DE1594587C - Schmierfett auf Organobentonitbasis - Google Patents
Schmierfett auf OrganobentonitbasisInfo
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Description
Bekanntlich bilden Fette auf der Basis von Organobentonit (organophilem Bentonit) Schmiermittel, die
sich dadurch auszeichnen, daß sie praktisch nicht schmelzbar sind, so daß sie sich besonders zum
Schmieren von Maschinenteilen eignen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wie z. B. Ofentüren,
Lager von Trockenvorrichtungen sowie Lager von Fahrzeugen, welche hohe Geschwindigkeiten erreichen.
' Es ist ferner bekannt, daß diese Fette eine ziemlich hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Arbeit
besitzen. Trotzdem weisen die genannten Fette zwei grundlegende Mängel auf.
1. Der Schmierungszustand der mit den Fetten behandelten Organe, insbesondere im Fall von
in Bewegung befindlichen Lagern, ist nicht immer ganz zufriedenstellend, da die Kugeln oder Rollen
der genannten Lager nach mehr oder weniger langen Betriebszeiten auch bei nicht übermäßig
hoher Temperatur fast »trocken« sind. Diese, auch in der Literatur erwähnte Erscheinung (s. C. J.
Beuer, Manufacture and application of lubricating greases, S. 743 und 747) läßt sich unmittelbar feststellen, indem man industrielle Lager auseinandernimmt
oder einfacher, indem man das Lager ASTM nach den. Normen D 1263-53 T nach einer Laufzeit von 6 bis 12 Stunden untersucht.
2. Die gewöhnlich von den Schmierfetten "auf Seifenbasis ausgeübte Rostschutzwirkung ist bei
den Fetten auf Organobentonitbasis sehr gering, wobei natürlich die räumlichen Verhältnisse und
die Art des Mineralöls zu berücksichtigen sind.
Zur Beseitigung bzw. Herabsetzung der angeführten Mängel wurden zahlreiche Fettzusammensetzungen
studiert und erprobt. Zum Zwecke der gleichzeitigen Erhöhung der Schmierfähigkeit und der Rostschutzwirkung
wurden und werden in Wirklichkeit gewöhnlich verschiedenartige metallische Seifen verwendet,
die den Fetten auf Organobentonitbasis auf verschiedene Weise zugesetzt werden. In der Tat werden durch
den Zusatz solcher Seifen die Schmier- sowie die Schutzfähigkeit der Fette auf Organobentonitbasis
verbessert, doch wird dadurch im allgemeinen die Tropftemperatur der Fette verändert. Auch wird ihre
Widerstandsfähigkeit mechanischer Arbeit gegenüber herabgesetzt.
So ist es aus der britischen Patentschrift 875 732 bekannt, Schmierfetten, die Bentonit als anorganische
Gelierungskomponente enthalten, Erdalkalimetallsalze einer Carbonsäure mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
zuzumischen. Derartige Schmierfettzusammensetzungen haben jedoch den Nachteil, daß sie in der Praxis
nur geringe Schmierwirkung zeigen, nach mehr oder weniger kurzer Zeit trocknen und schlechte Antirost-
' eigenschaften besitzen. Der genannten britischen
ίο Patentschrift ist auch zu entnehmen, daß den Fetten
auf Bentonitbasis mit den Zusätzen, die für Fette auf Seifenbasis verwendet werden, nur sehr schwer
gute Eigenschaften verliehen werden. Es konnte also für den Fachmann selbst bei Kenntnis der in der
x5 deutschen Patentschrift 1.044 328 beschriebenen Verwendung
von Erdalkaliseifenmischungen als Schmierölzusätze nicht naheliegend sein, daß die erfindungsgemäßen
Schmierfette überlegene technische Eigenschaften wie Stabilität während der Herstellung, bei
der Lagerung und während des Gebrauchs sowie • ausgezeichnete Schmierwirkung und Antirosteigenschaften
besitzen würden.
Der Einfluß von Seifen bzw. von Seifen enthaltenden Fetten auf die Eigenschaften von Organobentonitfetten
wurde nun versuchsmäßig eingehend studiert. Es wurden hierzu Calcium-, Natrium-, Lithium- und
Aluminiumseifen verwendet. Es hat sich dabei herausgestellt, daß die Organobentonit-Seifen-Mischfette
je nach der Ölart, dem Herstellungsverfahren und dem Anteil der Bestandteile einen .wohldefinierten Tropfpunkt
besitzen, d. h., daß sie nicht mehr wie die Fette auf Organobentonitbasis allein unschmelzbar sind.
In vielen Fällen verringert sich die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Arbeit.
Es ist auch bekannt, daß bei Erwärmung eines Gemisches aus zweckmäßigen Anteilen von organophilem
Bentonit, Mineralöl und Lithiumseife unter bestimmten Verhältnissen ein Fett erhalten wird,
dessen Tropfpunkt etwa 2000C ist. Wie aus der
folgenden Tabelle I ersichtlich ist, erhält man dabei ein Fett mit einem wohldefinierten Tropfpunkt, das
sich somit unter diesem Gesichtspunkt stark von den Fetten auf ausschließlicher Organobentonitbasis unterscheidet,
selbst wenn die Menge des Organobentonits größer als jene der Seife ist. Im Fall von Lithiumstearat
wird jedoch die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische. .Arbeit nicht beeinträchtigt.
Tabelle I
Mischfette auf der Basis von Lithiumstearat und Organobentonit
Mischfette auf der Basis von Lithiumstearat und Organobentonit
Zusammensetzungen | Anfangs eindringtiefe |
Eindringtiefe nach 60 Doppelschlägen |
Eindringtiefe nach 100 000 Doppel schlägen |
Tropfpunkt |
Organobentonit 1 °/0, Lithiumstearat 9%, öl 90°/0 Organobentonit 2°/0, Lithiumstearat 8°/0, 0190% Organobentonit 3 0J0, Lithiumstearat 7°/0, öl 90°/0 Organobentonit 4°/0, Lithiumstearat 6°/0, öl 90°/0 Organobentonit 5 °/0, Lithiumstearat 5°/0, öl 90°/0 |
getrennte Bestandteile desgl. 195 dmm 217 dmm 195 dmm |
223 dmm 220 dmm 210 dmm |
310 dmm 302 dmm 282 dmm |
185°C 188°-C 1970C |
Tabelle I (Fortsetzung) | Eindringtiefe nach 60 Doppelschlägen |
Eindringtiefe nach 100 000 Doppel schlägen |
Tropfpunkt | |
Zusammensetzungen | Anfangs eindringtiefe |
285 dmm 230 dmm 243 dmm 363 dmm |
307 dmm 275 dmm 295 dmm 350 dmm |
198° C 200° C 200° C 250° C |
Organobentonit 8 °/0, Lithiumstearat 4%, Öl 90°/0 .... Organobentonit 7%, Lithiumstearat 3°/0, Öl 90% Organobentonit 8 %, Lithiumstearat 20I0, Öl 90% .... Organobentonit 9 0I0, Lithiumstearat l°/0, 0190% |
280 dmm 225 dmm 210 dmm 327 dmm |
Aus der folgenden Tabelle II sind das Wärmeverhalten und die Widerstandsfähigkeit gegen Arbeit von Schmiert
fetten auf der Basis von Calcium-, Aluminium-, Natrium- und Lithiumseife und auf der Basis von Organobentoni
entnehmbar.
Tabelle II
Getrennte Fette mit verschiedenen Seifen
Getrennte Fette mit verschiedenen Seifen
Zusammensetzungen | Anfangs eindring tiefe |
Eindring-. tiefe nach 60 Doppel schlägen |
Eindringtiefe nach 100 000 Doppelschlägen |
Tropf punkt |
Tropfpunkt nach dem Schmelzen |
1. Calciumfett 10%ig=50% Organobentonitfett 10%ig = 50% .. 2. Aluminiumfett 7%ig = 50% Organobentonitfett 10%ig = 50% .. 3. Natriumfett 15%ig = 50% Organobentonitfett 10%ig - 50% .. 4. Lithiumfett . 10%ig = 40% Organobentonitfett 12%ig = 60%.. 5. Organobentonitfett 10%ig |
280 dmm 293 dmm 277 dmm 285 dmm 225 dmm |
287 dmm 312 dmm 303 dmm 280 dmm 220 dmm |
325 dmm über 400 dmm 360 dmm 320 dmm 245 dmm |
260°C 231°C 270° C 210° C |
65° C flüssig bei Raumtemperatur ' 184°C 200° C unschmelzbar |
Offenbar sind die Mischungen, ausgenommen jener mit Lithiumseife und jener mit Natriumseife, hinsichtlich
der Wärmewirkung nicht reversibel.
Tatsächlich sinkt für die Mischung mit Calciumseife der anfänglich über 200° C liegende Tropfpunkt auf
65° C, während das Fett mit Aluminiumseife sogar bei Raumtemperatur flüssig ist. Auch die Arbeitsfestigkeit
ist niemals hoch, ausgenommen für das Fett, welches Calcium- oder Lithiumseife enthält.
Die Erfindung hat Schmierfettzusammensetzungen zum Gegenstand, welche trotz verbesserter Schmierfähigkeit
und Rostschutzwirkung den Schmierfetten auf Organobentonitbasis gegenüber, nicht durch
Erniedrigung des Tropfpunktes und der Arbeitsfestigkeit beeinträchtigt sind.
Das genannte Ergebnis wird durch Zubereitung von Fetten auf Organobentonitbasis nach den nachfolgend
erläuterten Modalitäten erreicht: die Fette enthalten mehr oder weniger große Anteile an Erdalkalimetallsalzen
von Monocarbonsäuren mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Stearinsäure, sowie an
Erdalkalimetallsalzen von Monocarbonsäuren mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Essigsäure.
Die Fette werden wie folgt hergestellt: Etwa der Hälfte des Mineralöls werden bei Raumtemperatur
eine Monocarbonsäure mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Monocarbonsäure mit 1 bis 8 Kohlen-Stoffatomen,
ein Oxyd eines Erdalkalimetalls und ein Organobentonit zugegeben. Das Gemisch wird fein
gemahlen, bis eine homogene Mischung erhalten wird. Es wird dann Methylalkohol oder Aceton oder ein
anderes der zur Herbeiführung des Anquellens der Organobentonite üblicherweise verwendeten Dispersionsmittel
in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1,5 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gewicht des Endproduktes, hinzugefügt. Unter Rühren und Zugabe der zweiten Hälfte des
Mineralöls wird die Masse erwärmt. Nach Erreichen einer Temperatur von 26O0C stellt man das Erwärmen
ein und läßt in Ruhe bis zur Raumtemperatur abkühlen. Das erhaltene Produkt wird noch gemahlen,
bis es das gewünschte Fettaussehen annimmt.
In der folgenden Tabelle III sind die bei einer Versuchsreihe mit vier Fettmustern erzielten Ergebnisse
angegeben.
Tabelle III Eigenschaften der Fette A-B-C (mit hochviskosem öl)
Zusammensetzungen
Organobentonit
Calciumstearat
Calciumacetat
Mineralöl (hohe Viskosität)
Anfangseindringtiefe
Eindringtiefe nach 60 Doppelschlägen
Eindringtiefe nach 100 000 Doppelschlägen
Eindringtiefe nach 200 000 Doppelschlägen
Eindringtiefe nach 300 000 Doppelschlägen
Eindringtiefe nach 100 Stunden
»Shell Roll Test«
»Shell Roll Test«
Eindringtiefe nach 200 Stunden
»Shell Roll Test«
»Shell Roll Test«
Eindringtiefe nach 300 Stunden
»Shell Roll Test«
»Shell Roll Test«
Tropfen ...:
Lagerversuch ASTM (6 Stunden 2200C)
7%
7%
4% 82%
230 bis 240 dmm 235 bis 245 dmm
245 bis 250 dmm
250 bis 255 dmm
250 bis 255 dmm
285 dmm
308 dmm
310 dmm unschmelzbar
1% -5% 3%
82%
bis 230 dmm
bis 235 dmm
bis 235 dmm
bis 265 dmm
bis 275 dmm
bis 290 dmm
300 dmm
310 dmm
315 dmm unschmelzbar 1.2%
13%
3%
3%
2%
82%
82%
200 bis 205 dmm 205 bis 210 dmm
210 bis 220 dmm
235 bis 240 dmm
260 bis 265 dmm
305 dmm
315 dmm
320 dmm
unschmelzbar
unschmelzbar
1%
13%
87%
180 bis 190 dmm 180 bis 190 dmm
190 bis 200 dmm
200 bis 210 dmm
200 bis 210 dmm
300 dmm
320 dmm
320 dmm unschmelzbar
0,8%
Die mit 1, 2 und 3 bezeichneten zubereiteten Fettmuster weisen die den Fetten auf Seifenbasis eigenen
Eigenschaften auf und sind zur gleichen Zeit unschmelzbar, wie das mit 4 bezeichnete Muster, das ausschließlich
öl und Organobentonit (Bentone 34) enthält. .
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergeT
stellten Schmierfette gestatten es, in der Praxis einige Probleme bezüglich der Schmierung von Organen
zu lösen, welche hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Es handelt sich in diesem Fall insbesondere um
Lager an Kraftfahrzeugen mit Scheibenbremsen. Diese können für Rennzwecke oder jedenfalls unter drastischen
Bedingungen verwendet werden. Hierbei ist das Schmiermittel lange andauernden mechanischen
Beanspruchungen bei Temperaturen von über 2000C
ausgesetzt. Jedenfalls haben sich bei praktischen Versuchen niemals Verflüssigungen und Austritte des
Schmierfettes aus dem Vorratsraum des Lagers mit den möglichen schädlichen Wirkungen auf die Bremseigenschaften
oder im Grenzfall ein völliger Mangel an Schmierfett im Antifriktionslager mit allen, sich
aus dem Betrieb dieser Teile ohne Schmiermittel ergebenden Folgen gezeigt.
Claims (4)
1. Schmierfett, bestehend aus
1. einem Mineralöl oder einem synthetischen öl,
2. einem Organobentonit und
3. Erdalkalisalzen zweier Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schmierfett .als Komponente 3 ein Erdalkalisalz einer Carbonsäure mit 16 bis 18 C-Atomen sowie
ein Erdalkalisalz einer Carbonsäure mit 1 bis 8 C-Atomen enthält.
2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Komponente 3 ein
Calciumsalz einer Carbonsäure mit 16 bis 18 C-Atomen sowie ein Calciumsalz einer Carbonsäure
mit 1 bis 8 C-Atomen enthält.
3. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 15 Gewichtsprozent
Erdalkali-, insbesondere Calciumseife enthält.
4. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 10 Gewichtsprozent eines Erdalkali- oder Calciumsalzes einer
niedermolekularen Monocarbonsäure mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält.
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