AT226864B - Hydraulische Flüssigkeit und Schmiermittel - Google Patents

Description

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  Hydraulische Flüssigkeit und Schmiermittel 
Die Erfindung bezieht sich auf Wasser-in-Öl-Emulsionen, die als hydraulische Flüssigkeit und als Schmiermittel geeignet sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf gegen Feuer widerstandsfähige hydraulische Flüssigkeiten, die innerhalb eines weiten Temperatur- und Druckbereiches stabil und gegen Unbrauchbarwerden gesichert sind. 



   Als für hydraulische Flüssigkeiten geeignete Emulsionen kennt man in der Technik Emulsionen, die verschiedene Seifen oder Salze oder Mischungen solcher Verbindungen enthalten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass Emulsionen dieser Art das Unbrauchbarwerden nicht verhindern können. Um diesen Nachteil zu vermeiden und verbesserte hydraulische Flüssigkeiten bzw. Schmiermittel zu erzielen, sind sogenannte gegen Qualitätsverminderung gesicherte hydraulische Flüssigkeiten in Emulsionsform entwickelt worden, die im wesentlichen aus Wasser-in-Öl-Emulsionen bestehen und als Emulgiermittel Metallsulfonate und/oder Metallphenolate sowie als die Qualitätsverminderung bzw. das Unbrauchbarwerden verhindernde Mittel wasserlösliche polymere Amide oder mit-Wasser mischbare Salze, wie Calciumnitrit, Calciumacetat oder mit Öl mischbare Chlorkohlenwasserstoff-Thiocarbonatester enthalten.

   Diese Stoffe sind, obwohl sie in beschränktem Mass wirksam sind, nicht vollständig befriedigend, u. zw. bezüglich der Beständigkeit der Emulsion sowie hinsichtlich der Verhinderung einer Qualitätseinbusse bei Anwendung hoher Temperaturen und Drücke in den hydraulischen Systemen. 



   Die Erfindung setzt sich zum Ziele, Wasser-in-Öl-Emulsionen zu schaffen, die als feuerbeständige hydraulische Flüssigkeiten und als Schmiermittel mit guten Stabilitätseigenschaften und hoher Qualitätssowie Korrosionsbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen und hohen Drücken geeignet sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung hydraulischer Flüssigkeiten mit guten Schmiereigenschaften, die keine schädliche Wirkung auf metallische oder nichtmetallische Teile der hydraulischen Systeme ausüben. 



   Diese und andere günstige Wirkungen werden im Rahmen der Erfindung durch eine Wasser-in-ÖlEmulsion erzielt, welche   20 - 45 Gew. -%   wässerige Phase, 55-80 Gew.-% einer Ölphase, vorzugsweise 
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 oder 2-4 Gew.-% folgender Stoffe enthalten :
1. Ein öllösliches, basisches, aromatisches Carbonsäuresalz eines Metalles der II.

   Gruppe des periodischen Systems mit einer Atomnummer von 12 bis 56 ;
2. ein öllösliches, basisches, organisches Erdalkalisulfonat und
3. ein Gemisch aus einer Komponente (a), bestehend aus einem organischen Sulfid der Formel 
 EMI1.2 
 in welcher Ar ein einkerniger oder mehrkerniger aromatischer Rest und R ein Alkylenrest, vorzugsweise 
 EMI1.3 
 rest oder ein polarer Rest, wie ein Halogen, eine Hydroxyl- oder Aminogruppe, x 0 oder   1,   y 0 bis 2 und z 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 2, ist, und aus einer Komponente (b), bestehend aus einem Teilester eines 

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 Alkanpolyols mit einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure, vorzugsweise mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen. 



   Die überraschende Entdeckung besteht in der Tatsache, dass die organischen Sulfide, welche als Hochdruckzusatzstoffe bekannt sind, in den vorliegenden Emulsionen als das Unbrauchbarwerden hindernde Zusatzstoffe wirken. Diese letztgenannten Eigenschaften sind bisher nicht bekanntgeworden. Es ist auch überraschend, dass diese Eigenschaft durch die Anwesenheit eines der vorstehend beschriebenen Partialester verstärkt wird, welche normalerweise weder in Öl noch in Emulsionen   qualitätserhaltende   Eigenschaften zeigen. 
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 Stearylsalicylsäure oder aus einem Gemisch von Alkylsalicylsäuren, in welchen die Alkylgruppen   8 - 30,   vorzugsweise 14 - 22 oder 18 - 22 Kohlenstoffatome enthalten. Die basischen Calciumsalze dieser Alkylsalicylsäuren werden besonders bevorzugt.

   Die hochbasischen Salze können beispielsweise nach den in den USA-Patentschriften Nr. 2, 409, 687 oder Nr. 2, 616, 910 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. 



   Aus der Gruppe der öllöslichen, basischen, organischen Erdalkalisulfonate werden Calcium- und Bariumerdölsulfonate bevorzugt. Geeignete Sulfonate umfassen die basischen Calcium-, Barium- und Magnesiumerdölsulfonate öllöslicher Erdölsulfonsäuren. Die Säuren sollen im Molgewichtsbereich von etwa 350 bis 550 liegen und vorzugsweise im Bereich von 400 bis 500. Andere Sulfonate umfassen die öllöslichen, basischen   Calcium-, Barium-und Magnesiumtetratert.-butylnaphthalinsulfonate, Dinonylnaphtha-   linsulfonate, Diwachsbenzolsulfonate,   Wachsphenolsulfonate   und Gemische solcher Verbindungen. 



   Unter dem Begriff "basisch", wie er hier in bezug auf die aromatischen Carbonsäuresalze und die Sulfonate verwendet wird, ist zu verstehen, dass die verwendete Menge von metallischem Neutralisationsmittel, z. B. Metalloxyd, Metallhydroxyd oder   Metallcarbonat,   im Überschuss gegenüber der stöchiometrisch zur Neutralisation der Carbonsäure   oder Sulfonsäure   unter Erzeugung des normalen   Salzes erforder-   lichen Menge vorliegt.

   Die überschüssige Basizität der Salze, die in Zusammensetzungen gemäss der Erfindung verwendet werden, soll von 25 bis 1000% und vorzugsweise von 50 bis 800% betragen. 
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 sulfid, Dimethyldibenzyldisulfid, Dimethylbenzyldi-, -tri-, -tetra- und -pentasulfid, Dichlordibenzyldisulfid, Hydroxybenzyldisulfid, Chlordinaphthyldisulfid und Gemische derselben, wobei besonders Dibenzyldisulfid und Dichlordibenzyldisulfid bevorzugt werden. 



   Die Teilester als Alkanpolyol und Fettsäuren wirken in Zusammensetzungen gemäss der Erfindung als Stabilisatoren und Aktivatoren der organischen Sulfide, als das Unbrauchbarwerden hindernde Mittel. Die Alkanpolyole umfassen Alkylenglykole,   z. B. Äthylen-oder   Propylenglykol, Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit, Sorbit und Mannit. Als Säuren für die Herstellung der Teilester aus irgendeinem der vorgenannten Alkohole eignen sich z. B. Laurin-, Myristin-, Stearin-,   Öl-,   Linol-,   Linolen- und Ricinolsäure.   



  Diese Teilester können in einer Menge von 0, 25 bis 3   Gel.-%,   vorzugsweise von 0, 5 bis   1, 5 Gew.-%,   berechnet auf die gesamte Emulsion, verwendet werden. 



   Spezifische Ester, die von einfachen Alkanpolyolen und langkettigen Fettsäuren abgeleitet sind, umfassen z. B. Glycerinmonooleat, Glycerinmonostearat, Glycerinmonoricinoleat,   Pentaerythritmono- und     - dilaureat, Pentaerythritmono-und-distearat,   Mono-, Di- und Triäthylenglykolmonooleat, Propylenglykolmonoricinoleat, Äthylenglykolmonooleat, Triäthylenglykolmonostearat, Sorbitmonolaureat, Man- 
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Eine als Gemisch A bezeichnete fertige Emulsion gemäss der Erfindung wurde hergestellt durch langsame Zugabe von 40% Wasser in einen Kessel, der je 1,2% öllösliches, basisches   Calciumerdölsulfonat   (180% Basenüberschuss) und öllösliches, basisches Calcium-C18-22 -alkylsalicylat (Basenüberschuss 200%),   0, 3%   Dibenzyldisulfid und 0, 6% Glycerinmonooleat,

   dispergiert in 56, 7% Mineralöl mit 100 SUS bei 37, 80C, nach Gewichtsprozent, berechnet auf die gesamte Emulsion, enthielt. Das gesamte Gemisch wurde durch eine Kolloidmühle geführt, in welcher es gerührt wurde, bis eine homogene Emulsion entstanden war. 



   Andere Mischungen, die ebenfalls als Beispiele für Emulsionen gemäss der Erfindung dienen können, sind die folgenden : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Gew. <SEP> -0/0, <SEP> berechnet
<tb> auf <SEP> Gesamtemulsion
<tb> Gemisch <SEP> B
<tb> Basisches <SEP> Calcium-Erdölsulfonat
<tb> (180% <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 
<tb> Basisches <SEP> Calcium-C <SEP> -Alkylsalicylat
<tb> (200% <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 
<tb> 2, <SEP> 6-Ditert.-butyl-4-methylphenol <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 
<tb> Phenyl-a-naphthylamin <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 
<tb> Dibenzyldisulfid <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 
<tb> Glycerinmonooleat <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> 
<tb> Gelber <SEP> Farbstoff <SEP> (der <SEP> Firma <SEP> Sandoz <SEP> Chem.

   <SEP> Co.) <SEP> 0, <SEP> 018
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 8 C) <SEP> 56, <SEP> 322 <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> 40
<tb> Gemisch <SEP> C
<tb> Basisches <SEP> Calcium-Erdölsulfonat
<tb> (180% <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 
<tb> Basisches <SEP> Calcium-C <SEP> -Alkylsalicylat
<tb> (50% <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 1. <SEP> 20 <SEP> 
<tb> 3, <SEP> 5-Ditert.-butyl-4-hydroxybenzylalkohol <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 
<tb> Phenyl-&alpha;

  -naphthylamin <SEP> 0,06
<tb> Dibenzyldisulfid <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 
<tb> Glycerinmonooleat <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> 
<tb> Gelber <SEP> Farbstoff <SEP> (der <SEP> Firma <SEP> Sandoz <SEP> Chem. <SEP> Co.) <SEP> 0, <SEP> 018
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80C) <SEP> 56, <SEP> 322 <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> 40
<tb> 
 

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 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Gew. <SEP> -0/0.

   <SEP> berechnet <SEP> 
<tb> auf <SEP> Gesamtemulsion
<tb> Gemisch <SEP> D
<tb> Basisches <SEP> Barium-Erdölsulfonat
<tb> (500/0 <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 2
<tb> Basisches <SEP> Barium-Cetylsalicylat
<tb> (25% <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 2
<tb> Dibenzyldisulfid <SEP> 1
<tb> Sorbitanmonooleat <SEP> 0,5
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> SoC) <SEP> 54,5
<tb> Wasser <SEP> 40
<tb> Gemisch <SEP> E
<tb> Basisches <SEP> Calcium-Dinonylnaphthalinsulfonat
<tb> (50% <SEP> überschüssige <SEP> Base) <SEP> 3
<tb> Basisches <SEP> Calcium-Diwachsbenzoat <SEP> 2
<tb> Dinaphthyldisulfid <SEP> 0,5
<tb> Glycerinmonostearat <SEP> 1.

   <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 8 C) <SEP> 53,5
<tb> Wasser <SEP> 40
<tb> 
 
Die ausserordentlich günstigen Eigenschaften, welche Gemische gemäss der Erfindung in bezug auf Verhinderung des Unbrauchbarwerdens und Beständigkeit der Emulsion aufweisen, sind in Tabelle I zusammengestellt. Die qualitätswahrenden Eigenschaften wurden mittels einer Vickers Flügelpumpe (Modell V-104-A) durch Umlauf der Testflüssigkeit unter den in Tabelle I angegebenen Arbeitsbedingungen bestimmt. Die Emulsionsbeständigkeit der verwendeten Flüssigkeit wurde durch Messung der nach einer Lagerung bei   600C   abgetrennten Wasser- und Ölmenge ermittelt. 

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  Tabelle 1 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Mischung <SEP> B <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> Öl <SEP> Wasser <SEP> Öl <SEP> Wasser <SEP> Öl <SEP> Wasser <SEP> Öl <SEP> Wasser <SEP> Öl <SEP> Wasser
<tb> Emulsionsstabilität <SEP> bei <SEP> 60 C
<tb> Abscheidung <SEP> in <SEP> Vol.-%(nach <SEP> einer <SEP> Arbeitsperiode <SEP> von <SEP> 700 <SEP> h) <SEP> vollständige
<tb> nach <SEP> 20tägiger <SEP> Lagerung <SEP> 12 <SEP> wenig <SEP> 13 <SEP> wenig <SEP> 49 <SEP> wenig <SEP> 50 <SEP> wenig <SEP> Trennung
<tb> Pumpen-Verschleiss-Test
<tb> Gesamtverschleiss <SEP> von <SEP> Schaufel <SEP> und <SEP> Ring
<tb> g/1000 <SEP> h
<tb> 700-126, <SEP> 5 <SEP> kg/cm2 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 2, <SEP> 90 <SEP> versagt <SEP> versagt
<tb> 
 
 EMI5.2 
 + 0, 018% gelber Farbstoff Mischung   2   :

   1,2% basisches Calcium-Erdölsulfonat + 1,2% basisches Calcium-C18-22-Alkylsalicylat + 0,3% Dibenzyldisulfid + 0,3% 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol + 0, 06%   Phenyl-&alpha;-naphthylamin   + 56,922% Mineralöl + 40% Wasser + 0,018% gelber Farbstoff 
 EMI5.3 
 
57, 222% Mineralöl+ 1,2% basisches   Calcium-C-Alkylsalicylat   + 0,3% 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol + 0, 06%   Phenyl-&alpha;-naphthlamin   + 0, 018% gelber Farbstoff + 40% Wasser Mischung 4 : 54% Mineralöl + 1,2% basisches Calcium-Erdölsufonat + 1,2% basisches 
 EMI5.4 
 

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   Das Weglassen vonGlycerinmonooleat ausGemischB oder die Einführung anderer Ester in Gemisch B, wie Methyloleat oder Trikresylphosphat, führt zu Mischungen von schlechter Stabilität und geringer Verschleisshinderung. Auch das Weglassen von Dibenzyldisulfid aus der Mischung B führt zu übermässiger Abnutzung bzw. Qualitätseinbusse der hydraulischen Systeme. 



   Gemische gemäss der Erfindung sind besonders geeignet zur Anwendung in Dieselmotoren, in Spritzgussmaschinen, in Kokillengussmaschinen, in Walzstahlvorrichtungen, wie Auszugsvorrichtungen für Koks, für Rohrkupplungsdichtungen, Regelmechanismen für Verbrennungen, Pressvorrichtungen für plastische Massen,   Glasblasmaschinen u. dgl.   



     PATENTANSPRÜCHE   : 
 EMI6.1 
 vorzugsweise 0, 1-5%   1)   eines öllöslichen, basischen, aromatischen Carbonsäuresalzes mit einem Metall der II. Gruppe des periodischen Systems, welches eine Atomnummer von 12 bis 56 aufweist ;
2) eines öllöslichen, basischen, organischen Erdalkalisulfonats und
3) eines Gemisches aus einer Komponente (a), bestehend aus einem organischen Sulfid der Formel 
 EMI6.2 
 in welcher Ar ein einkerniger oder mehrkerniger aromatischer Rest, R ein Alkylenrest, R ein   C-bisC-   Alkyl-oder-Cycloalkylrest oder ein polarer Rest, x 0 oder   1,   y 0 bis 2 und z 1 bis 4 ist, und aus einer Komponente   (b),   bestehend aus einem Teilester eines Alkanpolyols mit einer Fettsäure, wobei alle Prozentsätze Gewichtsprozente, bezogen auf die Gesamtemulsion, bedeuten.

Claims (1)

1. 2. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel 1 ein Erdalkalisalz, wie basisches Calcium-C .--Alkylsalicylat, ist.

   3. Emulsion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff 2 ein basisches Calciumerdölsulfonat ist.

   4. Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (a) der Formel EMI6.3 EMI6.4 bzw. ein Hydroxyl- oder Aminrest ist, während y 0 oder 1 und z 1 oder 2 sind.

   5. Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (a) ein Arylsulfid, wie Dibenzyldisulfid, ist.

   6. Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (b) ein Teilester aus einem Alkanpolyol und einer Fettsäure mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen ist, wie Glycerinmonooleat. EMI6.5