AT243961B - Tonschmierfett - Google Patents

Description

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  Tonschmierfett 
Die Erfindung bezieht sich   auf Schmierfettgemische, welche insbesondere bei sehr hohen   Temperaturen von Nutzen sind, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Schmierfette. Insbesondere betrifft die Erfindung mit Ton als Verdickungsmittel hergestellte Schmierfette, welche bei sehr hohen Temperaturen angewendet werden können und gleichzeitig gegenüber einer Zersetzung in Gegenwart von Wasser beständig sind. 



   Es ist an sich bekannt, dass man Schmierfette unter Verwendung von anorganischen Kolloiden und insbesondere Ton als Verdickungsmittel herstellen kann. Um jedoch solchen Schmierfetten eine ausreichende Wasserbeständigkeit zu verleihen ist es erforderlich, dem Ton eine hydrophobe Oberfläche zu geben bzw. ihn in anderer Weise zu schützen. Zu diesem Zweck sind bereits die verschiedensten Massnahmen empfohlen worden, unter anderem die Anwendung von hydrophoben oberflächenaktiven Verbindungen einschliesslich Amine, Imidazoline, Amidoamine u. dgl.

   Obwohl die Schmierfettstruktur selbst noch bei sehr hohen Temperaturen stabil ist, befriedigen die üblichen Fette dieser Art, welche mit einem durch ein oberflächenaktives Mittel modifizierten Ton verdickt worden sind, nicht bei der Anwendung unter hohen Temperaturen, u. zw. infolge der thermischen und bzw. oder Oxydationsstabilität des betreffenden oberflächenaktiven Mittels selbst. Dieses spezielle Hochtemperaturproblem hat man in ge-   wisser mats   lösen können, indem man solche Schmierfette mit thermisch stabilen wärmehärtenden Harzen an Stelle mit realtiv instabilen kationischen oberflächenaktiven Mitteln wasserfest machte. 



   Schmiermittel, welche allgemein für die Anwendung auf dem Gebiet der Mechanik geeigent sind, sollen jedoch sowohl in trockener als auch in feuchter Umgebung gute schmierende Eigenschaften aufweisen. Die zuletzt genannten Bedingungen sind von besonderer Bedeutung auf bestimmten industriellen Anwendungsgebieten, wie bei Walzvorrichtungen für Stahl. Darüber hinaus soll die unter Verwendung derartiger Verdickungsmittel erzielte Ausbeute an den Schmierfetten so hoch wie möglich sein. Die Anwendung eines harzüberzogenen Verdickungsmittels stellt an sich aber noch kein allgemein anwendbares Mittel zur Lösung der beiden vorstehend genannten speziellen technischen Probleme dar. 



   Ziel der Erfindung ist es, neue, mittels eines Tons verdickte Schmierfettmischungen zur Verfügung zu stellen, die auch bei extrem hohen Temperaturen angewendet werden können ; diese Schmierfettmischungen sollen gegenüber der auslaugenden Wirkung von Wasser beständig sein und gleichzeitig unter Anwendung nur einer geringen Menge des Tonverdickungsmittels hergestellt werden können. 



   Es hat sich nun gezeigt, dass Schmierfette mit einer ausgezeichneten Wasserbeständigkeit und einer vorzüglichen thermischen Beständigkeit bei extrem hohen Temperaturen in guter Ausbeute erhalten werden, wenn man gemäss der Erfindung   ein Schmieröl   mittels eines kolloidal dispergierten Tons bis zur Fett- 
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 Epoxygruppe mit einem organischen Härtungsmittel auf der Basis eines Amins erhalten worden ist. Vorzugsweise enthalten die neuen Schmierfette eine Organosilikonfliissigkeit als Schmierölbasis. 



   Die anzuwendenden kolloidalen   Gelierungs-oder   Verdickungsmittel werden besonders im Hinblick auf die Anwendung in   Hochtemperaturschmierfetten   bezüglich ihres relativ inerten Charakters bei solchen hohen Betriebstemperaturen ausgewählt. Obwohl auch Tone mit niedrigem Basenaustauschvermögen, wie 

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 Georgiaton, Attapulgit. u.   dgl.,   angewendet werden können, werden doch im Rahmen der Erfindung, Tone mit einem hohen Basenaustauschvermögen, wie Wyoming-Bentonit oder Hektorit, bevorzugt. 



   Wenngleich die Erfindung sich insbesondere mit Schmierfetten für extrem hohe Temperaturen befasst, können solche Schmierfette doch auch unter üblichen Arbeitsbedingungen mit Erfolg eingesetzt werden. 



  Auch können Schmierfette mit überlegener Wirkung für nicht so strenge Anwendungsbedingungen gemäss der Erfindung unter Auswahl einer geeigneten Schmierölbasis hergestellt werden. Diesbezüglich wird darauf hingewiesen, dass die meisten Mineralöle bis zu einer Temperatur von etwa 1500C stabil sind, während synthetische Ester bei Temperaturen im Bereich bis zu etwa 175 - 2000C angewendet werden können. Zu dem zuletzt genannten Typ gehören an sich bekannte synthetische Schmieröle, wie Phosphorsäureester, Silikonester und aliphatische Ester, welche durch Veresterung   von aliphatischen Dicarbon-   säuren mit einwertigen Alkoholen erhalten werden. Typische Vertreter solcher synthetischer Schmieröle sind Trikresylphosphat, Dioctylphthalat und   bis- (2-Äthylhexyl)-sebacat.   



   Bei Arbeitstemperaturen oberhalb 2000C müssen Schmieröle verwendet werden, die selbst eine hohe thermische Stabilität aufweisen, beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe und flüssige Organosilikone. 



  Zu der Gruppe der Halogenkohlenwasserstoffe gehören insbesondere Fluorkohlenstoffverbindungen, welche vorzugsweise bei Atmosphärendruck oberhalb 2000C destillieren. Für die Herstellung von Schmierfettmischungen, die bei Temperaturen oberhalb 2000C angewendet werden sollen, eignen sich als Schmierölbasis ganz besonders gut Organosilikonflüssigkeiten mit der Viskosität eines Schmieröls. Von 
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   Selbstverständlich können auch andere organische oder anorganische Gruppen einen Teil der Methyloder Phenylgruppen in den angegebenen Formeln ersetzen, z. B. Wasserstoffatome, niedere Alkylgruppen und Halogenatome. 



   Die im Rahmen der Erfindung zur Anwendung kommenden Polyepoxyde sind organische Substanzen mit mehr als einer vizinalen Epoxygruppe,   d. h.   mehr als einer Gruppe 
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 welche keine Gruppen mit hoher Reaktivität gegenüber Wasser aufweisen. Diese Substanzen können gesättigt oder ungesättigt, aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder   heterocyclischsein. Siesollen   jedoch keine gegenüber Wasser stark reaktiven Gruppen, wie   z. B. Isocyanatgruppen, enthalten..   



   Zur besseren Verdeutlichung werden nachstehend viele der Polyepoxyde und insbesondere solche des polymeren Typs unter Angabe ihres Epoxy-Äquivalenzwertes beschrieben. Falls das Polyepoxyd nur eine einzelne Verbindung darstellt und alle Epoxygruppen unverändert   vorliegen, lässt sich   die Epoxyäquivalenz durch ganze Zahlen, wie z. B. 2, 3, 4 usw., ausdrücken. Falls man es jedoch mit polymeren Polyepoxyden 

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 zu tun hat, dann können diese Substanzen auch monomere Monoepoxyde enthalten und einige der Epoxygruppen können Wasser angelagert haben oder in anderer Weise umgesetzt worden sein und bzw. oder sie können Makromoleküle von etwas unterschiedlichem Molekulargewicht enthalten, so dass der Wert für die Epoxyäquivalenz sehr niedrig liegen kann und sich gegebenenfalls nur durch gebrochene Zahlen wiedergeben lässt.

   Eine solche polymere Substanz kann z. B. Werte für die   Epoxyäquiyalenzvon l, 5   bis 1, 8 bis 2, 5 usw. haben. 



   Geeignete Polyepoxyde sind   z. B.   die folgenden   : l, 4-bis- (2, 3-Epoxypropoxy)-benzol, 4, 4'-bis-   - (2,3-Epoxypropoxy)-diphenyläther,1,8-bis-(2,3-Epoxypropoxy)-octanund1,4-bis-(2,3-Epoxypropoxy)-cyclohexan. 



   Von besonderer Bedeutung sind im Rahmen der Erfindung Epoxypolyäther mehrwertiger Phenole, welche durch Reaktion eines mehrwertigen Phenols mit einem halogenhaltigen Epoxyd oder Dihalogenhydrin in Anwesenheit eines alkalischen Mediums erhalten werden. Als mehrwertige Phenole eignen sich   z. B.   für eine solche Umsetzung Resorcin, Katechin, Hydrochinon und mehrkernige Phenole, wie   2, 2-bis- (4-Hydroxyphenyl)-propan,   auch als Bisphenol A bezeichnet,   4, 4' -Dihydroxybenzophenon und     l, 5-Dihydroxynaphthalin. Fürdie Umsetzunggeeignete halogenhaltigeEpoxyde   sind z. B. die Verbindungen   3 -Chlor -1, 2 -epoxypropan   (auch unter dem Namen Epichlorhydrin bekannt) und 3-Chlor-1, 2-epoxybutan. 



   Die bei der Umsetzung eines zweiwertigen Phenols mit Epichlorhydriu erhältlichen monomeren Produkte können durch die nachstehende allgemeine Formel wiedergegeben werden, in der R den zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest des eingesetzten zweiwertigen Phenols bedeutet : 
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Die polymeren Substanzen bestehen im allgemeinen nicht aus einer einzigen Molekülart, sondern aus einer komplexen Mischung von Glycidylpolyäthern der nachstehenden Formel, in der R wieder den zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest des eingesetzten zweiwertigen Phenols und n eine ganze Zahl, z. B. 



  0, 1, 2,3 usw., bedeuten : 
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Während n für ein einziges Molekül des Polyäther jeweils eine ganze Zahl darstellt, ergibt sich aus der Tatsache, dass der tatsächlich erhaltene Polyäther stets ein Gemisch von Verbindungen ist, die Folgerung, dass der tatsächlich bestimmte Wert für n nur ein Durchschnittswert ist und daher nicht    not-   wendigerweise eine ganze Zahl sein muss. 



   Im Rahmen der Erfindung werden Glycidyläther bevorzugt, die bei Umsetzung von   2, 2-bis- (4-Hy-   droxyphenyl)-propan mit Epichlorhydrin erhalten werden. 



   Beim erfindungsgemässen Verfahren werden   inkombinationmit den   vorstehend beschriebenen Epoxyden Aminhärtungsmittel eingesetzt, welche das Polyepoxyd in eine unlösliche und unschmelzbare Form über- 
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 h.cyclische Polyamine und Polyamide bzw.   deren Derivate, soferne das Derivat   noch den   benötigten   Aminowasserstoff enthält. 



   Als Härtungsmittel geeignete aliphatische Polyamine.   sihd z. B.   die nachstehenden Verbindungen : Äthalendiamin, Diäthylentriamin, Tetraäthylenpentamin, 1, 4-Diaminobutan, N,   N'-Diäthyl-l,     3-propan-   diamin,   Penta- (l-methylpropylen)-hexamin   und Tetrabutylenpentamin sowie Pentaamylhexamin. 



   Aliphatische Polyamine von besonderem Wert sind die Alkylenpolyamine der nachstehenden Formel   H2 N (RNH) nH.,    

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 worin R einen Alkylenrest oder einen kohlenwasserstoffsubstituierten Alkylenrest bedeutet und n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, wobei bezüglich der Anzahl von Alkylengruppen in dem Molekül keine obere Grenze besteht. 



   Ganz besonders bevorzugte aliphatische Polyamine sind die Polyäthylenpolyamine der nachstehenden Formel 
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 worin n eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist. Ganz besonders bevorzugt sind dabei Polyäthylenpolyamine, welche 20 bis 80   Gew. -0/0 an   Polyäthylenpolyaminen mit mittleren Molekulargewichten im Bereich von 200 bis 500 enthalten. Diese'hochmolekularen Polyäthylenpolyamine beginnen im allgemeinenmit der Verbindung Tetraäthylenpentamin und sie enthalten entsprechend höhere Polymere, welche mit wachsendem Molekulargewicht eine immer komplexere Struktur aufweisen. Die restlichen   80     Gew.-feiner   solchen Mischung bestehen aus Diäthylentriamin, welches in solchen Anteilsmengen angewendet wird, dass die Mischung bei Zimmertemperatur (15-30 C) noch flüssig ist. 



   Eine solche Mischung von hochmolekularen Polyäthylenpolyaminen wird üblicherweise als Bodenprodukt beim Verfahren zur Herstellung von Äthylendiamin erhalten. Demgemäss handelt es sich dabei üblicherweise um eine sehr komplexe Mischung und diese kann auch geringe Anteile (weniger als etwa 
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 der   USA-Patentschrift Nr. 3, 050, 463   beschrieben. 



   Auch Polyamine mit einem oder mehreren cycloaliphatischen Ringen sind als Härtungsmittel geeignet,   z.     B 1, 4-Diaminocyclohexan, Di- (aminocyclohexyl)-methan, 1, 3-Di- (aminocyclohexyl)-   - propan und   N,     N'-Diäthyl-1, 4-diaminocyclohexan.   Bevorzugte Vertreter der Verbindungsgruppe sind Polyamine, bei denen wenigstens eine Amino- oder alkylsubstituierte Aminogruppe direkt an einen cycloaliphatischen Ring mit   5 - 7   Kohlenstoffatomen gebunden ist. Solche cycloaliphatischen Amine werden vorzugsweise durch Hydrieren der entsprechenden aromatischen Amine erhalten. So lässt sich 
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   Auch organometallische Verbindungen lassen sich im Rahmen der Erfindung als Härtungsmittel einsetzen, z. B. Verbindungen, bei denen ein oder mehrere Siliziumatome bzw. Boratome mit einer Aminogruppe oder einer substituierten Aminogruppe verbunden ist (sind). Es kann sich dabei auch um organometallische Verbindungen handeln, bei denen die Aminogruppe oder substituierte Aminogruppe bzw. 



  - gruppen an ein Kohlenstoffatom gebunden sind, wie es bei den Verbindungen aus der Gruppe der Alkoxysilylpropylamine, z. B. Triäthoxysilylpropylamin, der Fall ist. 



   Ferner eignen sich aminoalkylsubstituierte aromatische Verbindungen als Härtungsmittel, wie   Di- (aminoäthyl)-benzol, Di- (aminomethyl)-benzol, Tri- (aminoäthyl)-benzolund 2, 4, 6-Tris- (di-    methylaminomethyl) -phenol. 



   Eine weitere Gruppe von   polymeren Poly aminen   wird durch Polymerisation oder Mischpolymerisation von ungesättigten Aminen, wie Allylamin oder Diallylamin, erhalten, wobei für die Mischpolymerisation auch andere äthylenisch ungesättigte Verbindungen eingesetzt werden können. 



   Anderseits können solche polymeren Polyamine auch erhalten werden, indem man zunächst Polymere oder Mischpolymerisate herstellt, welche zur Umsetzung. mit Aminen geeignete reaktive Gruppen, z. B. Aldehydgruppen, aufweisen, wie sie in Polymeren des Acroleins und Methacroleins vorliegen und indem man diese polymeren Substanzen weiterhin mit monomeren Aminen zu den gewünschten polymeren Polyaminen umsetzt. Andere polymere Amine können erhalten werden, indem man zunächst polymere Substanzen herstellt, die Estergruppen enthalten, beispielsweise ein Mischpolymerisat aus   Octadecen-l   und Methylacrylat, und indem man dann diese Polymersubstanz mit einem Polyamin reagieren lässt, wobei eine Estergruppe durch eine Amidgruppe ersetzt wird und die übrigen   Aminogruppen unverändert   bleiben. 



   Im Rahmen der Erfindung sind jedoch solche Polyamide von besonderer Bedeutung, welche als Kondensationsprodukte aus Polyaminen und dimeren Säuren erhalten werden. Auch Piperazin und   N- (Aminoalkyl)-piperazine,   beispielsweise   N-Aminobutylpiperazin, N-Aminoäthylpiperazin   und   2, 5-Di-   butyl-N-aminoäthylpiperazin, sind geeignete Härtungsmittel. Von besonderem Wert sind dabei N- (Aminoalkyl)-piperazine, bei denen die Alkylgruppe in   dem'Aminoalkylrest   des Moleküls nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome enthält und das Molekül insgesamt nicht mehr als 18 Kohlenstoffatome aufweist. 

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   Ferner eignen sich als Härtungsmittel die verschiedensten Monoamine, wobei es sich auch um sekundäre Amine handeln kann. Geeignete Vertreter dieser Verbindungsgruppe sind z. B. Dimethylamin, Diäthylamin, Dinonylamin, Dicylcohexylamin, Diallylamin und Dibenzylamin. 



   Infolge der grossen Variationsmöglichkeit und der unterschiedlichen chemischen Eigenschaften der Aminhärtungsmittel können die für eine wirksame Härtung benötigten relativen Mengenanteile von Epoxyd und Aminhärtungsmittel innerhalb eines weiten Bereiches schwanken. Falls ein Härtungsmittel mit einem 
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 vollständige Umsetzung mit dem Epoxyd erforderlich ist. Das 0,   d-4fache   dieser stöchiometrisch erforderlichen Menge wird jedoch bevorzugt und es ist besonders günstig, wenn für die Härtung das 1 bis 2fache der stöchiometrischen Menge angewendet wird. 



   Bei der Anwendung von Härtungsmitteln, welche einen katalytischen Effekt auf die Härtungsgeschwindigkeit ausüben,   z. B.   bei den tertiären Aminen, wird die relative Anteilsmenge des Härtungsmittels nicht auf den stöchiometrisch erforderlichen Anteil bezogen, sondern in Gewichtsprozent angegeben. So hat sich bei Anwendung von   katalytischenHärtungsmitteln   eine Menge von 0, 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Polyepoxyd, als wirksam erwiesen. Anteilsmengen von 5 bis 15 Gew.-% werden jedoch bevorzugt. Aminhärtungsmittel mit aktiven Wasserstoffatomen sind solche, bei denen wenigstens ein substituierbares Wasserstoffatom an einem oder mehreren Stickstoffatomen im Molekül gebunden vorliegt. 



   Damit die neuen Schmierfettmischungen auch dann befriedigende schmierende Eigenschaften zeigen, wenn sie längere Zeit einer Verdampfung oder Oxydation ausgesetzt sind, ist es unbedingt erforderlich, dass sich das Gewichtsverhältnis von Harz zu Ton innerhalb enger Grenzen bewegt. Insbesondere wurde gefunden, dass das Schmierfett bei längerer Anwendung unter Hochtemperaturbedingungen zu flüssig wird, wenn das Gewichtsverhältnis von Harz zu Ton unterhalb 0, 7 liegt. Ein Gewichtsverhältnis von Harz zu Ton im Bereich von 1, 0 bis 1, 5 ist daher besonders bevorzugt. Wenngleich auch grössere Harzmengen, die bis das 5fache des Tongewichts betragen, noch zur Anwendung kommen können, ist doch ein so stark mit Harz   überzogener Ton   in geringerem Masse geeignet, ein Schmierfett mit stabiler Struktur zu erzeugen. 



   Bisher ist noch sehr wenig über die Massnahmen zur Herstellung der erfindungsgemässen Schmierfette gesagt worden, weil für diesen Zweck an sich viele Arbeitsweisen bekannt sind. Die erfindungsgemässen Schmierfette   könr. en   jedoch entweder durch direkte oder durch indirekte Überführung des mit Harz überzogenen Tones aus einer wässerigen Phase in die Ölphase hergestellt werden. Unabhängig davon, welche Massnahmen im einzelnen ergriffen werden, ist doch allen Verfahren die Herstellung einer wässerigen Aufschlämmung des Tones gemeinsam, ehe man diesen mit dem Harz überzieht. Die   erfindungsgemässen   Schmierfette müssen jedoch unter Verwendung einer wässerigen Tondispersion hergestellt werden, die vorher mittels einer starken Mineralsäure angesäuert worden ist. 



   Je nach den physikalischen Eigenschaften des speziell eingesetzten Tones kann es sich bei der wässerigen Dispersion oder Suspension entweder um eine wenig viskose Aufschlämmung handeln, oder diese liegt in Form eines Hydrogels vor. Obwohl die Art der Dispersion für die Zwecke der Erfindung nicht wesentlich ist, werden doch solche Tone als Verdickungsmittel bevorzugt, welche bei der Dispersion in Wasser ein Hydrogel bilden. Um ein solches Tonhydrogel in einer verarbeitbaren, d. h. flüssigen Konzentration vorliegen zu haben, ist es allgemein vorzuziehen, dass der Ton in solcher Weise dispergiert wird, dass ein Hydrogel mit einem Gehalt von 0, 25 bis 3 Gew.-% an trockenem, von der Gangart befreitem Ton entsteht, wobei sich der Wassergehalt des Hydrogels auf den Zustand vor der mechanischen Abtrennung des Wassers bezieht.

   Unter "mechanischer Abtrennung" wird hiebei jede Massnahme zur Abtrennung von Wasser aus dem Kolloid verstanden, welche nicht gleichzeitig eine Änderung im physikalischen Zustand herbeiführt, wie es z. B. bei üblichen Abdampfmethoden usw. der Fall ist. Demgemäss umfasst eine solche Abtrennung üblicherweise Filtrationsmassnahmen   u. ähnl.   mit höherer Geschwindigkeit arbeitende Verfahren, wie ein Zentrifugieren. Eine solche mechanische Abtrennung des Wassers wird vorgenommen, 
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 bei Zimmertemperatur bevorzugt ist, obwohl eine beliebige Temperatur bis zum Siedepunkt des Wassers zur Anwendung kommen kann. 



   Beim erfindungsgemässen Verfahren ist es wesentlich, dass die Tondispersion vor dem Zusatz der harzbildenden Komponenten mit einem kleinen Anteil einer starken Mineralsäure versetzt wird. Insbesondere muss die Säure wenigstens in einer solchen Menge zugesetzt werden, die ausreicht, um die Ober- 

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 fläche der Tonteilchen anzusäuern. Die hiefür erforderliche Säuremenge, welche benötigt wird, um alle in dem Ton vorhandenen basischen Metalle, insbesondere Natrium, Kalium und Kalzium, zu ersetzen, hängt von der Art der Säure und dem Basenaustauschvermögen des Tons ab. Wenn   jedochHektorit-   ton mit Phosphorsäure behandelt wird, so muss die Säuremenge wenigstens 7   Gel.-%,   bezogen auf den trockenen Ton, betragen.

   Es können zwar auch grössere Säuremengen zur Anwendung kommen, doch wird dadurch kein weiterer Vorteil erzielt, sondern der Säureüberschuss muss vor dem Vermahlen des Schmierfettes entfernt werden. Obwohl Phosphorsäure im Rahmen der Erfindung als starke Mineralsäure bevorzugt wird, können auch   andere Mineralsäuren. wie   Salzsäure und Schwefelsäure, zur Anwendung kommen. 



   Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Schmierfettgemische besteht aus den folgenden Verfahrensschritten :
1) Herstellen einer wässerigen kolloidalen Suspension (Hydrosol) des von der Gangart befreiten Tons, üblicherweise in Form eines Hydrogels ;
2) Vermischen des Hydrosols mit a) einer Mineralsäure zwecks Ansäuerns der Tonoberfläche und mit b) den harzbildenden Komponenten ;
3) Erhitzen des Gemisches aus Hydrogel und harzbildenden Komponenten, mindestens bis zum Siedepunkt des Wassers, worauf die Mischung wenigstens 10 min lang auf einer solchen Temperatur gehalten wird ;
4) Filtrieren der Reaktionsmischung, um so wenigstens 50   Gew. -0/0   des Wassers zu entfernen ;
5) Vermischen des bei der Filtration anfallenden Rückstandes (Tonperlen)   mit der Schmierölbasis ;

    
6)   praktisch vollständige Entwässerung der Mischung aus Filtrationsrückstand   und Schmierölbasis durch 
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   Eine Abänderung der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise besteht darin, dass man wenigstens die Hälfte der Schmierölbasis zu dem Gemisch aus Hydrosol und harzbildenden Komponenten zusetzt, bevor diese Mischung zwecks Härtung des Polyepoxydharzes erhitzt wird. In manchen Fällen kann diese Massnahme die anschliessende Entfernung des Wassers aus der Mischung nach der Harzbildung erleichtern. 



  Falls ein   Überschuss   an Säure für die Ansäuerung des Tones verwendet worden ist, muss dieser Säureüberschuss aus dem Gemisch der Schmierfettkomponenten entfernt werden. Vorzugsweise und auf besonders einfache Art geschieht dies, indem man den Filtrationsrückstand (Tonperlen) mit heissem Wasser auswäscht und dann nochmals eine Filtration anschliesst. Dieser zusätzliche Verfahrensschritt zur Entfernung überschüssiger Säure ist erforderlich; um sicherzustellen, dass das fertige Schmierfett nicht korrodierend gegenüber Materialien wirkt, mit denen es während des Schmiervorganges in Berührung kommt. 



   Die folgenden Beispiele erläutern die beste Methode zur Herstellung der erfindungsgemässen Schmierfette und sie erläutern ferner den wichtigen Einfluss, welchen das Verhältnis von Epoxyd zu Aminhärter und von Harz zu Ton auf die Hochtemperatureigenschaften der so hergestellten Schmierfette hat. 



   Beispiel 1 : Es wurden vier verschiedene Tonschmierfette unter Verwendung von Piperidin als Härtungsmittel für das zum Überziehen eingesetzte Harz aus einem Glycidylpolyäther von Bisphenol A mit einem Epoxyäquivalent von 170 und einem Molekulargewicht von 340 hergestellt. 
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 zogen auf trockenen Ton, mit der Suspension vermischt. Anschliessend wurde Piperidin zu der angesäuerten Aufschlämmung zugegeben und sorgfältig mit ihr vermischt. Dann wurde noch der Glycidylpolyäther zu der Aufschlämmung zugegeben und die gesamte Mischung 10 min lang gekocht. Die gekochte Reaktionmischung wurde dann filtriert und der dabei erhÅaltene Rückstand wurde mit einem Phenylmethylpolysiloxanöl mit einer Viskosität von 475 bis 525 cSt bei   250C   und einem Flammpunkt von   3010C   vermischt. 



  Diese Mischung aus Öl und mit Harz   überzogenem Ton wurde   unter Rühren zwecks praktisch vollständiger Entwässerung auf 1320C erhitzt und dann abgekühlt. Die gekühlte entwässerte Mischung wurde anschliessend dreimal gemahlen. Die so erhaltenen vier verschiedenen Schmierfette wurden dann einem Hochtemperatur-Stabilitätstest unterworfen. 



   Diese Hochtemperaturprüfung bestand darin, dass eine dünne filmartige Schicht des Schmierfettes auf einem flachen Blech in Gegenwart von Luft 300 h lang auf eine Temperatur von 2320C erhitzt wurde, worauf man den Gewichtsverlust jeder untersuchten Probe bestimmte und die Schmierfettstruktur beobachtete.

   Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengestellt : 

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<tb> 
<tb> Probe <SEP> Verhältnis <SEP> Schmierfett-HochtemperaNr.: <SEP> Polyepoxyd <SEP> Polymer <SEP> ausbeute <SEP> tur-Stabilizu <SEP> Härtungs- <SEP> zu <SEP> Ton <SEP> (Gew.-% <SEP> Ton <SEP> tätsprüfung
<tb> mittel <SEP> (Äqui- <SEP> (Gewicht) <SEP> zur <SEP> Herstel- <SEP> 300 <SEP> h <SEP> bei
<tb> valentbasis): <SEP> lung <SEP> eines <SEP> 232 C
<tb> Fettes <SEP> mit <SEP> (Verlust <SEP> in
<tb> einer <SEP> unbe <SEP> - <SEP> Gew. <SEP> -0/0) <SEP> : <SEP> 
<tb> arbeiteten
<tb> Penetration
<tb> von <SEP> 260) <SEP> :

   <SEP> + <SEP> 
<tb> 1 <SEP> 0, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 15 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 32
<tb> 2 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 31
<tb> 3 <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 34
<tb> 4 <SEP> 1, <SEP> 35 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 4,5 <SEP> 32
<tb> 
 +) ausschliesslich des Gewichtes des Harzüberzuges. 



   Jede der vier Schmierfettproben war am Ende der   Hochtemperatur-Stabilitätsprüfung   noch weich und plastisch. Der als Verdickungsmittel verwendete harzüberzogene Ton sorgte also dafür, dass die Schmierfettkonsistenz trotz eines Verdampfungsverlustes von über 30   Gew. -0/0   an dem Silikonöl noch befriedigend war. Die Zahlenwerte in Tabelle 1 zeigen ausserdem im Fall der Härtungsmittel mit aktiven Wasserstoffatomen den günstigen Einfluss auf die Schmierfettausbeute, welcher durch Anwendung eines   Polyepoxyd-Härtungsmittels-Äquivalentverhältnisses   oberhalb eines Wertes von 1, 0 erzielt wird. 



   Durch Extrapolation der Versuchsdaten ergibt sich weiterhin, dass bezüglich der Schmierfettausbeute keine Verbesserungen mehr erzielt werden, wenn   Äquivalentverhältnisse   oberhalb eines Wertes von 2, 0 zur Anwendung kommen. 



   Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung von Schmierfetten, welche einen mit Polyepoxydharz überzogenen Ton als Verdickungsmittel enthalten, unter Anwendung anderer Aminhärtungsmittel und anderer Schmierölbasisöle. 



   Beispiel 2 : Es wurden verschiedene Tonschmierfette gemäss der Erfindung unter Verwendung einer Reihe von Aminen sowohl mit aktivem Wasserstoff als auch aus der Klasse der katalytischen Härtungsmittel hergestellt. Ebenso wie beim Beispiel 1 war das Epoxyd ein Glycidylpolyäther von Bisphenol A mit einem Epoxyäquivalent von 170 und einem Molekulargewicht von 340. Die Herstellung der Schmierfette erfolgte in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. 



   Die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengestellt. 



   Tabelle 2 : 
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<tb> 
<tb> Probe <SEP> Här- <SEP> Schmierölbasis: <SEP> Gew.- <SEP> Gew.-% <SEP> UnbearNr. <SEP> : <SEP> tungs- <SEP> Ver- <SEP> überzo <SEP> - <SEP> beitete <SEP> 
<tb> mit-hält-gener <SEP> Penetra- <SEP> 
<tb> tel <SEP> : <SEP> nis <SEP> Ton <SEP> im <SEP> tion <SEP> im
<tb> +) <SEP> Poly-Schmier-fertigen
<tb> mer <SEP> : <SEP> fett <SEP> : <SEP> Schmier- <SEP> 
<tb> Ton <SEP> : <SEP> fett <SEP> : <SEP> 
<tb> 5 <SEP> A <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 345
<tb> (DC <SEP> 510)
<tb> 6 <SEP> A <SEP> 901o <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 8, <SEP> 8 <SEP> 232
<tb> (DC <SEP> 510) <SEP> plus
<tb> 100/0 <SEP> Dinonylphenol
<tb> 
 

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<tb> 
<tb> Probe <SEP> Här-Schmierölbasis <SEP> : <SEP> Gew.-Gew. <SEP> Unbear- <SEP> 
<tb> Nr. <SEP> :

   <SEP> tungs-Ver-überzo-beitete
<tb> mit- <SEP> hält <SEP> - <SEP> gener <SEP> Penetra- <SEP> 
<tb> tel <SEP> : <SEP> nis <SEP> Ton <SEP> im <SEP> tion <SEP> im
<tb> +) <SEP> Poly-Schmier-fertigen <SEP> 
<tb> mer <SEP> : <SEP> fett <SEP> : <SEP> Schmier- <SEP> 
<tb> Ton <SEP> : <SEP> fett <SEP> :

   <SEP> 
<tb> 7 <SEP> A <SEP> 90% <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 0,8 <SEP> 9,6 <SEP> 245
<tb> (DC <SEP> 510) <SEP> plus
<tb> 10% <SEP> Dinonylphenol
<tb> 8 <SEP> A <SEP> Phenylmethylpoly-1, <SEP> 0 <SEP> 8,1 <SEP> 239
<tb> siloxanöl <SEP> (DC <SEP> 550)
<tb> 9 <SEP> A <SEP> Phenylmethylpoly <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 6, <SEP> 9 <SEP> 236
<tb> siloxanöl <SEP> (DC <SEP> 710)
<tb> 10 <SEP> B <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 1,1 <SEP> 9,3 <SEP> 342
<tb> (DC <SEP> 510)
<tb> 11 <SEP> B <SEP> 90% <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 1,0 <SEP> 7,5 <SEP> 287
<tb> (DC <SEP> 510) <SEP> plus
<tb> 10% <SEP> Dinonylphenol
<tb> 12 <SEP> B <SEP> 90% <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 7,6 <SEP> 325
<tb> (DC <SEP> 510) <SEP> plus
<tb> 10% <SEP> Dinonylphenol
<tb> 13 <SEP> B <SEP> Phenylmethylpoly- <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 7, <SEP> 8 <SEP> 310
<tb> siloxanöl <SEP> (DC <SEP> 710)

  
<tb> 14 <SEP> B <SEP> Isomerengemisch <SEP> von <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 5,6 <SEP> 277
<tb> bis- <SEP> (Phenoxyphen- <SEP> 
<tb> oxy)-benzol
<tb> 15 <SEP> C <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 1,0 <SEP> 10,0 <SEP> 262
<tb> (DC <SEP> 510)
<tb> 16 <SEP> D <SEP> 90% <SEP> Polysiloxanöl <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 9,7 <SEP> 258
<tb> (DC <SEP> 510) <SEP> plus
<tb> 10% <SEP> Dinonylphenol
<tb> 
   +) A = 2, 4, 6-tris- (Dimethylaminomethyl)-phenol   
B   = Aminoäthylpiperazin  
C   = Aminoäthylpiperazin   plus ein äquivalenter Anteil von 4, 4'-Methylenbisphenylisocyanat
D = Diäthylentriamin 
In den Proben Nr.   5-9   wurden jeweils 10   Gel.-%   des tertiären Amins, bezogen auf das Epoxyd, angewendet.

   In den Proben Nr. 10-16 wurden etwa stöchiometrische Anteilsmengen des Härtungsmittels, bezogen auf das Epoxyd, angewendet. Die mitgeteilten Versuchsdaten zeigen, dass die Art der Schmier- ölbasis auf die Schmierfettausbeute und die Schmierfettkonsistenz einen beträchtlichen Einfluss hat. 



   Das folgende Beispiel erläutert die Anwendung von polymeren Aminen als Härtungsmittel. 



     Beispiel 3 : Gemäss   der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde ein Tonschmierfett hergestellt, wobei ein bei der Kondensation von Polyaminen mit dimeren Säuren erhaltenes Polymer als Härtungsmittel für das Epoxyd zur Anwendung kam. Ein solches   Köndensationsprodukt   ist im Handel unter der Bezeichnung"Versamid 125"erhältlich. 



   Wie sich aus der nachstehenden Tabelle ergibt, wurde bei Anwendung eines Methylphenylpolysiloxanöls eine ausgezeichnete Schmierfettausbeute erhalten : 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 Tabelle 3 : 
 EMI9.1 
 
<tb> 
<tb> Polyepoxydüberzogenes <SEP> Tonschmierfett <SEP> 
<tb> Basisöl <SEP> : <SEP> Methylphenylpolysiloxanöl
<tb> (DC <SEP> 710) <SEP> 
<tb> H <SEP> Härtungsmittel <SEP> : <SEP> Versamid <SEP> 125
<tb> Polyepoxyd <SEP> zu
<tb> Härtungsmittel
<tb> (Äquivalentverhältnis) <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 
<tb> Polymer <SEP> zu <SEP> Ton
<tb> (Gewichtsverhältnis) <SEP> : <SEP> 1,4
<tb> Ausbeute
<tb> (Gew. <SEP> -0/0 <SEP> benötigter <SEP> 
<tb> trockener <SEP> Ton <SEP> ; <SEP> zur
<tb> Herstellung <SEP> eines
<tb> Schmierfettes <SEP> mit
<tb> einer <SEP> unbearbeiteten
<tb> Penetration <SEP> von <SEP> 260) <SEP> : <SEP> 5,2
<tb> 
   PATENTANSPRÜCHE : 1.

   Tonschmierfett, welches ein mittels eines kolloidal dispergierten Tones bis zur Fettkonsistenz verdicktes Schmieröl enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Ton auf seiner Oberfläche wenigstens 0,7 Gew.-Teile, bezogen auf den Ton, eines Polyepoxydharzes enthält, das durch Härten eines Polyepoxyds mit mehr als einer vizinalen Epoxygruppe im Molekül mit einem organischen Aminhärtungsmittel erhalten worden ist.

Claims (1)

1. 2. Tonschmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kolloidal dispergierte Ton 0, 7 Gew.-Teile und vorzugsweise 1, 0-1, 5 Gew.-Teile, bezogen auf den Ton, eines Epoxydharzes auf seiner Oberfläche enthält.

   3. Tonschmierfett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyepoxyd ein Reaktionsprodukt aus einem mehrwertigen Phenol und einem halogenhaltigen Epoxyd oder Dihalogenhydrin ist.

   4. Tonschmierfett nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyepoxyd ein Reaktionsprodukt von 2, 2-bis- (4-Hydroxyphenol)-propan und Epichlorhydrin ist.

   5. Tonschmierfett nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Aminhärtungsmittel ein Amin, ein primäres Amin, ein sekundäres Amin oder eine Verbindung ist, welche sowohl primäre als auch sekundäre Aminogruppen aufweist.

   6. Tonschmierfett nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Aminhärtungsmittel aus Amiden besteht, welche Kondensationsprodukte aus Polyaminen und dimeren Säuren darstellen.

   7. Tonschmierfett nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Aminhärtungsmittel ein Alkylenpolyamin mit der Formel H N (RNH) H ist, in welcher R einen Alkylenrest oder einen kohlenwasserstoffsubstituierten Alkylenrest bedeutet und n eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 1 darstellt. EMI9.2 härtungsmittel ein Polyäthylenpolyamin mit der Formel H N (CH CH NH) H ist, in welcher n eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 8 ist.

   9. Tonschmierfett nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Aminhärtungsmittel eine Mischung ist, welche zu 20-80 Gew.-% aus Polyäthylenpolyaminen mit mittleren Molekulargewichten im Bereich von 200 bis 500 und zu 80-20 Gew.-% aus Diäthylentriamin besteht.

   10. Tonschmierfett nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das <Desc/Clms Page number 10> organische Aminhärtungsmittel in einer Anteilsmenge entsprechend dem 0, 5 - 5fachen der für eine vollständige Umsetzung mit dem Polyepoxyd erforderlichen stöchiometrischen Menge angewendet worden ist. EMI10.1 organische Aminhärtungsmittel ein tertiäres Amin ist.

   12. Tonschmierfett nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Aminhärtungsmittel in Mengen von 0,1 bis 30 Gew. -0/0, bezogen auf das Polyepoxyd, angewendet worden ist.

   13. Tonschmierfett nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyepoxydharz in Anwesenheit einer solchen Menge an Mineralsäure gebildet worden ist, die zum Ansäuern der Oberfläche des Tones ausreicht.