DE1120624B

DE1120624B - Schmierfette

Info

Publication number: DE1120624B
Application number: DEB52331A
Authority: DE
Inventors: Samuel Richard Pethrick; Aleksander Groszek
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1958-03-05
Filing date: 1959-03-03
Publication date: 1961-12-28
Also published as: DK103315C; NL110177C; CH427113A; GB857165A; FR1221172A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schmierfette.

Es ist bekannt, daß man Schmieröle durch Verdickungsmittel auf Schmierfettkonsistenz verdicken kann. Bekannte Verdickungsmittel sind beispielsweise Fettsäureseifen und Seifen von Oxyfettsäuren. Diese Oxyfettsäureseifen zeichnen sich dabei dadurch aus, daß sie an dem Kohlenwasserstoffrest der Carbonsäure frei Hydroxylgruppen tragen.

Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber ein Schmierfett auf der Basis eines durch Seifen von Fettsäuren und bzw. oder Oxyfettsäuren verdickten Schmieröls, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mindestens eine Fettsäureseife enthält, die im Säurerest durch mindestens eine Metalloxygruppe substituiert ist. Das Schmieröl ist vorzugsweise ein Mineralöl.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Metalloxyfettsäureseifen sind also Fettsäureseifen, in denen wenigstens 1 C-Atom einer Kohlenwasserstoffkette der Seife (R) an 1 Sauerstoffatom gebunden ist, das seinerseits wieder an ein Metall gebunden ist. Vorzugsweise werden hier Metalle verwendet, die Alkoholate bilden können, insbesondere Lithium, Natrium, Barium oder Aluminium. Im Falle eines mehrwertigen Metalls kann dieses über Sauerstoffatome an mehr als einen Kohlenwasserstoffrest einer Seife gebunden sein. Die Kohlenwasserstoffreste können eine oder mehrere andere Substituentengruppen, z. B. eine Hydroxylgruppe, enthalten.

Vorzugsweise werden Fettsäureseifen der Formel

verwendet, in der R einen gegebenenfalls substituierten Metalloxykohlenwasserstoffrest, Me ein seifenbildendes Metall oder eine entsprechende Gruppe, insbesondere ein Alkali-, Erdalkalimetall, Magnesium oder Aluminium, χ die Wertigkeit von Me und η Null oder eine Zahl kleiner als χ bedeutet.

Die Fettkonsistenz kann dabei durch Verwendung eines Gemisches von verschiedenen Metalloxyfettsäureseifen oder eines Gemisches von Metalloxyseife und anderen Seifen, z. B. Hydroxyfettsäureseifen, erzielt werden.

Das Verdickungsmittel kann in zweckmäßiger Weise durch Reaktion einer Hydroxyfettsäure oder einer Seife derselben mit einem Metall oder Metallalkoholat hergestellt werden. Eine besonders geeignete Hydroxysäure ist 12-Hydroxystearinsäure. Die auf diese Weise erhaltenen Produkte können direkt zur Herstellung von Fetten nach bekannten Methoden verwendet werden, z. B. durch Erhitzen eines Gemisches des Öls und Verdickungsmittels auf eine Temperatur, bei der vollständige Lösung stattfindet (gewöhnlich Anmelder:

The British Petroleum Company Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Patentanwalt,
Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 5. März 1958 (Nr. 7069)

Samuel Richard Pethrick und Aleksander Groszek, Sunbury-on-Thames, Middlesex (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

etwa 200⁰C) und anschließendes schnelles Kühlen auf Raumtemperatur.

Eine andere Möglichkeit zur Herstellung des Verdickungsmittels besteht darin, einen Ester einer Hydroxyfettsäure mit einem Metall oder Metallalkoholat zu einem Metalloxyfettsäureester umzusetzen und den letzteren mit einem Metallhydroxyd z. B. in einem Teil oder der gesamten Menge des zu verdickenden Öls zu hydrolysieren. Anschließend wird das Fett in bekannter Weise gebildet. Ein besonders geeigneter Ester ist hydriertes Rizinusöl, das im wesentlichen aus Glyceryl-tri-12-hydroxystearat besteht. Die Verwendung von Estern, z. B. von hydriertem Rizinusöl, stellt die einfachste und billigste Methode zur Herstellung von Fetten gemäß der Erfindung dar, aber die Verwendung von Fettsäuren oder Fettsäureseifen als Ausgangsmaterial hat den Vorteil, daß die gebildeten Fette kein Glycerin enthalten, das in den aus hydrierten Rizinusölen hergestellten Fetten anwesend ist.

Die Menge der in den Fettmassen gemäß der Erfindung vorhandenen Seife beträgt vorzugsweise 5 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere 8 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch.

Eine Reihe von Verdicküngsmitteln wurde beispielsweise wie folgt hergestellt, wobei jedoch die Herstellung der Metalloxyseifen im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht unter Schutz gestellt werden soll:

109 757/541

Die Verdickungsmittel Sl, S2, S3 und S4 (s. Tabelle 1) wurden aus Glyceryl-tri-12-hydroxystearat (in Form von hydriertem Rizinusöl) hergestellt. Das hydrierte Rizinusöl wurde in einen mit Rührer und Thermometer versehenen Kolben gegeben und geschmolzen. Die berechnete Gewichtsmenge Lithium oder Natrium wurde dann zugegeben und die Temperatur erhöht, bis die Reaktion einsetzte (etwa 190° C). Die Temperatur wurde dann zwischen 200 und 250° C gehalten, bis die Reaktion beendet war.

Das Verdickungsmittel S 5 wurde wie folgt hergestellt: Lithiumäthoxyd wurde geschmolzenem hydriertem Rizinusöl zugesetzt. Das Gemisch wurde unter Rühren auf 200⁰C erhitzt und der während der Reaktion gebildete Alkohol abdestilliert. Der nach Beendigung der Reaktion im Öl in Lösung bleibende Alkohol wurde durch Anwendung von Vakuum entfernt.

Das Verdickungsmittel S 6 wurde aus 12-Hydroxystearinsäure und Lithium hergestellt. Die Reaktion wurde unter Stickstoff durchgeführt. Geringe Mengen von feinverteiltem Lithium wurden der geschmolzenen Säure zugegeben, die bei einer Temperatur von 22O⁰C gehalten wurde. Das Gemisch wurde während der gesamten Zeit der Zugabe kräftig gerührt, bis jeder

ίο Teil vollständig umgesetzt war. Nach Zugabe der letzten Lithiumportion wurde die Reaktion zum Abschluß gebracht, indem das Gemisch 1,5 Stunden auf 250 bis 260°C erhitzt wurde.

Die verwendeten Reaktionsteilnehmer, die Reaktionstemperatur und Angaben über die einzelnen Produkte sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

	Reakt Metall	onsteilnehmer Hydroxysäure oder Ester	Reak- tions- tempe- ratur ⁰C	Tabelle 1	Aussehen des Produktes	Bemerkungen
Ver- dik- kungs- mittel	Lithium 1,88 g	400 g hydriertes Rizinusöl	230	Erstar rungs punkt des Produktes °C	Grünlichbraunes, undurchsichtiges weiches Fett	Reaktion in 3 bis 4 Stunden beendet
Sl	Lithium 6,7 g	400 g hydriertes Rizinusöl	230	115	Hellbrauner, undurch sichtiger, weicher amorpher Feststoff	Reaktion nach 6stün- digem Erhitzen unvollständig
S2	Lithium 3,6 g	400 g hydriertes Rizinusöl	220	170	Hellbrauner, undurch sichtiger, weicher Feststoff	Reaktion in 6 bis 8 Stunden beendet
S3	Natrium 0,8 g	400 g hydriertes Rizinusöl	210	160	Hellbrauner, undurch sichtiger wachsartiger Feststoff	Reaktion in 3 bis 4Stundenabgeschlossen
S4	Lithium äthoxyd 11,5 g	400 g hydriertes Rizinusöl	200	150	Strohfarbig, mäßig weich, wachsartig, klebrig	Reaktion in 3 bis 4 Stunden vollständig
S5	Lithium 2,8 g	150 g 12-Hydroxy- stearinsäure	220	140	hart, spröde, durch scheinend, hellbraun	Reaktion setzt bei 180⁰C ein. Größter Teil des Lithiums reagiert bei 220°C. Letzte Lithium spuren werden durch Erhitzen auf 250 bis 260°C entfernt
S6			190

Die Reaktionsprodukte wurden dann zur Herstellung der Fette Gl bis G 6 (s. Tabelle 2) verwendet. Hierbei wurde wie folgt gearbeitet:

Gl, G2 und G4: Ein Gemisch aus je 200 g säurebehandelten mineralischen Schmierölen, deren Viskosität, gemessen im Redwood-Viskosimeter Nr. 1 bei 60°C, 140 bzw. 50 Sekunden betrug, wurde auf 75³C erhitzt. Dann wurden 400 g des Verdickungsmittels und anschließend 46,2 g Lithiumhydroxydmonohydrat, gelöst in 400 cm³ Wasser von 65° C, zugesetzt. Nach langsamem Erhitzen des Gemisches auf 120°C wurden 800 g der gleichen Ölmischung zugegeben und die Temperatur auf 137° C erhöht. Anschließend wurde eine Mischung aus 140 Teilen eines Öls 160/95 (Viskosität 160 Sekunden im Redwood-Viskosimeter Nr. 1 bei 60°C, Viskositätsindex 95) und 560 Teilen eines Brightstock-Öls (620 Sekunden im Redwood-Viskosimeter Nr. 1 bei 71° C, Viskositätsindex 95) zugegeben und weitererhitzt, bis etwa 170° C erreicht waren. Das Gemisch wurde dann auf 135°C gekühlt, vergossen und durch einen Walzenmischer mit einem. Walzenspalt von 0,076 mm gegeben. G3 und G5: Die Herstellung erfolgte auf die gleiche Weise wie bei Gl, G2 und G4, jedoch hatte das verwendete Öl eine Viskosität von 150 Redwood-Sekunden bei 60° C.

G6: Das Verdickungsmittel wurde unter Rühren in einem Schmieröl mit einer Viskosität von 150 Sekünden, gemessen im Redwood-Viskosimeter Nr. 1 bei 6O⁰C, gelöst. Die Lösung wurde schnell auf Raumtemperatur gekühlt, wie vorher geknetet und entgast.

Zum Vergleich wurde ein Fett mit Lithium-12-hydroxystearat (G7) wie folgt hergestellt:

G7: Eine Mischung aus je 200 g säurebehandelten mineralischen Schmierölen, deren Viskosität, gemessen im Redwood-Viskosimeter Nr. 1 bei 6O⁰C, 140 bzw. 50 Sekunden betrug, wurde auf 75⁰C erhitzt. Dann wurden 400 g hydriertes Rizinusöl und anschließend 58 g Lithiumhydroxydmonohydrat, gelöst in 600 cm³ Wasser bei 65⁰C, zugegeben. Es wurde weitererhitzt und die Temperatur des Gemisches auf 90⁰C erhöht, worauf weitere 100 cm³ Wasser zugegeben wurden. Nach Erhitzen des Gemisches auf 12O⁰C wurden 800 g der gleichen Ölmischung zugesetzt und die Temperatur auf 137⁰C erhöht. Anschließend wurde eine Mischung aus 140 Teilen eines Öls 160/95 (160-Redwood-l -Sekunden bei 6O⁰C, Viskositätsindex 95) und 560 Teilen eines Brightstock-Öls (620-Redwood-l-Sekunden bei 71⁰C, Viskositätsindex 95) zugegeben und weitererhitzt, bis eine Temperatur von etwa 190⁰C erreicht war. Das Gemisch wurde dann auf 135°C gekühlt, vergossen und durch einen Walzenmischer mit einem Walzenspalt von 0,076 mm gegeben.

Die Zusammensetzung und die Eigenschaften der Fette sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die hier genannte

ίο Penetration (IP-Methode 50/56) ist ein Maß für die Konsistenz eines Fetts. Der »Bleeding-Test« (Ministry of Supply Specification DTD 825A) gibt die Neigung der Flüssigphase (Öl) zu erkennen, sich vom Fettgefüge zu trennen. Der Tropfpunkt (IP-Methode 31/57) gibt die Temperatur an, bei der ein Fett flüssig wird.

Tabelle

	Bestandteile des Fetts	Öl g	LiOH-H₂O	Eigenschaften des	Walkpe 60 Stöße	netration lOOOOOStöße	265	295	Fetts	Tropfpunkt
Fett Nr.	Verdickungs mittel	2500	46,2	Penetration bei 21^c C	217	262	276		Ausschwitztest (DTD 825)	⁰C
	40OgSl	2500	46,2	Unbearbeitet	163 ! 228	262		Ölverlust Gewichtsprozent	186
Gl	400 g S-2	3240	33	215	214	252 i 332		0,8	191
G2	400 g S3	2500	46,2	171	225	246	0,2	185
G3	400 gS4	2500	46,2	195	219	0	187
G4	400 gS5	88	—.	220	1,9	188
G5	12gS6	2500	58	218	0,2	187
G6	400 g hy			200	1,1	190
G7	driertes			—	2,4
	Rizinusöl

Die Werte zeigen, daß die Fette gemäß der Erfindung (Gl bis G 6) gute Tropfpunkte und gute Konsistenz haben. Sie haben ferner eine weit stärker verbesserte Beständigkeit gegen Ausschwitzen als das mit Lithiumhydroxystearat hergestellte Fett (G 7). Die Fette Gl bis G 6 enthalten ferner weniger Seife als das Fett G 7.

Die Fette Gl bis G 6 hatten sämtlich eine wahre Textur. Insbesondere G 6 war ein sehr glattes Fett.

Das Fett G 4 wurde bei Raumtemperatur einer mechanischen Prüfung unter Verwendung eines Rollenlagers unterworfen, das eine Größe von 60 · 130 · 46 mm hatte und mit 2500 UpM rotierte. Das Lager wurde radial mit 851 kg belastet und die Drehrichtung alle 24 Stunden geändert. Die Prüfdauer betrug insgesamt 200 Stunden. Das Lager wurde auf Verschleiß an Laufrillen, Rollen und Käfig untersucht und der Austritt von Fett geprüft. Es wurden keine nachteiligen Erscheinungen festgestellt.

Die gleiche mechanische Prüfung wurde mit dem Fett G 6 durchgeführt, jedoch für eine Zeit von 667 Stunden. Das Ergebnis war wiederum sehr gut.

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Claims

Patentansprüche :

Säurerest durch mindestens eine Metalloxygruppe substituiert ist.
2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife in der Metalloxygruppe ein alkoholatbildendes Metall, insbesondere Lithium oder Natrium, enthält.
3. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es Metalloxyfettsäureseifen der allgemeinen Formel

enthält, in der R einen gegebenenfalls substituierten Metalloxykohlenwasserstoffrest, Me ein seifenbildendes Metall oder eine entsprechende Gruppe, χ die Wertigkeit von Me und η Null oder eine Zahl kleiner als χ bedeutet.
4. Schmierfett nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Me ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Magnesium oder Aluminium und vorzugsweise Lithium bedeutet.
5. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die Metalloxyfettsäureseife in Mengen von 5 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, enthält.

1. Schmierfett auf der Basis eines durch Seifen In Betracht gezogene Druckschriften:

von Fettsäuren und bzw. oder Oxyfettsäuren Deutsche Patentschriften Nr. 842 108, 886 948,

verdickten Schmieröls, dadurch gekennzeichnet, 65 947187, 947 188, 947 420, 947 728, 950 804, 961383;

daß es mindestens eine Fettsäure enthält, die im deutsche Auslegeschrift Nr. 1011 111, 1044 328.

109757/541 12.61