DE2264263B2 - Lithiumseifenschmierfett - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lithiumseifenschmierfett,
das aus Schmieröl, üblichen Zusatzstoffen sowie einer hydroxyfemauren Lithiumseife und einem Alkaliborat
im konsistenzgebenden Verdickungsmittel besteht.
Schmierfette sind bei vielen Anwendungen den Schmierölen überlegen. Sie werden beispielsweise
eingesetzt.
um den Zutritt störender Fremdstoffe durch ein Fettpolster zu vermeiden — Verwendung in
Wälzlagern oder Stoffbüchsen — um einen sehr geringen Schmiermittelbedarf sicherzustellen — 4S
Verwendung an Achsköpfen bei Lagern mit häufiger Betriebsunterbrechung —
um den Wartungsaufwand klein zu halten — Verwendung in schwer zugänglichen Lagern oder in Haushaltsmaschinenlagern — oder
um den Schmiermittelbedarf an Schmierstellen mit langsamen Gleitbewegungen, hohen Flächendrükken und/oder stark wechselnden Belastungen zu sichern — Verwendung z. B. an landwirtschaftlichen Geräten und Fahrzeugen —.
um den Wartungsaufwand klein zu halten — Verwendung in schwer zugänglichen Lagern oder in Haushaltsmaschinenlagern — oder
um den Schmiermittelbedarf an Schmierstellen mit langsamen Gleitbewegungen, hohen Flächendrükken und/oder stark wechselnden Belastungen zu sichern — Verwendung z. B. an landwirtschaftlichen Geräten und Fahrzeugen —.
Von den einzelnen Schmierfett-Typen sind insbesondere Aluminium-, Calcium-, Natrium- und Lithiumseifenfette
bekannt geworden. Lithiumseifenfette werden seit vielen Jahren in großem Umfang eingesetzt. Ihre
große Verbreitung rührt daher, daß sie die wesentlichen Vorteile von Calcium- und Nätriumseifenfetten vereinigen.
Das heißt, sie weisen eine gute Wasserbeständigkeit, niedrige Konsistenz bei tiefen Temperaturen und
obere Gebrauchstemperaturen über 100° C auf.
Aus der DT-PS 8 50 051 war schon bekannt, daß die Druckbeständigkeit konsistenter Schmierfette sich
durch den Zusatz geringer Anteile von Sulfaten,
50
55 Sulfiten. Thiosulfaten, Phosphaten oder Boraten erhöhen
Iä9t In ähnlicher Weise soü nach der DT-OS
1903451 die Belastbarkeit von Schmierfetten, die im
Verdickungsmittel Calcium-, Uthium- oder Bleiseifen enthalten, durch Zusatz von Gemischen von Molybdänsalzen,
vorzugsweise Ammoniummolybdat, mit Hyposulfiten voa Alkali- und/oder Erdalkalimetallen, vorzugsweise
Natrium, sowie Borax erhöht werden.
Ans der DT-AS 1018 573 sind Schmierfette bekannt,
die Mineraigrundöle bestimmter Viskositätseigenschaften, als Verdickungsmittel eine Lithiumseife einer
Hydroxyfettsäure, wie lithium-12-hydroxystearat, sowie
kleine Anteile eines Alkali- oder ErdaÜcah'f \aphthenats
enthalten.
Aus der DT-AS 1444 874 war ein Schmierfett bekannt, das zur Verbesserung seiner Arbeitsstabflität
beim Vermählen ein bestimmtes Äthylenpolymerisat enthalten soll Sofern dieses Schmierfett als Verdikkungsmittd
eine Seife enthält, kann sie aus lithium-12-hydroxystearat
bestehen.
Es hat sich aber gezeigt, daß in vielen Fällen, z. B. bei
der Schmierung von Radlagern einiger PKW-Typen, die Temperaturbeständigkeit dieser bekannten Schmierfette
nicht mehr ausreicht
Besonders bei Fahrzeugen, die mit in der Nähe der Radlager angebrachten Scheibenbremsen ausgerüstet
sind, hat man auf Gebirgsstrecken, die häufiges Abbremsen erfordern, Lagertemperaturen von 180 bis
2000C gemessen. Bei Verwendung von Lithiumseif enfetten
herkömmlicher Art besteht in solchen Fällen die Gefahr, daß die Fette bei dieser Beanspruchung aus den
Lagern auslaufen und u. U. die Scheibenbremsen verschmieren.
Ein weiteres Beispiel ist die Schmierung von Heißluftven'.ilatorenlagern. Auch hier können Temperaturen
von 150 bis 2000C in den Lagern erreicht werden. Lithiumseifenfette mit Tropf punkten bis 2000C
können zur Schmierung dieser Lager nicht mehr eingesetzt werden.
Aus der DT-OS 21 57 207 war ferner ein Schmierfett
mit erhöhtem Tropfpunkt bekannt dessen Verdickungsmittel aus der Lithiumseife einer Hydroxyfettsäure,
insbesondere Li-12-hydroxystearat, sowie dem Mono- oder Di-Lithiumsalz einer zweiten Hydroxycarbonsäure
mit 3-14 Kohlenstoffatomen und entweder dem Di-Lithiumsalz einer Gt-Cu-Dicarbonsäure oder dem
Mono-Lithiumsalz von Borsäure besteht
Wie die Vergleichsbeispiele dieser DT-OS zeigen, muß das Verdickungsmittel alle drei vorstehenden
Komponenten enthalten, wenn das Schmierfett Tropfpunkte von 26O0C oder höher aufweisen soll.
Gegenstand der Zusatzanmeldung DT-OS 22 35 098 (bzw. US-PS 37 58 407) ist ein der Stammanmeldung
ähnliches Schmierfett, dessen Verdickungsmittel lediglich zwei dieser Komponenten, nämlich die Lithiumseife
einer Ci2-Ci4-Hydroxyfettsäure und ein Mono-Lithiumsalz
der Borsäure im Gewichtsverhältnis Hydroxyfettsäure zu Borsäure von 3:100, enthält. Nach den
Beispielen dieser DT-OS erreicht auch dieses ältere Schmierfett Tropfpunkte über 26O0C nur, wenn das
Verdickungsmittel zusätzlich die 3. Komponente, nämlich Lithiumsalz einer Hydroxycarbonsäure, wie
Milch- oder Salicylsäure, enthält. Außerdem ist nach Tabelle 1 der älteren DT-OS die Gegenwart von
Mono-Lithiumborat unerläßlich, und Tropfpunkt sowie andere Eigenschaften des Schmierfetts werden erheblich
schlechter, wenn man andere Lithiumsalze der Borsäure verwendet
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die
bekannten Lithiumseifenschmierfette zu verbessern und ihnen insbesondere hohe Temperaturbeständigkeit zu
verleihen.
Gegenstand der Anmeldung ist ein lithiumseifenschmierfett,
bestehend aus Schmieröl, üblichen Zusatzstoffen, sowie einer hydroxyfettsauren lithiumseife und
einem Alkaliborat im konsistenzgebenden Verdickungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Lithiumseifenschmierfett
als Verdickungsmittel 5 bis 20 Gpw.-% — bezogen auf den Gesamtschmierfettansatz — einer
lithiumseife einer Hydroxystearinsäure und 0,1 bis 3 Gew.-% Lithiumtetraborat enthält
Wie gefunden wurde, besitzt das erfindungsgemäße Lithiumseifenschmierfett erhebliche höhere Temperaturbeständigkeit sowie deutlich gestiegene Beständigkeit
gegen oxidative Einflüsse, w&s zu verlängerter Schmierwirkung, insbesondere bei höheren Temperaturen,
fuhrt
Die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmierfette lassen sich darauf zurückführen,
daß sein Verdickungsmittel die Lithiumseife einer langkettigen Hydroxyfettsäure und verhältnismäßig
geringe Anteile von Lithiumtetraborat enthält Dadurch wird ein Schmierfett erhalten, dessen Tropfpunkt
oberhalb von 200°, insbesondere im Bereich von 210 bis
300° C liegt
Üblicherweise setzen sich diese Schmierfette aus drei
Hauptkomponenten zusammen:
der flüssigen Phase dem Dickungsmittel
den Zusatzstoffen.
den Zusatzstoffen.
dasGrundöl —
Die handelsüblichen Schmierfette enthalten normalerweise naphthenische Mineralöle, paraffinische öle
oder auch schwach raffinierte Öle. Es ist aber auch üblich, vor allem, wenn Schmierfette speziellen Beanspruchungen
ausgesetzt werden, synthetische Flüssigkeiten, wie Polyalkylglykole, Esteröle hergestellt aus
zweibasischen Säuren und einwertigen Alkoholen oder aus einbasischen Säuren und mehrwertigen Alkoholen,
Silikone, halogenierte Kohlenwasserstoffe oder Phenyläther, zu verwenden. Das erfindungsgemäße Schmierfett
enthält bevorzugt Mineralöle und die dem Nachlauf der Alkylbenzolsynthese entstammenden Alkylbenzole.
Als Zusatzstoffe im Schmierfett sind Wirkstoffe und Schönungsmittel gebräuchlich. Unter Wirkstoffen werden
z. B. Oxidations- und Korrosionsinhibitoren, Schmierfähigkeitsverbesserer und Hochdruckzusätze
verstanden. Zur Verbesserung des Gebrauchswertes werden als Schönungsmittel Färb- und Geruchsstoffe
zugegeben.
Für die verbesserten Eigenschaften des Lithiumschmierfetts nach der Erfindung i$.t vor allem das
Verdickungsmittel verantwortlich, das die Lithiumseife einer Hydroxyfettsäure mit 10—30 Kohlenstoffatomen,
insbesondere 9-, 10- oder 12-Hydroxystearinsäure enthält Das Li-12-hydroxystearat wird bevorzugt Zur
Herstellung kann eine 12-Hydroxystearinsäure verwendet werden, die durch Spaltung und Hydrierung von
Rizinusöl erhalten wurde und geringe Anteile weiterer Fettsäuren enthält Anstelle der freien Hydroxyfettsäure(n)
kann auch ihr Glyzerid, z. B. 12-Hydroxystearin,
eingesetzt werden. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von Estern der Hydroxyfettsäure(n) mit
niederen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Propanolen oder Butanolen, da sich gezeigt hat, daß der
Tropfpunkt der erfindungsgemäßen Schmierfette überraschenderweise um 10—200C erhöht wird, wenn man
— bei sonst gleicher Zusammensetzung — statt der freien Hydroxyfettsäure, z.B. ihren Methylester einsetzt
Als Alkaliborat-Komponente wird für das Verdikkungsmittel
der erfindungsgemäßen Schmierfette U-f
hiumtetraborat, das dem Borax analoge Di-Lithiumsalz
der Tetraborsäure, bevorzugt Es kann gegebenenfalls als Kristallwasser enthaltendes Hydrat eingesetzt
ίο werdea
Es hat sich gezeigt, daß, bezogen auf den gesamten Schmierfettansatz, Anteile von 5—20 Gew.-% der
Lithiumseife und 0,1—3 Gew.-% Li-Tetraborat als Verdickungsmittel ausreichend sind, Anteile von 7,5—15
Gew.-% der Lithiumseife und 0,15—0,75 Gew.-%
Li-Tetraborat werden bevorzugt
Die Zusammensetzung, Herstellung und Eigenschaften
der erfindungsgemäßen Schmierfette werden durch die nachfolgenden Bespiele weiter erläutert
Einwaage:
10,0 kg 12-Kydroxystearinsäure
13 kg LiOH-Monohydrat
O^ kg U2B4O7
13 kg LiOH-Monohydrat
O^ kg U2B4O7
88.0 kg Maschinenöl-Raffinat 58cSt/50°C, naphthenbasisch
In einem geeigneten Rührwerksbehälter wurden 10,0 kg 12-Hydroxystearinsäure zusammen mit 25,0 kg
Maschinenöl-Raffinat auf 85°C erhitzt und anschließend mit 1,5 kg LiOH-Monohydrat gelöst in 10 Liter
kochendem Wasser, verseift Während der Entwässerungsperiode bei 1000C wurden 03 kg Ii2B4O? zugegeben.
Nach erfolgter Entwässerung wurde die Temperatur des Kesselinhalts innerhalb von 2 Stunden auf 2400C
gesteigert Während des Aufheizens wurde ein weiterer Teil des Maschinenöls(25 kg) bei 155°C zugegeben. Das
restliche öl wurde dem Ansatz nach Erreichen der Maximaltemperatur von 2400C zugegeben. Anschließend
wurde die Charge auf 6O0C kaltgerührt Bei dieser
Temperatur erfolgte mittels einer Korundscheibenmüh-
Ergebnis
Man erhielt auf diese Weise ein Schmierfett mit einem Tropfpunkt von 265° C nach DIN 51801, einer
Ruhepenetration von 272 mm/10 und einer Walkpenetration
(60 Hübe) von 279 mm/10, sowie einer Walkpenetration nach 60 000 Hüben von 305 mm/10
nach DIN 51 804.
Beispiel 2
Einwaage:
Einwaage:
10,00 kg 12-Hydroxystearinsäure-Methylester
1,55 kg LiOH-Monohydrat
0,25 kg Li2B4O7
1,55 kg LiOH-Monohydrat
0,25 kg Li2B4O7
50,00 kg Alkylbenzol- Nachlauf,50 cSt/50°C
38,20 kg Zylinderöl.30cSt/100°C
38,20 kg Zylinderöl.30cSt/100°C
Bei gleicher Verfahrensweise wie im Beispiel 1 wurde ein Fett mit folgenden Eigenschaften erhalten:
Tropfpunkt, DIN 51801,0C 274
Tropfpunkt, DIN 51801,0C 274
DIN 51 804, mm/10 227
60 Hübe, mm/10 238
60 000 Hübe, mm/10 256
Beispiel 3
Einwaage:
Einwaage:
12-Hydroxystearinsäure-Methylester
liOH-Monohydrat
liOH-Monohydrat
0,50 kg Li2B4O7
1,00 kg Pienyl-alpha-naphthylainin (Oxidations- ίο
schutz)
0,75 kg Zink-diamyldithiocarbamat (Korrosionsschutz)
83,41 kg Maschinenöl-Raffinat, 125cSt/50°C
83,41 kg Maschinenöl-Raffinat, 125cSt/50°C
12JS kg 12-Hydroxystearinsäure-Methylester wurden
in Gegenwart von 50,0 kg Maschinenöl-Raffinat bei 800C mit 134 kg LiOH-Monohydrat verseift Nach
Steigerung der Temperatur auf 115° C erfolgte der »
Zusatz von 0,5 kg L12B4O7. Anschließend wurde der
Ansatz innerhalb von 23 Stunden auf 245° C erhitzt und
nach Erreichen der Temperatur zum Kaltrühren in einen mit Wasserkühlung ausgerüsteten Rührkessel
übergepumpt Hier erfolgte bei 18O0C die Zugabe des Restöls (33,41 kg) und bei 98° C die Zugabe der Additive.
Nach weiterer Kühlung auf 680C bei intensivem Rühren
wurde der Ansatz schließlich mittels einer Korundscheibenmühle homogenisiert und in einer Vakuumanlage
entlüftet.
Ergebnis:
Tropfpunkt, DIN 51 801,0C
Ruhepenetration,
DIN 51804, mm/10
Walkpenetration, DIN 51 804,
60 Hübe, mm/10
Walkpenetration, DIN 51 804,
60 000 Hübe, mm/10
Ruhepenetration,
DIN 51804, mm/10
Walkpenetration, DIN 51 804,
60 Hübe, mm/10
Walkpenetration, DIN 51 804,
60 000 Hübe, mm/10
268
219
225
238
219
225
238
Wie die Beispiele zeigen, wiesen die Schmierfette nach der Erfindung Tropfpunkte von über 2600C auf,
obwohl sie nur 0,25 bzw. 0£ Gew.-% Li2B4O7 im
Verdickungsmittel enthielten. Demgegenüber besitzen herkömmliche Schmierfette, die allein mit ähnlichen
Anteilen Lithium-12-hydroxystearat verdickt sind,
Tropf punkte von höchstens etwa 2000C Die aus der DT-PS 2157 207, Beispiel 10 bzw. Tabelle VIl
bekannten Schmierfette wiesen zwar ebenfalls Tropfpunkte über 2600C auf, enthielten jedoch größere
Anteile Monolithiumborat und eine zusätzliche Komponente im Verdickungsmittel, was ihre Herstellung
kompliziert und verteuert Bei den bekannten Schmierfetten steigt zudem — wie Tabelle VII zeigt — der
Penetrationswert von der Ruhepenetration bereits nach 10 000 Hüben in einem Maße an, das bei den
Schmierfetten der Erfindung erst nach 60 000 Hüben erreicht wird. Die erfindungsgemäßen Schmierfette
weisen demnach verbesserte Scherstabilität auf.
Claims (5)
1. lithmmseifenschmierfett, bestehend aus
Schmieröl, üblichen Zusatzstoffen, sowie einer S bydroxyfettsauren LSthiumseife und einem Alkaiiborat
im konsistenzgebenden Verdickungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das lithiumseifenscbmierfett
als Venäckungsnutte! 5 bis 20
Gew.-% — bezogen auf den Gesamtschmierfettan- ίο
satz — einer Lithiumseife einer Hydroxystearinsäure and 0,1 bis 3 Gew.-% Lithiumtetraborat enthält
2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Bestandteil des Verdickungsmittels die lithiumseife der zuvor veresterten 12-Hydroxystearinsäure
enthält
3. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Bestandteil des Verdickungsmittel die Lithiumseife der 12-Hydroxystearinsäure,
welche zuvor mit Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butylalkohol
oder Glycerin verestert war, enthält
4. Schmierfett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schmierfett 7,5 bis
15 Gew.-% Lithiumseife und 0.15 bis 0,75 Gew.-%
Lithiumtetraborat enthalten sind. 2s
5. Schmierfett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als
Bestandteil des Verdickungsmittel ein Gemisch von Lithiumseifen verschiedener Hydroxystearinsäuren
enthält.
Priority Applications (10)
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---|---|---|---|
DE19722264263 DE2264263C3 (de) | 1972-12-30 | Lithiumseifenschmierfett | |
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AT989073A AT329729B (de) | 1972-12-30 | 1973-11-26 | Lithiumseifenschmierfett |
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