and/or alcohol component of the carboxylic acid esters independently preferably has a number of carbon atoms from C3 to C54.
  • Estolides are oligomers of aliphatic hydroxycarboxylic acids, preferably of 12-hydroxystearic acid, or oligomers of unsaturated carboxylic acids, preferably of oleic acid, in which the terminal carboxylic acid group is preferably branched with a mono-alcohol, dialcohol, trialcohol and/or tetra-alcohol Monoalcohols, most preferably Guerbet alcohols, are esterified and in which any free hydroxide groups can be esterified by reaction with monocarboxylic acids or dicarboxylic acids.
  • Aliphatic esters of monocarboxylic acids and/or dicarboxylic acids with a carbon number of C3 to C40 with a mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-alcohol present individually or in mixtures with a carbon number of 3 to 22 are particularly preferred.
  • aliphatic esters of monocarboxylic acids with a carbon number of C5 to C22 with a tri, tetra, hexa-alcohol present individually or in mixtures with a carbon number of C3 to C10, in particular trimethylolpropane, pentaerythritol and / or dipentaerythritol, and / or dicarboxylic acids , with a carbon number of C6 to C40, in particular C18 dimer acids, with a mono- and/or dialcohol present individually or in mixtures with a carbon number of 6 to 22.
  • esters of trimethylolpropane are particularly preferred.
  • Pentaerythritol and/or dipentaerythritol with aliphatic C7 to C22 Carboxylic acids and/or esters of C18 dimer acids with C7 to C22 alcohols. Esters suitable for NSF/H1 are particularly preferred.
  • the proportion of the additional base oil in the lubricant composition is preferably from 4 to 23% by weight, more preferably from 5 to 22% by weight, in particular from 6 to 20% by weight, based in each case on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition contains 5% by weight to 28% by weight of lithium soap as a thickener.
  • Lithium soaps are lithium salts, usually lithium salt mixtures, of, preferably organic, acids and/or their esters, which have been reacted with lithium hydroxide to form the salt.
  • lithium soaps can be produced by reacting organic acids and/or their esters with lithium hydroxide.
  • Preferred lithium soaps are produced from mixtures of various carboxylic acids and/or their esters, since the technically available products generally contain such mixtures.
  • lithium soaps are NSF/H1 compatible lithium soaps.
  • the proportion of lithium soap in the lubricant composition according to the invention is preferably 5% by weight to 26% by weight, more preferably 5% by weight to 22% by weight and in particular 5% by weight to 18% by weight, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • Lithium soaps preferred according to the invention are lithium simple soaps, lithium complex soaps and/or mixtures thereof.
  • Lithium simple soaps are lithium salts, usually lithium salt mixtures, of monofunctional, preferably organic, acids and/or their esters, which were reacted with lithium hydroxide to form the salt.
  • the dropping point of lubricant compositions containing lithium simple soaps is at most 210°C, for example in the range from 180°C to 210°C, more preferably at most 200°C, for example in the range from 180°C to 200°C (ASTM D2265-20 May 2020).
  • Lithium complex soaps are complex lithium salt mixtures, ie mixtures of various, preferably organic, acids and/or their esters, which have been reacted with lithium hydroxide to form the salt, the mixture containing a proportion of di- or higher-functional acids and/or esters.
  • the acids and/or esters can independently have further functionalities, for example alcoholic hydroxide groups and/or acid amide groups.
  • Lubricant compositions containing lithium complex soaps may have high dropping points, typically above 210°C, for example from 210°C to 300°C, more preferably above 230°C, for example from 230°C to 300°C (ASTM D2265-20 May 2020). Furthermore, such Lubricant compositions have good water resistance and wide operating temperature ranges. In a preferred embodiment, the lubricant composition therefore contains lithium complex soap.
  • the lubricant composition contains a lithium complex soap, prepared starting from C4-C36 dicarboxylic acids, preferably azelaic acid, sebacic acid, suberic acid, terephthalic acid, dodecanedioic acid and / or starting from higher-functional carboxylic acids with 3 or more, preferably 3 to 4, carboxylic acid groups, where the number of carbon groups can be 6 to 60, such as preferably citric acid and/or trimer acids, and/or starting from ester compounds, in particular methyl esters and/or triglycerides of one or more of the aforementioned acids, each combined with one or more monocarboxylic acids, preferably combined with one or several C4-C24 monocarboxylic acids, preferably stearic acid, hydroxystearic acid, in particular 12-hydroxystearic acid, palmitic acid, oleic acid, salicylic acid, ester compounds, in particular methyl esters and / or triglycerides of one or
  • Lithium complex soaps suitable for NSF/H1, selected from the aforementioned lithium complex soaps, are particularly preferred.
  • Trimeric acids are referred to as: tricarboxylic acids obtained by trimerization of unsaturated fatty acids with preferably 54 carbon atoms and containing alkyl side chains, double bonds and cyclic ring systems.
  • Lithium complex soaps are made from ester compounds, in particular methyl esters and/or triglycerides of the aforementioned carboxylic acids. Lithium complex soaps suitable for NSF/H1, selected from the aforementioned lithium soaps, are particularly preferred.
  • the lubricant composition contains lithium simple soap, preferably lithium simple soap, which is produced starting from C4-C24 monocarboxylic acid, preferably stearic acid, hydroxystearic acid, in particular 12-hydroxystearic acid, palmitic acid, oleic acid, salicylic acid, ester compounds, in particular methyl esters and / or triglycerides of one or more of the aforementioned acids, sebacic acid monostearylamide, terephthalic acid monostearylamide and mixtures thereof.
  • C4-C24 monocarboxylic acid preferably stearic acid, hydroxystearic acid, in particular 12-hydroxystearic acid, palmitic acid, oleic acid, salicylic acid, ester compounds, in particular methyl esters and / or triglycerides of one or more of the aforementioned acids, sebacic acid monostearylamide, terephthalic acid monostearylamide and mixtures thereof.
  • NSF/H1 suitable lithium simple soaps selected from the aforementioned lithium soaps.
  • Very particularly preferred lithium simple soaps are produced starting from mixtures of hydroxystearic acid, in particular 12-hydroxystearic acid and/or its esters on the one hand and Stearic acid and/or its esters on the other hand.
  • the proportion of hydroxystearic acid, in particular 12-hydroxystearic acid and its esters, based on the total weight of: hydroxystearic acid, its esters, stearic acid and its esters, in the mixture is preferably 80% by weight to 90% by weight.
  • the proportion of stearic acid and its esters, based on the total weight of: hydroxystearic acid, its esters, stearic acid and its esters, in the mixture is preferably 10% by weight to 20% by weight.
  • Preferred lithium simple soaps are made from ester compounds, in particular methyl esters and/or triglycerides of the aforementioned carboxylic acids.
  • NSF/H1 suitable lithium simple soaps, selected from the aforementioned lithium soaps, are particularly preferred.
  • the lubricant composition can contain other thickeners as cover thickeners, for example layered silicates, in particular talc and/or mica, amorphous, hydrophilic and/or hydrophobic silicon dioxide, in particular Aerosil, urea thickeners, metal soap thickeners, in particular aluminum (Al), calcium - (Ca), barium (Ba), sodium (Na), magnesium (Mg) polymer thickeners and/or waxes.
  • cover thickeners for example layered silicates, in particular talc and/or mica, amorphous, hydrophilic and/or hydrophobic silicon dioxide, in particular Aerosil, urea thickeners, metal soap thickeners, in particular aluminum (Al), calcium - (Ca), barium (Ba), sodium (Na), magnesium (Mg) polymer thickeners and/or waxes.
  • cover thickeners for example layered silicates, in particular talc and/or mica, amorphous, hydrophilic and/or hydrophobic
  • Preferred further thickeners as cover thickeners include layered silicates, in particular talc and/or mica, amorphous, hydrophilic and/or hydrophobized silicon dioxide, in particular Aerosil, urea thickeners, metal-soap thickeners, in particular Aluminum (Al), calcium (Ca), sodium (Na), magnesium (Mg) polymer thickeners and/or waxes.
  • Cover thickeners suitable for NSF/H1, selected from the previously mentioned cover thickeners, are particularly preferred. If present, the amount of cover thickener in the lubricant composition according to the invention is preferably 0.5% by weight to 23% by weight, more preferably 0.5% by weight to 20% by weight and in particular 0.5% by weight to 12% by weight.
  • % based on the total weight of the lubricant composition.
  • Particularly preferred further thickeners are thickeners suitable for NSF/H1.
  • the proportion of cover thickener, in particular layered silicate is less than 5% by weight. This is advantageous because wear can be kept low and settling behavior can be optimized.
  • the lubricant composition comprises from 0.5% by weight to 23% by weight, more preferably from 0.5% by weight to 20% by weight, in particular from 0.5% by weight to 10% by weight.
  • Polyisobutylene each based on the total weight of the lubricant composition.
  • the polyisobutylene can be hydrogenated, partially hydrogenated or unhydrogenated.
  • a particularly preferred polyisobutylene is an NSF/H1-compatible polyisobutylene.
  • Fully hydrogenated polyisobutylene is also preferred because it has improved temperature resistance.
  • the advantage of using polyisobutylene in the lubricant composition according to the invention is that it acts as Can act as a viscosity improver.
  • the polyisobutylene has a number-average molecular weight of 115 to 10,000 g/mol, preferably 160 to 5000 g/mol.
  • the molecular weight is determined using DIN 55672-1:2016-03 Gel Permeation Chromatography (GPC) - Part 1: Tetrahydrofuran (THF) as eluent.
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • THF Tetrahydrofuran
  • the lubricant composition has a solid lubricant.
  • Particularly preferred solid lubricants are NSF/H1-compatible solid lubricants. Inorganic or organic solid lubricants are conceivable.
  • Preferred solid lubricants are selected from the group consisting of: polytetrafluoroethylene (PTFE), nitrides, preferably boron nitride, in particular hexagonal boron nitride, metal carbonates, in particular calcium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium dicarbonate, sodium carbonate, zinc carbonate, metal sulfides, in particular zinc (II) sulfide, metal phosphates , in particular calcium hexamethaphosphate, di- and tribasic magnesium phosphate, mono-, di- and tribasic calcium phosphate, mono-, di- and tribasic potassium phosphate, Potassium polymetaphosphate, potassium pyrophosphate, potassium tripolyphosphate, sodium acid pyrophosphat
  • Solid lubricants suitable for NSF/H1, selected from the aforementioned solid lubricants, are particularly preferred.
  • the proportion of solid lubricant in the lubricant composition according to the invention is 0.5% by weight to 23% by weight, more preferably 0.5% by weight to 20% by weight and in particular 0.5% by weight to 18% by weight, respectively based on the total weight of the lubricant composition.
  • the proportion of solid lubricant, preferably disodium sebaccate, polytetrafluoroethylene (PTFE), hexagonal boron nitride, calcium carbonate and / or calcium pyrophosphate in the lubricant composition according to the invention is 5% by weight to 23% by weight, more preferably 10% by weight to 23 % by weight and in particular 15% by weight to 23% by weight, in each case based on the total weight of the lubricant composition.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • hexagonal boron nitride hexagonal boron nitride
  • calcium carbonate and / or calcium pyrophosphate in the lubricant composition according to the invention is 5% by weight to 23% by weight, more preferably 10% by weight to 23 % by weight and in particular 15% by weight to 23% by weight, in each case based on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition can also contain common additives such as corrosion protection additives, metal deactivators, viscosity improvers, wear protection additives and/or ion complexing agents.
  • common additives such as corrosion protection additives, metal deactivators, viscosity improvers, wear protection additives and/or ion complexing agents.
  • NSF/H1-suitable additives selected from the aforementioned additive groups, are particularly preferred.
  • the proportion of additives in the lubricant composition according to the invention is 0.5% by weight to 23% by weight, more preferably 0.5% by weight to 15% by weight and in particular 0.5% by weight to 10% by weight, respectively based on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition comprises the following components: a) 36% by weight to 55% by weight of acid-catalyzed polyalphaolefin, b) 36% by weight to 55% by weight of metallocene-catalyzed polyalphaolefin, c) 1% by weight to 15% by weight of polyisobutylene, d) 5% by weight to 15% by weight .% lithium soap, e) 1% by weight to 10% by weight of solid lubricant, f) 0.5% by weight to 7% by weight of additives, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • Components a) to f) are particularly preferably compounds suitable for NSF/H1.
  • the aforementioned lubricant composition comprises less than 0.1% by weight of boric acid and boric acid derivatives, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition comprises the following components: a) 36% by weight to 45% by weight of acid-catalyzed polyalphaolefin, b) 36% by weight to 45% by weight of metallocene-catalyzed polyalphaolefin, c) 4% by weight to 8 % by weight of polyisobutylene, d) 5% by weight to 10% by weight of lithium soap, e) 1% by weight to 4% by weight of solid lubricant, f) 1% by weight to 3% by weight of additives, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • Components a) to f) are particularly preferably compounds suitable for NSF/H1.
  • the aforementioned lubricant composition comprises less than 0.1% by weight of boric acid and boric acid derivatives, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • the lubricant composition consists of the following components: a) 36% by weight to 45% by weight of acid-catalyzed polyalphaolefin, b) 36% by weight to 45% by weight of metal locene-catalyzed polyalphaolefin, c) 4% by weight.
  • Components a) to f) are particularly preferably compounds suitable for NSF/H1.
  • the aforementioned lubricant composition comprises less than 0.1% by weight of boric acid and boric acid derivatives, each based on the total weight of the lubricant composition.
  • lubricating work equipment is understood to mean, in particular, the lubrication of tribologically stressed components of the work equipment, such as the lubrication of rolling bearings, linear guides, hydraulic and pneumatic components, seals, plain bearings, chains, valves and/or fittings of the work equipment.
  • the lubricant can be used both to operate the implement and to maintain the implement.
  • the implements are used for processing, in particular for packaging, producing, portioning, storing, picking, packaging, obtaining and/or promoting food, luxury foods, cosmetics, pharmaceuticals and/or animal feed.
  • Working devices preferred according to the invention are packaging machines, production machines, dismantling machines, packaging machines, picking machines and/or conveying machines.
  • the use according to the invention includes lubricating Packaging machines for food and cosmetics, in particular packaging machines for cigarettes and/or the lubrication of transport and/or control chains.
  • the proportion of metallocene-catalyzed PAO is always at least 10% by weight.
  • Example 1 Comparison of the lithium soap grease 1 according to the invention with the Al complex soap grease 2 (comparison grease)
  • a lithium soap grease 1 according to the invention and an Al complex soap grease 2 are produced with the composition mentioned in Table 1 below. Both the lithium soap grease 1 according to the invention and the Al complex soap grease 2 are suitable due to their composition H1.
  • Composition 1 improved properties regarding
  • Example 2 Comparison of the lithium soap grease 4 according to the invention with the Al complex soap grease 3 (comparison grease) A lithium soap grease 4 according to the invention and an Al complex soap grease 3 (comparison grease) are produced with the composition mentioned in Table 2 below. Both the lithium soap grease 4 according to the invention and the Al complex soap grease 3 are suitable due to their composition H1. Both greases are subjected to the technical tests specified in Table 2.
  • Lithium soap greases 6 and 7 The lithium soap fats 6 and 7 according to the invention are produced with the composition given in Table 3 below. All fats are suitable for H1 due to their composition.
  • the fats are subjected to the technical tests specified in Table 3.
  • Table 3 Comparison of the lithium soap greases 6 and 7 according to the invention
  • the grease 6 containing polyisobutylene shows a higher force in the tackiness test in order to cause the lubricating film to tear off when the measuring system is moved apart.
  • Lithium soap grease 11 with the Al complex soap grease 10 (comparison grease) with regard to low-temperature behavior and high-temperature behavior
  • the lithium soap grease 11 according to the invention has improved low-temperature behavior compared to the Al complex soap grease 10.
  • a low flow pressure value according to DIN 51805-2 can be observed for the lithium grease, although it has a firmer consistency.
  • a smaller change in the shear viscosity of the grease 11 according to the invention can be seen compared to comparison grease 10 after aging at 140 ° C. It also shows the improved thickening effect of the lithium soap thickener at the same content compared to the aluminum complex thickener.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend folgende Komponenten: a) 72 Gew.% bis 95 Gew.% Polyalphaolefin, b) 5 Gew.% bis 28 Gew.% Lithiumseife, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, zum Schmieren von Arbeitsgeräten, die zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Kommissionierung, Konfektionierung, Lagerung, Gewinnung und/oder Förderung von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln eingesetzt werden, wobei der Gehalt an metallocenkatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt und/oder der Gehalt an säurekatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt.

Description

Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung zum Schmieren von Arbeitsgeräten
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung zum Schmieren von Arbeitsgeräten, die zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Kommissionierung, Konfektionierung, Lagerung, Gewinnung und/oder Förderung von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln eingesetzt werden.
An Schmierstoffe zum Schmieren von Arbeitsgeräten für die Verarbeitung von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln werden besondere Anforderungen in Bezug auf ihre Umweltverträglichkeit und Toxizität gestellt. So sollte ein Schmierstoff lebensmittelverträglich sein, wenn der Schmierstoff mittelbar oder unmittelbar mit Kosmetika, Lebensmitteln und Genussmitteln in Kontakt kommen kann. Zu den wichtigen Anwendungsbereichen in der Lebensmittelindustrie gehören Ketten in Backöfen und anderen Hochtemperaturanwendungen, sowie Transportgehänge, insbesondere Trolleys und deren Lager. Aber auch in anderen Anwendungen wie in Verpackungsvorrichtungen, beispielweise von Zigaretten, werden lebensmittelverträgliche Schmierstoffe benötigt.
Lebensmittelverträgliche Schmierstoffe unterliegen gesetzlichen Vorschriften, wie der Zertifizierung nach NSF/H1 oder NSF/H2. Die Einstufung "H1" ist von Schmierstoffen zu erzielen, die in "incidental food contact", das heißt in einem gelegentlichen technisch unvermeidbaren Kontakt mit Lebensmitteln, stehen. Ein beabsichtigter oder dauerhafter Kontakt ist jedoch auch bei der Verwendung von "H1"-Schmierstoffen auszuschließen. Eine "H2"- Klassifikation können Schmierstoffe erzielen, die nicht toxisch und nicht kanzerogen sind. Bei der Verwendung von "H2"-Schmierstoffen ist dennoch jeglicher Kontakt mit dem Lebensmittel auszuschließen.
In den bekannten lebensmittelverträglichen Schmierstoffen werden oft Aluminiumkomplexseifen als Verdicker eingesetzt, da diese "H1" tauglich sind. Aluminiumkomplexseifen als Verdicker für Schmierfettzusammensetzungen sind seit langem bekannt und in vielen Literaturstellen beschrieben, beispielsweise in J. L. Dreher, T. H. Koundakijan und C. F. „Manufacture and Properties of Aluminum Complex Greases“, NLGI Spokesman, 107-113,1965; H. W. Kruschwitz „The Development of Formulations for Aluminum Complex Thickener Systems“ NLGI Spokesman, 51 -59,1976; H. W. Kruschwitz „The Manufacture and Uses of Aluminum Complex Greases“ NLGI National Meeting Preprints 1985. Nachteilig an Aluminiumkomplexseifen enthaltenden Schmierstoffen ist aber, dass sie für manche Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung ein nicht zufriedenstellendes technisches Leistungsvermögen aufweisen. So verfügen die bisher verwendeten Aluminiumkomplexseifen enthaltenden lebensmittelverträglichen Schmierstoffe für manche Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung nicht über die erwünschte Verschleißbeständigkeit und/oder weisen eine schlechte Beständigkeit gegenüber Dichtungen auf. Es wäre mithin wünschenswert einen Schmierstoff zu erhalten, der „H1“ tauglich formuliert werden kann und der diese Nachteile nicht aufweist.
Die CN 107955694 A beschreibt ein Schmierfett für Lebensmittelmaschinen, das aus, bezogen auf das Gewicht, 250-350 Teilen Basisöl, 50-60 Teilen Fettsäure, 10-20 Teilen Calciumhydroxid, 5-10 Teilen Hydroxidlithium, 1-3 Teilen anorganischer Säure, 3-5 Teilen Antioxidationsmittel und 8-12 Teilen Rostschutzmittel hergestellt wird, wobei die anorganische Säure Borsäure ist. Das Schmierfett soll einen hohen Tropfpunkt von bis zu 260 °C und eine gute Korrosionsbeständigkeit haben. Nachteilig an diesem Schmierfett ist der hohe Anteil (1-3 Gew.%) Borsäure, da diese gesundheitsschädlich ist.
Die CN 107987943 A beschreibt ein Schmiermittel für
Nahrungsmittelmaschinen, das 30 bis 40 Gewichtsteile Palmöl, 20 bis 30 Teile Reiskleieöl, 10 bis 20 Teile geschwefeltes Schweineschmalz, 5 bis 10 Teile modifiziertes Sojabohnenöl, 4 bis 8 Teile Catechingallat, 3 bis 6 Teile Natriumlaurylsulfonat, 3 bis 6 Teile Propylenglykolfettsäureester, 2 bis 4 Teile Sojabohnenphospholipide, 2 bis 5 Teile Monoalkyletherphosphat-Triethanolaminsalz, 0,5 bis 1 Teile Thiobisphenol, 2 bis 4 Teile Lithium-12-hydroxystearat, 1 bis 2 Teile Zinkstearat, 1 ,2 bis 1 ,5 Teile Nanomolybdändisulfid, 0,3 bis 0,5 Teile Zinkdialkyldithiophosphat, 1 bis 3 Teile Dibutylhydroxytoluol, 15 bis 25 Teile Wasser enthält. Es ist davon auszugehen, dass das beschriebene Schmiermittel aufgrund der Verwendung von Schwefel enthaltenden Rohstoffen einen intensiven Geruch nach Schwefel aufweist. Darüber hinaus sind Schmierstoffe, die tierische Komponenten enthalten, wie Schweineschmalz, für den Lebensmittelbereich nicht gut geeignet, für koschere Lebensmittel sogar gar nicht einsetzbar. Auch die Verwendung von Zinkstearat ist aus Gesundheitsaspekten inakzeptabel.
Die DE 102005013266 A1 beschreibt die Verwendung einer Schmierfettzusammensetzung bestehend aus mindestens 50 Gew.% eines Grundöls, ausgewählt aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe, Polyalkylenglykole, Silikonöle, Estern oder perfluorierten Polyethern; bis zu 20 Gew.% mindestens eines Verdickers ausgewählt aus der Gruppe der Seifenverdicker auf Basis von Aluminium-, Calcium-, Lithium-, Barium- oder Natriumverbindungen; Polyharnstoff- Verdickern; polymeren Verdickern oder anorganischen Verdickern und/oder bis zu 45 Gew.% mindestens eines Festschmierstoffs aus der Gruppe der Polymeren; der Silikate; der Ruße; der Graphite oder auf Basis von Metallsulfiden, -Phosphaten, -Oxiden oder -Hydroxiden und bis zu 20 Gew.% mindestens eines Konservierungsmittels ausgewählt aus der Gruppe der quartären Ammoniumsalze;
Sorbinsäure, Ameisensäure oder 4-Hydroxy-Benzoesäure-Ester und weiterer Additive als Schmiermittel für Bierabfüllanlagen.
Als besonders geeignet wird eine Schmierfettzusammensetzung folgender Zusammensetzung beschrieben:
- 63,7 Gew.% Mineralöl entsprechend Chemical Abstracts Substances CAS 66037-01-4;
- 12,7 Gew.% Aluminiumstearoyl benzoyl hydroxide entsprechend CAS 68815-27-0;
- 4,5 Gew.% Festschmierstoffe in Form von Metallsulfid-Verdicker;
- 11 ,5 Gew.% Schichtsilikat mit Quellhilfsmittel;
- 5,0 Gew.% Triglyceridester;
- 1 ,05 Gew.% Korrosionsschutzadditive bestehend aus Buntmetall- Deaktivatoren;
- 0,5 Gew.% phenolischer Antioxidantien;
- 0,75 Gew.% schwefel- und phosphorhaltige Hochdruck- (extreme Pressure) und Verschleißschutz-(Antiwear) Additive und
- 0,3 Gew.% Sorbinsäure.
Wie oben erläutert, zeigen Schmierfettzusammensetzungen auf Basis von Aluminiumverdickern für manche Anwendungen nicht zufrieden stellende mechanische Eigenschaften. Darüber hinaus können Schichtsilikate, die in der Regel zur Erhöhung der Konsistenz eingesetzt werden, in manchen Anwendungen zu erhöhtem Verschleiß führen.
EP 3375850 A1 beschreibt ein lebensmittelverträgliches Hochtemperaturfett umfassend folgende Komponenten: a) 91 ,9 bis 30 Gew.% mindestens eines Öls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch aus Trimellitsäure-tri(iso-C10 )ester (1) und Trimellithsäure-tri(iso-C13 )ester (2), wobei das Mischungsverhältnis von (1) zu (2) bei 99:1 bis 1 :99 liegt, Alkylaromaten, Estoliden; b) 6 bis 45 Gew.% eines Polymers, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem hydrierten, vollhydrierten Polyisobutylen oder einer Mischung aus hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen; c) 0,1 bis 5 Gew.% Additive einzeln oder in Kombination, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzadditiven, Antioxidanten, Verschleißschutzadditiven, UV-Stabilisatoren, anorganischen oder organischen Feststoffschmierstoffen und d) 2 bis 20 Gew.% Verdickungsmittel. Als Verdickungsmittel können Harnstoff, Al-Komplexseifen, Metall-Einfachseifen der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems, Metall- Komplexseifen der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems, Bentonite, Sulfonate, Silikate, Aerosil, Polyimide, PTFE oder eine Mischung der vorgenannten Verdickungsmittel eingesetzt werden. Die Komponente kann a) als weiteres lebensmittelverträgliches Öl eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mineralöl, aliphatischen Carbonsäure- und Dicarbonsäureestern, Fettsäuretriglyzeriden und Polyalphaolefinen umfassen. Bei diesen polaren Formulierungen, die mehr als 30 Gew.% Ester enthalten, besteht die Gefahr, dass es mit einem sehr hohen Aufwand verbunden ist, sie auf bestimmte Anwendungen abzustimmen, insbesondere beim Einsatz von Dichtungen auf Basis von NBR, HNBR, ACM und weiteren polaren Dichtungen. Insbesondere kann die Kompensation der möglicherweise hohen Quellung durch die verwendeten Ester einen hohen Aufwand erfordern.
Die IN 201821017762 A beschreibt Fette mit nativen Ölen wie Castor oil, die mit einer Li/Bor Komplexseife verdickt sind. Es wird in der Beschreibung festgehalten, dass diese Schmierstoffformulierung für direkten Lebensmittelkontakt verwendet werden kann. Nachteilig an dieser Zusammensetzung ist der Gehalt an Borsäure, da diese gesundheitsschädlich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schmierstoffzusammensetzung bereitzustellen, die zum Schmieren von Arbeitsgeräten eingesetzt werden kann, die zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Kommissionierung, Konfektionierung, Lagerung, Gewinnung und/oder Förderung von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln dienen, und die die oben genannten Nachteile zumindest teilweise ausräumt. Insbesondere soll die Schmierstoffzusammensetzung “H1“ tauglich formuliert werden können und dennoch eine gute Verschleißbeständigkeit und hohe Beständigkeit gegenüber elastomeren Dichtungen aufweisen. Darüber hinaus soll die Schmierstoffzusammensetzung ein verbessertes Tieftemperaturverhalten und eine bessere Temperaturbeständigkeit verglichen mit Schmierstoffzusammensetzungen, die Aluminiumkomplexseifen als Verdicker enthalten, haben und zumindest für manche Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung ein verbessertes technisches Leistungsvermögen zeigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend folgende Komponenten: a) 72 Gew.% bis 95 Gew.% Polyalphaolefin, b) 5 Gew.% bis 28 Gew.% Lithiumseife, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, zum Schmieren von Arbeitsgeräten, die zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Kommissionierung, Konfektionierung, Lagerung, Gewinnung und/oder Förderung, von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln eingesetzt werden, wobei der Gehalt an metallocenkatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt und/oder der Gehalt an säurekatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt.
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung ist in einer bevorzugen Ausführungsform NSF/H1 tauglich. Dies bedeutet, dass sie unter Verwendung von NSF/H1 tauglichen Rohstoffen hergestellt ist. NSF/H1 taugliche Rohstoffe werden gemäß den Regeln der National Sanitation Foundation (Code of Federal Regulations, Title 21 , Volume 3, Revised as of April 1 , 2020, CITE: 21 CFR178.3570) zugelassen. Die zugelassenen Rohstoffe können publiziert oder vertraulich behandelt werden. Hierdurch eignet sich die Zusammensetzung hervorragend zum Schmieren von Arbeitsgeräten auf den oben genannten Gebieten.
In praktischen Versuchen wurde ferner gefunden, dass die Schmierstoffzusammensetzung eine gute Verschleißbeständigkeit und hohe Beständigkeit gegenüber elastomeren Dichtungen aufweist. Darüber hinaus hat sie verglichen mit Schmierstoffzusammensetzungen, die Aluminiumkomplexseifen als Verdicker enthalten, für verschiedene Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung ein verbessertes technisches Leistungsvermögen. Insbesondere zeigt die Schmierstoffzusammensetzung verglichen mit diesen Schmierstoffzusammensetzungen bei vergleichbarer Grundölviskosität (40 °C) folgende Vorteile: • bis zu -50 °C Fließdruck
• einen deutlich niedrigeren Verdampfungsverlust auch bei 140 °C
• < 50 % Scherviskositätsunterschied nach Verdampfungsverlust auch bei 140 °C
• eine höhere Lebensdauer auch bei 120°C
• verbesserte Haftung
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Li-Seifenverdickern, verglichen mit Al-Komplexseifen ist, dass ihre Eindickwirkung stärker ist und somit festere Schmierfette auch ohne Co-Verdicker (beispielsweise Bentonite) hergestellt werden können. Al- Komplexseifenfette haben für den H1 Bereich eine regulatorische Grenze von maximal 10 Gew.% reinen Verdickers. Mit Li-Seifen können deutlich festere Konsistenzen erzielt werden als mit Al- Komplexfetten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schmierstoffzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.% Borsäure und Borsäurederivate, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Borsäurederivate sind Verbindungen, die durch chemische
Umsetzung von Borsäure erhalten werden und in denen ein zentrales Boratom mit drei oder vier Sauerstoffatomen koordiniert vorliegt. Borsäurederivate besitzen anstelle eines oder mehrerer Wasserstoffatome ein anderes Atom oder Atomgruppe.
Im Schmierstoffbereich werden unter Borsäurederivaten typischerweise Verbindungen verstanden, die durch chemische Umsetzung von Borsäure mit in der Schmierstoffzusammensetzung enthaltenen Basen, insbesondere mit als Verdickern eingesetzten Metallcarbonaten (Lithiumseifen) oder Metallhydroxiden erhalten werden d.h. Metallborate sowie Borsäureester.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Schmierstoffzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.% Borsäure, Calciumborat und Lithiumborat, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Erfindungsgemäß enthält die Schmierstoffzusammensetzung 72 Gew.% bis 95 Gew.% Polyalphaolefin (PAO). Das PAO fungiert dabei als Basisöl. Besonders bevorzugte Polyalphaolefine sind NSF/H1 taugliche Polyalphaolefine. Vorteilhaft an Polyalphaolefinen ist ihre gute Dichtungsverträglichkeit zu polaren Dichtungswerkstoffen, beispielsweise NBR, HNBR und ACM. Außerdem ermöglichen sie verbesserte Tieftemperatureigenschaften, verglichen mit Weißölen und Mineralölen. Polyalphaolefine können aus einem alpha-Olefin oder aus Gemischen von alpha-Olefinen, beispielsweise über Säure- Katalyse oder Metallocen-Katalyse, hergestellt werden.
Erfindungsgemäß bevorzugt umfasst das Polyalphaolefin mithin säurekatalysiertes Polyalphaolefin, metallocenkatalysiertes Polyalphaolefin und/oder Gemische hiervon. Metallocenkatalysierte PAOs (mPAO) führen zu stärker geordneten Strukturen, da eine Umlagerung bei der Polymerreaktion reduziert werden kann. Bevorzugte Handelsprodukte für mPAO‘s sind Spectrasyn Elite 65®, Spectrasyn Elite 150®, Spectrasyn Elite 300®, Durasyn 1801®, Durasyn 174 I®, Synfluid mPAO 100 cst.®. Säurekatalysierte PAO‘s liefern in der Regel eine höhere Polydispersität und es kommt stärker zu Isomerisierungen. Bevorzugte Handelsprodukte sind Synfluid PAO 4®, Spectrasyn 4®, Durasyn 164®, Spectrasyn 40®, Synton PAO 40®. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Polyalphaolefin Gemische von Oligomeren und/oder Polymeren, wie es in handelsüblichen Produkten üblich ist. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Polyalphaolefine, ausgewählt aus den zuvor genannten Polyalphaolefinen.
Ebenfalls bevorzugt umfasst das Polyalphaolefin Gemische aus säurekatalysierten und metallocenkatalysierten Polyalphaolefinen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Polyalphaolefin ein Polyalphaolefin, hergestellt aus o-Olefinen, ausgewählt aus 1- Octen, 1 -Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1- Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, 1- Nonadecen, 1-Eicosen, 1-Docosen, 1-Tetradocosen und Gemischen hiervon. Bevorzugte Polyalphaoiefine werden aus 1-Octen, 1 -Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen und Gemischen hiervon oder aus 1-Decen als einzigem Monomer hergestellt. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Polyalphaolefine, ausgewählt aus den zuvor genannten Polyalphaolefinen.
Der Gehalt an Polyalphaolefin beträgt erfindungsgemäß mindestens 72 Gew.%, vorzugsweise mindestens 73 Gew.%, noch bevorzugter von 75 Gew.% bis 95 Gew.%, noch bevorzugter von 78 Gew.% bis 92 Gew.% und insbesondere von 80 Gew.% bis 90 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Der Gehalt an metallocenkatalysiertem Polyalphaolefin beträgt in einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugt mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter 10 Gew.% bis 95 Gew.%, und/oder mindestens 15 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 95 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 90 Gew.% und insbesondere von 18 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 60 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 50 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 60 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 50 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Insofern umfasst eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend folgende Komponenten: a) 72 Gew.% bis 95 Gew.% Polyalphaolefin, b) 5 Gew.% bis 28 Gew.% Lithiumseife, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung zum Schmieren von Arbeitsgeräten, die zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Kommissionierung, Konfektionierung, Lagerung, Gewinnung und/oder Förderung, von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln eingesetzt werden, wobei der Gehalt an metallocenkatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 und/oder mindestens 15 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 95 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 90 Gew.% und insbesondere von 18 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 60 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 50 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 60 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 50 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt.
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da sie aufgrund des Gehalts an metallocenkatalysiertem Polyalphaolefin über besonders gute Tieftemperatureigenschaften verfügt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Gehalt an säurekatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter 10 Gew.% bis 95 Gew.%, und/oder mindestens 15 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 95 Gew.%, noch bevorzugter von 15 Gew.% bis 90 Gew.% und insbesondere von 18 Gew.% bis 90 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Besonders bevorzugt weist das Polyalphaolefin eine Viskosität, gemessen nach ASTM D7042 - 21 (01.01 .2021 ) bei 100 °C von 4 mm2/s bis 350 mm2/s, noch bevorzugter von 4 mm2/s bis 250 mm2/s und insbesondere von 4 mm2/s bis 180 mm2/s auf. Weiter besonders bevorzugt weist das Polyalphaolefin einen Pourpoint gemessen nach ASTM D5950 2014-07 von höchstens -20°C, bevorzugt von höchstens -30°C und insbesondere von höchstens -40°C auf.
Zusätzlich zu dem Polyalphaolefin kann die Schmierstoffzusammensetzung weitere Basisöle enthalten. Besonders bevorzugte weitere Basisöle sind NSF/H1 taugliche Basisöle. Unter einem Basisöl sind die üblichen für die Herstellung von Schmierstoffen verwendeten Basisflüssigkeiten, insbesondere Öle, die den Gruppen I, II, II+, III, IV oder V nach der Klassifizierung des American Petroleum Institute (API) [NLGI Spokesman, N. Samman, Volume 70, Number 1 1 , S.14ff] zugeordnet werden können, zu verstehen. Besonders bevorzugte weitere Basisöle sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Estern, Ethern, insbesondere Polyethern, Phenylethern, Perfluorpolyethern, Mineralölen, Weißölen, synthetischen Kohlenwasserstoffen, die nicht zu der Klasse der Polyalphaolefine gehören, insbesondere alkylierten Naphthalinen, Mischpolymerisaten von ungesättigten
Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Polymerisate aus Ethylen und Alphaolefinen (beispielsweise Lucant HC-600®), natürlichen Kohlenwasserstoffen, nativen Ölen und Derivaten von nativen Ölen, Silikonölen, und Gemischen hiervon, wobei diese weiteren Basisöle vorzugsweise NSF/H1 tauglich sind.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte weitere Basisöle sind dabei Ester, Ether, vorzugsweise Polyether, Diphenylether, Polyphenylether, synthetische Kohlenwasserstoffe, alkylierte Naphthaline, Weißöle, Mischpolymerisate von ungesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Gemische hiervon, wobei diese weiteren Basisöle vorzugsweise NSF/H1 tauglich sind. Ganz besonders bevorzugt sind Ether, vorzugsweise Polyalkylenglykole, insbesondere Polypropylenglykol- Homopolymere und/oder Copolymere mit Ethylgruppen und 1-Methylethylgruppen als Kohlenstoffgruppen in der Wiederholeinheit, wobei diese weiteren Basisöle vorzugsweise NSF/H1 tauglich sind.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das weitere Basisöl ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Estern, Ethern, vorzugsweise Polyethern, synthetischen Kohlenwasserstoffen, Weißölen, Perfluorpolyethern, alkylierten Naphthalinen und Gemischen hiervon, wobei diese Basisöle vorzugsweise NSF/H1 tauglich sind.
Bevorzugte weitere Basisöle sind Polyether. Unter Polyethern versteht man Polymere, deren organische Wiederholeinheit aus Ether Funktionalitäten (C-O-C) gebildet sind. Bei der Untergruppe der Polyphenylether besteht der Kohlenstoffanteil der Wiederholeinheit aus Phenylgruppen. Bei der Untergruppe der Polyalkylenglykole besteht der Kohlenstoffanteil der Wiederholeinheit aus substituierten oder unsubstituierten Ethylgruppen (O-C-C-O), wie beispielsweise Ethylgruppen, 1-Methyl-ethylgruppen, 1-Ethyl-ethylgruppen. Derartige Polyalkylenglykol Homopolymere werden typischerweise auch als Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Polybutylenglycol bezeichnet. Als Polyalkylenglykole werden auch Polymere bezeichnet, die Gemische von verschieden substituierten Ethylgruppen wie Ethylgruppen, 1-Methyl-ethylgruppen, 1-Ethyl- ethylgruppen als Kohlenstoffanteile der Wiederholeinheit aufweisen. Diese Polyalkylenglykole können sowohl als Blockpolymere als auch als Polymere mit statistischer Verteilung der Kohlenstoffgruppen vorliegen. Weitere bevorzugte Polyether sind Polytetrahydrofurane und Oxetan Polymere, die im Kohlenstoffanteil der Wiederholeinheit vier (O-C-C-C-C-O) bzw. drei Kohlenstoffe (O-C-C-C-O) aufweisen.
Bevorzugte Polyether sind Polyalkylenglykole. Besonders bevorzugte Polyalkylenglykole sind Polypropylenglykol- Homopolymere und/oder Copolymere mit Ethylgruppen und 1-Methylethylgruppen als Kohlenstoffgruppen in der Wiederholeinheit.
Die Endgruppen der Polyalkylenglykole, Polytetrahydrofurane und
Oxetan Polymere sind unabhängig voneinander bevorzugt
Hydroxidgruppen und/oder Alkoxidgruppen, wobei der Alkylanteil der Alkoxidgruppen aus C1 bis C20 Alkylgruppen ausgebildet sein kann. Die Endgruppen der Polyalkylengruppen können zusätzlich substituiert sein. Die Endgruppe kann bei der Herstellung der Polyalkylenglykole, Polytetrahydrofurane und Oxetan Polymere eingebracht werden, indem die monomeren Ethylenoxide, Tetrahydrofurane bzw. Oxetane mit einem monofunktionellen Starter zur Reaktion gebracht werden. Monofunktionelle Starter sind bevorzugt Alkohole, insbesondere Butanol. Es können auch zwei und mehrere Ketten aus Polyalkylenglykolen, Polytetrahydrofuranen und Oxetan Polymeren über eine Endgruppe verknüpft sein. Bevorzugt sind als verknüpfende Endgruppe Alkylgruppen. Dies kann bei der Herstellung der Polyalkylenglykole, Polytetrahydrofurane und Oxetan Polymere aus Ethylenoxiden, Tetrahydrofuranen bzw. Oxetanen mit einem nucleophilen di- oder höherfunktionellen Starter erfolgen. Beispiele für difunktionale Starter sind Diole, insbesondere 1 ,2- Ethandiol.
Ganz besonders bevorzugte Polyether sind Polyalkylenglykole, noch bevorzugter Polypropylenglykol- Homopolymere und/oder Copolymere mit Ethylgruppen und 1-Methylethylgruppen als Kohlenstoffgruppen in der Wiederholeinheit. Ebenfalls besonders bevorzugt sind die vorgenannten Polyalkylenglykole, wenn als Starter Butanol oder 1 ,2-Ethandiol verwendet werden. Ebenfalls besonders bevorzugt sind die vorgenannten Polyalkylenglykole, wenn sie als Endgruppe eine Butylgruppe aufweisen und/oder über eine Ethylengruppe verknüpft sind. Bevorzugte Ester sind Carbonsäureester, vorzugsweise Monoester, Diester, Triester, Tetraester, Pentaester, Polyester, Estolide und Gemische hiervon. Insbesondere bevorzugt sind Diester, Triester, Tetraester, Pentaester, Polyester, Estolide und Gemische hiervon. Ganz besonders bevorzugt sind dabei Estolide, da sie eine besonders gute Eignung für Lebensmittelschmierstoffe haben können.
Ebenfalls bevorzugte Ester sind aromatische Ester, bevorzugt von aromatischen Di-, Tri- oder Tetracarbonsäuren mit einem oder in Mischung vorliegenden C7- bis C22-Alkoholen und aliphatische Ester, bevorzugt von Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden Mono-, Di-, Tri-, Tetra, Penta, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis 22, Polyolester, wie bevorzugt Komplexester, Estolide und Gemische hiervon, wobei diese Ester vorzugsweise NSF/H1 tauglich sind. Die Säure- und/oder Alkoholkomponente der Carbonsäureester weist unabhängig voneinander bevorzugt eine Anzahl an Koh len stof fatomen von C3 bis C54 auf.
Estolide sind Oligomere von aliphatischen Hydroxycarbonsäuren, bevorzugt von 12-Hydroxystearinsäure oder Oligomere von ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt von Ölsäure, bei denen die endständige Carbonsäuregruppe mit einem Mono-Alkohol, Dialkohol, Trialkohol und/oder Tetraalkohol, bevorzugt verzweigten Monoalkoholen, ganz besonders bevorzugt Guerbet Alkoholen verestert ist und bei denen eventuell freie Hydroxidgruppen durch Reaktion mit Moncarbonsäuren oder Dicarbonsäuren verestert sein können.
Besonders bevorzugt sind aliphatische Ester von Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von C3 bis C40 mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden Mono-, Di-, Tri-, Tetra, Penta, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis 22.
Noch bevorzugter sind aliphatische Ester von Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von C3 bis C40 mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden Mono-, Tri-, Tetra, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis 22.
Noch bevorzugter sind aliphatische Ester von Monocarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von C5 bis C22 mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden Tri, Tetra, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von C3 bis C10, insbesondere Trimethylolpropan, Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit, und/oder von Dicarbonsäuren, mit einer Kohlenstoffanzahl von C6 bis C40, insbesondere C18- Dimersäuren, mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden Mono- und/oder Dialkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 22.
Ganz besonders bevorzugt sind Ester von Trimethylolpropan,
Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit mit aliphatischen C7- bis C22- Carbonsäuren und/oder Ester von C18-Dimersäuren mit C7- bis C22- Alkoholen. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Ester.
Bevorzugt beträgt der Anteil des weiteren Basisöls an der Schmierstoffzusammensetzung, falls vorhanden, von 4 bis 23 Gew.%, noch bevorzugter von 5 bis 22 Gew.%, insbesondere von 6 bis 20 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Darüber hinaus enthält die Schmierstoffzusammensetzung erfindungsgemäß 5 Gew.% bis 28 Gew.% Lithiumseife als Verdicker. Lithiumseifen sind Lithiumsalze, in der Regel Lithiumsalzgemische, von, vorzugsweise organischen, Säuren und/oder deren Estern, die zur Salzbildung mit Lithiumhydroxid umgesetzt wurden.
Entsprechend können Lithiumseifen durch das Umsetzen von organischen Säuren und/oder deren Estern mit Lithiumhydroxid hergestellt werden. Bevorzugte Lithiumseifen werden ausgehend von Gemischen verschiedener Carbonsäuren und/oder deren Estern hergestellt, da die technisch verfügbaren Produkte in der Regel derartige Gemische enthalten.
Besonders bevorzugte Lithium-Seifen sind NSF/H1 taugliche Lithiumseifen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Lithiumseife in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung 5 Gew.% bis 26 Gew.%, noch bevorzugter 5 Gew.% bis 22 Gew.% und insbesondere 5 Gew.% bis 18 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Erfindungsgemäß bevorzugte Lithiumseifen sind Lithium- Einfachseifen, Lithiumkomplexseifen und/oder Gemische hiervon. Lithiumeinfachseifen sind Lithiumsalze, in der Regel Lithiumsalzgemische, von monofunktionalen, vorzugsweise organischen, Säuren und/oder deren Estern, die zur Salzbildung mit Lithiumhydroxid umgesetzt wurden. Üblicherweise liegt der Tropfpunkt von Schmierstoffzusammensetzungen, die Lithium- Einfachseifen aufweisen, bei höchstens 210°C, beispielsweise im Bereich von 180°C bis 210°C, noch bevorzugter bei höchstens 200°C, beispielsweise im Bereich von 180°C bis 200°C (ASTM D2265-20 Mai 2020). Lithiumkomplexseifen sind komplexe Lithiumsalzgemische, d.h. Mischungen verschiedener, vorzugsweise organischer, Säuren und/oder deren Ester, die zur Salzbildung mit Lithiumhydroxid umgesetzt wurden, wobei im Gemisch ein Anteil an di- oder höherfunktionalen Säuren und/oder Estern enthalten ist. Dabei können die Säuren und/oder Ester unabhängig voneinander weitere Funktionalitäten, beispielsweise alkoholische Hydroxidgruppen und/oder Säureamidgruppen aufweisen. Schmierstoffzusammensetzungen, die Lithiumkomplexseifen enthalten, können hohe Tropfpunkte, von in der Regel über 210°C, beispielsweise von 210°C bis 300°C, noch bevorzugter über 230°C, beispielsweise von 230°C bis 300°C (ASTM D2265-20 Mai 2020) aufweisen. Ferner weisen derartige Schmierstoffzusammensetzungen eine gute Wasserbeständigkeit und weite Einsatztemperaturbereiche auf. Mithin enthält die Schmierstoffzusammensetzung in einer bevorzugten Ausführungsform Lithiumkomplexseife.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Schmierstoffzusammensetzung eine Lithiumkomplexseife, hergestellt, ausgehend von C4-C36 Dicarbonsäuren, vorzugsweise Azelainsäure, Sebazinsäure, Korksäure, Terephthalsäure, Dodecandisäure und/oder ausgehend von höherfunktionalen Carbonsäuren mit 3 oder mehr, vorzugsweise 3 bis 4 Carbonsäuregruppen, wobei die Anzahl an Kohlenstoffgruppen 6 bis 60 betragen kann, wie bevorzugt Zitronensäure und/oder Trimersäuren, und/oder ausgehend von Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren, jeweils kombiniert mit einer oder mehreren Monocarbonsäuren, vorzugsweise kombiniert mit einer oder mehreren C4-C24 Monocarbonsäuren, vorzugsweise Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, insbesondere 12- Hydroxystearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Salicylsäure, Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren und/oder kombiniert mit Sebazinsäuremonostearylamid und/oder Terephthalsäuremonostearylamid. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Lithiumkomplexseifen, ausgewählt aus den zuvor genannten Lithiumkomplexseifen. Unter Trimersäuren versteht man durch Trimerisation ungesättigter Fettsäuren gewonnene Tricarbonsäuren mit bevorzugt 54 Kohlenstoff-Atomen, die Alkyl-Seitenketten, Doppelbindungen und cyclische Ringsysteme enthalten.
Bevorzugte Lithiumkomplexseifen werden aus Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden der vorgenannten Carbonsäuren hergestellt. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Lithiumkomplexseifen, ausgewählt aus den zuvor genannten Lithiumseifen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Schmierstoffzusammensetzung Lithium-Einfachseife, vorzugsweise Lithium-Einfachseife, die hergestellt ist, ausgehend von C4-C24 Monocarbonsäure, vorzugsweise Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Salicylsäure, Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren, Sebazinsäuremonostearylamid, Terephthalsäuremonostearylamid und Gemischen hiervon.
Besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Lithiumeinfachseifen, ausgewählt aus den zuvor genannten Lithiumseifen. Ganz besonders bevorzugte Lithiumeinfachseifen werden hergestellt ausgehend von Gemischen aus Hydroxystearinsäure, insbesondere 12- Hydroxystearinsäure und/oder deren Estern einerseits und Stearinsäure und/oder deren Estern andererseits. Dabei beträgt der Anteil an Hydroxystearinsäure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure und deren Estern, bezogen auf das Gesamtgewicht an: Hydroxystearinsäure, deren Estern, Stearinsäure sowie deren Estern, im Gemisch vorzugsweise 80 Gew.% bis 90 Gew.%. Der Anteil an Stearinsäure und deren Estern bezogen auf das Gesamtgewicht an: Hydroxystearinsäure, deren Estern, Stearinsäure sowie deren Estern, im Gemisch beträgt vorzugsweise 10 Gew.% bis 20 Gew.%.
Bevorzugte Lithiumeinfachseifen werden aus Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden der vorgenannten Carbonsäuren hergestellt. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Lithiumeinfachseifen, ausgewählt aus den zuvor genannten Lithiumseifen.
Die Schmierstoffzusammensetzung kann zusätzlich zu der Lithiumseife weitere Verdicker als Coverdicker enthalten, beispielsweise Schichtsilikate, insbesondere Talk und/oder Glimmer, amorphes, hydrophiles und/oder hydrophobiertes Siliziumdioxid, insbesondere Aerosil, Harnstoffverdicker, Metall-Seifen Verdicker, insbesondere Aluminium- (AI), Calcium- (Ca), Barium- (Ba), Natrium- (Na), Magnesium- (Mg) Polymerverdicker und/oder Wachse. Bevorzugte weitere Verdicker als Coverdicker umfassen Schichtsilikate, insbesondere Talk und/oder Glimmer, amorphes, hydrophiles und/oder hydrophobiertes Siliziumdioxid, insbesondere Aerosil, Harnstoffverdicker, Metall-Seifen Verdicker, insbesondere Aluminium- (Al), Calcium- (Ca), Natrium- (Na), Magnesium- (Mg) Polymerverdicker und/oder Wachse. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Coverdicker, ausgewählt aus den zuvor genannten Coverdickern. Sofern vorhanden, beträgt die Menge an Coverdicker in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung vorzugsweise 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere 0,5 Gew.% bis 12 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. Besonders bevorzugte weitere Verdicker sind NSF/H1 taugliche Verdicker. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Anteil an Coverdicker, insbesondere Schichtsilikat jedoch weniger als 5 Gew.%. Dies ist vorteilhaft, da so der Verschleiß gering gehalten und das Absetzverhalten optimiert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schmierstoffzusammensetzung von 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.%, insbesondere von 0,5 Gew.% bis 10 Gew.% Polyisobutylen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. Das Polyisobutylen kann hydriert, teilweise hydriert oder unhydriert sein. Besonders bevorzugtes Polyisobutylen ist ein NSF/H1 taugliches Polyisobutylen. Ebenfalls bevorzugt ist voll hydriertes Polyisobutylen, da es eine verbesserte Temperaturbeständigkeit hat. Vorteilhaft an der Verwendung von Polyisobutylen in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung ist, dass es als Viskositätsverbesserer fungieren kann. Weiter vorteilhaft ist, dass es eine Erhöhung der Grundölviskosität und eine Verbesserung der Haftung ermöglicht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Polyisobutylen ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 115 bis 10.000 g/mol, vorzugsweise von 160 bis 5000 g/mol auf. Das Molekulargewicht wird dabei bestimmt mittels DIN 55672-1 :2016-03 Gelpermeationschromatographie (GPC) - Teil 1 : Tetrahydrofuran (THF) als Eluationsmittel. Bei Molekulargewichten unter 115 g/mol neigt das Polyisobutylen zu hoher Verdampfung und verbessert die Haftung nicht ausreichend. Bei Molekulargewichten von größer 10.000 g/mol ist die Scherbeständigkeit nicht ausreichend.
Die Schmierstoffzusammensetzung weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen Festschmierstoff auf. Besonders bevorzugte Festschmierstoffe sind NSF/H1 taugliche Festschmierstoffe. Denkbar sind anorganische oder organische Festschmierstoffe. Bevorzugte Festschmierstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Polytetrafluorethylen (PTFE), Nitriden, vorzugsweise Bornitrid, insbesondere hexagonales Bornitrid, Metallcarbonaten, insbesondere Calciumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumdicarbonat, Natriumcarbonat, Zinkcarbonat, Metallsulfiden, insbesondere Zink(ll)-Sulfid, Metallphosphaten, insbesondere Calciumhexamethaphosphat, Di- und Tribasisches Magnesiumphosphat, Mono-, Di- und Tribasisches Calciumphosphat, Mono-, Di und Tribasisches Kaliumphosphat, Kaliumpolymetaphosphat, Kaliumpyrophosphat, Kaliumtripolyphosphat, saures Natriumpyrophosphat, Natriumhexametaphosphat, Natriummetaphosphat, Mono-, Di- und Tribasisches Natriumphosphat, Natriumtrimetaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Zirkoniumphosphat, Calciumphosphat, Calciumpyrophosphat, Zinkpyrophosphat, Metalloxiden, insbesondere Titandioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Wolframoxid, Meta II car boxy laten, Dinatriumsebaccat, Silikaten ausgenommen Schichtsilikate, insbesondere Kaliumsilikate, Calciumsilikate, Magnesiumsilikate, Natriumsilikate, Talkum (basisches Magnesiumsilikat), Tricalciumsilikat, Alumosilikat, Aluminium-Calcium-Silicat, Natrium-Aluminiumsilikat, saures und basisches Natrium-Aluminiumsilicat, Natrium-Calcium- Aluminiumsilicat, Metallhydroxid, insbesondere Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Kaliumhydroxid und Gemischen der Festschmierstoffe. Besonders bevorzugt ist der Festschmierstoff Dinatriumsebaccat, Polytetrafluorethylen (PTFE), hexagonales Bornitrid Calciumcarbonat und/oder Calciumpyrophosphat.
Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Festschmierstoffe, ausgewählt aus den zuvor genannten Festschmierstoffen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Festschmierstoff in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere 0,5 Gew.% bis 18 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil an Festschmierstoff, vorzugsweise von Dinatriumsebaccat, Polytetrafluorethylen (PTFE), hexagonalem Bornitrid, Calciumcarbonat und/oder Calciumpyrophosphat in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung 5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter 10 Gew.% bis 23 Gew.% und insbesondere 15 Gew.% bis 23 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. Diese höheren Mengen haben den Vorteil, dass der Festschmierstoff gleichzeitig eine verdickende Wirkung haben kann.
Die Schmierstoffzusammensetzung kann auch übliche Additive wie z.B. Korrosionsschutzadditive, Metalldesaktivatoren, Viskositätsverbesserer, Verschleißschutzadditive und/oder lonen- Komplexbildner enthalten. Ganz besonders bevorzugt sind NSF/H1 taugliche Additive, ausgewählt aus den zuvor genannten Additivgruppen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Additiven in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter 0,5 Gew.% bis 15 Gew.% und insbesondere 0,5 Gew.% bis 10 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schmierstoffzusammensetzung folgende Komponenten: a) 36 Gew.% bis 55 Gew.% säurekatalysiertes Polyalphaolefin, b) 36 Gew.% bis 55 Gew.% metallocenkatalysiertes Polyalphaolefin, c) 1 Gew.% bis 15 Gew.% Polyisobutylen, d) 5 Gew.% bis 15 Gew.% Lithiumseife, e) 1 Gew.% bis 10 Gew.% Festschmierstoff, f) 0,5 Gew.% bis 7 Gew.% Additive, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Besonders bevorzugt sind die Komponenten a) bis f) NSF/H1 taugliche Verbindungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die vorgenannte Schmierstoffzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.% Borsäure und Borsäurederivate, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schmierstoffzusammensetzung folgende Komponenten: a) 36 Gew.% bis 45 Gew.% säurekatalysiertes Polyalphaolefin, b) 36 Gew.% bis 45 Gew.% metallocenkatalysiertes Polyalphaolefin, c) 4 Gew.% bis 8 Gew.% Polyisobutylen, d) 5 Gew.% bis 10 Gew.% Lithiumseife, e) 1 Gew.% bis 4 Gew.% Festschmierstoff, f) 1 Gew.% bis 3 Gew.% % Additive, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Besonders bevorzugt sind die Komponenten a) bis f) NSF/H1 taugliche Verbindungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die vorgenannte Schmierstoffzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.% Borsäure und Borsäurederivate, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Schmierstoffzusammensetzung aus folgenden Komponenten: a) 36 Gew.% bis 45 Gew.% säurekatalysiertes Polyalphaolefin, b) 36 Gew.% bis 45 Gew.% metal locen katalysiertes Polyalphaolefin, c) 4 Gew.% bis 8 Gew.% Polyisobutylen, d) 5 Gew.% bis 10 Gew.% Lithiumseife, e) 1 Gew.% bis 4 Gew.% Festschmierstoff, f) 1 Gew.% bis 3 Gew.% % Additive, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Besonders bevorzugt sind die Komponenten a) bis f) NSF/H1 taugliche Verbindungen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die vorgenannte Schmierstoffzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.% Borsäure und Borsäurederivate, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Unter einem Schmieren von Arbeitsgeräten wird erfindungsgemäß insbesondere das Schmieren von tribologisch beanspruchten Komponenten der Arbeitsgeräte, wie das Schmieren von Wälzlagern, Linearführungen, Hydraulik- und Pneumatik-Komponenten, Dichtungen, Gleitlagern, Ketten, Ventilen und/oder Armaturen der Arbeitsgeräte verstanden. Der Schmierstoff kann dabei sowohl dem Betrieb des Arbeitsgerätes als auch der Instandhaltung der Arbeitsgeräte dienen.
Die Arbeitsgeräte werden erfindungsgemäß zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Lagerung, Kommissionierung, Konfektionierung, Gewinnung und/oder Förderung von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln eingesetzt. Erfindungsgemäß bevorzugte Arbeitsgeräte sind Verpackungsmaschinen, Produktionsmaschinen, Abbaumaschinen, Konfektionierungsmaschinen, Kommissionierungsmaschinen und/oder Förderungsmaschinen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Verwendung das Schmieren von Verpackungsmaschinen von Lebensmitteln und Kosmetika, insbesondere von Verpackungsmaschinen von Zigaretten und/oder das Schmieren von Transport- und/oder Steuerketten.
Beispiele
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Beispiele näher erläutert.
Beim Einsatz von Carbonsäureestern anstelle der freien Carbonsäure als Rohstoff für den Verdicker ergibt sich keine prinzipielle Änderung bei der Herstellung. Bei Verwendung einer Lithiumseife anstelle der freien Carbonsäure als Rohstoff für den Verdicker wird nach
Vermischen von ca. 30% Grundöl mit der Lithiumseife direkt unter Rühren auf 210°C erhitzt. Bei den erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen beträgt der Anteil an metallocenkatalysiertem PAO stets mindestens 10 Gew.%.
Beispiel 1 : Vergleich des erfindungsgemäßen Lithiumseifenfettes 1 mit dem Al-Komplexseifenfett 2 (Vergleichsfett)
Es wird ein erfindungsgemäßes Lithiumseifenfett 1 und ein Al- Komplexseifenfett 2 (Vergleichsfett) mit der jeweils unten in Tabelle 1 genannten Zusammensetzung hergestellt. Sowohl das erfindungsgemäße Lithiumseifenfett 1 als auch das Al- Komplexseifenfett 2 ist aufgrund seiner Zusammensetzung H1 tauglich.
Beide Fette werden den in Tabelle 1 angegebenen technischen Prüfungen unterzogen. Für die Elastomerprüfungen werden die Proben wie folgt vorbereitet: Es werden für den statischen Einlagerungstest im Fett mindestens 5 Normstäbe S2 Schulterstab (DIN 53504) für die Bestimmung der Zugfestigkeit und Reißdehnung verwendet und mindestens 3 Ronden (0 36,6 mm) für die Bestimmung des Volumens und der Härte aus einer Elastomerplatte mit einer Dicke von 2 (± 0,2) mm ausgestanzt. Zur Einlagerung beträgt das Volumen des Fetts mindestens das 15fache des gesamten Volumens der Probekörper in Anlehnung an DIN ISO 1817. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1 : Vergleich von Lithiumseifenfett 1 mit Al-Komplexseifenfett 2 (Vergleichsfett)
Aus Tabelle 1 geht hervor, dass die erfindungsgemäße
Zusammensetzung 1 verbesserte Eigenschaften hinsichtlich
Tieftemperatureignung (siehe Fließdruckergebnisse) und hinsichtlich seiner Verträglichkeit mit NBR und FKM Elastomer sowie eine höhere Verschleißbeständigkeit bzw. ein höheres Lasttragevermögen (siehe
SRV und VKA Ergebnisse) zeigt. Darüber hinaus ist auch die Temperaturbeständigkeit des erfindungsgemäßen Lithiumseifenfetts 1 bei 140°C deutlich verbessert, was an der geringeren Verdampfung erkenntlich ist. Beispiel 2: Vergleich des erfindungsgemäßen Lithiumseifenfettes 4 mit dem Al-Komplexseifenfett 3 (Vergleichsfett) Es wird ein erfindungsgemäßes Lithiumseifenfett 4 und ein Al- Komplexseifenfett 3 (Vergleichsfett) mit der jeweils unten in Tabelle 2 genannten Zusammensetzung hergestellt. Sowohl das erfindungsgemäße Lithiumseifenfett 4 als auch das Al- Komplexseifenfett 3 ist aufgrund seiner Zusammensetzung H1 tauglich. Beide Fette werden den in Tabelle 2 angegebenen technischen Prüfungen unterzogen.
Tabelle 2: Vergleich von Lithiumseifenfett 4 mit dem AI Komplexseifenfett 3 (Vergleichsfett) Es zeigt sich, dass die Temperaturbeständigkeit des erfindungsgemäßen Lithiumseifenfetts 4 bei 120°C deutlich verbessert ist, was sich in einer längeren Lebensdauer in der FE 9 Prüfmaschine äußert. Beispiel 3: Vergleich der erfindungsgemäßen
Lithiumseifenfette 6 und 7 Es werden die erfindungsgemäßen Lithiumseifenfette 6 und 7 mit der jeweils unten in Tabelle 3 genannten Zusammensetzung hergestellt. Sämtliche Fette sind aufgrund ihrer Zusammensetzung H1 tauglich.
Die Fette werden den in Tabelle 3 angegebenen technischen Prüfungen unterzogen.
Tabelle 3: Vergleich der erfindungsgemäßen Lithiumseifenfette 6 und 7 Das Polyisobutylen enthaltende Fett 6 zeigt im Tackiness Test eine höhere Kraft, um den Schmierfilm beim Auseinanderfahren des Messsystems zum Abreißen zu bringen.
Beispiel 4: Vergleich des erfindungsgemäßen
Lithiumseifenfettes 9 mit dem Al-Komplexseifenfett 8 (Vergleichsfett) im Hinblick auf die Eindickwirkung der Verdicker
Es wird das erfindungsgemäße Lithiumseifenfett 9 und das Al-
Komplexseifenfett 8 (Vergleichsfett) mit der jeweils unten in Tabelle 4 genannten Zusammensetzung hergestellt. Beide Fette sind aufgrund ihrer Zusammensetzung H1 tauglich. Die Fette werden im Hinblick auf ihre Konsistenz miteinander verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4: Vergleich des Lithiumseifenfettes 9 mit dem Al- Komplexseifenfett 8 (Vergleichsfett) im Hinblick auf die Eindickwirkung der Verdicker Es zeigt sich, dass das erfindungsgemäße Fett 9 mit einem Li- Verdickeranteil von 10 Gew.% eine Konsistenz von 265 erreicht, während das korrespondierende Al-Komplexfett 8 mit einem Verdickeranteil von 10 Gew.% lediglich eine Konsistenz von 311 erreicht. Eine Erhöhung der Verdickermenge ist nicht mehr möglich, da dann keine Lebensmittelzulassung mehr möglich ist. Festere Konsistenzen < 310 sind daher nur schwer für Al-Komplexseifen ohne Co-Verdicker wie beispielsweise Bentonite zu realisieren. Mithin konnte gezeigt werden, dass die Verdickungswirkung des Aluminiumverdickers geringer ist als die des Lithiumverdickers.
Beispiel 5: Vergleich des erfindungsgemäßen
Lithiumseifenfettes 11 mit dem Al- Komplexseifenfett 10 (Vergleichsfett) im Hinblick auf Tieftemperaturverhalten und Hochtemperaturverhalten
Tabelle 5: Vergleich des Al-Komplexseifenfetts 10
(Vergleichsfett) mit dem erfindungsgemäßen Lithiumseifenfett 11
Es zeigt sich, dass das erfindungsgemäße Lithiumseifenfett 11 verglichen mit dem Al-Komplexseifenfett 10 ein verbessertes Tieftemperaturverhalten hat. Bei vergleichbarer Grundölzusammensetzung und Gehalt ist ein niedriger Fließdruckwert nach DIN 51805-2 für das Lithiumfett zu beobachten, obwohl dieses eine festere Konsistenz aufweist. Außerdem erkennt man eine geringere Änderung der Scherviskosität des erfindungsgemäßen Fettes 11 im Vergleich zu Vergleichsfett 10 nach Auslagerung bei 140°C. Es zeigt sich außerdem wieder die verbesserte Eindickwirkung des Lithiumseifenverdickers bei gleichem Gehalt im Vergleich zum Aluminiumkomplexverdicker.

Claims

Patentansprüche
1 . Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend folgende Komponenten: a) 72 Gew.% bis 95 Gew.% Polyalphaolefin, b) 5 Gew.% bis 28 Gew.% Lithiumseife, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, zum Schmieren von Arbeitsgeräten, die zur Verarbeitung, insbesondere zur Verpackung, Herstellung, Portionierung, Kommissionierung, Konfektionierung, Lagerung, Gewinnung und/oder Förderung, von Lebensmitteln, Genussmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und/oder Futtermitteln eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an metallocenkatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt und/oder der Gehalt an säurekatalysiertem Polyalphaolefin mindestens 10 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung NSF/H1 tauglich ist. Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyalphaolefin ein Polyalphaolefin ist, hergestellt aus o-Olefinen, ausgewählt aus 1-Octen, 1- Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen und Gemischen hiervon oder ausgewählt aus 1-Decen als einzigem Monomer. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Polyalphaolefin mindestens 73 Gew.%, noch bevorzugter von 75 Gew.% bis 95 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyalphaolefin eine Viskosität, gemessen nach ASTM D7042 - 21 bei 100 °C von 4 mm2/s bis 350 mm2/s und/oder einen Pourpoint, gemessen nach ASTM D5950 2014-07 von höchstens -20°C, bevorzugt von höchstens -30°C, aufweist. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung mindestens ein weiteres Basisöl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Estern, Ethern, insbesondere Polyethern, Phenylethern, Perfluorpolyethern, Mineralölen, Weißölen, synthetischen Kohlenwasserstoffen, die nicht zu der Klasse der Polyalphaolefine gehören, insbesondere alkylierten Naphthalinen, Mischpolymerisaten von ungesättigten Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Polymerisaten aus Ethylen und Alphaolefinen, natürlichen Kohlenwasserstoffen, nativen Ölen und Derivaten von nativen Ölen, Silikonölen, und Gemischen hiervon, aufweist, wobei die weiteren Basisöle vorzugsweise NSF/H1 tauglich sind.
7. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung mindestens ein weiteres Basisöl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Estern, Ethern, vorzugsweise Polyether, synthetischen Kohlenwasserstoffen, Weißölen, Perfluorpolyethern, alkylierten Naphthalinen und Gemischen hiervon, aufweist, wobei das mindestens eine Basisöl vorzugsweise NSF/H1 tauglich ist.
8. Verwendung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des weiteren Basisöls an der Schmierstoffzusammensetzung von 4 bis 23 Gew.%, noch bevorzugter von 5 bis 22 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt. erwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Lithiumseife in der Schmierstoffzusammensetzung 5 Gew.% bis 26 Gew.%, noch bevorzugter 5 Gew.% bis 22 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, beträgt. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung eine Lithium-Einfachseife enthält, hergestellt ausgehend von C4-C24 Monocarbonsäure, vorzugsweise Stearinsäure, Hydroxystea rin säure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Salicylsäure, Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren, Sebazinsäuremonostearylamid, Terephthalsäuremonostearylamid und Gemischen hiervon. erwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung eine Lithium-Einfachseife enthält, hergestellt, ausgehend von Gemischen aus Hydroxystearinsäure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure und/oder deren Estern einerseits und Stearinsäure und/oder deren Estern andererseits. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung eine Lithiumkomplexseife enthält, hergestellt, ausgehend von C4-C36 Dicarbonsäuren, vorzugsweise Azelainsäure, Sebazinsäure, Korksäure, Terephthalsäure, Dodecandisäure und/oder ausgehend von höherfunktionalen Carbonsäuren mit 3 oder mehr, vorzugsweise 3 bis 4 Carbonsäuregruppen, wobei die Anzahl an Kohlenstoffatomen 6 bis 60 betragen kann, wie bevorzugt Zitronensäure und Trimersäuren, und/oder ausgehend von Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren, jeweils kombiniert mit einer oder mehreren Monocarbonsäuren, vorzugsweise kombiniert mit einer oder mehreren C4-C24 Monocarbonsäuren, vorzugsweise Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Salicylsäure, Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren und/oder kombiniert mit Sebazinsäuremonostearylamid und/oder Terephthalsäuremonostearylamid. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung weitere Verdicker als Coverdicker enthält, ausgewählt aus Schichtsilikaten, insbesondere Talk und/oder Glimmer, amorphem, hydrophilem und/oder hydrophobiertem Siliziumdioxid, insbesondere Aerosil, Harnstoffverdickern, Metall-Seifen Verdickern, insbesondere Aluminium- (AI), Calcium- (Ca), Barium- (Ba), Natrium- (Na), Magnesium- (Mg) Polymerverdickern und/oder Wachsen. 4. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung von 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.%, insbesondere von 0,5 Gew.% bis 10 Gew.% Polyisobutylen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung enthält.
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyisobutylen ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1 15 bis 10.000 g/mol, vorzugsweise von 160 bis 5000 g/mol, bestimmt mittels DIN 55672-1 :2016-03, aufweist.
16. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung einen Festschmierstoff, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dinatriumsebaccat, Polytetrafluorethylen (PTFE), hexagonalem Bornitrid, Calciumcarbonat und/oder Calciumpyrophosphat, aufweist. 17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Festschmierstoff in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere 0,5 Gew.% bis 18 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung beträgt.
18. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung folgende Komponenten umfasst: a) 36 Gew.% bis 55 Gew.% säurekatalysiertes Polyalphaolefin, b) 36 Gew.% bis 55 Gew.% metal locen katalysiertes Polyalphaolefin, c) 1 Gew.% bis 15 Gew.% Polyisobutylen, d) 5 Gew.% bis 15 Gew.% Lithiumseife, e) 1 Gew.% bis 10 Gew.% Festschmierstoff, f) 0,5 Gew.% bis 7 Gew.% Additive, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
19. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung aus folgenden Komponenten besteht: a) 36 Gew.% bis 45 Gew.% säurekatalysiertes
Polyalphaolefin, b) 36 Gew.% bis 45 Gew.% metallocenkatalysiertes
Polyalphaolefin, c) 4 Gew.% bis 8 Gew.% Polyisobutylen, d) 5 Gew.% bis 10 Gew.% Lithiumseife, e) 1 Gew.% bis 4 Gew.% Festschmierstoff, f) 1 Gew.% bis 3 Gew.% Additive, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.% Borsäure und Borsäurederivate, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung umfasst. Verwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieren von Arbeitsgeräten das Schmieren von tribologisch beanspruchten Komponenten der Arbeitsgeräte, wie das Schmieren von Wälzlagern, Linearführungen, Hydraulik- und Pneumatik-Komponenten, Dichtungen, Gleitlagern, Ketten, Ventilen und/oder Armaturen der Arbeitsgeräte umfasst, wobei die Arbeitsgeräte vorzugsweise Verpackungsmaschinen, Produktionsmaschinen, Abbaumaschinen, Konfektionierungsmaschinen, Kommissionierungsmaschinen und/oder Förderungsmaschinen sind. erwendung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieren von Arbeitsgeräten das Schmieren von Verpackungsmaschinen von Lebensmitteln und Kosmetika, insbesondere von Verpackungsmaschinen von Zigaretten und/oder das Schmieren von Transport- und/oder Steuerketten umfasst.
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