DE1444882C - Verfahren zur Herstellung eines konsistenten Schmierfetts - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines konsistenten Schmierfetts durch Verseifen einer Hydroxyfettsäure oder eines Gemisches, bestehend aus einer Hydroxyfettsäure und anderen Fettsäuren, in einem Teil des Grundöls mittels Natriumhydroxidlösung und einer seifenbildenden AIuminiumverbindung, Verkochen des Wassers bis zum Schmelzbeginn des verdickten Schmierfetts, Zusetzen des restlichen Grundöls und durch Abkühlen der Masse, gegebenenfalls unter Rühren.

Es ist bekannt, Schmierfette auf Schmieröl- und Natriumseifenbasis herzustellen, wobei als Seifenbildner natürliche tierische oder pflanzliche Fette, aus ihnen gewonnene Fettsäuren, Wachse, Wachsfettsäuren, synthetische Fettsäuren, substituierte Fettsäuren oder Fettsäuren aller Art Anwendung finden. Diese zumeist aus natürlichen Fetten oder Fettsäuren hergestellten Schmierfette besitzen indessen eine zügige und faserige Beschaffenheit, die für Zwecke der Wälzlagerschmierung weniger geeignet ist. Erwünscht ist bei Wälzlager-Schmierfetten eine schwachzügige, möglichst nicht faserige Beschaffenheit, wie sie beispielsweise Butter oder Schmalz aufweisen. Es ist bekannt, diese Beschaffenheit dadurch zu erreichen, daß man als Seifenbildner Kombinationen aus tierischen und pflanzlichen Fetten oder Fettsäuren mit Wachsfettsäuren, beispielsweise aus Montanwachs gewonnen, anwendet. Derartige Schmierfette zeigen aber den Nachteil, daß sie im Temperaturgebiet von etwa 60" und darüber in einen plastisch-elastischen, gummi- oder geleeartigen Zustand übergehen. Für diese Erscheinung hat sich die Bezeichnung »Gelierung« oder »Nachgelierung« des Schmierfettes eingebürgert. Sie ist für die Wälzlagerschmierung sehr nachteilig.

Es ist weiter bekannt, die faserige Struktur eines Natriumseifenschmierfettes durch Zugabe geringer Mengen einer Aluminiumseife zu unterdrücken. Durch diese Maßnahme lassen sich in der Tat Schmierfette von butteriger oder schmalzartiger Beschaffenheit herstellen. Es zeigt sich aber, daß diese Erzeugnisse im Temperaturgebiet oberhalb etwa 60° nach einer gewissen Zeitdauer wiederum eine faserige Struktur annehmen. Diese Strukturumwandlung kann beispielsweise im Wälzlager selbst, dessen Arbeitstemperatur im kritischen Gebiet liegt, erfolgen.

Ferner ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 011 111 und der USA.-Patentschrift 2 769 781 die Verwendung von Lithiumseifen der 12-Hydröxystearinsäurezur Herstellung von Schmierfetten bekannt.

Aus der deutschen Patentschrift 900 737 ist es bekannt, die mechanische Stabilität eines Schmierfettes, das eine Aluminiumseife enthält, dadurch zu erhöhen, daß man aus dem seifenbildenden Fettsäuren bestehenden Grundöl 7 bis 13 Gewichtsprozent nichtaromatische alicyclische Dicarbonsäuren mit einem Mol- gewicht von 300 bis 700 zusetzt.

In der deutschen Patentschrift 832 034 ist ein Schmierfett beschrieben, das ein mineralisches oder synthetisches Grundöl sowie ein in mehreren Stufen getrennt hergestelltes Seifenaerogel enthält, wobei letzteres unter anderem Al-Seifen enthalten kann.

Schließlich ist der nicht vorveröifentlichten Deutschen Auslegeschrift I 237 327 noch ein Schmierfett zu entnehmen, das eine Alkali-, insbesondere Li-Seific einer Hydroxyfettsäure enthält und dessen mineralisches Grundöl bestimmte Anteile einer Aromatenfraktioti, durch die der I'enctratioiiswcrt gesenkt werden soll, enthält.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Herstellung von Schmierfetten aus einem Grundöl und Seifen unter Verwendung von Hydroxyfettsäuren als Seifenbildner und unter Verwendung von Natriumhydroxyd in Kombination mit Aluminiumhydroxyd bzw. Natriumaluminat als Verseifungsmittel Schmierfette von nichtfaseriger, sondern butterig-schmalzartiger Beschaffenheit erhalten werden, die diese Beschaffenheit auch bei Temperaturen oberhalb 6O'^J nicht verlieren. Ferner zeigen derart hergestellte Fette nicht den gefürchteten Effekt des Gelicrens beim Erwärmen oder beim Gebrauch im Wälzlager im Temperaturgebiet, beginnend bei Raumtemperatur bis hinauf zu Temperturen von etwa 150^uC.

Es wurde ferner gefunden, daß die Mitverwendung von Aluminiumhydroxyd in Kombination mit Ätznatron als Verseifungsmittel die Ergiebigkeit der Hydroxyfettsäuren erheblich steigert. Unter Ergiebigkeit ist die Konsistenzzu verstehen, die eine bestimmte Menge an Seifenbildner einer bestimmten Menge des verarbeiteten Grundöls erteilt. Von zwei Natriumseifenfetten mit dem gleichen Hydroxyfcttsäurcgehalt, die unter sonst gleichen Herstellungsbedingungen angefertigt wurden, besaß das nur unter Verwendung von Ätznatron angefertigte Fett eine Penetration von 340, während das unter Mitverwendung von 0,1% Aluminium — bezogen auf die Gesamtfettmenge — hergestellte Fett eine Penetration von nur 250 besaß.

Es wurde auch gefunden, daß bei Verwendung von Fettsäuregemischen als Seifenbildner, die neben Hydroxyfettsäuren andere gesättigte oder ungesättigte, natürliche oder synthetische Fettsäuren enthalten, die gleichen Effekte erzielbar sind. Reihenveruche zeigten, daß bis zu etwa 50°/₀ andere Fettsäuren mitverarbeitet, werden können, ohne daß die beschriebenen Effekte eine nennenswerte Minderung erfahren.

Es wurde schließlich gefunden, daß die erfindungsgemäß herstellbaren Schmierfette eine höhere Wasserbeständigkeit besitzen als Schmierfette, die bei sonst gleicher Zusammensetzung ausschließlich unter Verwendung von Ätznatron als Verseifungsmittel hergestellt worden sind.

Die Erfindung besteht nun darin, das eingangs aufgeführte Verfahren in der Weise durchzuführen, daß

a) als Verseifungsmittel Natriumaluminat enthaltende Natronlauge in einer Menge von 60 bis 110⁰/o» vorzugsweise 90 bis 105 °/o, der zur Neutralisierung der Fettsäure bzw. Fettsäuren theoretisch notwendigen Menge NaOH verwendet wird, wobei das Molverhältnis von NaOH zu Al (OH)₃ 1: 0,09 bis 1 : 0,9, vorzugsweise 1: 0,3 bis 1 : 0,5, beträgt, . .

b) als Grundöl Alkylaromaten allein oder.in Mischung mit Mineralölen verwendet werden.

Die Herstellung der Schmierfette erfolgt im Rahmen der Erfindung nach den auf diesem technischen Sektor üblichen Verfahrensmethoden. Die Seifenbildner, die Hydroxyfettsäuren allein oder in Mischung mit anderen Fettsäuren, werden in einem Teil, z. B. in '/a ou^r Va der insgesamt anzuwendenden Menge des Grundöls unter Erwärmen gelöst. Als Grundöl können Mineralöle verschiedener Provenienz, synthetische öle, auch synthetische alkylieile Aromalen dienen. Alsdann wird das Verscifimgsmiltel hinzugefügt. Es besteht aus Natronlauge, die Natriiimaluminat enthält. Das Verseifungsmiltel kann erhalten werden durch Auflösen von

metallischem Aluminium in Natronlauge oder durch Eintragen geeigneter Aluminiumverbindungen in gegebenenEalls heiße Natronlauge, z. B. von Aluminiumoxyd oder eines Aluminiumsalzes, beispielsweise eines fettsauren Aluminiumsalzes. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Aluminiumverbindung der Lösung der Seifenbildner im Mineralöl vor Zugabe der als Verseifungsmittel dienenden Natronlauge zuzugeben. Nach Zufügen des Verseifungsmittels und nach erfolgter Verseifung wird der Ansatz unter Verkochen des Wassers bjs Schmelzbeginn oder bis zur vollständigen ' Schmelze erhitzt. Es wird alsdann das restliche Grundöl zugegeben und der Ansatz wird entweder unter Rühren ausgekühlt, oder er wird in Pfannen zur Auskühlung in Ruhe gelassen. Im ersteren Falle besitzt das Enderzeugnis eine höhere Konsistenz. Dererkaltete Ansatz wird wie üblich durch Mahlen, Walzen oder Scheren einer Homogenisierung unterworfen und kann abgepackt werden.

Die anzuwendende Menge an Natriumhydroxyd kann 60 bis 11O°/_O, vorzugsweise 90 bis 105 °/₀, der zur Neutralisation der Fettsäuren theoretisch erforderlichen Menge betragen. Das Molverhältnis von Natriumhydroxyd zu Aluminium-Hydroxyd kann 1: 0,09 bis 1: 0,9, vorzugsweise 1: 0,3 bis 1: 0,5, betragen.

Beispiel

(Die %-Angaben sind Gewichtsprozente.)
Aus 6,0 °/₀ 12-Hydroxy-Stearinsäure, 6,0 °/₀ gehärteter Tranfettsäure, l,76°/₀ Natriumhydroxyd, l,44°/o Aluminiumhydroxyd, 84,80% Maschinenöl-Raffinat 4,5Έ/50° wurde nach den gemachten Verfahrensangaben ein Schmierfett angefertigt. Erhalten wurde ein Erzeugnis von glatter, nicht faseriger, schwach-zügiger Beschaffenheit mit einer Ruhepenetration von 230, einer Walkpenetration von 240, einem Tropfpunkt von 165°. Das Schmierfett läßt sich auf dem Prüfstand in Wälzlagern verschiedener Konstruktion von Raumtemperatur bis etwa 140' fahren, ohne daßes seine butterigschmalzartige Beschaffenheit verliert und ohne daß eine nennenswerte Nachgelierung auftritt.

Wenn man auch wußte, daß der Zusatz, geringer Anteile Al-Seife zu einer Alkaliseife von llydroxyfettsäure enthaltendem Grundöl die Faserstruktur von Schmierfetten verringern und ferner ein bestimmen Aroinatengehalt des Grundöls günstigen Linlluli auf den Penetrationswert eines Schmierfetts haben kann, so ist es doch als überraschend anzusehen, daß die vorteilhafte Konsistenz des nach dem Verfahren tier Lrlindung erhältlichen Schmierfetts nahezu bis /u seinem Tropfpunkt erhalten bleibt.

Claims (1)

1. ,₅ Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines konsistenten Schmierfettes durch Verseifen einer Hydroxyfettsäure oder eines Gemisches, bestehend aus einer Hydroxyfettsäure und anderen Fettsäuren, in einem Teil des Grundöls mittels Natriumhydroxidlösung und einer seifenbildenden Aluminiumverbiiidung, Verkochen des Wassers bis zum Schmcl/.-beginn des verdickten Schmierfetts, -Zusetzen des restlichen Grundöls und durch Abkühlen der Masse, gegebenenfalls unter Rühren, d a d u° r c h gekennzeichnet, daß

   a) als Verseifungsmittel Natriumaluminat enthaltende Natronlauge in einer Menge von 60 bis 110°/_n, vorzugsweise 90 bis 105¹V₀, der zur Neutralisation der Fettsäure bzw. Fettsäuren theoretisch notwendigen Menge NaOH verwendet wird, wobei das Molverhältnis von NaOH zu AI(OH), 1 : 0,09 bis 1 : 0,9, vorzugsweise 1 : 0,3 bis 1 : 0,5 beträgt,

   und

   b) als Grundöl Alkylaromaten allein oder in Mischung mit Mineralölen verwendet werden.