DE1018573B - Schmierfett - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

kl. 23 c 1/04

INTERNAT. KL. C 10 IH

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1018 573

N 12136 IVc/23 c ANMELDETAG: 2 0. APRIL 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 3 1. O KTO B ER 1 9 5 7

Schmierfett

Es ist an sich bekannt, Schmierfette auf Mineralölbasis mit einer oxyfettsauren Lithiumseife als Ge-

lierungsmittel herzustellen, wobei aber in der Praxis

hauptsächlich öle mit geringer Viskosität und Anmelder:

niedrigem Viskositätsindex verwendet werden, da der 5

zur Erzielung einer bestimmten Schmierfettkonsistenz N. V. De Bataafsclie Petroleum

erforderliche Seifenanteil möglichst gering gehalten Maatschappij, Den Haag

werden soll. Insbesondere hat sich gezeigt, daß die

Schmierfettausbeute im gleichen Maße absinkt, wie Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,

der Viskositätsindex des Mineralöls erhöht wird. 10

_o , . . w, .... _Λττ j·, München 38, Romanplatz 9

Schmierfette aus Ölen mit niedrigem Vi und mit

niedriger Viskosität zeigen aber bei verhältnismäßig Beanspruchte Priorität: tiefen Temperaturen, meist schon ab 0 , wenig befriedigende Eigenschaften: Sie werden rasch steif und ^v· ^{st v}· ^Ame»^{ka vom 22}· April 1955 gelangen daher nicht mit Sicherheit oder in ausreichen- 15
dem Maß an die betreffenden Schmierstellen, z. B. in

Flugzeugen, und außerdem versagen sie bei länger Harold Albert Woods und Loren Charles Bollinger,

dauernder hoher Belastung der Lager. Emeryville, Calif. (V. St. Α.),

JiS ist nun gefunden worden, daß man verbesserte ,,_,.,

Schmierfette erhält, wenn als Schmierölkomponente *° ^{smd als Erftnder} 9^{enannt worden} ein Mineralöl verwendet wird, das einen Viskositäts-

index von mindestens 70, vorzugsweise 75 und 95, so- 9 wie eine Viskosität zwischen 70 und 150 Saybolt-

Sekunden (Universal) bei 98,9° aufweist, wobei als zelnes Öl mit den erforderlichen Eigenschaften oder

Verdickungsmittel eine Lithiumseife einer Oxyfett- 25 auch ein Gemisch von Ölen verschiedener Herkunft

säure zur Anwendung kommt. Weiterhin soll das sein, wobei dieses Gemisch dann die angegebenen Be-

Schmierfett zwischen 0,25 und 2,5 Gewichtsprozent dingungen bezüglich der Viskositätseigenschaften und

eines Alkali- oder Erdalkalinaphthenates enthalten. des Viskositätsindex erfüllen muß. Vorzugsweise ist

Diese neuartigen Schmierfette zeigen sehr günstige das Schmieröl ein Gemisch aus einem raffinierten Viskositäts-Temperatureigenschaften und eine ver- 30 mineralischen Schmieröl, das aus einer Destillatbesserte Belastbarkeit, während gleichzeitig das Ge- Schmierölfraktion erhalten worden ist, und mindestens liervermögen der oxyfettsauren Lithiumseifen so er- einem gleichen Anteil eines Mineralöl-Bright-Stocks höht ist, daß die Schmierfettausbeute sehr befriedigend (Zylinderöls), ausfällt. Zur Verwendung in den hier in Betracht kommen-

Das in den erfindungsgemäßen Schmierfetten zu 35 den Gemischen geeignete »Bright-Stocks« haben fol-

verwendende mineralische Schmieröl kann ein ein- gende Eigenschaf ten:

Eigenschaften von Bright-Stocks

Viskosität, SSU, 37,8° > 1250, gewöhnlich 1250 bis 11000,

vorzugsweise 1500 bis 3500

Viskosität, SSU, 98,9° > 75, gewöhnlich 125 bis 325,

vorzugsweise 150 bis 250

Viskositätsindex >+ 60, vorzugsweise +85 bis 110

Anilinpunkt ]> 100°, vorzugsweise 115°

Flammpunkt !> 245°, vorzugsweise 260°

Brennpunkt > 290°, vorzugsweise 315°

Tropfpunkt Maximum — 4°, vorzugsweise niedriger als — 10°

Anteil an Aromaten < 15 °/o, vorzugsweise 10 %, am günstigsten 5 °/o

Anteil an Naphthenen < 35%

Gehalt an Paraffinen mindestens 60%

Die Herkunft oder die Behandlung eines speziellen Eigenschaften. Daher kann man bei der Herstellung Mineralöls ist nicht so wichtig für den vorliegenden des Bright-Stock-Öls sowohl das Ausmaß der Löungs-Zweck, wesentlich sind vielmehr seine endgültigen mittelextraktion wie auch die Maßnahme des Ent-

stimmte Penetration des Schmierfettes zu erreichen, größenmäßig um etwa 30%.

Kleinere Mengen anderer Zusatzstoffe können den erfindungsgemäßen Schmierfetten einverleibt werden, um gewisse Eigenschaften zu verbessern; z. B. kann das Korrosionsverhalten der Schmierfette verbessert werden durch Zugabe eines Esters, vorzugsweise eines Monoesters, aus einer aliphatischen Carbonsäure und einem Polyalkylenglykol. Sehr geeignet sind Ester

asphaltierens der Tonbehandlung, Säurebehandlung u. dgl. entsprechend variieren.

Das erfindungsgemäß eingesetzte öllösliche Alkalioder Erdalkalinaphthenat führt in unerwarteter Weise zu Schmierfetten, in welchen die Lithiumseife im wesentlichen das gleiche Gelierungsvermögen aufweist wie in einem Mineralöl mit niedriger Viskosität und niedrigem Viskositätsindex. Vorzugsweise liegt das Naphthenat in Mengen zwischen 0,5 und 1,5% vor.

Calcium-, Barium-, Magnesium-, Natrium-, Lithium- io von Glykolen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in jedem oder Kaliumnaphthenate werden bevorzugt ver- Oxyalkylenradikal und vorzugsweise mit zwischen 5 wendet. und etwa 20 Oxyalkylenradikalen im Molekül, PoIy-

Der Begriff »Naphthensäuren« umfaßt die alicy- äthylenglykole sind bevorzugt. Zu den zur Bildung der clischen Carbonsäuren, wie Cyclopentan- und Cyclo- Monoester verwendeten Fettsäuren gehören insbesonhexancarbonsäuren, welche an dem Naphthenring ge- 15 dere Caprinsäure, Laurinsäure, Ölsäure und Stearinsättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste ge- säure sowie die entsprechenden Oxy fettsäur en. Die bunden enthalten können. Geeignete Naphthensäuren
lassen sich aus verschiedenen Erdölen und deren
Fraktionen extrahieren. Auch alycyclische Carbonsäuren, welche in anderen Naturprodukten enthalten 20
sind und davon abgeleitet werden können, wie die
Harzsäuren verschiedener pflanzlicher Stoffe, z. B.
Abietinsäure aus Kolophonium usw., lassen sich gut
verwenden.

Die genaue Zusammensetzung der Erdölnaphthen- 25 beeinflußt. Die Wirkung des Sulfonates auf die Gesäure ist nicht bekannt; man nimmt aber an, daß sie brauchsdauer ist viel größer, als von der Wirkung

eines der Zusätze allein erwartet werden konnte. Das Erdalkalikohlenwasserstoffsulfonat ist zweckmäßig ein öllösliches Erdölsulfonat, insbesondere ein öllösliches Calciumerdölsulfonat. Vorzugsweise werden die sogenannten basischen Sulfonate angewandt. Die Sulfonate werden im allgemeinen in einer Menge von 0,25 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent, berechnet auf die Gesamtmischung,

Ester werden im allgemeinen in Mengen von 0,25 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, berechnet auf die Gesamtmischung, verwendet. Bei Anwendung solcher Ester in Kombination mit einem Erdalkalikohlenwasserstoffsulfonat wird das Korrosionsverhalten der Schmierfette noch weiter verbessert, gleichzeitig werden auch ihre Emulgierungseigenschaften und ihre Lebensdauer in Lagern günstig

ein Gemisch der cyclischen Kohlenwasserstoffcarbonsäuren mit 5 bis 6 Kohlenstoffatomen im gesättigten Ring enthält, obwohl auch Säuren mit kleineren oder größeren Ringen vorliegen können.

In den erfindungsgemäß verwendeten Naphthenaten liegt das Molgewicht der Naphthensäuren im allgemeinen zwischen 100 und 600 und vorzugsweise zwischen 220 und 450.

Die beträchtliche Wirkung, welche bei den neuen 35 verwendet.

Schmierfetten bezüglich der »Ausbeute« durch die Anwesenheit der Naphthenate erzielt wird, ist besonders unerwartet angesichts der Tatsache, daß die gleichen Naphthenate praktisch keinerlei Einfluß auf Es können auch Antioxydationsmittel zu den Schmierfetten zugesetzt werden, z. B. verschiedene an sich für diesen Zweck bekannte Aminoverbindungen, insbesondere Diarylamine, wie Phenyl-crnaphthylamin,

die Schmierfettausbeute haben, wenn sie zu einem 40 oder l-Salicvlaminoguanidinmonooleat. Die Amino-

Schmierfett auf der Basis eines Öls mit einem niederen Viskositätsindex zugesetzt werden. Außerdem haben die Naphthenate auch praktisch keinen Einfluß auf die Ausbeute bei solchen Schmierfetten, welche mit Seifen von unsubstituierten Fettsäuren geliert sind. Es scheinen daher die erfindungsgemäß verwendeten Naphthenate eine einzigartige Wirkung nur bei Schmierfettzusammensetzungen zu haben, in welchen das Schmieröl ein mineralisches Öl mit einer hohen Viskosität und einem hohen Viskositätsindex ist und in welchen gleichzeitig als Gelierungsmittel eine Lithiumseife einer Oxyfettsäure verwendet wird.

Die Oxyfettsäuren sind insbesondere solche mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise verbindungen werden im allgemeinen in einer Menge von 0,25 bis 2,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, verwendet.

Das nachfolgende Beispiel dient der näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

A) Es wurde ein Schmierfett hergestellt, welches 7 Gewichtsprozent Lithium-12-oxystearat und mineralisches Schmieröl mit einer Viskosität von 63 SSU bei 98,9° und einem Viskositätsindex von 35 enthielt. Obwohl für viele Schmierzwecke ausreichend, hatte es

zwischen 12 und 36 Kohlenstoffatomen im Molekül. 55 eine verhältnismäßig kurze Gebrauchsdauer in hoch-Besondere Bedeutung haben dabei solche Säuren, die belasteten Radlagern; offensichtlich infolge der zu

niedrigen Viskosität des Öls.

B) Um dies zu korrigieren, kann ein öl mit höherer

aus hydriertem Rizinusöl oder durch katalytisch^ Oxydation von Kohlenwasserstoffölen und -wachsen erhalten werden. Geeignete Säuren sind z. B. 9-, 10-, Viskosität, aber praktisch gleichem Viskositätsindex

11- oder 12-Oxystearinsäure bzw. ihre Homologen 60 verwendet werden. Bei Temperaturen unter etwa 0^c

werden solche Schmierfette aber in ungünstiger Weise steif und haben daher auch eine schlechte Pumpfähigkeit.

C) Um die durch die Anwendung des höherviskosen

und Analogen sowie die entsprechenden Oxypalmitinsäuren. Ferner können Oxymyristinsäuren, Oxybehensäuren, 5, 6-Dioxystearinsäure und 2, 11-Dioxypalmitinsäure verwendet werden.

Normalerweise sind diese Seifen in Mengen von 5 65 Öls verbesserte Gebrauchsdauer unter hoher Bebis 20% vorhanden, und vorzugsweise werden sie in lastung aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die erMengen zwischen 6 und 12 Gewichtsprozent, berechnet wähnten ungünstigen Eigenschaften bei niederer Ternauf das Gesamtgemisch, verwendet. Die Anwesenheit peratur zu korrigieren, wurde ein Schmierfett mit des Naphthenats verringert die erforderliche Menge einem Lithium-12-oxystearat hergestellt aus gleichen an Lithiumseife, welche benötigt wird, um eine be- 70 Teilen eines hellen Mineralschmieröls mit einer Vis-

kosität von 300 SSU bei 37,8° und einem Mineralöl-Bright-Stock mit einer Viskosität von etwa 3600 SSU bei 37,8°, wobei das Gemisch eine Viskosität von 958 SSU bei 37,8° und 78,2 SSU bei 98,9° sowie einen Viskositätsindex von 74 aufwies. Der Wechsel von einem Öl mit einer niedrigen Viskosität und einem niedrigen Viskositätsindex zu einem öl mit hoher Viskosität und hohem Viskositätsindex setzte indessen das Verdickungsvermögen der Seife herab, da 10 Gewichtsprozent Seife benötigt wurden, um ein Schmier- fett zu erhalten, welches die gleiche Konstistenz hatte, wie das oben beschriebene Schmierfett A, bei welchem nur 7% Seife benötigt worden war.

D) Da die Lithiumseife der teuerste Bestandteil in dem Schmierfett ist, wurden Versuche unternommen, um die geringe »Ausbeute« bei Schmierfett C zu verbessern. Es wurde gefunden, daß die Zugabe von 1 Gewichtsprozent, berechnet auf das Schmierfett, eines Calciumnaphthenates die benötigte Menge der Lithiumseife auf 7,25% herabsetzte, wobei dann ein Schmierfett mit gleicher Konsistenz wie bei Schmierfett A erhalten wurde. Das Calciumnaphthenat war abgeleitet von einer Erdölnaphthensäure mit einem durchschnittlichen Molgewicht von etwa 220.

E) Es wurde festgestellt, daß das entsprechende Lithiumnaphthenat zweimal so wirksam war wie das Calciumnaphthenat. 0,5% des Lithiumnaphthenates hatten die gleiche Wirkung wie 1% Calciumnaphthenat, wie unter D beschrieben ist.

F) Der Zusatz von 1 Gewichtsprozent Poly-(Oxyäthylen)-Glykolmonooleat und 2,5% Calciumerdölsulfonaten zu dem obigen Schmierfett D ergibt eine Mischung, welche Beständigkeit gegen Salzwasserkorrosion für eine viermal größere Zeit ergibt als ohne Verwendung von Monooleat und Sulfonat.

G) Eine noch weitergehende Verbesserung in bezug auf das Oxydationsvermögen bei Beständigkeit der Schmierfettzusammensetzung, wie sie unter F beschrieben ist, kann erzielt werden, indem man zu diesem Schmierfett ein Gemisch aus 0,25 Gewichtsprozent Phenyl-a-naphthylamin und 0,25 Gewichtsprozent 1-Salicylalaminoguanidinmonooleat zusetzt.

Claims (12)

Patentansprüche: 45

1. Schmierfett auf Mineralölbasis mit einer oxyfettsauren Lithiumseife als Gelierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralöl einen A^iskositätsindex von mindestens 70, vorzugsweise zwischen 75 und 95, sowie eine Viskosität im Bereich von 70 bis 150 SSU, 98,9° aufweist, und daß das Schmierfett 0,25 bis 2,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtschmierfett, eines als Schmierfettzusatz an sich bekannten Alkali- oder Erdalkalinaphthenates enthält.

2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Calciumnaphthenat oder ein Lithiumnaphthenat enthält.

3. Schmierfett nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein von Erdölnaphthensäuren abgeleitetes Naphthenat enthält.

4. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die darin enthaltene Lithiumseife von einer Oxyfettsäure mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 12 bis 36 Kohlenstoffatomen im Molekül abgeleitet ist.

5. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die darin enthaltene Lithiumseife von hydrierten Rizinusölfettsäuren oder von 12-Oxystearinsäure abgeleitet ist.

6. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es die darin enthaltene Lithiumseife in einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

7. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen kleinen Anteil eines an sich als Schmierfettzusatz bekannten Esters aus einer aliphatischen Carbonsäure und einem Polyalkylenglykol, vorzugsweise einen Monoester, wie ein Polyäthylenglykolmonooleat, enthält.

8. Schmierfett nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es den Ester in einer Menge von 0,25 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

9. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen kleineren Anteil eines an sich als Schmierfettzusatz bekannten neutralen oder basischen Erdalkalikohlenwasserstoffsulfonates, insbesondere ein Calciumsulfonat, enthält, wobei das Sulfonat vorzugsweise von einer Erdölsulfonsäure abgeleitet ist.

10. Schmierfett nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es das Sulfonat in einer Menge von 0,25 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

11. Schmierfett nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen kleineren Anteil eines Antioxydationsmittels in Form einer an sich als Schmierfettzusatz bekannten Aminoverbindung, insbesondere ein Diarylamin, wie Phenyl-a-naphthylamin oder 1-Salicylalaminoguanidinmonooleat, enthält.

12. Schmierfett nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es die Aminoverbindung in einer Menge von 0,25 bis 2,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 906 842; Kadmer: »Schmierstoffe und Maschinenschmierung« (1941), 46.

Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsche Patente Nr. 944 628, 944 629, 945 174.

© 70?T3?3:7 10.57