NO127806B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av et homogent blandet,

stabilt flytende smøremiddel.

Foreliggende oppfinnelse angår smøre-middelblandinger og deres fremstilling, og spesielt angår den smøremiddelblandinger som nedsetter slitasje og korrosjon, hvil-ket gjør dem egnet for bruk ved smøring av forbrenningsmotorer.

På grunn av de betingelser som oppstår ved smøring av sylindrene i forbrenningsmotorer, særlig dannelse av syrer, er slitasjen av stempelringer, sylindrer og sylindervegger ofte stor. Petroleum-smøre-oljer i sin alminnelighet trenger forbed-ring for å bekjempe slitasje som oppstår under motorens gang.

Selv om problemet ved motvirkning av motorslitasje er viktig ved smøring av alle typer forbrenningsmotorer er problemet særlig alvorlig ved smøring av marinedie-selmotorer med lav hastighet, som går på brennstoff som har høyt svovelinnhold. Det er f. eks. kjent at tunge brennstoff-oljer kan anvendes for å drive marine dieselmotorer med lav hastighet, istedet-for de mere lettere kostbare brennstoffer. Det er imidlertid vel kjent at tyngre pe-troleum-fraksjoner generelt inneholder høyere konsentrasjoner av svovel enn de lettere fraksjoner. Erfaring har vist at dieselmotorer, som opererer med disse tunge brennstoffer med høyt svovelinnhold, har alvorlige vedlikeholdsproblemer i form av sylinderslitasje. Det antas at den høye konsentrasjon av svovel i brennstoffet er an-svarlig for en stor del av slitasjen, da brennstoff som inneholder store mengder svovel kan medføre både korrosjon og ero-sjon av sylinderveggene og stemplene. Korrosjons-slitasjen, som oppstår i moto-rer som opererer med denne type brennstoff, er spesielt blitt tilskrevet de sure damper, slik som svoveldioksyd og svovel-trioksyd som dannes ved forbrenning av svovelholdige brennstoffer. I nærvær av vann som dannes under forbrenningen og som kan oppstå fra fuktig luft som kom-mer inn i motoren fra luftinntaket, angri-per disse svovelholdige damper utsatte metalldeler.

Det er nå blitt funnet at det skaffes forbedrede flytende smøremiddelblandin-ger som oppviser utmerket antislitasje-egenskaper ved å lage en homogen blanding av en hovedmengde av en smøreolje og en mindre mengde, som er tilstrekkelig til å medføre forbedrede slitasjeegenskaper, bestående av magnesiumkarbonat og en liten mengde magnesiumstearat som er tilstrekkelig til å holde magnesiumkarbonatet homogent suspendert i smøreoljen.

Smøreoljen, som utgjør hovedbestand-delen av den nye blanding, velges fra et stort område smøreoljer på basis av naf-tene parafiner og blandede mineraloljer. Generelt anvendes en hvilken som helst mineralolje som har smøre viskositet, eller syntetisk smøreolje slik som polymeriserte olefiner, organiske estere slik som di-2-etylheksyl-sebacater og aselater og lignende basis-olje for å danne en smøre-middelblanding ifølge foreliggende oppfinnelse. For smøring av marine dieselmotorer som har lav hastighet, anvendes generelt en mineralsmøreolje som har en viskositet i området 1000 til 5000 Saybolt sekun-der ved 38° C.

Magnesiumkarbonatet dispergeres og holdes suspendert homogent i hele smøre-oljen f or å meddele blandingen de ønskede slitasje- og korrosjonsreduserende egenskaper. Ved å ha magnesiumkarbonatet til stede i smøreoljen på denne måte, er det tilgjengelig som et beskyttende overtrekk på metalloverflatene i sylindrene, slik at de sure forbrenningsprodukter nøytralise-res på en effektiv måte, slik at et angrep av metalloverflaten hindres. Magnesiumkarbonatet anvendes som findelt pulver for å oppnå stabile suspensjoner. Generelt skal størrelsen av magnesiumkarbonatpar-tiklene være av en størrelsesorden på 20 mikron eller mindre, fortrinnsvis 2 mikron.

De spesielle mengder som skal anvendes varierer med de krav som stilles til smøremidlene. For eksempel er det, idet det anvendes brennstoff som inneholder lite svovel og med motor i vesentlig kontinuerlig tjeneste, tilstrekkelig med så lite som 0,1 vekt-pst. magnesiumkarbonat i den totale blanding. Imidlertid kreves det med brennstoff som har høyt svovelinnhold og/eller avbrutt motortj eneste større mengder av magnesiumkarbonat, så høyt som 10 vekt-pst. eller høyere kan anvendes med fordel. For mange anvendelser, inklu-siv sylindersmøring for marine dieselmotorer med lav hastighet som brenner brennstoffer med høyt svovelinnhold, er det til-fredsstillende og foretrukket med 3 vekt-pst. magnesiumkarbonat.

Magnesiumstearat-tilsetningen ifølge oppfinnelsen er enten et nøytralt magnesiumstearat, eller et basisk magnesiumstearat, dvs. magnesiumhydroksystearat hvori bare en hydroksylgruppe er blitt nøytralisert med stearinsyre. Begge disse stoffer, likesom blandinger av disse, er i det vesentlige like effektive for formålet ifølge oppfinnelsen.

Skjønt både magnesiumstearat og magnesiumkarbonat samvirker i blandingen, ifølge oppfinnelsen, til å redusere korrosjon og slitasje inne i sylinderen, vir-ker magnesiumstearattilsetningen primært som dispergerings- og suspensjonsmiddel for å holde magnesiumkarbonatet effektivt og ensartet dispergert i smøreoljen. Mens det fås stabile smøreblandinger når magnesiumstearatet anvendes i mengder så små som 0,25 vekt-pst. av blandingen, skal maksimumsmengden av magnesiumstearat ikke overskride ca. 6 pst., for å unn-gå gelatinering av blandingen, slik at det dannes en greasform. Hvor magnesiumstearatet anvendes i mengder på fra ca. 0,25 til ca. 6 vekt-pst. holdes magnesiumkarbonatet i riktig og permanent forde-ling i smøreoljen og har ikke noen tendens til lett å utskilles fra denne, idet hele blandingen er en væske og ikke en greas. I en foretrukken blanding anvendes 1 vekt-pst. magnesiumstearat.

De forbedrede smøremiddelblandinger ifølge oppfinnelsen, fremstilles ved å blan-de magnesiumkarbonat og magnesiumstearat i mengder som er tilstrekkelige til å gi den ønskede konsentrasjon i den endelige blanding med en del, som f. eks. en halv-part, av smøreoljen. Denne blanding opphetes deretter med kontinuerlig smøring til en temperatur på fra 121° til 177° C eller høyere, for å oppløse magnesiumstearatet. Når magnesiumstearatet er blitt fullstendig oppløst, tilsettes den resterende del av smøreoljen, mens det holdes en temperatur på 121° til 177° C. Blandingen avkjøles deretter med kontinuerlig omrø-ring til en temperatur på ca. 38° C eller lavere. Når denne fremgangsmåte anvendes hindres geldannelse effektivt og det fås en ensartet, blandet, stabil, væskeformet smøreol j eblanding.

De følgende eksempler forklarer oppfinnelsen nærmere.

I disse eksempler var den anvendte olje en blandet smøreolje som var frem-stilt av blandinger av avvokset oppløs-ningsmiddelraffinert smøreolje som hadde følgende karakteristikk:

Eksempel 1:

Det fremstilles en stabil antislitasje-smøremiddelblanding ved å sette magnesiumkarbonat og magnesiumhydroksystearat i de mengder som er antydet nedenfor til en mengde som utgjorde omtrent 50 pst. av oljen. Den dannede oppslemming opphetes til omtrent 150° C idet den kontinuerlig omrøres. Når magnesiumhydrok-systearatet var fullstendig oppløst og mens det holdes en temperatur på omtrent 150° C, tilsettes den resterende del av oljen. Blandingen avkjøles deretter til 38° C under fortsatt omrøring. Den endelige smø-reolj eblanding hadde følgende sammensetning og karakteristikk:

Eksempel 2:

Idet samme fremgangsmåte som angitt i eksempel 1 brukes, fremstilles en blanding som har følgende sammensetning og karakteristikk:

Eksempel 3:

Idet samme fremgangsmåte som angitt i eksempel 1 benyttes, fremstilles en blan ding som har følgende sammensetning: Sammensetning: vekt-pst.

Eksempel 4:

Idet samme fremgangsmåte som angitt i eksempel 1 benyttes, fremstilles en blanding som har følgende sammensetning:

Sammensetning: vekt-pst.

Eksempel 5:

Ekstra ensartet blandet stabil flytende antislitasjesmøremiddelblanding fås idet det anvendes samme smøreolje og i det ene tilfelle 0,1 vekt-pst. magnesiumkarbonat og 0,25 vekt-pst. magnesiumstearat og i det annet tilfelle 10 vekt-pst. magnesiumkarbonat og 6 vekt-pst. magnesiumstearat.

Stabiliteten for smøremiddelblandin-gene som inneholder magnesiumtilsetningene bestemmes ved å underkaste et målt volum av blandingen forskjellige temperaturer over en 48 timers periode. Inspek-sjon av prøven gjøres ved forskjellige temperaturer og prosentutskillingen per volum bestemmes. Idet denne fremgangsmåte anvendes fås følgende resultater:

Som det ses av de ovenstående data har magnesiumtilsetningene meget liten tendens til å utskilles fra oljen, endog ved temperaturer som normalt ikke oppstår under lagring. Slitasjenedsettende og korro-sjonshindrende egenskaper som meddeles smøremiddelblandingen ifølge oppfinnelsen ved magnesiumforbindelse oppretthol-des derfor effektivt selv om blandingen til-lates å lagres i lange tidsrom.

For å illustrere slitasjereduserende egenskaper for de forbedrede smøremiddel-blandinger ifølge oppfinnelsen ble det ut-ført en fire kule slitasje-prøve som følger: Tre stål-kuler er festet godt således at ro-tasjon er umulig. En fjerde stål-kule i en roterende spindel, er anbrakt således at den holdes utelukkende av de andre tre kuler som danner en pyramide. De tre ubevegelige stålkuler og den roterende enkle stål-kule tvinges i kontakt med hver-andre på grunn av et vertikalt anvendt lodd. Tilstrekkelig prøvesmøremiddel helles i en prøvekopp for å dekke de tre nedre kuler ved en forutbestemt dybde. Spinde-len bringes til å dreie seg ved 1800 omdr./ min., mens elektriske opphetningsenheter oppheter oljen til en temperatur på 130° C. Ved avlesning av prøven ble slitasjen målt ved undersøkelse av sårene på de rene overflater på de stasjonære kuler. De to maksimumsdiametre i rette vinkler for hvert slitasjesår ble målt på den nærmeste 0,01 mm og gjennomsnittet ble tatt. Anti-slitasjeegenskapene ble bestemt ved for-skjellen i sårdiametrene. Det virkelige trykk som ble utøvet på hvert kontakt- I punkt beregnes som en funksjon av vekten og sårdiameteren.

Idet den ovenfor beskrevne prøve ble

benyttet ble en sammenligning av antisli-tasjeegenskapene for smøreoljeblandingene som inneholdt magnesium-tilsetninger med oljen vist i tabell 2.

Som det ses av de ovenstående resultater nedsetter smøreblandingene ifølge oppfinnelsen slitasjen med fra 33 pst. til 50 pst. og mere, sammenlignet med oljen som ikke holder noen tilsetninger.

Foreliggende smøreblandingers evne til effektivt å nøytralisere de sure produk-ter, som dannes ved forbrenning, gjør at disse blandinger særlig er egnet for smø-ring av store marine dieselmotorer med lav hastighet, hvilke opererer med brennstoffer med høyt svovelinnhold, slik som restoljer og destillater som inneholder fritt eller bundet svovel i mengder som ligger et sted fra 0,1 til 6 vekt-pst. og mere. Smøreblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse egner seg for denne type smø-ring også på grunn av naturen og meng-den av den aske som produseres når smøre-midlene brennes. Som det er kjent anvendes det separat sylindersmøring i store marine dieselmotorer og smøremidlet for-brennes inne i sylinderen. Magnesiumtilsetningene ifølge oppfinnelsen gir ved forbrenning en aske som er lett og porøs og som lett blåses ut av sylinderen i motoren uten dannelse av avsetninger i denne.

Det skal merkes at mens smøreolje-blandingene ifølge oppfinnelsen særlig er egnet for marine dieselmotorer, som opererer med brennstoff med høyt svovelinnhold, er brukbarheten av de nye blandinger ikke begrenset til dette. Som det ses av re-sultatene fra slitasjeprøven som angitt i tabell 2, har de nye smøremidler utmerket slitasjereduserende karakteristikk, uavhen-gig av deres egenskaper til nøytralisering av syrer. Således kan de nye blandinger med fordel anvendes ved smøring av alle typer forbrenningsmotorer.

I tillegg til de tilsetninger som er angitt i det foregående, kan det være til stede

i smøremiddelblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse, andre vanlige tilsetninger slik som midler som nedsetter helle-punktet, antirustmidler, midler som for-bedrer oljeaktigheten, midler for ekstremt trykk, viskositetskoeffisientforbedrere og lignende.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en homogen, stabil, flytende smøremiddel-blanding, karakterisert ved at en hoved-del av en smøreolje tilsettes en mindre mengde magnesiumkarbonat som er tilstrekkelig til å meddele blandingen forbedrede slitasjeegenskaper og en liten mengde magnesiumstearat som er tilstrekkelig til å holde magnesiumkarbonatet i jevnt suspendert i oljen.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at magnesiumkarbonatet tilsettes i en mengde som utgjør fra 0,1 til 10 vekts-pst. av den endelige blanding, og magnesiumstearatet tilsettes i en mengde som utgjør fra 0,25 til 6 vekts-pst. av den samme blanding.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at en del av smø-reoljen, magnesiumkarbonatet og magnesiumstearatet opphetes til 121—177° C under kontinuerlig omrøring for å oppløse magnesiumstearatet, hvoretter ekstra smø-reolje tilsettes i en mengde som er tilstrekkelig til å danne den endelige blanding, hvoretter blandingen avkjøles under kontinuerlig omrøring.