DE1154220B - Verfahren zum Einverleiben eines wasser-loeslichen Feststoffes in ein Schmierfett - Google Patents

Description

Gemäß einem Vorschlag können wasserlösliche Feststoffe in wasserunlöslichen, den Feststoff nichtlösenden Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, wie Schmieröle, Heizöle und Treibstoffe, dispergiert werden, indem eine wässerige Lösung des Feststoffes mit 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, berechnet auf den Feststoff, eines bekannten Emulgators mit dem Kohlenwasserstoff oder dem Kohlenwasserstoffgemisch zu einer Emulsion von Wasser-in-Öl-Typ emulgiert und die erhaltene Wasser-in-Öl-Emulsion hierauf entwässert wird.

Gemäß einem weiteren Vorschlag können stabile Suspensionen organischer und anorganischer Metallsalze in einem Schmieröl, welches für das Schmieren von Dieselmotoren bestimmt ist, hergestellt werden, indem die Lösung eines Salzes eines zweiwertigen Metalls in einem solchen Lösungsmittel, welches mit dem betreffenden Schmieröl nicht oder nicht vollständig mischbar ist, zusammen mit einem Emulgator in einem Schmieröl zu einer stabilen Emulsion mit ao einer durchschnittlichen Größe der dispergierten Teilchen von vorzugsweise nicht mehr als 2 μ emulgiert wird, wobei das Verhältnis der molekularen Äquivalente von Emulgator zu dem Salz eines zweiwertigen Metalls unter 1 liegt und worauf anschließend das nicht mischbare Lösungsmittel vollständig oder weitgehend aus der Emulsion entfernt wird.

Beim Einverleiben von wasserlöslichen Feststoffen in Schmierfette tritt nun das spezielle Problem einer ausreichenden homogenen und möglichst feinen Dispergierung der Feststoffteilchen in der Schmierfettmasse auf, wobei die einmal erzielte Dispergierung auch während der mehr oder weniger langen Lagerzeit des Schmierfettes und während des Gebrauches des letzteren aufrechterhalten bleiben soll. Insbesondere muß vermieden werden, daß die Feststoffteilchen nachträglich größer werden bzw. anwachsen, da sie dann einerseits zum Ausscheiden neigen und andererseits die Schmierwirkung des Fettes beeinträchtigen.

Es wurde nun gefunden, daß sich dieses Problem durch Kombination verschiedener Verfahrensmaßnahmen befriedigend lösen läßt, die erst durch ihr Zusammenwirken den gewünschten Effekt sicherstellen.

Das neue Verfahren zum Einverleiben eines wasserlöslichen Feststoffes in ein Schmierfett ist dadurch gekennzeichnet, daß eine wässerige Lösung des Feststoffes mit einem öllöslichen Emulgator aus der Gruppe der organischen Salze eines mehrwertigen Metalls oder der von organischen Säuren abgeleiteten Teilester eines mehrwertigen Alkohols mit einem Verfahren zum Einverleiben eines wasserlöslichen Feststoffes in ein Schmierfett

Anmelder:

Bataafse Petroleum Maatschappij N. V.,
Den Haag

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 10

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 5. Dezember 1955 (Nr. 34 748)

Howard Daniel Moore, Chester, Cheshire,
und Richard Rigby, Saughall, Chester, Cheshire

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Schmieröl unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Emulsion emulgiert, die gebildete Emulsion durch rasches Verdampfen entwässert und die erhaltene Suspension bei einer Temperatur von höchstens 125° C mit einem Schmierfett vermischt wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann zum Einverleiben der verschiedensten Arten wasserlöslicher fester Stoffe in Schmierfette angewendet werden, einschließlich fester anorganischer Salze, fester Säuren und fester organischer Substanzen. Das Verfahren ist besonders wertvoll, wenn einem Schmierfett Korrosionsverhinderer oder Hochdruckzusatzmittel einverleibt werden sollen.

Beispiele für wasserlösliche Korrosionsverhinderer sind die Alkalinitrite, wie Natriumnitrit und Kaliumnitrit, Ammoniumnitrit und die Nitrite von Aminen, wie Dicyclohexylammoniumnitrit, sowie die entsprechenden Chromate, Phosphate und Jodate.

Es können ferner Arsenite, wie Natrium- oder Kaliumarsenit, und die entsprechenden Chromate, einschließlich Natrium-, Ammonium- und Lithiumchromat, die Alkalicarbonate, einschließlich Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat, sowie die entsprechenden Hypochlorite, Silikate, Chlorate und Perchlorate angewandt werden. Auch Borate, wie

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Borax, oder Borsäure sind geeignete Zusatzstoffe für Schmieröl, verwendet, wenn es sich um den Teilester-Schmierfette, typ handelt, und in Mengen von 0,01 bis 5 Gewichts-Ais Höchstdruckzusatzstoffe, welche wasserlösliche prozent, insbesondere 0,1 Gewichtsprozent (berechnet feste Körper darstellen, eignen sich z. B. Oxyfett- als Metall und bezogen auf das Schmieröl), wenn es säuren, wie Glykolsäure, Milchsäure, a-Oxycapron-, S sich um Emulgatoren vom Typ der Salze mehrwera-Oxyisobutter-, α-Oxyvalerien-, Ascorbin-, Bern- tiger Metalle handelt.

stein-, Oxal-, Malein-, Aconit-, Glutacon- und Ci- Oft ist es günstig, ein Gemisch aus zwei oder mehr

traconsäure, Polyoxyfettsäuren, wie Glycerin-, Ära- solcher Emulgatoren zu verwenden. Ein Calcium-

bon-, Glucon-, Galacton- und Mannonsäure, Hy- oder Bariumnaphthasulfonat, kombiniert mit z. B.

droxylpolycarbonsäuren, wie Citronen-, Wein-, Tar- ίο einem Calcium- oder Bariumsalz einer aromatischen

tron- und Apfelsäure, organische Salze, wie Natrium- Carbonsäure oder Oxycarbonsäure, welche durch eine

benzoat und Natriumacetat, Amide, Harnstoff, Ace- oder mehrere Alkylgruppen mit 8 oder mehr Kohlen-

tamid, Thioharnstoff, Succinimid und Maleinsäure- Stoffatomen substituiert ist, oder mit einem Calcium-

amid, sowie Aminosäuren, wie Glycin, Alanin, Cystein, oder Bariumsalz eines durch eine oder mehrere Alkyl-

Glutaminsäure und Asparaginsäure. 15 gruppen mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen substitu-

Es können auch Gemische wasserlöslicher fester ierten Phenols stellt eine brauchbare Mischung dar.

Stoffe nach dem vorliegenden Verfahren den Schmier- Gemische öllöslicher Naphthasulfonate mehrwertiger

fetten einverleibt werden. Metalle mit einem Teilester eines mehrwertigen Alko-

Bei Durchführung des Verfahrens nach der Erfin- hols sind ebenfalls gut brauchbar,

dung kann die wässerige Lösung des wasserlöslichen 20 Die Emulsionen können hergestellt werden durch

festen Körpers jede geeignete Konzentration haben, einfaches Zusetzen der wäßrigen Lösung des Fest-

z. B. von 1 Gewichtsprozent bis zur maximalen Lös- stoffes zu dem den Emulgator enthaltenden Schmieröl,

lichkeit des festen Körpers in Wasser. worauf das Gemisch gerührt und dann gewünschten-

Vorzugsweise enthält die wäßrige Lösung 5 bis falls homogenisiert wird, beispielsweise durch Hin-

85 Gewichtsprozent der festen Stoffe. Die besten Er- 25 durchführen der Emulsion durch eine Zahnradpumpe

gebnisse werden erhalten, wenn die wäßrigen Lösun- oder eine Kolloidmühle.

gen eine Konzentration an Feststoffen zwischen 35 Die wäßrige Lösung wird vorzugsweise in dem und 65 Gewichtsprozent aufweisen. Schmieröl so intensiv emulgiert, daß die durchschnitt-Diese Lösungen werden vorzugsweise in einem liehe Teilchengröße der dispergierten wäßrigen Lö-Schmieröl der gleichen Art emulgiert, wie dasjenige, 30 sung nicht mehr als 2 Mikron beträgt. Auf diese welches die Basis des Schmierfettes bildet, dem der Weise können besonders beständige Emulsionen erFestkörper einverleibt werden soll. Das Schmieröl halten werden, in welchen die dispergierten Teilchen kann ein mineralisches Schmieröl oder ein synthe- peptisiert bleiben, d. h. sich nicht zusammenballen tisches Kohlenwasserstoffschmieröl, wie polymeri- bzw. keine Flocken bzw. Agglomerate bilden, sierte Olefine oder alkylierte aromatische Verbindun- 35 Das Entfernen des Wassers, nachdem die wäßrige gen, oder ein synthetisches Schmieröl vom Nichtkoh- Lösung in dem Schmieröl emulgiert worden ist, wird lenwasserstofftyp sein, wie eine Siliconflüssigkeit oder durch rasches Verdampfen herbeigeführt, ein hochsiedender Ester, z. B. Sebacinsäure-di- Infolge der Anwesentheit der Emulgatoren erfolgt (2-äthylhexyl)-ester. Die günstigsten Ergebnisse wer- während der Wasserverdampfung — vorausgesetzt, den erzielt, wenn 1 Gewichtsteil der wäßrigen Lösung 4° daß das Wasser rasch verdampft wird — praktisch in 1 bis 3 Gewichtsteilen des Schmieröles emulgiert keine Zusammenballung der dispergierten Teilchen, werden, doch muß stets darauf geachtet werden, daß Auf diese Weise wird in dem Schmieröl eine Disperdie angewandten Mengenverhältnisse in Abwesenheit sion von sehr feinen Teilchen des festen, ursprüngdes im Einzelfall verwendeten Emulgators zu einer lieh im Wasser gelösten Körpers gebildet, und diese Wasser-in-Öl-Emulsion führen. 45 Teilchen werden durch den bei der Herstellung der Die Art des öllöslichen Emulgators ist von ent- Emulsion verwendeten Emulgator in beständiger Susscheidender Bedeutung, wenn die Dispersion des pension gehalten.

festen Stoffes in dem Schmierfett praktisch gleich- Die Größe dieser feinen, festen Teilchen hängt von mäßig und stabil sein soll. Die erfindungsgemäß ver- der Größe der Teilchen der wäßrigen Lösung, die vor wendeten öllöslichen Emulgatoren sind organische 50 dem Verdampfen in der Emulsion vorhanden waren, Salze mehrwertiger Metalle oder von organischen von der Konzentration des festen Körpers in dieser Säuren abgeleitete Teilester mehrwertiger Alkohole. wäßrigen Lösung und auch von der Weise ab, wie Die öllöslichen organischen Salze von Erdalkalimetal- das Wasser aus der Emulsion entfernt wird. Geeignete len, insbesondere des Calciums, werden bevorzugt. Methoden für die rasche Verdampfung des Wassers Diese Salze können abgeleitet sein von Fettsäuren, 55 sind Verdampfen auf einer rotierenden erhitzten WaIzwie Stearinsäure, aromatischen Carbonsäuren, wie mühle, Gleichgewichtsverdampfung (Flash-Verdamp-Alkylsalicylsäuren, Naphthensäuren oder Sulfon- fung) oder Versprühen in einen Trockenturm, in säuren, wie Naphthasulfonsäuren. Calciumnaphtha- welchem die atomisierte Emulsion mit einem heißen sulfonate und Calciumalkylsalicylate, insbesondere Gasstrom in Berührung gebracht wird, solche mit hoher Basizität, z. B. einer Basizität über ^6o Die Suspension des feinverteilten festen Körpers in 150¹Vo, sind sehr gut geeignet. Emulgatoren vom Typ dem Schmieröl wird dann in das Schmierfett eingeder Teilester sind Glycerinmonooleat, -monostearat arbeitet. Die Temperatur, bei welcher dieses Ver- oder -monoricinoleat, Diäthylenglykolmonolaureat, mischen durchgeführt wird, ist ein wichtiger Faktor -monooleat oder -monostearat, Sorbitmono- oder für den Erfolg des Verfahrens, und die besten Resul- -dioleat und die Polyocyäthylensorbitester von Fett-, 65 täte werden bei Temperaturen zwischen etwa Raum-Harz- oder Napthensäuren. temperatur und 125'° C erzielt.

Die Emulgatoren werden gewöhnlich in Mengen Vorzugsweise erfolgt dieses Vermischen bei Raum-

von 1 bis 5 Gewichtsprozent, berechnet auf das temperatur oder wenig erhöhter Temperatur. In der

Praxis haben sich auch Temperaturen zwischen 80 und 120° C bewährt.

Die verwendeten Schmierfette können jede Art von Basisschmieröl enthalten, z. B. ein mineralisches Schmieröl oder ein synthetisches Schmieröl, wie eine Siliconflüssigkeit oder einen hochsiedenden Ester. Das Verdickungsmittel in dem Schmierfett kann eine Seife sein, z. B. eine Alkali- oder Erdalkaliseife einer Fettsäure bzw. Oxyfettsäure, oder ein anorganisches Kolloid, wie Kieselsäure oder Ton. Die Erfindung wird mit besonderem Vorteil bei Schmierfetten angewandt, welche ein mineralisches Schmieröl enthalten, das durch eine Alkaliseife, z. B. Lithium- oder Natriumstearat oder -oxystearat, verdickt ist.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, in welchen sich die angegebenen Teile auf Gewicht beziehen.

Beispiel 1

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11 Teile Natriumnitrit werden in 19 Teilen Wasser gelöst, und die wäßrige Lösung wird mit 70 Teilen eines Schmierölgemisches verrührt, welches durch Auflösen von basischem Calciumnaphthasulfonat und basischen Calciumalkylsalycilaten (wobei die Alkylgruppen 14 bis 18 Kohlenstoff atome enthalten) in einem Lösungsmittel raffinierten mineralischen Schmieröl mit einer Viskosität von 170 Sekunden nach Redwood I bei 60° C hergestellt worden war. Jede der genannten Calciumverbindungen wird in einer Menge angewandt, die 0,04 Gewichtsprozent Calcium, berechnet auf das öl, entspricht. Das Gemisch wird durch eine Kolloidmühle bei 60° C hindurchgeführt, und die so gebildete Emulsion wird durch mehrfache Kreislaufführung durch feine Düsen unter Erhitzen der Emulsion auf 160° C vollständig entwässert. Diese Behandlung erfordert etwa 20 Minuten, und das erhaltene Produkt ist eine feine Suspension von Natriumnitritteilchen in dem Öl, wobei die durchschnittliche Teilchengröße geringer ist als 1 Mikron.

46 Teile dieser Suspension werden in der Kälte mit 300 Teilen eines Schmierfettes von folgender Zusammensetzung vermischt: 11,5 Gewichtsprozent Lithiumseife aus hydriertem Ricinusöl, 1 Gewichtsprozent Phenyl-a-naphthylamin, 87,5 Gewichtsprozent mit Lösungsmittel raffiniertes mineralisches Schmieröl mit einer Viskosität von 170 Sekunden Redwood I bei 6O⁰C.

Das so hergestellte Schmierfett enthält sehr feine Natriumnitritteilchen mit einer Teilchengröße von bis 2 Mikron, die stabil durch die ganze Masse verteilt sind. Es besitzt vorzügliche korrosionshindernde Eigenschaften.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt mit der Abänderung, daß die Suspension dem Schmierfett in einem Mischer bei 120° einverleibt wird. Die Teilchengröße des dispergierten Natriumnitrits in dem Schmierfett ist größer als im Beispiel 1, nämlich 5 bis 10 Mikron. Diese Teilchengröße genügt aber noch für die Bildung eines Schmierfettes mit befriedigenden Eigenschaften.

Beispiel 3

Das Beispiel 1 wird wiederholt mit der Abänderung, daß die Emulsion auf einer rotierenden erhitzten Walze entwässert wird und daß die Suspension dem Schmierfett bei 120° C während des Abkühlens des Schmierfettes in der letzten Stufe seiner Herstellung einverleibt wird. Die Teilchengröße der Natriumnitritpartikeln in dem erhaltenen Schmierfett beträgt 1 bis 2 Mikron.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Einverleiben eines wasserlöslichen Feststoffes in ein Schmierfett, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässerige Lösung des Feststoffes mit einem öllöslichen Emulgator aus der Gruppe der organischen Salze eines mehrwertigen Metalls oder der von organischen Säuren abgeleiteten Teilester eines mehrwertigen Alkohols mit einem Schmieröl unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Emulsion emulgiert, die gebildete Emulsion durch rasches Verdampfen entwässert und die erhaltene Suspension bei einer Temperatur von höchstens 125° C mit einem Schmierfett vermischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator ein Gemisch eines Erdölsulfonates und eines Salzes einer aromatischen Carbonsäure oder Oxycarbonsäure mit einem oder mehreren Alkylsubstituenten mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen ist.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1 091 685, 1121 258.

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