NO134992B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer nye smorefett som er spesielt stabile samt en fremgangsmåte ved deres fremstilling.

Tidligere er de fleste smorefett blitt fremstillet fra

en mineral- eller syntetisk oljeaktig bærer eller basisolje med tilsetning av fortykningsmidler for å erholde den onskede konsistens. Fortykningsmidler er i de fleste tilfeller såper av fettsyrer eller uorganiske midler, som kolloidalt siliciumoxyd, bentonitt etc.

Disse kjente fett er geler hvor fortykningsmidlet danner et nettverk i hvilket oljen er inkorporert. Imidlertid kan vanskeligheter erfares ved fremstilling av en homogen og stabil gel, hvilket kan tilskrives mange faktorer, som typen fortykningsmiddel, typen basis olje, de relative mengder av disse bestanddeler, fremgangsmåten anvendt ved fremstilling av fettet etc, og de relative effek-

ter av disse faktorer er ennu ikke fullt ut forstått.

Ved å innarbeide polymerer i smorefett for å fremme noen av deres egenskaper, er ytterligere vanskeligheter oppstått. F.eks. har der vært foreslått å anvende som fortykningsmidler visse olefi-niske polymerer, nemlig polymerer av ethylen eller propylen eller copolymerer av ethylen med hoyere 1-olefiner, men de erholdte geler var ikke tilstrekkelig stabile, og har en tendens til å bryte ned under mekaniske påkjenninger under dannelse av to væskeprodukter (se US patent nr. 3.112.270).- På den annen side er der observert at polyisobuten erholdt ved lavtrykkspolymerisering, ikke er egnede som fortykningsmidler, og forsok på å fremstille nyttige smorefett fra disse polymerer har ikke vært vellykket (tysk patent 1.091.683).

Der har også vært foreslått å innarbeide visse polymerer i smorefett i den hensikt å unngå "blodning" av smorefett med en ut-skillelse av olje fra nettverket dannet av fortykningsmidlet. Slike blandinger inneholder generelt mindre enn IO - 12 % polyisobuten med en midlere molekylvekt som er hoyere enn 2500, og mere spesielt i området 10.000 - 11.000.

Innarbeidelse av disse polymerer i smorefett innforer andre faktorer som påvirker fremgangsmåten ved fremstillingen av disse fett samt noen av deres egenskaper. På den annen side er der funnet at innarbeidelse av polymerene i fett er et kritisk trinn. Ytterligere har de erholdte produkter andre ulemper med hensyn til deres effektivitet.

Der er nu funnet forbedrede fett som ikke er beheftet med noen av disse ulemper. En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe homogene,, stabile og effektive smorefett. En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å angi en enkel prosess for fremstilling av smorefett som kun trenger små mengder fortykningsmiddel og vanlige tilsetningsmidler for erholdelse av onskede egenskaper .

Ifdlge oppfinnelsen inneholder smorefett 2-15 vekt% aluminiumsåpe, 25 - 98 vekt av et hydrogenert eller ikke-hydrogenert polybuten eller polyisobuten med midlere molekylvekt i området 300 - 2.500, samt 0 - 60 % smøreolje.

Fremgangsmåten ved fremstilling av disse smorefett omfat-ter : dispergere ved 15 - 50°C 2-15 vekt%, regnet på vekten av blandingen, aluminiumsåpe i 10 - 50 vekt% av det hydrogenerte eller ikke-hydrogenerte polybuten eller polyisobuten, oppvarme dispersjonen,

tilsette 0-60 vekt% smøreolje når temperaturen har nådd 90-100°C,

tilsette langsomt, når temperaturen har nådd 150 - 180°C, de resterende 15 - 48 vekt% av det hydrogenerte eller ikke-hydrogenerte polybuten eller polyisobuten, og holde den angitte temperatur under polymerens tilsetning, og avkjøle blandingen og homogenisere blandingen ved 10 - 35°C.

Der er funnet at smøréfett ifølge oppfinnelsen inneholdende en polymer av buten eller isobuten, med relativt lav molekylvekt, i en mengde som kan gå opp til 98 vekt% av fettet, og i blanding med en aluminiumsåpe som fortykningsmiddel, er glatte, homogene og spesielt stabile, hvilket gjør disse fett spesielt effektive. Dette resultat er uventet, for i henhold til teknikkens stand har det vært vanlig praksis å anvende polymerer med høy molekylvekt, og tilsette disse i relativt små mengder for å hindre skadelig virkning på stabiliteten og den smørende virkning av disse fett.

Aluminiumsåpe som fortykningsmiddel anvendes vanligvis i eri mengde i området 2 - 15 %, og fortrinsvis i område 13 - 8 %, regnet på fettets vekt. Denne aluminiumsåpe er fortrinsvis en såpe av en mettet eller umettet høyere alifatisk carboxylsyre inneholdende 12 - 20 carbonatomer, eksempelvis stearin-, olein-, ricin-olein-eller palmitinsyre. Blandede aluminiumsåper, som er såper erholdt fra høyere alifatiske carboxylsyrer og fra en carboxylsyre med lavere molekylvekt kan anvendes. Eksempler på slike aluminiumsåper inn-befatter såper av benzostearin-, acetopalmitin- og toluen-stearin-syrer.

Ved å erstatte en aluminiumsåpe med en alkalimetall-eller jordalkalimetallsåpe forblir betingelsene de samme, men der er observert at smøreoljen er noe mykere. Dette resulterer i at såpe-mengden som er nødvendig forå fremstille et fett med en viss konsistens er høyere med en alkalimetall- eller jordalkalimetallsåpe enn med en aluminiumsåpe. Den sistnevnte er således mere økonomisk og fordelaktig.

Smøreoljen kan være hvilken som helst mineral-, aromatisk-eller nafthenisk olje, en høyere nafthenisk olje anvendes fortrinsvis ved fremstilling av smøréfett med høy termisk stabilitet. Syn-tetiske smoreoljer kan også anvendes, eksempelvis estere av sebaein-eller adipinsyre og alkoholer med 6-12 carbonatomer, som 2-ethyi-hexanol. Oljen anvendes i en mengde ikke hoyere enn 60 %. og vanli-gere 10 - 50 vekt% av fettet. Konsistensen av disse fett tiltar generelt når mengden av oljen avtar. Det er også å anbefale å anvende oljer eller blandinger av oljer med en viskositetsindeks i området 10 - 100 eller enda hoyere, og fortrinnsvis i området 30 - 70.

Den mest anvendte lineære polymer av buten eller isobuten er en hydrogenert eller ikke hydrogenert flytende homopolymer med midlere molekylvekt i området 300 - 2.500. Denne polymer kan være den eneste oljeaktige bestanddel av fettet, og vektandelen i fettet kan gå opp i 98 %. På den annen side er mengden av polymer som er nodvendig ved fremstilling av et fett med hdy konsistens, stabilitet og effektivitet minst 25 %, regnet på vekten av blandingen. Blandinger av disse polymerer kan også anvendes, og spesielt en blanding av to eller flere slike polymerer med forskjellig molekylvekt, eller en blanding av ikke-hydrogenert polymer og hydrogenert polymer.

Ved fremstilling av smorefett ifdlge oppfinnelsen dispergeres 2 - 15 %, regnet på vekten av fettet, aluminiumsåpe i ca. halv-parten av den onskede mengde polybuten eller polyisobutylen, dvs. i IO - 50 vekt% av polymeren. Denne dispersjon utfores under kontinu-erlig omroring ved en temperatur i området 10 - 50°C. Den erholdte blanding oppvarmes, og når temperaturen er nådd 90-^HO°C, tilsettes den eventuelt anvendte olje. Derefter, når temperaturen er 150-180°C, tilsettes gradvis under omroring den nddvendige gjenværende del av polymeren, mens temperaturen holdes ved 150 - 180°C. Som an-gitt ovenfor kan den sistnevnte polymer være forskjellig fra den po-

i lymer som ble anvendt ved det forste trinn av fremstillingsprosessen. Blandingen avkjoles derefter til romtemperatur og homogeniseres i en kolloidalmolle eller hvilken som helst annen kjent og egnet homogenisator.

Andre forbindelser kan innarbeides i fettet, nemlig hoy-trykkstilsetningsmidler, antikorrosjonsmidler, farvestoffer, hoymo-lekylærvektpolymerér for å forbedre vedheftningen av fettet til me-talloverflater, som polyisobuten med molekylvekt hoyere enn 100.000; mengden av disse tilsetningsmidler er generelt ikke hoyere enn 2-3 vekt% av fettet.

Det er også funnet at den nddvendige mengde aluminiumsåpe som anvendes som fortykningsmiddel og den nodvendige mengde middel for å forbedre vedheftningen, er mindre i smorefett ifdlge foreliggende oppfinnelse enn i konvensjonelle fett, idet det må forståes at disse mengder er beregnet for erholdelse av det samme resultat.

Bestanddelene av fettet ifolge foæeliggende oppfinnelse, dvs. aluminiumsåpe, hydrogenert eller ikke-hydrogenert polybuten eller polyisobuten og den eventuelt tilsatte smøreolje, danner, når de anvendes i de ovenfor aijgitte forhold, helt spesielle blandinger med spesielle egenskaper. Erstat-ning av den angitte såpe eller polymeren med andre homologe har en nedsettende effekt på fettets smoreegenskaper.

I de fdlgende eksempler er der henvist til de fdlgende prø-vemetoder: ASTM D 217-52T eller penetreringsprbve, som er et mål for konsi stensen og den mekaniske stabilitet for fett.

ASTM 2266 for å bestemme de slitasjeforhindrende egenskaper for fett (fire kulers metode ved 1800 omdx./min, 1 time, 75°C og 40 kg/cm ).

Eksempel 1

5 vektdeler aluminiumstearat og 42 vektdeler ikke-hydroge-hert polyisobuten med midlere molekylvekt på 460 blandes ved romtemperatur. Denne blanding oppvarmes så raskt som mulig under omroring, og når temperaturen nådde 120°C, ble tilsatt 20 deler av en nafthenisk olje med viskositetsindeks på 70. Denne blanding ble ytterligere oppvarmet, og når temperaturen nådde 170 - 180°C, ble gradvis tilsatt 32,8 deler ikke-hydrogenert polyisobuten med midlere molekylvekt på 730 og 0,2 deler polyisobuten med midlere molekylvekt hoyere enn lOO.OOO. Temperaturen ble holdt ved ca. 175°C under tilsetningen som foregikk under omroring. Det varme fett ble helt i et kjolekar, og det avkjolte fett ble helt i en blander og fort gjen-nom en homogenisator.

Fettet var glatt, "trådaktig", homogent, svakt farvet og transparent. Hårdheten var 285 (i 0,1 mm ved 25°C, ASTM 217-52T) for ikke bearbeidet fett, og 297 for det 60 slag's bearbeidede fett.

Sliteindeksen (ASTM 2266) var 0,72.

I sammenligning krevet et fett som var fritt for lavmoleky-lære vekt polyisobuten en stdrre mengde aluminiumsåle (8 vekt% i stedet for 5 vekt%) for å oppnå den samme hårdhet, og en storre mengde vedheftningsforbedrende middel (1 vekt% i stedet for 0,2 vekt%). På den annen side var sliteindeksen 1,07 for dette fett inneholdende 8 vekt% aluminiumsåpe, 1,0 vekt% polyisobuten med molekylvekt hoyere enn lOO.OOO og 91 % mineralolje.

Det er således åpenbart at ved anvendelse av en polyisobuten med molekylvekt lavere enn 2.500 erholdes et fett som krever mindre mengder fortykningsmidler og tilsetningsmidler, og som har bedre smdrende og anti-slitende egenskaper.

Eksempel 2

Et fett ble fremstillet av:

46,8 vekt% ikke hydrogenert polyisobuten . med midlere molekylvekt på 460, 48 " ikke hydrogenert polyisobuten med midlere molekylvekt på 730,

5 " aluminiumstearat,

0,2 " av et vedheftningsforbedrende middel.

Dette fett var glatt, homogent,farveldst og "trådaktig"

med en penetreringsindeks på 289 og en slitindeks på 0,63.

For sammenligning ble fremstillet et fett som også var fritt for mineralolje, men inneholde lithiumsåpe i stedet for atlumi-niurasåpe. Selv med et innhold av lithiumsåpe så hdyt som 12 vekt% var dette fett mindre hårdt, og penetreringen var 319.

Eksempel 3

Fremgangsmåten ifdlge eksempel 1 ble gjentatt ved fremstilling av et tilsvarende fett, men av 39,8 vektdeler av en hydrogenert polyisobuten med.midlere molekylvekt på 447 og 35,O vektdeler av en hydrogenert polyisobuten med midlere molekylvekt på 633.

Dette fett hadde en noe lavere konsistens (penetrering: 296), men anti-sliteegenskapene var forbedret (slitindeks: 0,58).

Eksempel 4

Fremgangsmåten ifdlge eksempel 1 ble gjentatt, men med

74,8 vektdeler polyisobuten med midlere molekylvekt på 500.

Dette fett hadde en bemerkelsesverdig mekanisk stabilitet, penetreringen var henholdsvis: 294 for ubearbeidet fett,

295 for bearbeidet fett (60 slag), Anti-sliteegenskapene var også bemerkelsesverdige, og slitindeksen var 0,70.

Ekse mpel 5

Fremgangsmåten ifolge eksempel 1 ble gjentatt, men mine-raloljen ble erstattet med en syntetisk olje (di-2-ethylenhexylseba-cat).

Dette fett hadde også bemerkelsesverdige anti-sliteegen-skaper (slitindeks 0,70), men hadde en noe lavere konsistens (penetrering 340) .

Eksempler 6- 9

Fire fett ble fremstillet fra naftheniske mineraloljer (viskositetsindeks: 70), ikke hydrogenert polyisobuten aluminiumsåpe og vedheftningsforbedrende middel (polyisobuten med molekylvekt hoyere enn 100.000).

De relative andeler (vekt) av bestanddelene i disse fett og prøveresultatene er gitt i den fdlgende tabell.

Molekylvekten for de anvendte polymerer er gitt efter for-kortelsen PIB.

Hovedegenskapene for disse fett er deres konsistens og deres antisliteegenskaper.

For sammenligning ble der fremstillet et fett fra 54,8 vekt% mineralsmoreolje, 5 vekt% aluminiumstearat, IO vekt% polyisobuten med midlere molekylvekt på 670 og 30 vekt% polyisobuten med midlere molekylvekt på 3500. Som folge av innarbeidelsen av den sistnevnte polymer var fettet ikke bearbeidbart eller mekanisk på-fdrbart ved lavere temperaturer. Den samme ulempe oppsto med fett inneholdende lavmolekylært vekt polyethylen og polyhexan. På den annen side kunne heller ikke egnede fett fremstilles med hdymoleky-lær vekt polyolefiner.

Fettet ifdlge eksempel 6 ble fremstillet med kalsiumstea-rat i stedet for aluminiumstearat. Det erholdte fett hadde en ve-sentlig lavere konsistens.

Disse resultater viser klart at smorefett ifdlge oppfinnelsen gir spesielt forbedrede resultater som folge av anvendelse av de ovenfor angitte bestanddeler i spesifiserte forhold.

Claims (4)

1. Smøréfett på basis av en aluminiumsåpe, en polymer av et monoolefin inneholdende 4 carbonatomer og en smøreolje, karakterisert ved at det består av 2 - 15 vekt% aluminiumsåpe, 25 - 98 vekt% av et hydrogenert eller ikke-hydrogenert polybuten eller polyisobuten med midlere molekylvekt i området 300 - 2500, samt 0-60 vekt% smøreolje.

2. Smøréfett ifølge krav 1, karakterisert ved at det består av 3 - 8 vekt% av en aluminiumsåpe, 35 - 97 eller. vekt% av en polymer omfattende hydrogenert ikke-hydrogenert polybuten eller polyisobuten med midlere molekylvekt i området 300 - 2500, samt 0 - 57 % smøreolje.

3. Smøréfett ifølge krav 1-2, karakterisert ved at aluminiumsåpen er en aluminiumsåpe av en carboxylsyre inneholdende 12 - 20 carbonatomer.

4. Fremgangsmåte ved fremstilling av smøréfett ifølge krav 1-3, karakterisert ved at (a) 2-15 vekt% av aluminiumsåpen dispergeres i 10 - 50 vekt% av det hydrogenerte eller ikke-hydrogenerte polybuten eller polyisobuten ved en temperatur på 15 - 50°C, hvorefter dispersjonen gradvis oppvarmes, (b) 0-60 vekt% av smøreoljen tilsettes når temperaturen har nådd 90 - 110°C, (c) de res terende 15 - 48 vekt% av det hydrogenerte eller ikke-hydrogenerte polybuten eller polyisobuten tilsettes langsomt når temperaturen har nådd 150 - 180°C,. idet denne temperatur opprettholdes under tilsetningen, hvorefter (d) blandingen avkjøles og homogeniseres ved 10 - 35°C.