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JPS6132359B2 - - Google Patents
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JPS6132359B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6132359B2
JPS6132359B2 JP14142673A JP14142673A JPS6132359B2 JP S6132359 B2 JPS6132359 B2 JP S6132359B2 JP 14142673 A JP14142673 A JP 14142673A JP 14142673 A JP14142673 A JP 14142673A JP S6132359 B2 JPS6132359 B2 JP S6132359B2
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JP
Japan
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grease
soap
lithium
acid
mixture
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JP14142673A
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、高い滴点を有するリチウム石けん潤
滑グリースの製造に関する。リチウム石けんグリ
ースは、周知であつて多年の間広範囲にわたつて
使用されてきた。リチウム石けんグリースの主な
利点は、高い耐水性及びすべての種類の潤滑油基
材中におけるその分散容易性であつた。これらの
グリース用の増稠剤として使用されるリチウム石
けんは水酸化リチウム又は他のリチウム塩基を慣
用の高子量脂肪酸と反応させることによつて製造
できるけれども、ヒドロキシステアリン酸リチウ
ム及び関連ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんが
それらの大きい機械的安定性のために特に有用で
あつた。 例えば電車電動機の軸受の潤滑におけるように
高い滴点が必要とされるところにグリース組成物
の多への適用分野がある。かゝる電車電動機は、
現代のデイーゼル機関車を駆動するのに使用され
る。デイーゼル機関車のエンジンは直流を発生
し、次いでこれは、機関車の各車台の駆動軸及び
車輪組立体に直接に連動されている電車電動機を
駆動するのに使用される。単一の電車電動機は
200馬力を提供することができ、そしてこれは機
関車の全電動力の1/10又はそれ以上を構成しよ
う。これらの機関車の軸受は何等の保守なしに3
年ほどの期間作動するに必要とされ、そしてかゝ
る軸受は250〓程の高さの温度に達する。 こゝに本発明に従えば、600〓を越えた滴点を
有するリチウム石けんグリースは、個々の石けん
の別個の形成を包含する特定順序の工程を用いて
C12〜C24ヒドロキシ脂肪酸及びC2〜C12ジカルボ
ン酸から調製される。 モノカルボン酸とジカルボン酸との混合物から
のリチウム石けんグリースの調製は斯界では知ら
れているけれども、本発明は、例えば米国特許第
2898296号に教示される如き酸のエステルの使用
によるよりもむしろカルボン酸から600〓を越え
た滴点を持つグリースを直接製造するための方法
を提供するものである。また、米国特許第
2940930号はモノカルボン酸とジカルボン酸との
混合物から高滴点グリースを調製できることを教
示する。しかしながら、この特許に記載されるグ
リースを調製する際には、、グリコールを含ませ
ることも必要であつた。グリコールの存在は、そ
れがグリースを酸化しやすくし且つグリースの耐
水性をある用途には望ましくない程低くするの
で、望ましくないのである。本発明は、グリコー
ルを配合する必要性なしにヒドロキシ脂肪酸と脂
肪族ジカルボン酸との混合物からのグリースの製
造を可能にする。 もちろん、本発明のグリースの全石けん含量は
組成物をグリースコンシステンシーに増稠するの
に十分なものであり、そしてこれは普通には約2
〜約30重量%の範囲内で好ましくは約5〜20重量
%である。ジカルボン酸対ヒドロキシ脂肪酸の割
合は、ヒドロキシ脂肪酸1モル当りジカルボン酸
約0.2〜約1.0モルそして好ましくは約0.2〜0.8モ
ルの範囲内である。 本発明のグリースを調製する際に用いられるヒ
ドロキシ脂肪酸は約12〜24個又はより普通には約
16〜20個の炭素原子を有し、そしてこれは好まし
くはヒドロキシステアリン酸例えば9−ヒドロキ
シ、10−ヒドロキシ又は12−ヒドロキシステアリ
ン酸で、より好ましくは後者である。また、12−
ヒドロキシステアリン酸の不飽和形であつて9−
10位置に二重結合を有するリシノレイン酸も用い
ることができる。他のヒドロキシ脂肪酸として
は、12−ヒドロキシベヘン酸及び10−ヒドロキシ
パルミチン酸が挙げられる。 本発明のグリース中に使用されるジカルボン酸
は、2〜12個好ましくは4〜12個最も好ましくは
6〜10個の炭素原子を有する。かゝる酸として
は、しゆう酸、マロン酸、こはく酸、グルタル
酸、アジピン酸、スベリン酸、ペメリン酸、アゼ
ライン酸、ドデカン二酸及びセバシン酸が挙げら
れる。セバシン酸及びアゼライン酸が特に好まし
い。 本発明のグリース組成物を調製する際に用いら
れる潤滑油基材は、一般に使用される鉱油、合成
炭化水素油又は合成エステル油のどれであつても
よい。一般的には、これらの潤滑油は、210〓に
おいて約35〜200SUSの範囲内の粘度を有する。
グリースを調製する際に用いる鉱物性潤滑油基材
は、パラフイン系、ナフテン系及び混合基原油か
ら誘導されるすべての普通に精製された基油であ
つてよい。使用することのできる合成潤滑油とし
ては、ジ−2−エチルヘキシルセバケートの如き
二塩基性酸のエステル、テトラエチレングリコー
ルのC13オキソ酸ジエステルの如きグリコールの
エステル又は1モルのセバシン酸と2モルのテト
ラエチレングリコールと2モルの2−エチルヘキ
サノン酸とから形成されるものの如き錯エステル
が挙げられる。用いることのできる他の合成油と
しては、アルキルベンゼン例えばテトラプロピレ
ン又はエチレンとプロピレンとの共重合体による
ベンゼンのアルキル化からのアルキレート残油、
シリコーン油例えばエチルフエニルポリシロキサ
ン、メチルポリシロキサン等、ポリグリコール油
例えばブチルアルコールをプロピレンオキシドで
縮合することによつて得られるもの、カーボネー
トエステル例えばC8オキソアルコールをエチル
カーボネートと反応させて半エステルを形成し次
いでそれをテトラエチレングリコール等と反応さ
せることによつて得られる生成物の如き合成炭化
水素が挙げられる。他の適当な合成油としては、
ポリフエニルエーテル例えば約3〜7個のエーテ
ル結合及び約4〜8個のフエニル基を有するもの
が挙げられる(米国特許第3424678号のカラム3
を参照)。 本発明に従つて極めて高い滴点を持つグリース
を得るためには、潤滑油とC12〜C24ヒドロキシ脂
肪酸のリチウム石けんとの混合物を先ず調製し次
いでこの混合物にC2〜C12脂肪酸ジカルボン酸を
加え、そしてこれを、ジカルボン酸のリチウム石
けんとヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんとの間
の錯体の形成を確実にする条件下にそのジリチウ
ム石けんに転化せしめる。脂肪族ジカルボン酸を
ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんの存在下にリ
チウム塩基で中和しつつあるときには、2つの競
争反応が起りつゝあることを示す徴候がある。こ
れらの反応のうちの1つでは、ジカルボン酸又は
そのモノリチウム石けんはヒドロキシ脂肪酸のリ
チウム石けんの結晶格子に組み入れられ、これに
よつてそ構造は変更される。第二の競争反応は、
ジカルボン酸のそのジリチウム石けんへの転化で
ある。実験によれば、所望の錯体を得るためには
第一反応が第二反応よりも迅速に起るような条件
を維持しさえすればよいことが示される。反応の
相対速度を制御する主な因子としては、リチウム
塩基を加えてジカルボン酸をそのジリチウム石け
んに転化させるときの反応温度及び速度が挙げら
れる。かくして、水酸化リチウムの水溶液による
ジカルボン酸の中和の場合には、もし反応を約
190〓よりも低く例えば175〓で行うならば、錯化
反応は中和反応と比較して比較的遅く、そして高
滴点グリースを調製するためには水酸化リチウム
を極めてゆつくりと即ち長時間にわたつて段階的
に加えることが必要である。約215〓以上では、
錯化反応はずつと急速であり、そして特に潤滑油
とヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんとの混合物
に脱水処理を施したときには錯化反応に干渉する
のに十分なだけ急速な速度で水酸化リチウムる加
えることは実質上不可能である。 錯体を形成するのに好ましい条件としては、
175〜240〓、より好ましくは190〜240〓、最も好
ましくは210〜230〓の反応温度が挙げられる。ま
た、錯体の形成を促進するためには、次の工程の
うち少なくとも1つ、即ち(1)ジカルボン酸をその
ジリチウム石けんに転化する前にヒドロキシ脂肪
酸のリチウム石けんを実質上脱水すること及び、
(2)リチウム塩基の段階式添加によつてジカルボン
酸をそのジリチウム石けんに転化すること、を用
いるのが望ましい。 ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんは予め形成
して潤滑油媒体中に分散させ得るけれども、ヒド
ロキシ脂肪酸をリチウム塩基(これは一般には水
酸化リチウムである)で中和させることによつて
潤滑油中のその場所で該石けんを調製することが
一般にはより好都合である。石けんをその場所で
調製するときの通常の操作は、最終グリースに最
終的に配合しようとする潤滑油基材の全量の約1/
4〜約1/2をグリース釜に仕込み次いでヒドロキシ
脂肪酸を加えることである。脂肪酸と油との混合
物は、溶解作用を生ぜしめるのに十分なだけ例え
ば約180〜200〓で加熱される。次いで、水酸化リ
チウムの濃水溶液を普通には酸を中和するのに必
要とされる量よりも僅かに過剰の量で加えられる
が、この段階においての温度は通常約200〜210〓
である。この段階における水酸化リチウムの添加
速度は厳密なものではないけれども、グリースプ
ラントにおける設備によつてこれは30分〜約2時
間を必要としよう。この段階においてはジカルボ
ン酸の添加及びその後のジリチウム石けん、の中
和を行うことが可能であるけれども、ジカルボン
酸の完全中和を生ぜしめる前に2種の石けんの互
いの錯化を確実にするように中和を極めてゆつく
り又は段階式に行うことが必要である。従つて、
ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんをその場所で
製造したときには、ジカルボン酸の添加及びその
ジリチウム石けんへの転化を進める前に、潤滑油
とヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんとの混合物
の温度を先ず約250〜300〓の範囲内に上げて該混
合物の実質的な脱水即ち水の70〜100%の除去を
生ぜしめることが好ましい。この段階における実
質的な脱水はジカルボン酸の中和の間にその後の
錯化反応を促進することも分つた。実質的な脱水
を行つた後、混合物はできるだけ迅速に好ましく
は約230〜240〓に冷却されるが、この冷却速度は
主として時間を節約するためである。もちろん、
この段階においてより低い温度への冷却は可能で
あるが、しかしそれは通常必要でない。次いで、
ジカルボン酸を加え、混合物を短時間例えば10分
間撹拌して混合物全体に適当な分散を生ぜしめ、
次いで水酸化リチウムの濃水溶液を加えてジカル
ボン酸をそのジリチウム石けんに転化させる。通
常、この段階で加えられる水酸化リチウムの量
は、ジカルボン酸の両酸基を中和するのに理論的
に必要とされる量よりも僅かに過剰である。水酸
化リチウムの添加の間(通常、約30分〜2時間を
要する)、温度は普通には約210〜230℃好ましく
は約220〜230〓の範囲内に保たれる。水酸化リチ
ウムの水溶液からの水並びに反応で生じる水の蒸
発によつて生ぜしめられる冷却効果のために、十
分な熱を供給するという条件がつけば、約220〜
230〓の温度の維持が最つとも自動的である。 水酸化リチウムの全部を加えてジカルボン酸の
中和を完了させた後、グリース混合物の温度を上
昇させて脱水を行なう。通常、これは約280〜300
〓で行われる。グリース混合物の脱水後、温度を
更に約380〜400〓に上げそしてそれをそのレベル
で最適な石けん分散及び向上した収率を確保する
ように約10分〜1時間維持するのが好ましい。
380〜400〓へのこの温度上昇は、時間を節約し且
つ酸化を最少にするようにできるだけ迅速に行わ
れる。次いで、石けん材料はできるだけ迅速に冷
却されるが、この冷却は残りの量の潤滑油を混合
物中に配合することによつて補助される。混合
は、グリースが周囲温度に達するまで続けること
ができる。温度が約150〓に低下されたときに、
グリースに望まれる他のグリース添加剤を配合す
ることができる。次いでもしグリースを慣用グリ
ースミルに通すと、グリースは収率及び外観が幾
分向上され得る。適当なグリースミルとしては、
モアハウスミル(Morehouse−mill)、チヤーロ
ツテミル(Charlotte)及びガウリンホモジナイ
ザー(Gaulin homogenizer)、が挙げられる。 たいていの場合にはヒドロキシ脂肪酸石けん又
はジカルボン酸石けんのどちらかを形成する際に
使用される水酸化リチウムは飽和水溶液としてグ
リース釜に最つとも都合よく導入されるけれど
も、乾燥水酸化リチウムを使用することも可能で
ある。しかしながら、通常、平均的なグリース製
造プラントは水酸化リチウムをその形態で都合よ
く取扱うのに適当な設備を有しない。 通常、石けん形成段階の各々の間には酸の完全
中和に理論的に必要とされる量よりも僅かに過剰
の水酸化リチウムが使用されるが、この過剰は水
酸化ナトリウムとして表わされた遊離アルカリの
約0.2〜0.4重量%の範囲内である(ASTMD−
128)。しかしながら、これは本発明の臨界的な面
ではない。と云うのは、本発明の方法によつて石
けんが極めて僅かに酸側にあつてよいところの高
滴点グリースを作ることも可能であるからであ
る。 ヒドロキシ脂肪酸石けんの形成は、ジカルボン
酸石けんを製造する前に行われるべきであること
を理解されたい。もしこの工程を逆にすると、望
ましくないグリースがもたらされよう。 本発明の実施例 次の態様で、本発明に従つてグリースを調製し
た。 LCT−20基油として確認される基油(これ
は、100〓における315SUSの粘度及び67のVIを
有する溶剤精製しそしてハイドロフアイニングし
たナフテン系留出油であつた)333gをグリース
釜に仕込んだ。次いで、この油中に70g(0.233
モル)の12−ヒドロキシステアリン酸を温和な加
熱下に溶解させ次いで0.24モルの水酸化リチウム
を含有する濃水溶液を除々に加えると、この間に
温度は230〓に上昇した。水酸化リチウムの添加
後、温度を迅速に300〓に上昇させて石けん材料
を実質上脱水させた。次いで、混合物を迅速に約
205〓に冷却させた後に、24.13g(0.128モル)
のアゼライン酸を加えた。混合物を約10分間撹拌
した後、0.28モルの水酸化リチウムを含有する水
溶液を除々に加えてアゼライン酸をけん化する
と、その間に温度は230〓に上昇した。水酸化リ
チウムの添加は約45分を要した。水酸化リチウム
の全部を添加した時に、温度を300〓に上昇させ
そしてそれを1時間保持して脱水を完全にした。
次いで温度を迅速に390〓に上昇させ、そこでそ
れを約20分間保つた。しかる後、石けん材料を急
速に冷却しそして追加的な184gのLCT−20基油
及び316gのパラフイン系油を加えた。これらの
加えられた油部分は周囲温度にあり、かくして混
合物の急速な冷却に寄与した。このパラフイン系
油は、フエノール抽出及び十30〓流動点への溶剤
脱ワツクスによつてパラフイン系留出油から誘導
され、そして75の粘度指数及び210〓における
155SVSの粘度を有していた。グリースが約150〓
に冷却するまで撹拌を続け、そしてこの時にそれ
を慣用グリースミルで混練しそして室温に冷却さ
せた。最終グリースは、625〓の滴点及び77〓に
おける266ASTM単位の針入度を有していた。グ
リースの収率は10.1%であつた。グリース業界で
はよく理解されているように、最終グリースの全
重量の百分率として表わされる酸の全使用重量は
収率と称される。 比較例 1つの場合には本発明に従つた操作を用いてグ
リース組成物を調製したが、この場ではヒドロキ
システアリン酸リチウムを基油中で形成した後
に、混合物をアゼライン酸の添加次いでのジカル
ボン酸のそのジリチウム石けんへの転化前に300
〓に加熱して実質上完全な脱水を生ぜしめた。比
較の調製では、アゼライン酸を加えそしてそのジ
リチウム石けんに転化する前に石けん材料を全く
脱水させなかつた。各成分の割合は、2つの場合
において同じで次の如くであつた。
The present invention relates to the production of lithium soap lubricating greases with high dropping points. Lithium soap greases are well known and have been used extensively for many years. The main advantages of lithium soap grease have been its high water resistance and its ease of dispersion in all types of lubricating oil bases. Although the lithium soaps used as thickeners for these greases can be made by reacting lithium hydroxide or other lithium bases with conventional high molecular weight fatty acids, lithium soaps of lithium hydroxystearate and related hydroxy fatty acids are preferred. were particularly useful because of their great mechanical stability. There are many applications for grease compositions where high dropping points are required, for example in the lubrication of bearings in electric train motors. The electric train motor is
Used to power modern diesel locomotives. The engine of a diesel locomotive generates direct current, which is then used to drive a train electric motor that is coupled directly to the drive shaft and wheel assembly of each chassis of the locomotive. single electric train motor
It could provide 200 horsepower, and this would constitute 1/10 or more of the locomotive's total electric power. The bearings on these locomotives can be used without any maintenance.
It is required to operate for a period of about a year, and such bearings reach temperatures as high as 250°C. Thus, in accordance with the present invention, a lithium soap grease having a dropping point in excess of 600% is prepared using a specific sequence of steps involving the separate formation of individual soaps.
Prepared from C12 - C24 hydroxy fatty acids and C2 - C12 dicarboxylic acids. Although the preparation of lithium soap greases from mixtures of monocarboxylic and dicarboxylic acids is known in the art, the present invention is disclosed in, for example, U.S. Pat.
Rather than by the use of esters of acids as taught in US Pat. Additionally, U.S. Patent No.
No. 2,940,930 teaches that high dropping point greases can be prepared from mixtures of monocarboxylic and dicarboxylic acids. However, in preparing the grease described in this patent, it was also necessary to include glycols. The presence of glycol is undesirable because it makes the grease susceptible to oxidation and makes the water resistance of the grease undesirably low for some applications. The present invention allows the production of greases from mixtures of hydroxy fatty acids and aliphatic dicarboxylic acids without the need to incorporate glycols. Of course, the total soap content of the greases of the present invention is sufficient to thicken the composition to a grease consistency, and this is typically about 2
to about 30% by weight, preferably about 5 to 20% by weight. The ratio of dicarboxylic acid to hydroxy fatty acid is within the range of about 0.2 to about 1.0 moles of dicarboxylic acid and preferably about 0.2 to 0.8 moles of dicarboxylic acid per mole of hydroxy fatty acid. The hydroxy fatty acids used in preparing the greases of this invention are about 12 to 24 or more usually about
It has 16 to 20 carbon atoms and is preferably a hydroxystearic acid such as 9-hydroxy, 10-hydroxy or 12-hydroxystearic acid, more preferably the latter. Also, 12−
An unsaturated form of hydroxystearic acid, 9-
Ricinoleic acid having a double bond at the 10 position can also be used. Other hydroxy fatty acids include 12-hydroxybehenic acid and 10-hydroxypalmitic acid. The dicarboxylic acids used in the greases of the invention have 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. Such acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, pemeric acid, azelaic acid, dodecanedioic acid and sebacic acid. Particularly preferred are sebacic acid and azelaic acid. The lubricating oil base used in preparing the grease compositions of the present invention can be any of the commonly used mineral oils, synthetic hydrocarbon oils, or synthetic ester oils. Generally, these lubricating oils have a viscosity within the range of about 35 to 200 SUS at 210°.
The mineral lubricating oil base used in preparing the grease may be any commonly refined base oil derived from paraffinic, naphthenic and mixed base crude oils. Synthetic lubricating oils that can be used include esters of dibasic acids such as di-2-ethylhexyl sebacate, esters of glycols such as the C 13 oxo acid diester of tetraethylene glycol, or 1 mole of sebacic acid and 2 moles of sebacic acid. and 2 moles of 2-ethylhexanoic acid. Other synthetic oils that can be used include alkylate residues from the alkylation of benzene with alkylbenzenes such as tetrapropylene or copolymers of ethylene and propylene;
Silicone oils such as ethyl phenyl polysiloxane, methyl polysiloxane etc., polyglycol oils such as those obtained by condensing butyl alcohol with propylene oxide, carbonate esters such as those obtained by reacting C 8 oxo alcohol with ethyl carbonate to form half esters. Synthetic hydrocarbons such as the products obtained by forming and then reacting it with tetraethylene glycol and the like. Other suitable synthetic oils include:
Polyphenyl ethers include, for example, those having about 3 to 7 ether linkages and about 4 to 8 phenyl groups (column 3 of U.S. Pat. No. 3,424,678).
). In order to obtain a grease with an extremely high dropping point according to the invention, a mixture of lubricating oil and lithium soap of C12 - C24 hydroxy fatty acids is first prepared and then this mixture is added with C2 - C12 fatty acid dicarboxylic acids. and is converted to the dilithium soap under conditions that ensure the formation of a complex between the dicarboxylic acid lithium soap and the hydroxy fatty acid lithium soap. When an aliphatic dicarboxylic acid is being neutralized with a lithium base in the presence of a hydroxy fatty acid lithium soap, there are indications that two competing reactions are taking place. In one of these reactions, the dicarboxylic acid or its monolithium soap is incorporated into the crystal lattice of the hydroxy fatty acid lithium soap, thereby modifying its structure. The second competitive reaction is
The conversion of dicarboxylic acids to their dilithium soaps. Experiments have shown that it is only necessary to maintain conditions such that the first reaction occurs more rapidly than the second reaction in order to obtain the desired complex. The primary factors controlling the relative rate of the reaction include the reaction temperature and rate at which the lithium base is added to convert the dicarboxylic acid to its dilithium soap. Thus, in the case of neutralization of a dicarboxylic acid with an aqueous solution of lithium hydroxide, if the reaction is
If carried out at lower than 190〓, e.g. 175〓, the complexation reaction is relatively slow compared to the neutralization reaction, and to prepare a high dropping point grease the lithium hydroxide must be added very slowly, i.e. for a long time. It is necessary to add them in stages over a period of time. About 215〓 or more,
The complexation reaction is rapidly rapid, and especially when the mixture of lubricating oil and hydroxy fatty acid with lithium soap is dehydrated, lithium hydroxide is added at a rate rapid enough to interfere with the complexation reaction. This is virtually impossible. Preferred conditions for forming a complex include:
A reaction temperature of 175-240〓, more preferably 190-240〓, most preferably 210-230〓 is mentioned. Additionally, to promote complex formation, at least one of the following steps may be performed: (1) substantially dehydrating the hydroxy fatty acid lithium soap prior to converting the dicarboxylic acid to the dilithium soap;
(2) converting the dicarboxylic acid to its dilithium soap by stepwise addition of lithium base. Although lithium soaps of hydroxy fatty acids can be preformed and dispersed in the lubricating oil medium, the hydroxy fatty acids can be prepared at their location in the lubricating oil by neutralizing them with a lithium base (which is generally lithium hydroxide). It is generally more convenient to prepare the soap at Typical operations when preparing soaps in situ are approximately 1/1/2 of the total amount of lubricant base material that is ultimately intended to be incorporated into the final grease.
Pour 4 to about 1/2 of the oil into a grease pot and then add the hydroxy fatty acid. The mixture of fatty acids and oil is heated, for example at about 180 to 200 degrees centigrade, sufficient to produce a dissolving effect. A concentrated aqueous solution of lithium hydroxide is then added, usually in a slight excess of that required to neutralize the acid, and the temperature at this stage is usually about 200-210°C.
It is. The rate of addition of lithium hydroxide at this stage is not critical, but depending on the equipment at the grease plant, this may require from 30 minutes to about 2 hours. Although it is possible to carry out the addition of dicarboxylic acid and subsequent neutralization of the dilithium soap at this stage, it is necessary to ensure complexation of the two soaps with each other before causing complete neutralization of the dicarboxylic acid. Therefore, it is necessary to carry out the neutralization very slowly or in stages. Therefore,
When the hydroxy fatty acid lithium soap was manufactured in situ, the temperature of the lubricating oil and hydroxy fatty acid lithium soap mixture was first brought to about 250 to 300 °C before proceeding with the addition of the dicarboxylic acid and its conversion to the dilithium soap. It is preferred to increase the range to produce substantial dehydration of the mixture, ie, removal of 70-100% of the water. It has also been found that substantial dehydration at this stage promotes subsequent complexation reactions during dicarboxylic acid neutralization. After substantial dehydration, the mixture is cooled as quickly as possible, preferably to about 230-240°C, this cooling rate being primarily for time saving purposes. of course,
Cooling to a lower temperature is possible at this stage, but it is usually not necessary. Then,
adding the dicarboxylic acid and stirring the mixture briefly, e.g. 10 minutes, to create proper dispersion throughout the mixture;
A concentrated aqueous solution of lithium hydroxide is then added to convert the dicarboxylic acid to its dilithium soap. Typically, the amount of lithium hydroxide added at this stage is slightly in excess of the amount theoretically required to neutralize both acid groups of the dicarboxylic acid. During the addition of lithium hydroxide (which usually takes about 30 minutes to 2 hours), the temperature is normally maintained within the range of about 210-230°C, preferably about 220-230°C. Due to the cooling effect produced by the evaporation of water from the aqueous solution of lithium hydroxide as well as the water produced in the reaction, the
Maintaining a temperature of 230° is most automatic. After all of the lithium hydroxide has been added to complete neutralization of the dicarboxylic acid, the temperature of the grease mixture is increased to effect dehydration. Typically this is around 280-300
It is carried out at 〓. After dehydration of the grease mixture, it is preferred to further increase the temperature to about 380-400°C and maintain it at that level for about 10 minutes to 1 hour to ensure optimal soap dispersion and improved yield.
This temperature increase to 380-400° is done as quickly as possible to save time and minimize oxidation. The soap material is then cooled as quickly as possible, this cooling being assisted by incorporating the remaining amount of lubricating oil into the mixture. Mixing can continue until the grease reaches ambient temperature. When the temperature is reduced to about 150〓,
Other desired grease additives can be incorporated into the grease. If the grease is then passed through a conventional grease mill, the grease may be somewhat improved in yield and appearance. As a suitable grease mill,
Morehouse-mill, Charlotte and Gaulin homogenizers are mentioned. Although in most cases the lithium hydroxide used in forming either hydroxy fatty acid soaps or dicarboxylic acid soaps is most conveniently introduced into the grease kettle as a saturated aqueous solution, dry lithium hydroxide is used. It is also possible. However, the average grease production plant typically does not have adequate equipment to conveniently handle lithium hydroxide in that form. Typically, a slight excess of lithium hydroxide is used during each soap-forming step over that theoretically required for complete neutralization of the acid; this excess is expressed as sodium hydroxide. within the range of approximately 0.2-0.4% by weight of free alkali (ASTMD-
128). However, this is not a critical aspect of the invention. This is because by the method of the invention it is also possible to make high dropping point greases in which the soap may be very slightly on the acid side. It is to be understood that the formation of the hydroxy fatty acid soap should be performed prior to manufacturing the dicarboxylic acid soap. If this process were reversed, undesirable grease would result. EXAMPLES OF THE INVENTION Greases were prepared according to the invention in the following manner. 333 g of a base oil identified as LCT-20 base oil (which was a solvent refined and hydrofined naphthenic distillate with a viscosity of 315 SUS at 100 mm and a VI of 67) was charged to the grease kettle. is. Next, 70g (0.233
mol) of 12-hydroxystearic acid was dissolved under mild heating and then a concentrated aqueous solution containing 0.24 mol of lithium hydroxide was gradually added, during which time the temperature rose to 230°C. After the addition of lithium hydroxide, the temperature was rapidly raised to 300°C to substantially dehydrate the soap material. Then quickly stir the mixture to approx.
After cooling to 205〓, 24.13g (0.128mol)
of azelaic acid was added. After stirring the mixture for about 10 minutes, an aqueous solution containing 0.28 moles of lithium hydroxide was gradually added to saponify the azelaic acid, during which time the temperature rose to 230 °C. Addition of lithium hydroxide took approximately 45 minutes. When all of the lithium hydroxide was added, the temperature was raised to 300°C and held for 1 hour to complete dehydration.
The temperature was then rapidly raised to 390°C and held there for approximately 20 minutes. Thereafter, the soap mass was rapidly cooled and an additional 184 g of LCT-20 base oil and 316 g of paraffinic oil were added. These added oil portions were at ambient temperature, thus contributing to rapid cooling of the mixture. This paraffinic oil is derived from paraffinic distillate by phenolic extraction and solvent dewaxing to a pour point of 130〓 and a viscosity index of 75 and a
It had a viscosity of 155SVS. Grease is about 150〓
Stirring was continued until cooled to , at which time it was kneaded in a conventional grease mill and allowed to cool to room temperature. The final grease had a dropping point of 625〓 and a penetration of 266 ASTM units at 77〓. The yield of grease was 10.1%. As is well understood in the grease industry, the total weight of acid used, expressed as a percentage of the total weight of the final grease, is referred to as yield. Comparative Example In one case, a grease composition was prepared using a procedure according to the present invention, in which lithium hydroxystearate was formed in a base oil and then the mixture was treated with addition of azelaic acid followed by dicarboxylic acid. 300 before its conversion into dilithium soap
〓 produced virtually complete dehydration. In a comparative preparation, the soap material was not dehydrated at all before adding the azelaic acid and converting it to the dilithium soap. The proportions of each component were the same in the two cases and were as follows.

【表】 本発明に従つた調製は次の如くであつた。 グリース釜に基油を仕込み、そしてその油を約
180〓に加熱した後にそれに12−ヒドロキシステ
アリン酸を加えた。基油は、上に記載したLCT
−20基油であつた。次いで12−ヒドロキシステア
リン酸を約180〜200〓で水酸化リチウム28.25g
の熱飽和水溶液で中和し、次いで混合物を300〓
に1時間加熱することによつて脱水した。次いで
混合物を約230〓に冷却し、そしてアゼライン酸
を加えて数分間撹拌した。次いで水酸化リチウム
の第二部分(即ち31.5g)を熱飽和水溶液として
加えたが、混合物の温度は約215〜230〓に維持さ
れた。次いでグリースを300〓に加熱することに
よつて脱水した後、温度を390〓に上げ、それを
約30分間保つた。この段階において、示差熱分析
(これは、斯界に周知の操作である)によつて融
解潜熱を測定するために試料を採取した。 12−ヒドロキシステアリン酸を上記と同じ態様
で180〜200〓において水酸化リチウムで中和した
がしかしヒドロキシステアリン酸リチウムと油と
の得られた混合物には脱水工程を施こさないの
で、第二のグリース(比較グリースA)を調製し
た。その代わりに混合物を約210〓に加熱し、ア
ゼライン酸を加えて10分間撹拌し、そして水酸化
リチウムの第二部分(31.5g)を熱飽和水溶液と
して加えた。水酸化リチウムの全部を加えた後、
グリース混合物の温度を300〓に上昇させて実質
上完全な脱水を生ぜしめ、しかる後に混合物を
390〓に加熱しそしてそれを上記の調製における
ようにして30分間保つた。この段階において、示
差熱分析によつて融解潜熱を測定するために試料
を採取した。 上記の如くして調製した2つのグリースに融解
潜熱測定を施し、そしてそれらの滴点も測定し
た。得られた結果を以下に示す。
[Table] The preparation according to the invention was as follows. Pour base oil into the grease pot, and add approximately
12-Hydroxystearic acid was added to it after heating to 180°C. The base oil is the LCT listed above.
-20 base oil. Next, add 28.25 g of lithium hydroxide at about 180 to 200 μl of 12-hydroxystearic acid.
Neutralize with a hot saturated aqueous solution of
The mixture was dehydrated by heating for 1 hour. The mixture was then cooled to about 230°C and azelaic acid was added and stirred for several minutes. A second portion of lithium hydroxide (i.e., 31.5 g) was then added as a hot saturated aqueous solution while maintaining the temperature of the mixture at about 215-230°C. The grease was then dehydrated by heating to 300°, then the temperature was raised to 390° and held for about 30 minutes. At this stage, samples were taken to measure the latent heat of fusion by differential thermal analysis, a procedure well known in the art. 12-Hydroxystearic acid was neutralized with lithium hydroxide at 180-200°C in the same manner as above, but the resulting mixture of lithium hydroxystearate and oil was not subjected to a dehydration step, so a second A grease (comparative grease A) was prepared. Instead, the mixture was heated to about 210 °C, azelaic acid was added and stirred for 10 minutes, and a second portion of lithium hydroxide (31.5 g) was added as a hot saturated aqueous solution. After adding all of the lithium hydroxide,
The temperature of the grease mixture is raised to 300°C to produce virtually complete dehydration, and then the mixture is
Heat to 390° and hold it for 30 minutes as in the above preparation. At this stage, samples were taken to measure the latent heat of fusion by differential thermal analysis. The two greases prepared as described above were subjected to latent heat of fusion measurements and their dropping points were also determined. The results obtained are shown below.

【表】 上記結果から、本発明に従つて調製したグリー
スは、中間体脱水工程を行わずに且つ錯体形成を
促進するように段階式態様でアゼライン酸の中和
を生ぜしめる試みを行わないで調製したグリース
Aよりも高い滴点及び低い融解潜熱を有している
ことが分る。 ヒドロキシステアリン酸リチウムを唯一のグリ
ース増稠剤として用いてもう1つの比較グリース
Bを調製した。このグリースは次の成分を有して
いた。
[Table] From the above results, it can be seen that the grease prepared according to the present invention can be prepared without performing an intermediate dehydration step and without attempting to cause neutralization of azelaic acid in a stepwise manner to promote complex formation. It can be seen that it has a higher dropping point and lower latent heat of fusion than Grease A prepared. Another comparative Grease B was prepared using lithium hydroxystearate as the only grease thickener. This grease had the following ingredients:

【表】 このグリースを作るのに用いた操作は、上記の
比較調製における第一工程と実質上同じであつ
た。即ち、熱い基油に12−ヒドロキシステアリン
酸を約180〓で加えそして約180〜200〓で水酸化
リチウムの熱飽和水溶液で中和した。グリースを
300〓への加熱によつて脱水した後、示差熱分析
のための試料を取出した。グリースBについての
融解潜熱は7.83カロリー/gであつた。 上記の比較例によれば、本発明に従つて製造し
たグリースの場合には12−ヒドロキシステアリン
酸とアゼライン酸ジリチウムとの間に相互反応が
起こりそしてアゼライン酸ジリチウムが12−ヒド
ロキシステアリン酸リチウムの結晶格子に組み入
れられた状態になつてその結晶構造が変更され且
つ融解潜熱が下げられた徴候があることが示され
ている。本発明に従つて製造されない、即ち、条
件が錯体の形成を促進するようなものでない場合
のヒドロキシステアリン酸リチウム−アゼライン
酸ジリチウムグリース(比較グリースA)の場合
には、融解潜熱は6.79cal/gであつて、これはヒ
ドロキシステアリン酸リチウム増稠剤だけを含有
する比較グリースBの場合よりも極く僅かに低い
ものである。かくして、こゝでアゼライン酸ジリ
チウムがヒドロキシステアリン酸リチウムの結晶
格子に影響を与なかつたことが明らかである。ア
ゼライン酸ジリチウムそれ自体は500〓よりもか
なり上まで融解せず、かくしてアゼライン酸ジリ
ニウムの融解潜熱は関係しないことを理解された
い。 また、本発明のグリース組成物は、当業者によ
つて理解されるように種々の他の添加剤を含有す
ることもできる。かゝる添加剤としては、限定す
るものではないが、染料−フエニル−α−ナフチ
ルアミンの如き酸化防止剤、ジノニルナフタリン
スルホン酸バリウムの如き錆止め添加剤、臭気変
更剤、粘着性付与剤、極圧添加剤及び類似物が挙
げられる。
Table: The procedure used to make this grease was essentially the same as the first step in the comparative preparation above. Briefly, 12-hydroxystearic acid was added to the hot base oil at about 180° and neutralized with a hot saturated aqueous solution of lithium hydroxide at about 180-200°. grease
After dehydration by heating to 300 ml, samples were taken for differential thermal analysis. The latent heat of fusion for Grease B was 7.83 calories/g. According to the above comparative example, in the case of the grease prepared according to the invention, an interaction takes place between 12-hydroxystearic acid and dilithium azelate, and dilithium azelate forms crystals of lithium 12-hydroxystearate. It has been shown that there are signs that the crystal structure has been modified and the latent heat of fusion has been lowered by becoming incorporated into the lattice. In the case of a lithium hydroxystearate-dilithium azelaate grease (Comparative Grease A) not made in accordance with the present invention, i.e. where conditions are not such as to promote complex formation, the latent heat of fusion is 6.79 cal/ g, which is only slightly lower than for Comparative Grease B, which contains only the lithium hydroxystearate thickener. Thus, it is clear here that dilithium azelaate did not affect the crystal lattice of lithium hydroxystearate. It should be understood that dilithium azelaate itself does not melt much above 500ⓓ, and thus the latent heat of fusion of dilithium azelaate is not relevant. The grease compositions of the present invention may also contain various other additives as will be understood by those skilled in the art. Such additives include, but are not limited to, antioxidants such as dye-phenyl-alpha-naphthylamine, rust inhibitor additives such as barium dinonylnaphthalene sulfonate, odor modifiers, tackifiers, polar Includes pressure additives and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 多割合の潤滑油及びグリース増稠的割合の(a)
C12〜C24ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんと(b)
C2〜C12脂肪族ジカルボン酸のリチウム石けんと
の組合せ物を含み、しかも前記(a)1モル当り0.2
〜1モルの前記(b)が存在する高滴点潤滑グリース
の製造法において、 潤滑油とC12〜C24ヒドロキシ脂肪酸のリチウム
石けんとの混合物を調製し、この混合物にC2
C12脂肪族ジカルボン酸を加え、次いで前記混合
物を175〜240〓の範囲内に加熱しながら該混合物
に前記ジカルボン酸をそのジリチウム石けんに転
化するのに十分なリチウム塩基を段階的に添加
し、これによつて(a)と(b)との間で錯体を形成させ
る、各工程を含む高滴点潤滑グリースの製造法。 2 多割合の潤滑油及びグリース増稠的割合の(a)
C12〜C24ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けんと(b)
C2〜C12脂肪族ジカルボン酸のリチウム石けんと
の組合せ物を含み、しかも前記(a)1モル当り0.2
〜1モルの前記(b)が存在する高滴点潤滑グリース
の製造法において、 潤滑油とC12〜C24ヒドロキシ脂肪酸との混合物
にリチウム塩基を添加して該脂肪酸のリチウム石
けんを潤滑油中のその場所で形成し、得られた石
けん組成物を実質上脱水し、この脱水した石けん
組成物にC2〜C12脂肪族ジカルボン酸を加え、次
いで前記混合物を175〜240〓の範囲内に加熱しな
がら該混合物に前記ジカルボン酸をそのジリチウ
ム石けんに転化するのに十分なリチウム塩基を段
階的に添加し、これによつて(a)と(b)との間で錯体
を形成させる、各工程を含む高滴点潤滑グリース
の製造法。
[Claims] 1. Large proportion of lubricating oil and increasing proportion of grease (a)
C12 ~ C24 hydroxy fatty acid lithium soap and (b)
a combination of a C 2 -C 12 aliphatic dicarboxylic acid with a lithium soap, and 0.2 per mole of (a) above.
In the process of producing a high-drop lubricating grease in which ~1 mole of (b) is present, a mixture of a lubricating oil and a lithium soap of C12 to C24 hydroxy fatty acids is prepared, and to this mixture C2 to
adding a C 12 aliphatic dicarboxylic acid and then adding stepwise to the mixture sufficient lithium base to convert the dicarboxylic acid to its dilithium soap while heating the mixture to within the range of 175 to 240 °C; A method for producing a high dropping point lubricating grease, including each step of forming a complex between (a) and (b). 2 Large proportion of lubricating oil and grease with increasing proportion (a)
C12 ~ C24 hydroxy fatty acid lithium soap and (b)
a combination of a C 2 -C 12 aliphatic dicarboxylic acid with a lithium soap, and 0.2 per mole of (a) above.
A method for producing a high-drop point lubricating grease in which ~1 mole of (b) is present, in which a lithium base is added to a mixture of a lubricating oil and a C12 - C24 hydroxy fatty acid to form a lithium soap of the fatty acid in the lubricating oil. in situ, the resulting soap composition is substantially dehydrated, a C2 to C12 aliphatic dicarboxylic acid is added to the dehydrated soap composition, and the mixture is then reduced to within the range of 175 to 240 adding stepwise to said mixture with heating sufficient lithium base to convert said dicarboxylic acid to its dilithium soap, thereby forming a complex between (a) and (b); A method for producing high-drop point lubricating grease, including a process.
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