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*Procédé de préparation de suspensions de matières solides solu- bles dans l'eau dans des milieux huileux." ----------------------------------------------------------------
La présente invention est relative à la préparation de suspensions de matières solides solubles dans l'eau dans des milieux huileux, tels que des hydrocarbures, dans lesques les matières solides sont insolubles.
On désire fréquemmcnt incorporer des solides inso- lubles dans l'huile mais solubles dans l'eau dans des milieux huileux, tels que des huiles et des graisses lubrifiantes miné- rales. Par exemple, du nitrite de sodium à une concentration
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d'environ 2% en poids est actuellement employé fréquemment comme inhibiteur de corrosion dans les graisses lubrifiantes. Pour être efficaces comme inhibiteur? de corrosion et pour éliminer toutes tendances abrasives, les cristaux du nitrite de sodium doivent être disperséµde façon stable et doivent être xxxx de très pe- tites dimensions de particules, de préférence de moins de 5 mi- crons.
Les mêmes considérations s'appliquent souvent aussi à des dispersions d'autres solides solubles dans l'eau dans d'autres milieux huileux.
Un procédé d'obtention d'une suspension stade de particules finement divisées consiste à employer de grandes quan- tités de sulfonates de pétrole comme agents dispersants mais on a établi que les composés produits sont très sensibles à la présence d'eau et, dans le cas des graisses, tendent à perdre leur structure.
Un autre procédé qui a récemment été proposé à cet effet consiste à émulsionner une solution aqueuse du solide avec un liquide huileux pour former une émulsion eau dans huile en utilisant un agent émulsionnant capable de former une telle émul- sion, et à chauffer ensuite l'émulsion pour chasser l'eau. Cepen- dant, lorsqu'on utilisait les agents émulsionnants suggérés pour cette technique, par exemple du stéarate de sodium, de l'hydro- xystéarate de sodium, des alkyl sulfonates de calcium basiques et de l'alkyl sulfonate de sodium, on obtenait de mauvaises dis- persions avec de grandes dimensions des cristaux individuels.
La demanderesse a maintenant trouvé qu'on peut ob- tenir des suspensions améliorées en utilisant des matières par- ticulières comme agents émulsionnants et dispersants.
Suivant l'invention, on prévoit un procédé de prépa- ration d'une suspension de particules d'un solide soluble dans - l'eau dans un milieu huileux, procédé dans lequel une solution aqueuse de solide est émulsionnée avec un liquide huileux pour former une émulsion eau dans huile, en utilisant comme agent émulsionnant un produit d'oxydation de paraffine de pétrole,
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avec ensuite une déshydratation de l'émulsion.
Les produits d'oxydation de paraffines de pétrole sont des matières bien connues et aisément disponibles qui peu- vent être facilement préparées par diverses méthodes connues, par exemple par une insufflation d'air dans une paraffine de pétrole à une température élevée en présence de permanganate de potassium comme catalyseur. Les produits d'oxydation préférés de paraffines de pétrole sont ceux qui ont des indices de saponifi- cation de la gamme de 5 à 100 mg de KOH/gr. Les produits d'oxyda- tion de paraffines peuvent être obtenus en oxydant une cire de paraffine, c'est-à-dire une paraffine obtenue par déparaffinage d'un distillat sous le vide ou en oxydant une paraffine résidu- aire (microcristalline), c'est-à-dire la paraffine obtenue par déparaffinage d'un résidu sous le vide désasphalté.
Un procédé amélioré de production de produits d'oxydation de paraffines résiduaires, utilisant un produit d'oxydation de cire de para- :'fine comme catalyseur pour la réaction d'oxydation, est décrit dans un autre brevet de la demanderesse. Un autre procédé amélio ré de production de produits d'oxydation de paraffines résiduai- res, utilisant un catalyseur contenant un savon de plomb pour la réaction d'oxydation est décrit également dans un autre brevet de la demanderesse.
Dans la mise en oeuvre du procéaé de l'invention, le produit d'oxydation de paraffine peut être dissous dans le liquide huileux et la solution aqueuse peut être ajoutée ensuite.
L'émulsion peut être produite par agitation en mélange, par exem- ple une agitation rapide, ou par broyage, ou par agitation et broyage. Une déshydratation de l'émulsion peut être réalisée de la façon la plus commode par chauffage,par exemple à une tempéra- ture de 115 -170 C Durant la déshydratation par chauffage, il est à conseiller de poursuivre l'agitation de l'émulsion pour réduire la formation de mousse ou écume et empêcher une rupture
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de l'émulsion.
Le liquide huleux peut être une huile minérale, par exemple une huile lubrifiante, un résidu ou un kérosène. II peut s'agir aussi d'une huile végétale, par exemple de l'huile de ricin, ou d'une huile synthétique, telle qu'un diester, un polyglycol, un polyéther ou une huile synthétique contenant un silicium. Pour produire une xxx graisse luorifiante contenant une suspension d'un solide soluble dans l'eau, une suspension du solide dans de l'huile lubrifiante, préparée corme décrit ci-avant, peut être mélangée avec une graisse.
La quantité utilisée de produit d'oxydation de para,'- fine est, de préférence, de 0,1 à 10%, spécialement 0,5 à 7,5% en poids du liquide huileux. En général, il est avantageux d'uti- liser une solution assez concentrée du solide soluble dans l'eau car cela réduit la quantité d'eau qui doit être enlevée de l'émulsion.
Un certain nombre d'exemples de l'invention seront maintenant décrits. Des les exemples, les agents émulsionnents/ dispersants utilisés pour les produits d'oxydation de paraffines sont désignés par A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M et N.
La préparation et les propriétés des produits d'oxydation A à M sont données au tableau suivant. Le produit d'oxydation N était une paraffine microcristalline oxydée disponiole dans le commer- ce) et ayant les propriétés suivantes :
EMI4.1
<tb> Indice <SEP> de <SEP> saponification <SEP> 51 <SEP> mg <SEP> KOH/gr
<tb>
<tb> Indice <SEP> d'acide <SEP> 12 <SEP> mg <SEP> KOH/gr
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> fusion <SEP> 975 C
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> -188,5 F
<tb>
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TABLEAU
EMI5.1
<tb> Produit <SEP> Préparé <SEP> à <SEP> par- <SEP> Catalyseur <SEP> Produit <SEP> d'oxydation <SEP> de
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EMI5.2
dtoxy- tir de utilisé paraffine dation 1*' l.b. r.l.
de pa- raffine ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯
EMI5.3
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paraffine <SEP> d'un
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EMI6.1
<tb> TABLEAU <SEP> (suite)
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<tb> le <SEP> de <SEP> 156
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I.A. et I.S. - respectivement indice d'acide et indice de sapo- nification en mg de KOH par gr.
P.M. poids moléculaire
Les pourcentages donnés pour les catalyseurs sont d en poids par rapport à la charge d'alimentation ae paraffine.
EXEMPLE 1
5 gr de produit d'oxydation de paraffine de pétrole étaient dissous dans 100 gr d'une huile lubrifiante minérale de qualité 150/75 (viscosité Redwood I à 140 F de 150 secondes et indice de viscosité de 75) par chauffage et agitation modérée.
15 gr de cristaux de nitrite de sodium étaient dissous dans 30 gr d'eau distillée.
La solution huile/produit n'oxydation de paraffine étant ensuite modérément agitée tandis que la solution de nitri- te de sodium était déversée dans l'huile. La vitesse de l'agita- tion utilisant un dispositif de dispersion à haute vitesse du type pour laboratoire était ensuite augmentée jusqu'à un maximum et une émulsion épaisse eau dans huile était procuite. Cette émulsion était ensuite chauffée jusqu'à 140 -150 C pour chasser l'eau, tandis qu'une agitation à vitesse élevée était poursuivie, et le mélange était ensuite laissé à refroidir jusqu'à la tempé-
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rature atmosphérique avec une agitation modérée.
L'expérience était réalisée en utilisant tour à tour les produits d'oxydation ae paraffine A à N. Lors de l'exa- men des produits sous le microscope en utilisant une lumière polarisée, on a trouvé qu'une dispersion uniforme fine de cris- taux de nitrite de sodium était obtenue dans chaque cas, les dimensions des particules xxx individuelles étant a'environ 1 micron.
Les expériences précédentes étaient répétées en utilisant un produit d'oxyàation de paraffine N comme agent émulsionnant/dispersant et en utilisant, au lieu de l'huile lu- brifiante minérale de qualité 150/75,les huiles non minérales suivant te @ ce (a) un/phénylpolysiloxane disponiole dans le commer ce sous le nom de MS 550 ; (b) huile de ricin; (c) un éther de glycol polyoxyalkylénique, disponiole dans ie commerce sous le nom de fluide UCUN LB 1715; (d) sébaçate d'octyl nonyle.
Les résultats d'inspection sur ces quatre huiles sont donnés au tableau suivant.
EMI7.1
<tb>
Fluide <SEP> Huile <SEP> Fluide <SEP> Séoaçate
<tb> MS <SEP> 550 <SEP> de <SEP> UCON <SEP> d'octyl
<tb> ¯¯¯¯ <SEP> ricin <SEP> LB <SEP> 1715 <SEP> nonyle
<tb>
<tb> Poide <SEP> spécifique <SEP> 60 F/60 F <SEP> 1,070 <SEP> - <SEP> 1,003 <SEP> -
<tb>
<tb> Viscosité <SEP> cinématique <SEP> à <SEP> ù F,cs <SEP> - <SEP> - <SEP> 31.000 <SEP> -
<tb>
<tb> " <SEP> " <SEP> 100 F," <SEP> 230 <SEP> 289,8 <SEP> 371 <SEP> 15,55
<tb>
<tb> n <SEP> n <SEP> 140 F," <SEP> 90 <SEP> 84,05 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> " <SEP> " <SEP> 210 F," <SEP> 25 <SEP> 19,82 <SEP> 55,3 <SEP> 3,93
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 125 <SEP> 85 <SEP> 134 <SEP> 175
<tb>
<tb> cs= <SEP> centistokes
<tb>
Dans tous lestas, une fine dispersion uniforme des
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cristaux de nitrite de sodium était obtenue,
les dimensions des particules individuelles étant d'environ 1 micron.
'EXEMPLE 2
25 gr du produit d'oxydation de paraffine D étaient dissous dans 500 gr d'huile lubrifiante de qualité 150/75.
75 gr de nitrite ae sodium étaient dissous dans 150 gr d'eau.
La solution aqueuse et la phase huileuse étaient mélangées et émulsionnées par une agitation à vitesse élevée à une tempéra- ture d'environ 60 C, avec ensuite une phase de broyage. L'eau était ensuite chassée par chauffage jusqu'à 140 C pour donner une très fine dispersion.
EXEMPLE 3
L'exemple 2 était répété en utilisant quatre fois les quantités données. On obtenait à nouveau une très fine dis- persion.
EXEMPLE 4 L'exemple 2 était répété en utilisant 13 gr de pro- duit d'oxydation de paraffine D, au lieu de 25 gr, les quantités des autres matières restant mélangées. Un obtenait à nouveau une très fine dispersion.
EXEMPLE 5
100 gr de produit d'oxydation de paraffine B étaient dissous dans 2000 gr d'une huile lubrifiante de qua lité 15U/75.
300 gr de nitrite de sodium étaient dissous dans 600 gr a'eau distillée et les solutions buileuse et aqueuse sont mélangés en utilisant un agent dedispersion à vitesse élevée du type pour pendant 5 minutes à une tempéréture laboratoire/d'environ 60 C, pour former une émulsion qui était ensuite broyée. L'émulsion était chauffée jusqu'à 140 C avec agitation et on obtenait une bonne dispersion.
Une tournée d'une graisse à base de lithium était ensuite réalisée d'une manière connue à partir de :
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4,074 livres d'huile de ricin durcie (hydrogénée) 0,57 livre d'hydroxyde de lithium monohydraté 21 livres d'huile lubrifiante minérale (qualité 15U/75) (l'huile de ricin durcie est essentiellement du tri-12-hydroxysté- arate de glycérile)
Lorsque la graisse s'était refroidie jusqu'à 80 C, la dispersion de nitrite de sodium (qui s'était refroidie jus- qu'à la température ambiante) était amenée lentement dans la graisse avec agitation constante.
Le produit était ensuite broyé et désaéré pour donner une graisse dans laquelle la con- centration de NaNO2 était de 2,2% en poids et -La concentration de produit d'oxydation de parai fine, de 0,7% en poids. Les ré- sultats d'inspection sur le produit étaient les suivants.
Pénétration-non travaillée (IP 50/56) 238 mm/lU Pénétration-travaillée
60 coups (IP 5U/56) 246 mm/10 Pénétration-travaillée 100.000 coups (IP 50/56) 274 mm/10 Point de goutte (IP 31) 180 C Acidité libre (IP 37/55) néant Alcalinité libre (IP 37/55) 0,90% Séparation d'huile à l'emmagasinage à
25 C (IP 121/57) 0,1% en poids Test de fusion (DTD 825A) 1,7% enpoids Pénétration après 4 heures dans un appareil de test Shell Roll à température ambiante (SMS 466) 249 mm/10 Phétration après 4 heures dans l'appareil de test Shell Roll à 100 C (SMS 466) 300 mm/10 Dimensions de particules de NaN02 moins de 5 Test de corrosion Skefko pas de rouille observée.
EXEMPLE 6
Une graisse à base de lithium était réalisée de la même manière qu'à l'exemple 5, en utilisant :
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Huile de ricin durcie 405 gr
Hydroxyde de lithium monohydrate 57 gr
Huile lubrifiante minérale:, (qualité 150/75) 2038 gr "Topanol" 0 (marque déposée) 15 gr (Le "Topanol" 0 est un inhibiteur dlbxydation disponible dans le commerce; il:était ajouté à 100 C lorsque la graisse était en cours de refroidissement).
Lorsque la graisse s'était refroidie jusqu'à 80 C, la dispersion de nitrite de sodium de l'exemple 4 était ajoutée lentement avec agitation et la graisse était ensuite broyée et désaérée pour donner une graisse dans laquelle la concentration de NaNO2 était de 2,5% en poids et la concentration de produit d'oxydation de paraffine, de 0,4% en poids. Les résultats d'ins- pection sur le produit étaient les suivants.
Pénétration-non travaillée (IP 50/56) 216 mm/10
Pénétration-travaillée, 60 coups (IP 50/56) 212 mm/10
Pénétration-travaillée, 100.000 coups (IP 50/56) 284 mm/10
Pénétration après 4 heures dans l'appareil de test Shell Boll à températurgembiante (SMS 466222 mm/10
Pénétration après 4 heures dans l'appareil de test Shell Roll à 100 C (SMS 566 290 mm/10
Point de goutte IP 31) 180 C Acidité libre (IP 37/55) néant
Alcalinité libre (IP 37/55) 0,76%
Séparation d'huile à l'emmagasinage à 25 C (IP 121/67) néant Test de fusion (DTD 825A)
néant Dimensions de particules de NaNO2 soins de Test de corrosion Skefko pas de rouille observée
EXEMPLE 7
100 gr de produit d'oxydation de paraffine E étaient dissous dans 2000 gr d'huile lubrifiante de qualité 150/75.
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340 gr de nitrite de sodium étaient dissous dans 550 gr d'eau.
Les solutions huileuse et aqueuse étaient émulsionnees et l'émul- sion était déshydratée comme à l'exemple 5.
Une graisse à base de lithium était réalisée de la même manière qu'à l'exemple 5 en utilisant :
Huile de ricin durcie 3 lives Hydroxyde de lithium monohydraté 0,42 livre Huile minérale lubrifiante (qualité 150/75) 21 livres Topanol 0 0,15 livre
La graisse était refroidie jusqu'à 40 C et la dis- persion de nitrite de sodium était ajoutée lentement avec agita- tion. La graisse était broyée et une nouvelle quantité de 3 li- vres de la même huile lubrifiante y était introduite et agitée pour régler la consistance. La graisse avait une concentration de NaNO2 dE 2,28% en poids et une concentration de produit d'oxydation de paraffine de 0,67% en poids.
Les résultats d'inspection étaient les suivants: Pénétration-non travaillée (IP 50/56) 278 mm/10 Pénétration-travaillée, 60 coups (IP 50/56) 281 mm/10 Point de goutte (IP 31) 178 C Dimensions de particules de NaN02 moins de 5
Les graisses des exemples 5,6 et 7 contenant des dispersions de nitrite de sodium étaient toutes capables d'être pompées facilement à travers des tamis de 200 mailles BSS.
La " graisse de l'exemple 5 était emmagasinée pendant 2 mois et on n'observait aucune croissance de cristaux on agglomération de particules,
EXEMPLE 8
1 livre. de produit d'oxydation de paraffine N était dissoute dans 15,8 livres d'huile lubrifiante minérale de
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qualité 150/75 par chauffage et agitation. 3,8 livres de ni- trite de sodium étaient dissoutes dans 9 ?.ivres d'eau et le solution de nitrite de sodium était grossièrement émulsionnée avec la solution paraffine/nulle par agitation dans un chaudron à graisse. Cette émulsion partielle était passée deux fois à travers un moulin à colloïde à un réglage d'intervalle de 0,001 pouce pour produire une émulsion fine.
Cette émulsion était placée dans un chaudron à graisse et chauffée rapidement avec agitation jusqu'à 140*C pour chasser l'eau et laisser une dispersion fine de nitrite de sodium dens l'huile lubrifiante.
Une graisse à base de lithium était ensuite préparée d'une manière xxxxx connue à partir de : Huile de ricin durcie 15,9 livres Hydroxyde de lithium monohydraté 2,2 livres Huile lubrifiante minérale (qualité 150/75) 119 livres -Ó Phényl/-naphtylamine 0,85 livre
Lorsque la graisse et la dispersion s'étaient toutes deux refroidies jusqu'à la température ambiante, elles étaient mélangées à fond ensemble pour donner une graisse ayant une formule suivante comme suit :
EMI12.1
<tb> Dispersion <SEP> Livres <SEP> ;
<SEP> en <SEP> poids
<tb>
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<tb>
<tb> Nitrite <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 3,8 <SEP> 2,4
<tb>
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<tb> Produit <SEP> d'oxydation <SEP> de <SEP> paraffine <SEP> N <SEP> 1 <SEP> 0,63
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Haile <SEP> minérale <SEP> (qualité <SEP> 150/75) <SEP> 15,8 <SEP> 9,96
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Graisse <SEP> de <SEP> base
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> durcie <SEP> 15,9 <SEP> 10,03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> lithium <SEP> monohydraté <SEP> 2,2 <SEP> 1,39
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (qualité <SEP> 150/75) <SEP> 119 <SEP> 75,55
<tb>
<tb>
<tb> -2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Phényl(-naptylamine <SEP> 0,85 <SEP> 0,
54
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 158 <SEP> 55 <SEP> 100
<tb>
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
Les résultats d'inspection et due perf errance sur cette graisse étaient les suivants : Pénétration - non travaillée (IP 50/55) 255 mm/10 Pénétration-travaillés , 60 coups
EMI13.2
(IP 50/56) 271 :m/10 Pénétration-travaillée, 100.000 coups (IP 50/56) 322 mm/10 Test Shell Roll (SMS 466) :
Pénétration après 4 heures à température ambiante (160 tours par minute) 296 mm/10
Pénétration après 4 heures à 100 C
EMI13.3
(160 t,p,m.) 336 =m/10 Acide libre (sous forme d'acide oléique (IP 37/55) néant Alcali libre (sous forme de LiOH)
EMI13.4
(IF 37/55) 4,81;
b en poids Séparation d'huile à l'emmagasinage à
25 C (IP 121/57) 1,15, en poids Test de fusion (DTD 825A) 4,4% en poids Dimensions des particules de nitrite de sodium 5 microns Test de corrosion Skefko satisfait (pas de rouille) processus
EMI13.5
Test 2 IfFp4 /Skefko satisfait bien Test 3 processus Skefko satisfait bien
EXEMPLE 9
Une graisse était réalisée de manière identique à l'exemple 8, sauf que la quantité et les propulsions des ingré- dients étaient différentes comme montré ci-après*
EMI13.6
Di ^=T ¯.n Livres-
EMI13.7
<tb> Nitrite.de <SEP> sodium <SEP> 0,75 <SEP> 2,40
<tb>
<tb> Produit <SEP> d'oxydation <SEP> de <SEP> paraffine <SEP> N <SEP> 0,22 <SEP> 0,71
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (qualité <SEP> 150/75) <SEP> 4,41 <SEP> 14,
14
<tb>
<tb>
<tb> Graisse <SEP> de <SEP> base
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> durcie <SEP> 4,075 <SEP> 13,05
<tb>
EMI13.8
Éyà1oXyde de lithium monohydraté 0,57 1,83
EMI13.9
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (qualité <SEP> 150/75) <SEP> 21 <SEP> 67,32
<tb>
<tb> Ó-
<tb>
EMI13.10
Phényl-7aaphtylamine 0,17 0,54
EMI13.11
<tb> 31,195 <SEP> 100
<tb>
<Desc/Clms Page number 14>
Les résultats d'inspection et de performance sur ces graisses étaient les suivants.
Pénétration-non travaillée (IP 50/55 234 mm/10 Pénétration-travaillée, 60 coups (IP 50/56) 232 mm/10 Pénétration-travaillée, 100.000 coups (IP 50/56) 269 mm/10 Test Shell Roll (SMS 466),
Pénétration après 4 heures à température ambiante (160 tours par minute) 239 mm/10
Pénétration après 4 heures à 100 C (160 t.p.m.) 264 mm/10 Acide libre (sous forme d'acide oléique) (IP 37/55) néant Alcali libre (sous forme de LiOH) (IP 37/55) 0,95, en poids Séparation d'huile à l'emmagasinage à
25 C (IP 121/57) 0,1% en poids Test de fusion (DTD 825A) 1,4% en poids Dimensions des particules du nitrite de sodium <5 microns Test de corrosion Skefko satisfait (pas de rouille)
Test 2 processus Skefko satisfait bien Test Ransome et MaiZles horizontal satisfait bien Test Ransome et Marles vertical satisfait bien
On verra que non seulement les produits des exemples 8 et 9 ont les propriétés anti-rouille désirées, mais également que leurs propriétés de lubrification sont excellentes.
EXEMPLE 10
A titre de comparaison, une graisse à base de lithium était réalisée de la même manière qu'à l'exemple 5, en utilisant les ingrédients suivants : Huile lubrifiante minérale (qualité 150/75) 85,2 en poids Huile de ricin durcie 13% en poids , en Hydroxyde de lithium monchydreté 1,8%poids
<Desc/Clms Page number 15>
On n'ajoutait pas de nitrite dr. sodium.
Les résultats d'iss- pection étaient les suivants : Pénétration-non travaillée (IP 50/56) 251 mm/10 Pénét ration-travaillée, 60 coups (IP 50/56) 238 mm/10 Pénétration-travaillée, 100. 000coups (IP 50/56) 289 mm/10 Pénétration après 4 heures dans l'appareil de test
Shell Roll à température ambiante (SMS 566) 251 mm/1- Pénétration après 4 heures dans l'appareil de test
Shell Roll à 100 C (SMS 466) 336 mm/10 Point de goutte (IP 31) 189 C Acidité libre (IP 37/55) néent Alcalinité libre (IP 37/55) 0,09% Séparation d'huile à l'emmagasinage à
25 C (IP 121/57) 2,4% en poics Test de fusion (DTD 825A) 3,
9% en poins Test de corrosion Skefko rouille importante sur toutes les parties de suppo rt
Il apparaît des résultats précédents que la présence de nitrite de sodium dans une graisse de lithium peut amener un léger abaissement du point de Goutta mais ceci n'est pas impor- tant en ce qui concerne la performance sur appareillage, et les points de goutte des graisses des exemples 5,6 ou sont aussi bons que ceux des graisses à lithium vendues couramment et contenant du nitrite de sodium.
Le broyeur ou moulin utilisé dans les exemples précé- dents étant du type Premier Colloid Paste Mill qui est un broyeur à vitesse élevée (3DOO tours par minute) dans lequel la matière à broyer est alimentée entre un rotor en/carborundum de 5 pouces et un stator de carborundum l'intervalle annu- laire étant variable jusqu'à 0,025 pouce. Un intervalle de broyeur de 0,001 pouce était utilisé pour produire des émulsions
<Desc/Clms Page number 16>
d'huile et de solution de nitrite de sodium.
Le test de corrosion Skefko était réalisé dens un appareillage consistant essentiellement en une voie de roule- ment à billes à auto-alignement, à doublé rangée, de 35 mm d'alésage, pourvue d'une cage d'acier emboutie et logée dans un palier. Cet appareillage était mis en fonctionnement à 80 tours par minute et sans application de charge. Le palier est rempli de la graisse soumise au test et le logement est garni de manière à former une coupe autour du palier, 20 ml d'eau étant introduits dans cette coupa. L'appareillage est mis en fonctionnement (avec de l'eau présente) trois jours eonsécuti- vement pendant 8 heures chaque jour, avec ensuite une période statique de 3 à 4 jours. A la fin de cette période statique, les pièces du palier sont examinées pour ce qui concerne l. rouille et la corrosion.
Le test 2 processus Skefko était réalisé de la maniè- re suivante. La graisse est vérifiée dans un coussinet à ga- lets sphériques d'un diamètre de 2,4 pouces, qui fonctionne à 2500 tours par minute et est soumis une charge radiale de 851 Kg. Le test dure pendant 66% heures et aucune chaleur n'est appliquée au palier. Pour satisfaire au test, une graisse ne doit.montrer aucune détérioration indue de texture et le palier ne doit pas être usé et doit être en bon état à la fin du test.
Le test 3 processus Skefko était réalisé de la même manière que le test 2, sauf qu'il était d'une durée de 480 heures et que la température était élevée par phase jusqu'à un maximum de 115 C.
Dans le test Ransame et Parles horizontal, la graisse est vérifiée dans un palier à galets d'un diamètre de 4 pouces, fonctionnant à 200c tours par minute. Le palier de test est monté sur un arbre horizontal et est soumis à une charge radiale de 1000 livres. La durée de test est de 1000 heures et aucun
<Desc/Clms Page number 17>
chauffage n'est appliqué durant ce test,. Pour satisfaire au test, une graisse doit achever le test sans détérioration indue de texture et le palier ne doit pratiquement pas être usé . Aucune élévation de température indue (par exemple, non supérieure à 80 C) ne peut se produire durant le test.
Dans le test Ranseme et Maries vertical, la graisse est vérifiée dans un palier à billes de 3 pouces, monté sur un arbre vertical. Le palier est mis en fonctionnement à 1500 tours par minute avec une charge axiale appliquée de 600 livres.
Aucune chaleur n'est appliquée durant le test. La durée du test est de 1000 heures. Les exigences pour satisfaire un test sont sensiblement les mêmes que pour le test Ransome et '. ailes horizontal.
EMI17.1
Ri: INDICATIONS
1. Un procédé de préparation d'une suspension de par- ticules d'un solide soluble dans l'eau dans un milieu huileux, dans lequel une solution aqueuse du solide est émulsionnée avec un liquide huileux pour former une émulsion eau dans huile, en utilisant comme agent émulsionnant un produit d'oxydation de paraffine de pétrole, et l'émulsion est ensuite déshydratée.
<Desc / Clms Page number 1>
* Process for the preparation of suspensions of solids soluble in water in oily media. "---------------------------- ------------------------------------
The present invention relates to the preparation of suspensions of solids soluble in water in oily media, such as hydrocarbons, in which the solids are insoluble.
It is frequently desired to incorporate solids insoluble in oil but soluble in water in oily media, such as mineral lubricating oils and greases. For example, sodium nitrite at a concentration
<Desc / Clms Page number 2>
of about 2% by weight is currently frequently employed as a corrosion inhibitor in lubricating greases. To be effective as an inhibitor? corrosion and to eliminate any abrasive tendencies, the sodium nitrite crystals should be dispersed stably and should be xxxx very small particle sizes, preferably less than 5 microns.
The same considerations often also apply to dispersions of other water soluble solids in other oily media.
One method of obtaining a finely divided particle stage suspension is to employ large amounts of petroleum sulfonates as dispersing agents, but the compounds produced have been found to be very sensitive to the presence of water and, in the process. case of fats, tend to lose their structure.
Another method which has recently been proposed for this purpose is to emulsify an aqueous solution of the solid with an oily liquid to form a water-in-oil emulsion using an emulsifying agent capable of forming such an emulsion, and then heating the liquid. emulsion to drive away water. However, when the emulsifying agents suggested for this technique were used, for example sodium stearate, sodium hydroxystearate, basic calcium alkyl sulfonates and sodium alkyl sulfonate, there was obtained. bad dispersions with large dimensions of individual crystals.
We have now found that improved suspensions can be obtained by using particular materials as emulsifying and dispersing agents.
According to the invention, there is provided a process for preparing a suspension of particles of a water soluble solid in an oily medium, in which process an aqueous solution of the solid is emulsified with an oily liquid to form a water-in-oil emulsion, using as an emulsifying agent a petroleum paraffin oxidation product,
<Desc / Clms Page number 3>
followed by dehydration of the emulsion.
Petroleum paraffin oxidation products are well known and readily available materials which can be easily prepared by various known methods, for example by blowing air into petroleum paraffin at an elevated temperature in the presence of permanganate. potassium as a catalyst. The preferred oxidation products of petroleum paraffins are those which have saponification numbers in the range of 5 to 100 mg KOH / g. The oxidation products of paraffins can be obtained by oxidizing a paraffin wax, that is to say a paraffin obtained by dewaxing a distillate under vacuum or by oxidizing a residual paraffin (microcrystalline), that is to say the paraffin obtained by dewaxing a residue under deasphalted vacuum.
An improved process for the production of waste paraffin oxidation products, using a paraffin wax oxidation product as a catalyst for the oxidation reaction, is disclosed in another patent of the Applicant. Another improved method of producing oxidation products of residual paraffins using a catalyst containing lead soap for the oxidation reaction is also disclosed in another patent of the Applicant.
In carrying out the process of the invention, the paraffin oxidation product can be dissolved in the oily liquid and the aqueous solution can then be added.
The emulsion can be produced by mixed stirring, eg, rapid stirring, or by grinding, or by stirring and grinding. Dehydration of the emulsion can most conveniently be carried out by heating, for example at a temperature of 115-170 ° C. During dehydration by heating, it is advisable to continue stirring the emulsion to reduce the formation of foam or scum and prevent breakage
<Desc / Clms Page number 4>
of the emulsion.
The oily liquid can be a mineral oil, for example a lubricating oil, a residue or a kerosene. It can also be a vegetable oil, for example castor oil, or a synthetic oil, such as a diester, a polyglycol, a polyether or a synthetic oil containing a silicon. To produce a lubricating grease containing a suspension of a water soluble solid, a suspension of the solid in lubricating oil, prepared as described above, can be mixed with a grease.
The amount of para-fine oxidation product used is preferably 0.1 to 10%, especially 0.5 to 7.5% by weight of the oily liquid. In general, it is advantageous to use a fairly concentrated solution of the water soluble solid as this reduces the amount of water which must be removed from the emulsion.
A number of examples of the invention will now be described. Examples, emulsifying / dispersing agents used for paraffin oxidation products are referred to as A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M and N.
The preparation and the properties of the oxidation products A to M are given in the following table. The oxidation product N was an oxidized microcrystalline paraffin available commercially and having the following properties:
EMI4.1
<tb> <SEP> index of <SEP> saponification <SEP> 51 <SEP> mg <SEP> KOH / gr
<tb>
<tb> <SEP> acid index <SEP> 12 <SEP> mg <SEP> KOH / gr
<tb>
<tb> <SEP> point of <SEP> fusion <SEP> 975 C
<tb>
<tb> Freezing <SEP> point <SEP> <SEP> -188.5 F
<tb>
<Desc / Clms Page number 5>
BOARD
EMI5.1
<tb> Product <SEP> Prepared <SEP> to <SEP> by- <SEP> Catalyst <SEP> Product <SEP> of oxidation <SEP> of
<tb>
EMI5.2
dtoxy- tir of used paraffin dation 1 * 'l.b. r.l.
of pa- raffine ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯
EMI5.3
<tb> A <SEP> Paraffin, <SEP> point <SEP> 0.66% <SEP> dioxide <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 478
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<tb> of <SEP> take <SEP> 148 F <SEP> of <SEP> manganese
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<tb> MW <SEP> 492
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<tb> B <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 1% <SEP> linoleate <SEP> from <SEP> 2 <SEP> 16 <SEP> -
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<tb>
<tb>
<tb> crystalline, <SEP> manganese
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> melting point <SEP> <SEP> 0.1% <SEP> hydroxide
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> 80.2 C <SEP> MW <SEP> 728 <SEP> of <SEP> magnesium
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<tb> C <SEP> Like <SEP> B <SEP> 1% <SEP> stearate <SEP> of <SEP> 5 <SEP> 35 <SEP> -
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<tb> lithium
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1% <SEP> hydroxide
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<tb> D <SEP> Like <SEP> B <SEP> 1% <SEP> stearate <SEP> de- <SEP> 51 <SEP> -
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<tb> lithium
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6 <SEP> 65-
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<tb> lithium
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<tb> F <SEP> Like <SEP> B <SEP> 10% <SEP> product <SEP> 4 <SEP> 22-
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5 <SEP> 7-
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<tb> H <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 10% <SEP> product <SEP> 2 <SEP> 14 <SEP> -
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<tb> 31% <SEP> weight <SEP> of oil- <SEP> acid index <SEP>
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<tb> the <SEP> of <SEP> 3
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<tb> 1 <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 10% <SEP> product <SEP> 5 <SEP> 13 <SEP> -
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<tb> crystalline <SEP> oil <SEP> of oxidation <SEP> of
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<tb> leuse <SEP> containing <SEP>
paraffin <SEP> of a
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<tb> 38% <SEP> weight <SEP> of oil- <SEP> acid index <SEP>
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<tb> the <SEP> of <SEP> 156
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<tb> J <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 10% <SEP> stearate <SEP> of <SEP> 5 <SEP> 11 <SEP> -
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<tb> crystalline <SEP> hui- <SEP> lead
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<tb> leuse <SEP> containing
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<tb> 27% <SEP> weight <SEP> of oil
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<tb>
<tb>
<tb> the
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<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
<tb> TABLE <SEP> (continued)
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<tb> K <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 5% <SEP> stearate <SEP> of <SEP> 13 <SEP> 78 <SEP> -
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<tb> crystalline <SEP> hui- <SEP> lead
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<tb> leuse <SEP> containing <SEP> 5% <SEP> permanganate
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<tb> 18% <SEP> weight <SEP> of oil- <SEP> of <SEP> potassium
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<tb> the
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<tb> L <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 1% <SEP> stearate <SEP> of <SEP> 6 <SEP> 40 <SEP> -
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<tb> 14% <SEP> weight <SEP> of oil- <SEP> of <SEP> potassium
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<tb> M <SEP> Paraffin <SEP> micro- <SEP> 10% <SEP> product <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> -
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<tb> crystalline <SEP> oil <SEP> of oxidation <SEP> of
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<tb> leuse <SEP> containing <SEP> paraffin <SEP> of a
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<tb> 16% <SEP> poidd <SEP> of hui- <SEP> index <SEP> of acid
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> the <SEP> of <SEP> 156
<tb>
I.A. and I.S. - respectively acid number and saponification number in mg of KOH per gr.
P.M. molecular weight
The percentages given for the catalysts are d by weight based on the paraffin feed.
EXAMPLE 1
5 g of petroleum paraffin oxidation product were dissolved in 100 g of a grade 150/75 mineral lubricating oil (Redwood I viscosity at 140 F of 150 seconds and viscosity index of 75) by heating and moderate stirring.
15 g of sodium nitrite crystals were dissolved in 30 g of distilled water.
The oil / paraffin oxidation product solution then being gently stirred while the sodium nitrite solution was poured into the oil. The speed of the stirring using a laboratory type high speed dispersion device was then increased to a maximum and a thick water-in-oil emulsion was provided. This emulsion was then heated to 140-150 C to drive off water, while high speed stirring was continued, and the mixture was then allowed to cool to room temperature.
<Desc / Clms Page number 7>
atmospheric erosion with moderate agitation.
The experiment was carried out using the paraffin oxidation products A to N in turn. When examining the products under the microscope using polarized light, it was found that a fine uniform dispersion of cris - Sodium nitrite level was obtained in each case, the dimensions of the individual xxx particles being about 1 micron.
The previous experiments were repeated using an N-paraffin oxidation product as an emulsifying / dispersing agent and using, instead of 150/75 grade mineral lubricating oil, the non-mineral oils according to this (a. ) a / phenylpolysiloxane available commercially under the name MS 550; (b) castor oil; (c) a polyoxyalkylene glycol ether, commercially available as UCUN LB 1715 fluid; (d) octyl nonyl sebacate.
The inspection results on these four oils are given in the following table.
EMI7.1
<tb>
Fluid <SEP> Oil <SEP> Fluid <SEP> Séoaçate
octyl <tb> MS <SEP> 550 <SEP> UCON <SEP> <SEP>
<tb> ¯¯¯¯ <SEP> castor <SEP> LB <SEP> 1715 <SEP> nonyle
<tb>
<tb> Specific <SEP> weight <SEP> 60 F / 60 F <SEP> 1,070 <SEP> - <SEP> 1,003 <SEP> -
<tb>
<tb> Viscosity <SEP> kinematic <SEP> to <SEP> ù F, cs <SEP> - <SEP> - <SEP> 31.000 <SEP> -
<tb>
<tb> "<SEP>" <SEP> 100 F, "<SEP> 230 <SEP> 289.8 <SEP> 371 <SEP> 15.55
<tb>
<tb> n <SEP> n <SEP> 140 F, "<SEP> 90 <SEP> 84.05 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> "<SEP>" <SEP> 210 F, "<SEP> 25 <SEP> 19.82 <SEP> 55.3 <SEP> 3.93
<tb>
<tb> Viscosity <SEP> index <SEP> <SEP> 125 <SEP> 85 <SEP> 134 <SEP> 175
<tb>
<tb> cs = <SEP> centistokes
<tb>
In all the estas, a fine uniform dispersion of
<Desc / Clms Page number 8>
sodium nitrite crystals was obtained,
the dimensions of the individual particles being about 1 micron.
'EXAMPLE 2
25 g of the paraffin oxidation product D were dissolved in 500 g of lubricating oil of quality 150/75.
75 g of sodium nitrite were dissolved in 150 g of water.
The aqueous solution and the oil phase were mixed and emulsified by high speed stirring at a temperature of about 60 ° C, followed by a grinding phase. The water was then removed by heating to 140 ° C. to give a very fine dispersion.
EXAMPLE 3
Example 2 was repeated using four times the amounts given. Once again, a very fine dispersion was obtained.
EXAMPLE 4 Example 2 was repeated using 13 g of paraffin D oxidation product, instead of 25 g, the amounts of the other materials remaining mixed. One again obtained a very fine dispersion.
EXAMPLE 5
100 g of paraffin B oxidation product were dissolved in 2000 g of a lubricating oil of 15U / 75 quality.
300g of sodium nitrite was dissolved in 600g of distilled water and the aqueous and aqueous solutions are mixed using a high speed dispersion agent such as for for 5 minutes at a laboratory temperature / about 60 ° C, to form an emulsion which was then ground. The emulsion was heated to 140 ° C. with stirring and a good dispersion was obtained.
A tour of a lithium-based grease was then carried out in a known manner from:
<Desc / Clms Page number 9>
4.074 pounds of hardened castor oil (hydrogenated) 0.57 pounds of lithium hydroxide monohydrate 21 pounds of mineral lubricating oil (15U / 75 grade) (hardened castor oil is essentially tri-12-hydroxyst- glyceril arate)
When the fat had cooled to 80 ° C, the sodium nitrite dispersion (which had cooled to room temperature) was slowly drawn into the fat with constant agitation.
The product was then ground and deaerated to give a fat in which the concentration of NaNO2 was 2.2% by weight and the concentration of fine paraloxide product was 0.7% by weight. The inspection results on the product were as follows.
Penetration-unworked (IP 50/56) 238 mm / lU Penetration-worked
60 strokes (IP 5U / 56) 246 mm / 10 Penetration-worked 100,000 strokes (IP 50/56) 274 mm / 10 Dropping point (IP 31) 180 C Free acidity (IP 37/55) none Free alkalinity (IP 37 / 55) 0.90% Oil separation in storage at
25 C (IP 121/57) 0.1% by weight Melt test (DTD 825A) 1.7% by weight Penetration after 4 hours in a Shell Roll tester at room temperature (SMS 466) 249 mm / 10 Phetration after 4 hours in the Shell Roll tester at 100 C (SMS 466) 300 mm / 10 NaNO 2 particle size less than 5 Skefko corrosion test no rust observed.
EXAMPLE 6
A lithium-based grease was produced in the same way as in Example 5, using:
<Desc / Clms Page number 10>
Castor oil, hardened 405 gr
Lithium hydroxide monohydrate 57 gr
Mineral lubricating oil :, (quality 150/75) 2038 gr "Topanol" 0 (registered trademark) 15 gr ("Topanol" 0 is a commercially available oxidation inhibitor; it: was added at 100 C when the grease was in cooling).
When the fat had cooled to 80 ° C, the sodium nitrite dispersion of Example 4 was added slowly with stirring and the fat was then ground and deaerated to give a fat in which the concentration of NaNO2 was 2. , 5% by weight and the concentration of paraffin oxidation product, 0.4% by weight. The inspection results on the product were as follows.
Penetration-unworked (IP 50/56) 216 mm / 10
Penetration-worked, 60 strokes (IP 50/56) 212 mm / 10
Penetration-worked, 100,000 strokes (IP 50/56) 284 mm / 10
Penetration after 4 hours in the Shell Boll test device at rising temperature (SMS 466222 mm / 10
Penetration after 4 hours in the Shell Roll tester at 100 C (SMS 566 290 mm / 10
Dropping point IP 31) 180 C Free acidity (IP 37/55) none
Free alkalinity (IP 37/55) 0.76%
Oil separation in storage at 25 C (IP 121/67) none Melt test (DTD 825A)
none Dimensions of NaNO2 particles care of Skefko corrosion test no rust observed
EXAMPLE 7
100 g of paraffin E oxidation product were dissolved in 2000 g of lubricating oil of quality 150/75.
<Desc / Clms Page number 11>
340 g of sodium nitrite were dissolved in 550 g of water.
The oily and aqueous solutions were emulsified and the emulsion was dehydrated as in Example 5.
A lithium-based grease was produced in the same way as in Example 5 using:
Castor oil hardened 3 lives Lithium hydroxide monohydrate 0.42 lb Lubricating mineral oil (grade 150/75) 21 lb Topanol 0 0.15 lb
The fat was cooled to 40 ° C and the sodium nitrite dispersion was added slowly with stirring. The grease was crushed and a further 3 pounds of the same lubricating oil was added and stirred to adjust the consistency. The fat had a NaNO2 concentration of 2.28% by weight and a concentration of paraffin oxidation product of 0.67% by weight.
The inspection results were as follows: Penetration-unworked (IP 50/56) 278 mm / 10 Penetration-worked, 60 strokes (IP 50/56) 281 mm / 10 Dropping point (IP 31) 178 C Dimensions of NaN02 particles less than 5
The greases of Examples 5,6 and 7 containing sodium nitrite dispersions were all capable of being pumped easily through 200 mesh BSS screens.
The fat of Example 5 was stored for 2 months and no crystal growth or particle agglomeration was observed,
EXAMPLE 8
1 pound. of paraffin oxidation product N was dissolved in 15.8 pounds of mineral lubricating oil of
<Desc / Clms Page number 12>
quality 150/75 by heating and stirring. 3.8 lbs of sodium nitrite was dissolved in 9 ounces of water and the sodium nitrite solution was coarsely emulsified with the paraffin / zero solution by stirring in a fat kettle. This partial emulsion was passed through a colloid mill twice at an interval setting of 0.001 inch to produce a fine emulsion.
This emulsion was placed in a grease pot and heated rapidly with stirring to 140 ° C to drive off the water and leave a fine dispersion of sodium nitrite in the lubricating oil.
A lithium-based grease was then prepared in a known xxxxx manner from: Castor oil, hardened 15.9 pounds Lithium hydroxide monohydrate 2.2 pounds Mineral lubricating oil (grade 150/75) 119 pounds -Ó Phenyl / -naphthylamine 0.85 lb
When the fat and the dispersion had both cooled to room temperature, they were thoroughly mixed together to give a fat having the following formula as follows:
EMI12.1
<tb> Dispersion <SEP> Books <SEP>;
<SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> sodium <SEP> nitrite <SEP> 3.8 <SEP> 2.4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oxidation <SEP> product <SEP> of <SEP> paraffin <SEP> N <SEP> 1 <SEP> 0.63
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Haile <SEP> mineral <SEP> (quality <SEP> 150/75) <SEP> 15.8 <SEP> 9.96
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Base <SEP> <SEP> grease
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Castor <SEP> <SEP> oil <SEP> hardened <SEP> 15.9 <SEP> 10.03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> lithium <SEP> hydroxide <SEP> monohydrate <SEP> 2.2 <SEP> 1.39
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (quality <SEP> 150/75) <SEP> 119 <SEP> 75.55
<tb>
<tb>
<tb> -2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Phenyl (-naptylamine <SEP> 0.85 <SEP> 0,
54
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 158 <SEP> 55 <SEP> 100
<tb>
<Desc / Clms Page number 13>
EMI13.1
The inspection results and due performance on this grease were as follows: Penetration - unworked (IP 50/55) 255 mm / 10 Penetration-worked, 60 strokes
EMI13.2
(IP 50/56) 271: m / 10 Penetration-worked, 100,000 strokes (IP 50/56) 322 mm / 10 Test Shell Roll (SMS 466):
Penetration after 4 hours at room temperature (160 revolutions per minute) 296 mm / 10
Penetration after 4 hours at 100 C
EMI13.3
(160 t, p, m.) 336 = m / 10 Free acid (as oleic acid (IP 37/55) none Free alkali (as LiOH)
EMI13.4
(IF 37/55) 4.81;
b by weight Oil separation in storage at
25 C (IP 121/57) 1.15, by weight Melt test (DTD 825A) 4.4% by weight Sodium nitrite particle size 5 micron Corrosion test Skefko satisfied (no rust) process
EMI13.5
Test 2 IfFp4 / Skefko satisfied well Test 3 Skefko process satisfied well
EXAMPLE 9
A grease was made identically to Example 8, except that the amount and propulsions of the ingredients were different as shown below *
EMI13.6
Di ^ = T ¯.n Pounds-
EMI13.7
<tb> Nitrite.de <SEP> sodium <SEP> 0.75 <SEP> 2.40
<tb>
<tb> Oxidation <SEP> product <SEP> of <SEP> paraffin <SEP> N <SEP> 0.22 <SEP> 0.71
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (quality <SEP> 150/75) <SEP> 4.41 <SEP> 14,
14
<tb>
<tb>
<tb> Base <SEP> <SEP> grease
<tb>
<tb>
<tb> Castor <SEP> <SEP> oil <SEP> hardened <SEP> 4.075 <SEP> 13.05
<tb>
EMI13.8
Lithium ethyl oxide monohydrate 0.57 1.83
EMI13.9
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (quality <SEP> 150/75) <SEP> 21 <SEP> 67.32
<tb>
<tb> Ó-
<tb>
EMI13.10
Phenyl-7aaphthylamine 0.17 0.54
EMI13.11
<tb> 31,195 <SEP> 100
<tb>
<Desc / Clms Page number 14>
The inspection and performance results on these greases were as follows.
Penetration-not worked (IP 50/55 234 mm / 10 Penetration-worked, 60 strokes (IP 50/56) 232 mm / 10 Penetration-worked, 100,000 strokes (IP 50/56) 269 mm / 10 Test Shell Roll (SMS 466),
Penetration after 4 hours at room temperature (160 revolutions per minute) 239 mm / 10
Penetration after 4 hours at 100 C (160 rpm) 264 mm / 10 Free acid (in the form of oleic acid) (IP 37/55) none Free alkali (in the form of LiOH) (IP 37/55) 0.95, by weight Oil separation in storage at
25 C (IP 121/57) 0.1% by weight Melt test (DTD 825A) 1.4% by weight Sodium nitrite particle size <5 microns Corrosion test Skefko satisfied (no rust)
Test 2 Skefko process satisfied well Ransome and MaiZles horizontal test satisfied well Ransome and Marles vertical test satisfied well
It will be seen that not only the products of Examples 8 and 9 have the desired anti-rust properties, but also that their lubricating properties are excellent.
EXAMPLE 10
For comparison, a lithium-based grease was made in the same way as in Example 5, using the following ingredients: Mineral lubricating oil (grade 150/75) 85.2 by weight Castor oil, hardened 13 % by weight, in lithium hydroxide monhydridity 1.8% by weight
<Desc / Clms Page number 15>
Dr nitrite was not added. sodium.
The inspection results were as follows: Penetration-unworked (IP 50/56) 251 mm / 10 Penetration-worked, 60 strokes (IP 50/56) 238 mm / 10 Penetration-worked, 100,000 strokes ( IP 50/56) 289 mm / 10 Penetration after 4 hours in the test device
Shell Roll at room temperature (SMS 566) 251 mm / 1- Penetration after 4 hours in the test device
Shell Roll at 100 C (SMS 466) 336 mm / 10 Dropping point (IP 31) 189 C Free acidity (IP 37/55) none Free alkalinity (IP 37/55) 0.09% Oil separation at storage at
25 C (IP 121/57) 2.4% in weight Melt test (DTD 825A) 3,
9% in points Skefko corrosion test for heavy rust on all support parts
It appears from the previous results that the presence of sodium nitrite in a lithium grease can lead to a slight drop in the drop point, but this is not important with regard to the performance on equipment, and the dropping points of the equipment. Examples 5,6 or greases are as good as commonly sold lithium greases containing sodium nitrite.
The grinder or mill used in the preceding examples being of the Premier Colloid Paste Mill type which is a high speed grinder (3DOO revolutions per minute) in which the material to be ground is fed between a 5 inch / carborundum rotor and a carborundum stator the annular gap being variable up to 0.025 inch. 0.001 inch grinder gap was used to produce emulsions
<Desc / Clms Page number 16>
oil and sodium nitrite solution.
The Skefko corrosion test was carried out in an apparatus consisting essentially of a self-aligning, double row ball bearing track, 35 mm bore, provided with a pressed steel cage and housed in a bearing. This apparatus was operated at 80 revolutions per minute and without application of load. The bearing is filled with the grease subjected to the test and the housing is lined so as to form a cut around the bearing, 20 ml of water being introduced into this cut. The apparatus is put into operation (with water present) three days consecutively for 8 hours each day, followed by a static period of 3 to 4 days. At the end of this static period, the bearing parts are examined for l. rust and corrosion.
The Skefko process test 2 was carried out in the following way. The grease is checked in a 2.4 inch diameter spherical roller bearing, which operates at 2500 rpm and is subjected to a radial load of 851 Kg. The test lasts for 66% hours and no heat. 'is applied to the landing. To pass the test, a grease must not show any undue deterioration in texture and the bearing must not be worn and must be in good condition at the end of the test.
Skefko Process Test 3 was performed the same as Test 2, except that it was 480 hours in duration and the temperature was raised per phase to a maximum of 115 C.
In the horizontal Ransame and Parles test, grease is checked in a 4 inch diameter roller bearing, operating at 200c revolutions per minute. The test bearing is mounted on a horizontal shaft and is subjected to a radial load of 1000 pounds. The test time is 1000 hours and no
<Desc / Clms Page number 17>
heating is not applied during this test. To pass the test, a grease must complete the test without undue deterioration in texture and the bearing must be practically free of wear. No undue temperature rise (eg not greater than 80 ° C) may occur during the test.
In the Ranseme and Maries vertical test, grease is checked in a 3 inch ball bearing, mounted on a vertical shaft. The bearing is operated at 1,500 rpm with an applied axial load of 600 pounds.
No heat is applied during the test. The duration of the test is 1000 hours. The requirements for passing a test are much the same as for the Ransome and 'test. horizontal wings.
EMI17.1
Ri: INDICATIONS
1. A process for preparing a suspension of particles of a water soluble solid in an oily medium, wherein an aqueous solution of the solid is emulsified with an oily liquid to form a water-in-oil emulsion, by using as an emulsifying agent a petroleum paraffin oxidation product, and the emulsion is then dehydrated.