DE2528600A1

DE2528600A1 - Schmierfette und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2528600A1
Application number: DE19752528600
Authority: DE
Inventors: Francis Sutfin Sayles
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1975-06-26
Publication date: 1976-01-22
Also published as: GB1507697A; JPS5124604A; ZA754010B; DE2528600C2; FR2277143B1; AU497712B2; JPS6019954B2; GB1507698A; JPS56127691A; AU8259475A; CA1050524A; US3904534A; FR2277143A1; DE2560382C2; JPS5925836B2

Description

Die Erfindung besieht sich auf Schmierfette und insbesondere auf Schmierfette, die Calcium- oder Calcium-Blei-Komplex-Verdickungsmittel enthalten, sowie auf deren Herstellung.

Calciumseifen wurden seit langem als Verdickungsmittel für Fette verwendet. Beispielsweise beschreibt J.I. Clower die Verwendung von Fetten auf der Basis von Oaliciumoxid in "Lubricants and Lubrication", 1. Ausgabe, McGraw-Hill, New York, 1939, Seiten 68 ff. Die Seifen werden durch Verseifung von Fetten (natürlich vorkommende Triglyceridester oder die von den- Giyceriden abgeleiteten Fettsäuren) mit Calciumoxid hergestellt, was allgemein bekannt ist. Die Verwendung von verschiedenen Komplex-

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seifenverdickungsmitteln, wie gemischte Calciumsalze όσι4 -ssif^Tß., is-fe glÄi-shfalla bekannt. Beispielsweise beschreibt; Boner in "Manufacture and Application of Lubricating Greases", Krieger, 1971 (Reprint der Auflage 1954·)* Kapitel 16 ausführlich solche Komplexseifenverdickungsmittel und in der US-PS 2 999 065 ist die Verwendung von Calciumkomplexverdickungsmitteln beschrieben, die von Säuren mit niederem,mittlerem oder hohem Molekulargewicht abgeleitet sind. In der US-PS 2 898 297 ist ein Calciumkomplexverdickungsmittel beschrieben, das Calciumseifen von Nussölsäuren umfasst.

Die als Schmiermittelträger mit diesen Verdickungsmittel verwendeten Materialien waren naphthenischer Natur. Das heisst, die Kohlenwasserstoffe des Grundaaterials waren vorwiegend alicyclisch anstatt geradkettig. Diese Grundmaterialien wurden bevorzugt, da sie festere Fette ergeben, während paraffinische Grundmaterialien bei gleicher Menge eines gegebenen Seifenverdickungsnittels weichere Fette liefern. Mit anderen Porten heisst dies, dass naphthenische Grundmaterialien eine bessere Ausbeute an Fetten in Beziehung zur Menge des Verdickungsmittel ergeben. Obwohl es möglich wäre, eine grössere Menge an Verdickungsmittel zu verwenden, um bei Verwendung von paraffinischen Grundmaterialien ein Fett gegebener Konsistenz herzustellen, ist dieser Weg aufgrund der hohen Kosten der Seife im Vergleich zu dem des Öls, unökonomisch. Ferner kann die zur Herstellung eines dicken Fettes auf der Grundlage von paraffinischem Material, z.B. NLGI, Qualität 3, erforderliche Menge an Seife zu einer instabilen Struktur des Fettes führen. Ein solches Fett kann während der Verwendung erweichen und dann aus den Lagern auslaufen, oder bei der Verwendung sich verhärten und die Lager vollständig blockieren.

In der US-PS 3 705 853 ist die Verwendung von gewissen Äthylenterpolymerisaten zur Verbesserung von Fetten, die mit Calcium oder Calcium/Blei verdickt sind, beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von festen Fetten auf der Grundlage von paraffinischen Materialien.

Es wurde nunmehr gefunden, dass feste Fette wirtschaftlich mit paraffinischen Grundmaterialien geschaffen werden können. Die Verdickungsmittel, die bei diesen Fetten verwendet werden, können Calcium-Komplex- oder Calcium-Blei-Romplex-Verdickungsmittel sein, wobei erstgenannte bevorzugt werden. Zusätzlich zu dem Schmiermittelträger und dem Komplexverdickungsmittel enthalten die Fette Terpolymeradditive sowie jegliche andere gewünschte Additive, z.B. Rostinhibitoren, Additive für hohe Drücke und Antioxidationsmittel.

Gemäss der Erfindung werden Schmierfette geschaffen, die bestehen aus (1) einem geeigneten Schmiermittelträger, (2) einem Verdickungsmittel, das einen Calcium- oder Calcium-Blei-Komplex umfasst, und (3) einem organischen Terpolymer.

Der Schmiermittelträger umfaßt zweckmäßig paraffinisches Schmiermittelmaterial. Wenigstens 30%, im allgemeinen wenigstens 50% und vorzugsweise wenigstens 80 Gew.-% können aus einem paraffinischen Schmieröl bestehen. Der Rest des Schmiermittelträgers kann ein naphthenisches Schmiermittel sein, da jedoch diese Materialien teurer sind als paraffinische Materialien ist deren Verwendung wirtschaftlich ungünstig, insbesondere da es durch vor-

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liegende Erfindung möglich ist, Fette herzustellen, die gänzlich auf paraffinischen Materialien basieren, d.h. der Schmiermittelträger besteht vollständig aus paraffinischem Material. Wenn die Schmiermittel für besondere Zwecke verwendet v/erden sollen, können zusammen mit den paraffinischen Materialien auch aspbaltische Materialien verwendet werden. Wie nachstehend näher erläutert wird, ist es jedoch vorteilhaft, während der Verseifung paraffinische Materialien zu verwenden und die anderen Materialien später zuzusetzen.

Gewünschtenfalls können Schmiermittelträger auf anderer Basis als Mineralölen mit den paraffinischen ölen gemischt werden. Dies ist empfehlenswert, wenn die Schmierfette besondere Eigenschaften erhalten sollen. Geeignete synthetische Schmiermittelträger sind beispielsweise: Synthetische Esterschmiermittel, z.B. zweibasische Säureester, wie Diäthylhexylazelat oder -sebacat, die gehinderten Polyolester, wie Ueopentylglykolester, z.B. Trimethylolpropan und Pentaerythritester von Monocarbonsäuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, synthetische Kohlenwasserstoffe, wie die hydrierten Olefinpolymere, die in der US-PS 3 14-9 178 beschrieben sind. Es können auch .Mischungen von drei oder mehreren Schmiermittelträgern verwendet v/erden, obwohl das paraffinische Mineralöl normalerweise wenigstens 50 Gew.-% des Schmiermittelsträgers im Fett ausmachen sollte.

Die für die Fette verwendeten paraffinischen Materialien haben im allgemeinen eine Viskosität zwischen 4 und 2000 cSt bei 38⁰C und vorzugsweise 10 bis 1200 cSt bei 38⁰C. Wird eine geringere Menge· eines naphthenischen Mineralöls mit dem paraffinischen Mineralöl gemischt, so weist dieses im allgemeinen gleichfalls eine Viskosität in diesem

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Bereich auf. In beiden Fällen sind Viskositätsindexe zwischen 30 und 100 bevorzugt.

Die paraffinischen Grundmaterialien sind normalerweise säurebehandelte, lösungsmittelraffinierte oder hydrofinished Paraffinöle. Die verschiedenen Behandlungen, denen die öle unterworfen werden können, haben den Zweck, die weniger paraffinischen Bestandteile zu entfernen und dadurch den Viskositätsindex zu erhöhen. Beispielsweise werden beim Lösungsmittelraffinieren die weniger paraffinischen Bestandteile entfernt und beim Hydrofinishing die nicht paraffinischen Bestandteile in paraffinische Bestandteile umgewandelt. Säure setzt sich mit den nicht paraffinischen Bestandteilen um und diese können dann entfert werden,

Als Verdickungsmittel können Galcium-Komplex- und Calcium-Blei-Koraplex-Verdickungsmittel verv/endet werden, obwohl erstgenannte bevorzugt werden. Beide Arten von Verdickungsmitteln v/erden von einer Mischung der Säuren abgeleitet und die Verdickungsmittel werden üblicherweise durch Beschreibung der zur Salz-Seifen-Mischung verwendeten Säuren charakterisiert. Da diese Komplex-Verdickungsmittel immer Acetatsalze enthalten, werden sie oft als Calcium- oder Galcium-Blei-Acetat-Komplex-Verdickungsmittel bezeichnet.

Die Säuren umfassen vorzugsweise eine komplexe Mischung aus Carbonsäuren mit niederem, mittlerem und hohem Molekulargewicht. Die Molekulargewichte (Gehalt an Kohlenstoffatomen) dieser Säuren und die Anteile,in denen sie verwendet werden, sind nachstehend angegeben:

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Anzahl der Gew.-% der gesamten Säuren

Säure Atome breit bevorzugt

Niederes Molekular- _{ß 10}__6Q gewicht

Mittleres Molekular- _{n Λ0 Λη} _Rn

gewicht ^/~^^d ^ηυ~^ου

Hohes Molekular- 13 oder mehr 2-75 15-50 gewicht

Essigsäure ist die bevorzugte Garbonsäure mit niederem Molekularge v/icht und die Caprylsäure diejenige mit mittlerem Molekulargewicht. Da sie eine gerade Anzahl von Kohlenstoffatomen aufweist, ist sie aus natürlichen Quellen leicht erhältlich. Natürlich vorkommende öle sind geeignete Ausgangsinaterialien für die Carbonsäuren mit hohem Molekulargewicht (normalerweise 13 bis 36 C-Atomen, obwohl auch Materialien mit höherem Molekulargewicht zugegen sein können). Kokosnussöl ist eine geeignete Quelle für Säuren mit 12 bis 15 C-Atomen und Talg ein geeignetes Material für Säuren mit 18 C-Atomen. Hydrierte Talg säuren (18 C-Atcms) werden bevorzugt. Candeililawachs ist eine geeignete Quelle für Säuren mit 20 oder mehr Kohlenstoffatomen.

Bevorzugte Komplexsäuremischungen dieser Art sind folgende (Gew.-% der gesamten Säuren):

Breit Bevorzugt Essigsäure 20-30 etwa 25

Caprylsäure 15-20 etwa 17

Kokosnussölsäuren 40-4-5 etwa 43 Talg säuren 10-20 etwa 15

Die Talgsäuren werden vorzugsweise hydriert, um restliche ungesättigte Bindungen zu verringern.

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Eine andere bevorzugte Klasse von Calcium- oder Calcium-Blei-KomplexsalzSeifenmischungen ist die, die vo'n einer Anzahl von Carbonsäuren mit hohem Molekulargewicht abgeleitet ist und die auch Carbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht enthält. Vorzugsweise liegen eine gesättigte und eine ungesättigte Säure vor, um eine zufriedenstellende Konsistenz des Fettes zu erreichen. Solche Mischungen haben folgende Zusammensetzung

Breit Bevorzugt

Säuren mit hohem Molekulargewicht _nr, _n/~ _Qr,

(η ,\ /u-yu au—

Säuren mit niederem Molekular-

gewicht (C₁ bis C₆) ¹°-^{30 1}°-²⁰

Die Säuren mit hohem Molekulargewicht sind vorzugsweise eine Mischung aus ungesättigten Carbonsäuren mit 18 C-Atomen, z.B. ölsäure, und gesättigten Carbonsäuren mit 18 C-Atomen, z.B. hydrierte Talgsäuren und höheren Carbonsäuren (20 und mehr Kohlenstoffatome). Die bevorzugte Säure mit niederem Molekulargewicht ist Essigsäure. Der bevorzugte Bereich für Säuren mit hohem Molekulargewicht ist folgender (Gew.-% der gesamten Säuren):

Breit Bevorzugt

Ungesättigte Säuren mit 18 C-Atomen

Gesättigte Säuren mit 18 C-Atomen

Säuren mit 20 und mehr C-Atomen

50-40	50-40
50-90	50-50
10-50	10-20

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Eine andere Klasse von Komplexverdickungsmitteln ist die auf der Basis einer Mischung von Säuren mit niederem und mittlerem Molekulargewicht, z.B. eine Mischung aus Essigsäure mit Caprinsäure oder Caprylsäure. Bei diesen Komplexen liegt das Verhältnis zwischen Säuren mit niederem Molekulargewicht und Säuren mit mittlerem Molekulargewicht vorzugsweise zwischen 0,25 : 1 bis 10 : 1.

Die Säuren werden durch Umsetzung mit Calciumoxid (im Fall von mit Calcium verdickten Fetten) oder Calciumoxid/Bleiöxid (PbO) (in Fall von mit Calcium-Blei verdickten Fetten) in die entsprechenden Salze und Seifen umgewandelt. Das Verhältnis von Calciumoxid zu Bleioxid für die gemischten Fette beträgt wenigstens 5 ϊ 1 (CaO : PbO) und vorzugsweise wenigstens 10 : 1.

Calciumkomplex- und Oalcium-Blei-Komplex-Verdickungsmittel dieser Arten sind in den US-PS 3 170 878, 2 999 065, 2 197 263, 2 898 297 und 2 878 187 beschrieben, auf deren Offenbarung Bezug genommen wird.

Die gemäss der Erfindung eingesetzten Terpolymere sind in der US-PS 3 705 853 beschrieben, auf deren Offenbarung Bezug genommen wird. Die Terpolymere weisen einen Schmelzindex zwischen 0,5 und 200 auf und enthalten:

(1) wenigstens 65 Gew.-% Äthylen,

(2) wenigstens 5 Gew.-% eines zweiten äthylenisch ungesättigten Monomeren, nämlich eines Esters aus der Gruppe Vinylester von niederen (1 bis 6 Kohlenstoffatome) gesättigten aliphatischen Carbonsäuren, Alkylacrylate, Alkylmethacrylate, Dialkylmaleate und Dialkylfumarate von niederen (I.bis 6 Kohlenstoffatome) aliphatischen Alkoholen, und

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(3) 0,01 bis 3 Gew.-% eines dritten äthylenisch ungesättigten Monomeren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure, den Anhydriden der Itaconsäure, Maleinsäure und !fumarsäure, den Alkylhydrοgenmaleaten und den Alkylhydrogenfumaraten, den Monoacrylaten und Monomethacrylaten von Glykolen, 2-Hydroxy-3-amino-propylallyläther, Allylglycerinäther, Divinylglykol, 2-Dimethylaminoäthylacrylat, 2-Dimethylaminoäthylmethacrylat und N-Vinylpyrrolidon.

Die Herstellung dieser Serpolymeradditive ist in der US-PS 3 215 657 beschrieben.

Die bevorzugten Terpolymere enthalten etwa 20 b" etwa 30 Gew.-% der Bestandteile der Gruppe (2), d.h. die zweiten äthylenisch ungesättigten Monomeren, zwischen etwa 0,1 und etwa 1 Gew.-% der Bestandteile der Gruppr (3), d.h. der dritten äthylenisch ungesättigten Monomerkomponente. Repräsentative bevorzugte Te olymere umfassen zusätzlich zu Äthylen zwischen etwa 20 und etwa 30 Gew.-% Vinylacetat und zwischen etwa 0,1 und etwa 1 Gew.-% Acrylsäure; zwischen etwa 20 und etwa 30 Gew.-% Vinylacetat und zwischen etwa 0,1 und etwa 1 Gew.-?o Methacrylsäure; zwischen etwa 20 und etwa 30 Gew.-% Äthylacrylat und zwischen etwa 0,1 und etwa 1 Gew.-% Acrylsäure; zwischen etwa 20 und etwa 30 Gew.-% Äthylacrylat und zwischen etwa 0,1 und etwa 1 Gew.-% Methacrylsäure; zwischen etwa 20 und etv;a 30 Gew.-% Methylnethacrylat und zwischen etwa 0,1 und etwa 1 Gew.-% Acrylsäure; und zwischen etwa 20 und etwa 30 Gew.-% Methylmethacrylat und zwischen etwa 0,1 ve ά.

etwa 1 Gew.-% Methacrylsäure.

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- ίο -

Die bevorzugtesten Terpolymers umfassen (1) wenigstens 65 Gew.-% Äthylen, (2) 20 bis 30 Gew.-^ Vinylacetat und (3) 0,01 bis 3 Gew.-% einer ungesättigten Säure oder eines Anhydrids, vorzugsweise Methacrylsäure. Ein besonders -bevorzugtes Terpolymer enthält 71»8 Gew.-% A'thylen, 25 Gew.-% Vinylacetat und etwa 0,71 Gew.-^ Methacrylsäure.

Das Terpolymer ist wesentlich, um die gewünschte Konsistenz und Stabilität des Fettes zu erreichen. Ferner wird auch die Beständigkeit gegen das Auswaschen mit Wasser und die Beständigkeit gegenüber dem Erweichen bei hoher'Temperatur verbessert. Die Fette gemäss der Erfindung zeichnen sich durch eine schwerere Konsistenz aus, als sie haben würden, wenn kein Terpolymer zugegen wäx*e und das Fett ansonsten gleich zusammengesetzt wäre.

Der Anteil des Verdickungsmittel, bezogen auf das öl,hängt natürlich von der für das Fett geforderten Konsistenz ab. Obwohl Erfahrungen in der Vergangenheit zeigten, dass aus hauptsächlich paraffinischen Materialien hergestellte Fette nicht so fest waren, als solche aus naphthenischen Materialien (Boner, lit. cit. Seiten 384, 511) wurde gefunden, dass aus paraffinischen Materialien ebenso feste Fette bei Verwendung gleicher Mengen an Verdickungsmitteln wie aus naphthenischen Materialien hergestellt werden können. Die Fette zeichnen sich durch einen Gehalt eines vorwiegend paraffinischen Schmieröls aus, der nicht wesentlich geringer ist als der eines naphthenischen Öls, der für ein Fett von im wesentlicher gleicher Konsistenz erforderlich ist.

Die Menge an Verdickungsmittel hängt, wie vorstehend angegeben, von der Qualität (Festigkeit) des Fettes ab.

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Die Konsistenz wird bei festen oder dicken Fetten normalerweise gemäss ASTM D 217-68 (Kegelpenetration von Schmierfetten) und bei halbflüssigen Fetten durch die Brookfield-Viskosität bestimmt.

Das National Lubricating Grease Institute (NLGI) hat die Fette gemäss ihrer Konsistenz, wie sie durch die Penetration bei Bearbeitung bestimmt \vird, klassifiziert. Die Penetrationswerte bei der NLGI-KIassifizierung sind folgende:

NLGI-Klassifikation	ASTM D 217-68 (bearbeitet, 60 Schläge)
3	220-250
2	265-295
1	310-3^0
0	355-385
00	400-^30
000	M5-475

Diese Klassifikationen sind willkürlich. JEs ist natürlich möglich, Fette herzustellen, deren Konsistenz zwischen den angegebenen Bereichen liegt.

Die Menge an für ein Fett benötigtem Verdickungsmittel kann in bezug auf die Menge des verseifbaren Fettmaterials berechnet v/erden. Dies wird hier als Basis für solche Berechnungen verwendet.

Die tu gefahren Mengen an bei Fetten verwendeten Verdickungsmitteln verschiedener Konsistenz sind in der nachstehenden tabelle I angegeben.

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	NLGI-Klassifikation	Tabelle I	Gehalt	Verdickungsmitte1	, Gew.-% Fett	Nominal
	3		Breit	υ; Bevorzugt	Bevorzugt	12
	2	Konsistenz bearbeitet	10-15	11-14	12-13	10
	1	220-250	8-13	9-12	10-11	6
	0	265-295	4-9	5-8	6-7	5
cn ο	00	310-340	3-8	4-7	5-6	4
co co	000	355-385	2-7	3-6	4-5	3.5
*■»	400-430	1.5-6	2-5.5	3.5-4.5
1030	445-475

CD O O

Die in Tabelle I angegebenen Zahlen stehen für homogenisierte Fette mit einem Calcium-Komplex-Verdickungsmittel, die aus einer Mischung aus Fettsäuren mit niederem, mittlerem und hohem Molekulargewicht abgeleitet sind (etwa 25% Essigsäure, 18% Oaprylsäure, 14% Säuren mit hohem Molekulargewicht, 4-2% Kokosnusso1säuren).

Wenn die Fette nicht homogenisiert sind, wie im Fall von ropey-textured Fetten, können grössere Mengen an Verdickungsmitteln wünschenswert sein. Beispielsweise würde ein Fett der liLGI-Qualität O dieser Art etwa 7 bis 15% Verdickungsmittel enthalten und ein Fett der Qualität 1 etwa 10 bis 20%. Die vorstehend angegebenen Zahlen sind in bezug auf die NLGI-Qualitäten aufgeführt. Wie vorstehend erwähnt ist es natürlich möglich, Fette jeder gewünschten Konsistenz durch Änderung der Menge an Verdickungsmittel herzustellen. Beispielsweise könnte ein Fett der Art, wie es in Tabelle I angegeben ist, einen Penatrationswert von 240 bis 270 bei einem nominalen Verdickungsmxttelgehalt von 11% aufweisen.

Die Konsistenz hängt auch von der Art des verwendeten Komplex-Verdickungsmittels ab, da jedes Komplex-Verdickungsmittelsystem sich bezüglich der verdickenden Wirkung unterscheidet.

Die Menge an verwendetem Terpolymer liegt zwischen 0,01 und 10 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 0,1 und 5%· Zusätze können in üblichen Mengen zugegen sein.

Die Fette werden gemäss der in der US-Patentanmeldung Serial No. 484 909 beschriebenen Methode hergestellt. Das Terpolymer wird in die Beschickung aus Schmiermittelträger und Verdickungsmittel vor der Verseifung eingebracht. Bei

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einer typischen Verfahrensweise werden die das Verdickungsmittel bildenden Fettmaterialien zusammen mit dem Terpolymer, dem Calciumoxid (oder Calciumoxid und Bleioxid), dem Wasser und dem öl in einen Kontaktor eingebracht. Die Beschickung in dem Kontaktor wird dann erhitzt, um das Fettmaterial zu verseifen und auf diese Weise das Komplex-Verdickungsmittel zu bilden. Das Fett wird dann teilweise entwässert. Nachdem die Verseifung bis zu dem gewünschten Ausmass fortgeschritten ist, wird die teilweise entwässerte Beschickung zu dem Endbearbeitungsgefäss überführt, wo die vollständige Entwässerung stattfindet. Abkühlen, die Zugabe von verschiedenen Additiven, Homogenisieren und Zugabe von Schmiermittelträgern vervollständigen die Herstellung.

Wenn ein zweiter Schmiermittelträger zusätzlich zu dem paraffinischen Mineralö!material verwendet wird, wird dieser zu dem Fett nach der Dehydrierung zugegeben. Das paraffinische Material liegt in der Beschickung für den Kontaktor immer vor, da die Wirkung des Terpolymers auf das Fett ausgeprägter ist, wenn das paraffinische Material in dieser Stufe zugegeben wird. Wenn ein gemischtes paraffinisches/asphaltisches Fett hergestellt werden soll, wird die Verseifung bei Anwesenheit des paraffinischen Materials vorgenommen und das asphaltische Schmiermaterial nach der Entwässerung zugegeben, wenn das Fett auf seine endgültige gewünschte Konsistenz gebracht wird. Die Viskosität des paraffinischen Grundmaterials für die Beschickung des Kontaktors liegt im Bereich zwischen 4 und 420 cSt bei 38⁰C und im allgemeinen zwischen 10 und 220 cSt bei 38°C.

Die auf diese Weise hergestellten Fette sind in ihrer Konsistenz dicker als solche Fette, die durch Zugabe des Terpolymers in das Endbearbeitungsgefäss erhalten werden,

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wenn ansonsten identische Fette hergestellt v/erden.

Die gegebenenfalls den Fetten zugesetzten Additive können in jeder gewünschten Stufe zugesetzt werden. Geeignete Additive sind Rostinhibitoren, wie Natriumnitrit, Antioxidationsmittel, wie alkylierte phenolische Materialien, aromatische Amine, wie p,p'-Dioctyl-diphenylamin, und Zusätze für hohe Drücke, wie chlorierte Kohlenwasserstoffe. Gewünschtenfalls können auch färbende Materialien zugegeben werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Die bei den Beispielen zur Herstellung der Fette angewandte Arbeitsweise bestand darin, dass einem Kontaktor geeignete Mengen an verseifbarem Fettmaterial, Calciumoxid, Bleioxid, Wasser und öl zugegeben wurden. Nach dem Verseifen wurde das Seifengrundmaterial in einen Kessel zur Endbearbeitung überführt. In einigen Beispielen wurde das Terpolyner zu diesem Zeitpunkt zugegeben,während in anderen Beispielen das Terpolymer einen Teil der ursprünglichen Beschickung für den Kontaktor darstellte. In den erstgenannten Fällen erfolgte die Entwässerung der Seifengrundsubstanz gleichzeitig mit der Dispergierung des Terpolymeren. Kühlen, die Zugabe von verschiedenen Additiven, Homogenisieren und schliesslich die Zugabe von ölen vervollständigten die Herstellung.

Das in den Beispielen angewandte Terpolymer hatte einen Schmelzindex von etwa 6 und enthielt etwa 71 »8 Gew.~% Äthylen, etwa 25 Gew.-% Vinylacetat und etwa 0,71 Gew.-% Methacrylsäure. Die Menge an Terpolymeren betrug etwa 0,5 Gew.-% des gesamten Fettes.

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Das in den Beispielen Ι· bis 6 eingesetzte öl war ein lösungsmittelraffiniertes, paraffinisches, neutrales öl von 100 cSt und einem Viskositätsindex von 50 oder ein solventraffiniertes, paraffinisches, neutrales öl von 70 cSt und einem Viskositätsinedex von 90. Das in den Beispielen 7 bis 12 eingesetzte öl war entweder ein solventraffiniertes, naphthenisches, neutrales öl von 200 cSt mit einem Viskositätsindex von 65 oder ein solventraffiniertes, paraffinisches, neutrales öl von 70 cSt und einem Viskosität sindex von 90.

Das Verdickungsmittel war entweder ein Calcium- oder ein Calcium-Blei-Acetat-Komplex, der von einer Mischung aus Fettsäuren mit niederem, mittlerem und hohem Molekulargewicht der in Tabelle I beschriebenen Art abgeleitet war. Die Menge an verwendetem Verdickungsmittel ist in bezug auf die Menge des verseifbaren Fettmaterials angegeben.

Die Ergebnisse sind in Tabellen II und III zusammengestellt.

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Einfluss des Terpolymeren und des ölgrundmaterials auf Oalcium-Blei-

und Oalcium-Komplexfette

	Beispiel	Terpolymer	Tabelle II	Pettmateria]	L Grundöl	Konsistenz	I	cn
on		zugegeben		10/ \ ι /0 j	Art	UW/W (1)	-O	N)
ο co	1	nein	Oalcium-Blei-Komplexfette	12,0	naphthenisch	319/328	I	CO
00 00	2	ja		12,0	naphthenisch	267/298	I	cn
	>		Zugegeben '.					O O
^f103l	3	da	zu	10,5	naphthenisch	280/301

	4	nein	Endbearbei-	15,0	paraffinisch	365/378
	5	ja	tungskessel	15,0	paraffinisch	347/361
			Kontaktor -
	6	da	Beschickung	11,0	paraffinisch	277/295

			Endbearbei-
			tungskessel
	(1) UW/W *	Kontaktor - .	60 Schlägen		(ASTM D-217-68 Versuch)
		Beschickung


	unbearbeitet/bearbeitet bei

	Beispiel	Terpolymer zugegeben	Tabelle III	Fettmaterial (%)	Grundöl Art	Konsistenz (UV/W (1)	I _\
	7	nein	Calcium-Komplexfette	13,3	naphthenisch	270/320	co I
	8	da	Zugegeben zu	13,3	naphthenisch	250/297
	9	da		13,3	naphthenisch	210/235
O CD	10	nein	Endbearbei- tungskessel	13,3	paraffinisch	277/313
co	11	da	Kontaktor- Beschickung	14,0	paraffinisch	268/320
	12	da		10,5	paraffinisch	251/276
030		Endbearbei tung skessei
		Kontaktor- Beschickung

(1) UW/W = unbearbeitet/bearbeitet bei 60 Schlägen (ASTM D-217-68 Versuch)

Aus Tabellen II und III ist ersichtlich, dass
höhere Mengen an Fettmaterial oder eine weichere Konsistenz bei den fertigen Fetten erhalten werden, wenn
das Terpolymer entweder nicht zugegen ist oder in das
fertige Fett eingebracht wird. Im Gegensatz dazu werden geringere Mengen an Fettmaterial oder eine festere Konsistenz erzielt, wenn das Terpolymer in die Beschickung
für den Eontaktor eingebracht wird.

Die verbessernde Wirkung des Terpolymers wurde
ferner in der Weise untersucht, dass zwei Fette ähnlicher Konsistenz hergestellt wurden, von denen eines das Terpolymere enthielt und das andere nicht. Es wurde ein
solventraffiniertes, paraffinisches Grundmaterial einer Viskosität von 70 eSt bei 38°C und einem Viskositätsindex von 90 verwendet. Das fertige Fett wurde in einem ausgedehnten Bearbeitungsversuch (ASTM D 217-68, 10 000 Schläge) und dem Hochtemperatur Churn Test, beüe mit und ohne Wasser, untersucht. Der Hochtemperatur Churn Test ist ein modifizierter RIV-Test, ein simulierter rotierender Kugellagertest. Der RIV-Test ist in ITLGI Spokesman, April 1955,
Seiten 38 bis 43 beschrieben. Dieser Versuch wird durch Arbeiten bei höherer Temperatur, nämlich 93°C bei 300 U/min modifiziert. Die Versuchsapparatur wurde durch die Verwendung eines schwereren Kopfes zum Zurückhalten des Wassers modifiziert, das mit dem Fett in einer Schüssel während des Teiles des Versuches, in dem Wasser zugegeben wird, gemischt wird. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben.

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Tabelle IY	Beispiel Hr.	13	14
Polymermenge (Gew.-%)	0,5	keines
Fettmaterial (Gew.-%)	14,0	15,7
Penetration, bearbeitet 6Ox	204	212
Penetrationsänderung nach 10 00Ox (%)	60	78
Penetrationsänderung nach Churn !Pest bei 93⁰C (%)	10	112
Pene trationsanderung nach Churn Test mit Wasser bei 93°C (%)	114	132

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Ausbeute besser ist und dass das Fett eine bessere Bearbeitungsstabilität aufweist. Dies ergibt sich aus dem ausgedehnten Bearbeitungstest und aus dem Hochtemperatur Churn Test. Es hat ferner bessere Stabilität in Gegenwart von Wasser bei
höheren Temperaturen.

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Claims

- 21 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Schmierfetten, die mit Calcium- oder Calcium-Blei-Koinplexseifen verdickt sind, durch Verseifung von Fetten mit Calciumoxid und gegebenenfalls mit Bleioxid in Gegenwart eines Schmiermittelträgers, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verseifung ein organisches Terpolymer zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schmiermittelträger in der Beschickung ein paraffinisches Mineralöl verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Terpolymer in einer Menge von wenigstens 0,01%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 5 Gew.-%, bezogen auf das Fett, eingesetzt wird.

4. Schmierfett erhältlich nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das einen Schmiermittelträger, ein Calcium- oder Calcium-Blei-Komplex-Seifenverdickungsmittel und ein organisches Terpolymer umfasst, wobei der Schmiermittelträger ein paraffinisches Mineralöl ist.

5· Schmierfett nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Terpolymer (1) wenigstens 65 Gew.-% A'thylen, (2) wenigstens 5 Gew.-% eines zweiten äthylenisch ungesättigten Monomeren, nämlich eines Esters aus der Gruppe Vinylester von ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, Dialkylmaleaten und Dialkylfumaraten mit aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und (3) 0,01 bis 3 Gew.-% eines dritten äthylenisch ungesättigten Monomeren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacryl-

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säure, Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure, den Anhydriden der Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure, Alkylhydrogenmaleaten und Alkylhydrogenfumaraten, Monoacrylaten und Monomethacrylaten von Glykolen, 2-Hydroxy-3-aminopropylallyläther, Allylglycerinäther, Divinylglykol, 2-Dimethylaminomethylacrylat, 2-Dimethylaminoäthylmethacrylat und IT-Vinylpyrrolidon umfasst.

6. Schmierfett nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass das Terpolymer (1) wenigstens 65 Gew.-% Äthylen, (2) 20 bis 30 Gew.-% Vinylacetat und (3) 0,01 bis 3 Gew.-% einer ungesättigten Säure oder eines ungesättigten Anhydrids, vorzugsweise Methacrylsäure, umfasst.

7. Schmierfett nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Konsistenz im wesentlichen der eines gleichen Fettes mit einem naphthenischen Schmiermittelträger entsprichi

it.

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