Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittels Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittels mit verbesserten Schmiereigenschaften.
Es ist bereits bekannt, Dispersionen Molybdändi- sulfid einzuverleiben. Bis anhin war es jedoch nicht möglich, mehr als eine geringe Proportion Molybdändi- sulfid enthaltende beständige Dispersionen zu erzielen, ohne oberflächenaktive Mittel als Stabilisatoren zu ver wenden. Es war übrigens nicht möglich, Molybdändi- sulfid enthaltende Fette herzustellen.
Es wurde nun gefunden, dass unter Verwendung von Molybdändisulfid als Verdickungsmittel Schmier fette hergestellt werden können.
Es wurde nun ebenfalls gefunden, dass sehr bestän dige Dispersionen mi; ausgezeichneten Schmiereigen schaften unter Verwendung von NIolybdändisulfid allein hergestellt werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schmiermittel, das auf einem Mineral- oder syntheti schen Basisschmieröl beruht und ein nachstehend defi niertes oleophiles Xlol; bdändisulfid in einer Menge von bis zu 50 Gew.";'o, bezogen auf die Gesamtmi schung enthält.
Oleophiles Alolybdtindisulfid Das erfindungsgemäss zu verwendende oleophile Molybdändisttlfid wird durch Mahlen von natürlichem oder synthetischem Molybdändisulfid in einer organi schen Flüssigkeit von geringer Viskosität und niedriger Oberflächenspannung hergestellt. Aus Bequemlich keitsgründen wird das auf diese Weise erzeugte Molyb- dändisulfid nachstehend oleophiles Molybdändisulfid genannt, um es vom nicht behandelten Ausgangsma terial ztt unterscheiden.
Im Gegensatz zum nicht be handelten Ausgangsmaterial hat oleophiles Molyb- dändisulfid eine merkliche Tendenz, n-Dotriacontan besser als n-Butanol zu adsorbieren. Sowohl natür liches als auch synthetisches Molybdändisulfid ist be kannt und leicht erhältlich. Ein Beispiel eines natür lichen hlo!\ bdiiiidisulfid ist dasjenige, das von Acheson Colloids unter der Bezeichnung Dag 325 geliefert wird.
Befriedigende Produkte können durch Vermahlen in den meisten organischen Flüssigkeiten erzielt wer den, doch ist es wünschenswert, eine Flüssigkeit zu verwenden, deren Grossteil sich aus dem oleophilen Molybdändisulfid nach dem Mahlen leicht entfernen lässt.
Daher verwendet man solche organische Flüssig keiten, die unter 500 C sieden und bei 38 C eine Viskosität von weniger als 600 centistokes, eine Ober flächenspannung von weniger als 72 dynlcm, vorzugs weise von 10 bis 40 dynlcm, bei 25 C, sowie eine durch Adsorption von Stickstoff bestimmte Gesamt oberfläche von 20 bis 400, vorzugsweise 30 bis 200 m','g, aufweisen.
Geeignete organische Flüssigkeiten sind Kohlen- w-asserstoffe mit einem geringen Molekulargewicht, ein- schliesslich gradkettiger oder verzweigtkettiger, gesät tigter oder ungesättigter Alkylverbindungen, gesättigter oder ungesättigter, substituierter oder unsubstituierter Cycloalkylverbindungen, und substituierter oder unsub- stituierter aromatischer Verbindungen.
Beispiele sol cher A'erbindungen sind n-Heptan, Octen-2, 2,2,4-Tri- methyIpentan, Cyclohexan, Benzol und Toluol. Beson ders bevorzugt werden verzweigtkettige Alkylverbin- werden.
dungen. Andere geeignete organische Flüssigkeiten sind diejenigen Verbindungen, die Fluor, Chlor oder Phos phor und Chlor enthalten. wie z. B. Tetrachlorkohlen- stoff.
Weitere geeignete organische Flüssigkeiten sind die polaren Sauerstoffverbindungen, wie z. B. Isopropylal- koliol. Siliconflüssigkeiten können ebenfalls verwendet werden.
Ein niedriges Molekulargewicht aufweisende Koh- lenwasserstoffe, wie z. B. Propan, Butan und Pentan, können unter Druck als Mahlflüssigkeit verwendet werden.
Um die besten Ergebnisse zu erzielen, darf die N';enge LIolybdändisulfi(1 ini Gemisch des l\fol),bdändi- sulfids und der organischen Flüssigkeit 50 Gew.o/o nicht übersteigen; vorzugsweise sollte sie 2 bis 20 Gew.o/o betragen.
Das Mahlen kann in irgend einer geeigneten Mühle oder Mahlvorrichtung ausgeführt werden; es sollte vor zugsweise fortgesetzt werden, bis ein oleophiles Molyb- dändisulfid mit einer (durch die Adsorption von Stick stoff bestimmten) Oberfläche von vorzugsweise 30 bis 200 m -/g erzielt wird. Dies kann gewöhnlich .erzielt werden, indem während der erforderlichen Zeitdauer bei normaler Temperatur gemahlen wird, doch kann die Temperatur des Gemisches gegebenenfalls z. B. bis zu 400 C künstlich erhöht werden. Dabei verwendet man vorzugsweise Mineralschmieröle wie Spindelöle und höher siedende Öle.
Eines der schnellsten und wirksamsten Verfahren besteht darin, das Mahlen in einer Schwingmühle vor zunehmen.
Beim Mahlen ist es erwünscht, Luft soweit als möglich auszuschliessen; dies lässt sich am leichtesten dadurch erreichen, dass die Mühle zuerst mit der orga nischen Flüssigkeit und dann mit den Kugeln und dem Molybdändisulfid beschickt wird. Ein zweckmässiges Verfahren besteht darin, die Mühle mit der Flüssigkeit und der Hälfte der Kugeln und dann mit dem Molyb- dändisulfid und schliesslich mit den übrigen Kugeln zu beschicken. Ein solches Mahlverfahren kann als ge schlossenes System bezeichnet werden.
Bei Verwendung einer Kugelmühle ist es natürlich wünschenswert, Kugeln aus einem Material, das mit dem Molybdändisulfid nicht reagiert und sich beim Mahlen nicht ungebührend abnutzt, zu verwenden. Schwingmühlen weisen gewöhnlich Stahlkugeln auf, die sich für den vorliegenden Zweck gut eignen. Es wird besonders bevorzugt, für die Kugeln und die Mahl mühle eine harte Stahlsorte zu verwenden.
Wenn erwünscht, kann ein magnetischer Filter ver wendet werden, um feine Stahlteilchen zu entfernen, die in der beim Mahlen entstehenden Aufschlämmung vorkommen können. Es kann auch ein Umlaufsystem verwendet werden, bei dem die Aufschlämmung durch einen äusseren magnetischen Filter gepumpt und dann zur Mühle zurückgeführt wird. Das Umlaufsystem kann halbkontinuierlich betrieben werden, wobei die Aufschlämmung nach der Mahlperiode herausgepumpt und dem System frisches Material beigefügt wird.
Eine geeignete Schwingmühle wird von der Firma Pilamec Limited hergestellt und unter dem Namen < < %aegapact verkauft.
In einer Anfangsstufe kann die beim Nfahlen er zielte Aufschlämmung von oleophilem Molybdändisul- fid durch Sieben oder Verdrängung der Nfahlflüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit und dann Sieben von den Mahlkugeln abgetrennt werden.
Wenn beim Mahlen eine organische Flüssigkeit mit einem verhältnismässig hohen Siedepunkt verwendet wird, kann es wünschenswert sein, diese Flüssigkeit durch eine solche zu verdrängen, die einen niedrigen Siedepunkt aufweist. Diese letztere Flüssigkeit kann durch Sieben entfernt werden. Es wird vorgezogen, ein kräftiges Sieden anzuwenden.
Es ist ebenfalls möglich, die Aufschlämmung zu fil trieren, um einen aus dem oleophilen Molybdändisulfid bestehenden Filterkuchen zu erzielen.
Im einen wie im anderen Fall wird es vorgezogen, die letzten Spuren Mahlflüssigkeit oder Verdrängungs flüssigkeit zu entfernen, indem das oleophile Molyb- dändisulfid mehrere Stunden in einem Vakuum z. B. auf 100 C und bei 1 mm H? erhitzt wird.
In einer Alternative, die unter gewissen Umständen bevorzugt wird, wird die Mahl-oder die Verdrän gungsflüssigkeit nicht aus dem oleophilen Disulfid ent fernt, der in der Aufschlämmung zurückbleibt.
Dieses Vorgehen wird am meisten bevorzugt, wenn die Mahl- flüssigkeit uwh ,als .Basisöl verwindet -.erden ikarm. Für weitere Einzelheiten betreffend der Herstellung von,oleophilem .rlioly.bdänsulfid vergleiche das schwei- zerische Patent Nr. 486 393.
<I>Das</I> Basisöl Das Basisöl kann ein Mineralöl oder ein syntheti- schs Öl sein.
Geeignete Mineralöle sind raffinierte Mineralöle, die aus Erdöl erzielt werden, wie z. B. diejenigen, die eine Viskosität von 2 bis 50 centistokes und vorzugs weise eine solche von 4 bis 40 centistokes bei 99- C aufweisen.
Zu den synthetischen Schmierölen gehören organi sche Ester, Polyglycoläther, Polyphenyläther, fluorierte Kohlenwasserstoffe, Silicatester, Siliconöle und Gemi sche davon.
Die wichtigste Klasse von synthetischen Ölen bilden die flüssigen organischen Polyester, insbesondere die neutralen Polyester, die bei 99 C eine Viskosität von 1 bis 30 centistokes aufweisen. Unter Polyester ver steht man Ester, die zum mindesten zwei Esterbindun- gen pro Molekül aufweisen. Unter neutral versteht man ein vollständig verestertes Produkt. Zu den geeig- rieten Polyestern gehören flüssige Diester aliphatischer Dicarbonsäuren und einwertiger Alkohole (z.
B. Dioc- tylsebacat, Dinonylsebacat, Octylnon)7lsebacat und die entsprechenden Azelate und Adipate), flüssige Diester aliphatischer Dicarbonsäuren und Phenole (z. B. dieje nigen, die in den britischen Patenten Nr.<B>1</B>044 550, 1 044 883, 1 058 906 und 1 059 955 beschrieben wer den) und komplexere Polyester (z. B, diejenigen, die in den britischen Patenten Nr. 666 697, 743 571, 780 034,<B>861962,</B> 933 72<B>1</B>, 971 901 und 986 068 be schrieben werden).
Schrniermittel gemäss <I>Verfahren der vorliegenden Er-</I> <I>f</I> indcing Die erforderliche Menge an oleophilem Molybdän- disulfid zum Verdicken des Basisöls hängt von der Natur des Öls und der erforderlichen Konsistenz des Schmiermittels ab. Für die meisten Zwecke wird eine Menge von bis zu 20 Gew.o'o, auf das erzielte Schmier mittel bezogen, verwendet.
Das oleophile Molybdändisulfid kann einem Öl nach verschiedenen Verfahren einverleibt werden. Es wird bevorzugt, das oleophile nlolybdändisulfit einem Öl unmittelbar nach dem Mahlen einzuverleiben. Wird das oleophile 11,lolybdändisulfid jedoch einige Zeit vor der Einverleibung hergestellt, so wird es vorgezogen, es in einem luftdichten Behälter aufzubewahren. Es kann auch in Form einer Aufschlämmun' aufbewahrt wer den.
Folgende Beispiele zeigen Verfahren, nach denen das Schmiermittel hergestellt werden kann: a) Die Mahlflüssigkeit wird von der beim Mahlen erzeugten Aufschlämmung von oleophilem Molybdän- disulfid abfiltriert. Der erzielte Filterkuchen wird ge mahlen, z. B. indem er durch eine Kolloidmühle ge- riihrt wird, und das dab"i entstandene Pulver wird mit dem t51 durch Rühren vermischt.
Das dabei erzeugte Fett wird durch Kolloidmahlen fertig gestellt.
b) Die Mahlflüssigkeit wird von der Aufschläm- mung von oleophilem Molybdändisulfid rasch abge- siebt, um die Bildung eines Kuchens zu vermeiden. Das erzielte Pulver wird durch Rühren mit dem öl ver- mischt und das Fett durch Kolloidmahlen fertig ge stellt.
c) Der Aufschlämmung vor. oleophilem Molybdän- disulfid wird Basisöl beigefügt, und die Mahlflüssigkeit wird abdestilliert.
d) Der Aufschlämmung von oleophilem Molybdän- disulfid wird Basisöl beigefügt, und das Gemisch wird durch einen Homogenisator (z. B. vom Typ Manton- Gaulin) geführt, so dass Temperaturen bis zu oder über 140 C erreicht werden. Die Temperatur muss ge nügend hoch sein, um die Mahlflüssigkeit abzutreiben.
e) Das Fette kann auch unmittelbar hergestellt wer den, indem das hlolybdändisttlfid im Basisöl für das Fett gemahlen wird. Beim Mahlen kann eine erhöhte Temperatur von bis zu 400 C verwendet \verden.
Die Schmiermittel gemäss Verfahren der vorliegen den Erfindung haben einen bemerkenswert hohen Tropfpunkt. Wenn dieser Tropfpunkt gemäss den Stan dardverfahren IP oder ASTM gemessen wird, so wird festgestellt, dass er über 400 C liegt: solche Schmier fette werden als unschmelzbar bezeichnet und sind nach herkömmlichen Verfahren schwer herzustellen. Durch Verwendung sorgfältig gewählter Basisöle, wie z. B. synthetischer Öle mit einer hohen Oxydations- und thermischen Beständigkeit, können Schmierfette erzeugt werden, die eine einzigartige Kombination von Eigenschaften aufweisen.
Wenn als Basisöle Mineralöle verwendet werden, weisen diese Fette eine gute Oxydations- und mechani sche Beständigkeit bei Temperaturen von bis zu etwa 130 bis 140e C auf. Für über diesem Bereich liegende Temperaturen können synthetische Basisöle verwendet werden. Für strengere Betriebsbedingungen können auch Antioxydantien zugesetzt werden. Den Fetten können auch '%liskositätsindexv:rbesserer, Metallentak- tivatoren, Antikorrosionsmittel usw. beigefügt werden. Auch Belastungszusatzstoffe können den Fetten beige fügt werden.
Eigenschaften <I>von Schmiermitteln</I> gemäss <I>Verfahren</I> <I>der</I> t-orliegettden <I>Erfindung</I> Es wurde festgestellt, dass die Fette gemäss der vorliegenden Erfindung unschmelzbar sind, d. h., dass sie (unter Verwendung des Versuchs IP 31 oder des ASTM-Verfahrens D 566-=12) bei Temperaturen bis zu 400 C keinen Tropfpunkt zeigen. Es zeigte sich, dass die Kombination von temperaturbeständi gen synthetischen Basisölen, wie z.
B. Polyphenyl- äthern, mit oleophilem Molybdändisulfid bemerkens werte Eigenschaften bei hoher Temperatur aufweisen. Schmiermittel <I>gemäss Verfahren der vorliegenden</I> Er- findung <I>in Form von Dispersionen</I> Oleophiles Molybdändisulfid kann in Mengen von bis zu 130 Gew.
/a, auf das Gesamtgewicht bezogen, Basisölen zur Bildung von überraschend gute Schmier eigenschaften aufweisenden Dispersionen einverleibt werden. Diese Dispersionen sind bemerkenswert be ständig, und zwar selbst ohne die ztt-n Stabilisieren der Dispersionen gewöhnlich verwendeten Dispergiermittel. Die Dispersionen können recht einfach erzeugt werden, indem das oleophile Molybdändisulfid mit dem Basisöl gerührt wird. In einer Alternative kann eine mechanische Dispersonshilfe, wie z.
B. eine Kol- loidmühle, verwendet werden. Es kann jede der oben für Fette angegebenen Herstellungsmethoden verwen det werden.
Die zur Bildung der Dispersionen verwendeten Basisöle sind die gleichen wie diejenigen, die für Fette verwendet werden und oben beschrieben sind. Ge wöhnlich werden 2 bis 20 Gew. o;'0 oleophiles Molyb- dändisulfid verwendet.
<I>Schmiermittel in Form von Dispersionen gemäss Ver-</I> <I>fahren der vorliegenden Erfindung</I> Die Eigenschaften von Schmiermittel Dispersionen können mittels der bekannten Vierkugelprüfvorrich- tung zweckmässig bestimmt werden. Das Verfahren ist dasjenige, das in US. Federal Test hlethod Standard Nr.791a Methode 6503.1 vorgeschrieben wird, abge sehen davon, dass in der einen Versuchsreihe eine Zeitdauer von einer Minute anstatt von 10 sec verwen det wird.
Die Belastungseigenschaften der Dispersionen werden zweckmässig bestimmt, indem die Durchmesser der Verschleissritze an den Kugeln dieser Vorrichtung beim Schmieren mit den Dispersionen bei verschiede nen Belastungen und in verschiedenen Zeitabständen gemessen werden.
Es wurde festgestellt, dass die Belastungseigen schaften der Dispersionen denjenigen von Suspensio nen von an der Luft gemahlenem Molybdändisulfid be trächtlich überlegen sind.
Dispersionen von Molybdändisulfiden, die in Lösungsmitteln, wie z. B. fluorierten oder chlorierten Kohlenwasserstoffen oder Lösungen von chlorierten Kohlenwasserstoffen oder Schwefel enthaltenden oder Phosphor enthaltenden Verbindungen in Kohlenwas- serstoffen, wie z. B. Tetrachlorkohlenstoff, gemahlen wurden, weisen verbesserte Belastungseigenschaften auf.
<I>Beispiel 1</I> Die Eigenschaften von zwei unter Verwendung von oleophilem Molybdändisulfid hergestellten Schmierfet ten gemäss der vorliegenden Erfindung sind in der nachstehender. Tabelle 1 angegeben.
EMI0003.0090
<I>T<U>abelle <SEP> I</U></I>
<tb> Verdickungsmittel <SEP> Fett <SEP> A <SEP> Fett <SEP> B
<tb> 33 <SEP> Gew."4 <SEP> durch <SEP> 33 <SEP> Gew.alo <SEP> durch
<tb> 4-stündiges <SEP> F-stündiges
<tb> Mahlen <SEP> in <SEP> Mahlen <SEP> in
<tb> n-Heptan <SEP> n-Heptan
<tb> hergestelltes <SEP> hergestelltes
<tb> oleophiles <SEP> hfoS_ <SEP> oleophiles <SEP> hloS=
<tb> Basisöl <SEP> Leichtes <SEP> BG <SEP> 150/75
<tb> medizinisches
<tb> Paraffinöl
<tb> Durchdringung <SEP> **
<tb> unbearbeitet <SEP> 380 <SEP> 298
<tb> Durchdringung
<tb> bearbeitet <SEP> 391 <SEP>
317
<tb> Anzapfung <SEP> o/o <SEP> Öl <SEP> 5,2 <SEP> Tropfpunkt <SEP> über <SEP> 300 <SEP> C <SEP> - <B>*</B> BG 150J75 bezeichnet ein basisgradiges Mineralöl Redwood I Viskosität von 150 sec (36,4centistokes) bei 60 C und einem Viskositätsindex von 75.
** Diese Durchdringungen wurden gemäss dem IP SO-Test ge messen. Die Durchdringungswerte sind Durchdringungen im Masstab von Ild, die nach der allgemein anerkannten Wech selbeziehung für mit Seife verdickte Fette (ASTM D. 1403 - 56T) in masstabgetreue Werte umgewandelt worden sind.
In folge der verschiedenen rheologischen Eigenschaften von Schmierfetten sind dies nicht genau die Werte, die man von einer masstabgetreuen Durchdringung erhalten würde.
Das Fett A wurde hergestellt, indem das oleophile Molybdändisulfid bei Raumtemperatur mit dem Basisöl gerührt und das erzielte Gemisch dann durch eine Kol- loidmühle geführt wurde. Das Fett B wurde hergestellt, indem das Öl die Aufschlämmung von Molybdändisul- fid in n-Heptan gegeben und dieses letztere abdestilliert wurde.
<I>Beispiel 2</I> Die Eigenschaften von unter Verwendung von 5 Gew.a,'o oleophilem Molybdändisulfid hergestellten Dispersionen sind in der nachstehenden Tabelle 2 an gegeben.
EMI0004.0035
<I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb> Versuch <SEP> Dispersion <SEP> von <SEP> Molybdändisulfid <SEP> in <SEP> Basisöl <SEP> durchschnitt- <SEP> Anfangs- <SEP> Belastung <SEP> Schweiss rir.
<SEP> liche <SEP> Hertz- <SEP> belastung <SEP> beim <SEP> belastung
<tb> Belastung <SEP> beim <SEP> Festfressen <SEP> in <SEP> kg
<tb> in <SEP> kg <SEP> Festfressen <SEP> nach <SEP> einem
<tb> in <SEP> kg <SEP> Verzug <SEP> von
<tb> 2'/z <SEP> sec <SEP> in <SEP> kg
<tb> 1 <SEP> Medizinisches <SEP> Paraffinöl
<tb> 19 <SEP> centistokes <SEP> bei <SEP> 38 <SEP> C <SEP> [MPO] <SEP> 14 <SEP> 40 <SEP> 45 <SEP> 105
<tb> 2 <SEP> Handelsübliches <SEP> MoSz <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 36 <SEP> 50 <SEP> 60 <SEP> 200
<tb> 3 <SEP> Oleophiles <SEP> MoS, <SEP> (1) <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 67 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 370
<tb> 4 <SEP> Oleophiles <SEP> MA <SEP> (2) <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 80 <SEP> 65 <SEP> 65 <SEP> 420
<tb> 5 <SEP> Naphthenische <SEP> plus <SEP> paraffinische
<tb> Fraktion <SEP> von <SEP> Mineralöl <SEP> (NPF)
<tb> 265 <SEP> centistokes <SEP> bei <SEP> 38 <SEP> C <SEP> 17 <SEP> 60 <SEP> 110
<tb> 6 <SEP> Handelsübliches <SEP> MA <SEP> in <SEP> NPF <SEP> 35 <SEP> 75 <SEP> 220
<tb> 7 <SEP> Oleophiles <SEP> MoS, <SEP> (1) <SEP> in <SEP> NPF <SEP> 53 <SEP> 90 <SEP> 300
<tb> 8 <SEP> Oleophiles <SEP> MoS_ <SEP> (1) <SEP> in
<tb> einem <SEP> SAE <SEP> 90 <SEP> Basisöl <SEP> 47 <SEP> 120 <SEP> 250
<tb> 9 <SEP> Polares <SEP> MoS, <SEP> (3) <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 38 <SEP> 70 <SEP> 250
<tb> 10 <SEP> OIeophiles <SEP> MoS, <SEP> (4) <SEP> in
<tb> einem <SEP> SAE <SEP> 30 <SEP> Basisöl <SEP> 66 <SEP> 60 <SEP> 500
<tb> 11 <SEP> Handelsübliches <SEP> MoS, <SEP> in
<tb> einem <SEP> SAE <SEP> 30 <SEP> Basisöl <SEP> 44 <SEP> 60 <SEP> 280
<tb> (1) <SEP> hloS_ <SEP> 4 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> n-Heptan <SEP> gemahlen
<tb> (2)
<SEP> M05_ <SEP> 6 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> medizinischem <SEP> Paraffinöl
<tb> (3) <SEP> MoS_ <SEP> 4 <SEP> Stunden <SEP> an <SEP> der <SEP> Luft <SEP> gemahlen
<tb> (4) <SEP> bloS_ <SEP> 16 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> n-Heptan <SEP> gemahlen. Aus dieser Tabelle geht hervor, dass die Bela stungseigenschaften von Dispersionen von oleophilem Molybdändisulfid in verschiedenen Basisölen eine Ver besserung gegenüber denjenigen von Dispersionen von an der Luft gemahlenem (oder polarem ) Molybdän- disttffid in den gleichen Basisölen erfahren haben.
<I>Beispiel 3</I> In diesem Versuch wurde eine Dispersion von oleophilem Molybdändisulfid in der Vierkugelvorrich- tung allein und in Gegenwart verschiedener Bela stungszusatzstoffe auf die Wirkung dieser Zusatzstoffe auf die Leistung des oleophilem Molybdändisulfids hin geprüft. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 wiedergegeben.
EMI0005.0001
<I>Tabelle <SEP> 3</I>
<tb> Zusatzstoff <SEP> in <SEP> einem <SEP> Basisöl <SEP> Abnutzungsritze <SEP> bei <SEP> Versuchen <SEP> Abnutzungsritze <SEP> Schweiss- <SEP> Anfangs mit <SEP> einer <SEP> Redwood <SEP> 1 <SEP> Viskosität <SEP> von <SEP> 1 <SEP> min <SEP> in <SEP> mm <SEP> bei <SEP> Versuchen <SEP> belastung <SEP> in <SEP> kg <SEP> belastung <SEP> beim
<tb> bei <SEP> 60' <SEP> C <SEP> von <SEP> 160 <SEP> sec <SEP> VI <SEP> 95 <SEP> von <SEP> 60 <SEP> min <SEP> mit <SEP> Festfressen <SEP> in <SEP> kg
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> 150 <SEP> kg <SEP> 200 <SEP> kg <SEP> 15 <SEP> kg <SEP> in <SEP> mm
<tb> Keiner <SEP> 2,50 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,79 <SEP> 135 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 0,'o <SEP> oleophiles <SEP> MoS, <SEP> (1) <SEP> 0,77 <SEP> 1,05 <SEP> 1,35 <SEP> 0,31 <SEP> 250 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 0,'o <SEP> oleophlles <SEP> MoS, <SEP> (1)
<tb> + <SEP> 1 <SEP> % <SEP> Tricresylphosphat <SEP> 0,92 <SEP> 1,25 <SEP> 1,70 <SEP> 0,29 <SEP> 320 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 0,'o <SEP> oleophiles <SEP> MoS, <SEP> (1)
<tb> + <SEP> 1 <SEP> % <SEP> Zinkdithiophosphat <SEP> 1,70 <SEP> 2,0 <SEP> 2,20 <SEP> 0,30 <SEP> 450 <SEP> 85
<tb> 5 <SEP> 0:'o <SEP> oleophiles <SEP> MoS, <SEP> (1)
<tb> + <SEP> 3 <SEP> % <SEP> phosphosulfuriertes <SEP> Terpen <SEP> 1,40 <SEP> 1,60 <SEP> 1,80 <SEP> 0,38 <SEP> 470 <SEP> 85
<tb> (1) <SEP> 4 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> n-Heptan <SEP> gemahlen. Es geht aus dieser Tabelle hervor, dass gewisse Zu satzstoffe die Schweissbelastung erhöhen; sie erhöhen jedoch auch die Abnutzung bei Belastungen von über 90 kg. Andererseits wird eine deutliche Abnahme der Abnutzung unter der Anfangsbelastung beim Festfres sen festgestellt.
Es scheint, dass Kombinationen von löslichen Antiabnutzungszusatzstoffen und oleophilem Molybdändisutfid beträchtlich bessere Leistungen auf weisen als die eine oder andere der beiden Substanzen allein.
<I>Beispiel 4</I> In diesem Beispiel wurden die Belastungseigen schaften einer Anzahl handelsüblicher Molybdändisul- fid-Präparate als Dispersionen mit denjenigen von oleophilen Molybdändisulfid - Dispersion verglichen. Die Versuche wurden anhand der Vierkugelvorrichtung und der Reibung-Abnutzung-Gleichgewichtsvorrich- tung, ausgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle 4 wiedergegeben.
EMI0005.0013
<I>Tabelle <SEP> 4</I>
<tb> Natur <SEP> und <SEP> Zusammensetzung <SEP> Ergebnisse <SEP> der <SEP> Versuche <SEP> mit <SEP> der <SEP> Vierkugel- <SEP> Reibung-Abnutzung der <SEP> NloS_ <SEP> Dispersion <SEP> vorrichtung <SEP> (Abnutzungsspur, <SEP> mm; <SEP> 60 <SEP> sec) <SEP> Gleichgewichtsprobe,
<tb> Abnutzungsoberfläche
<tb> 50 <SEP> kg <SEP> 100 <SEP> kg <SEP> 150 <SEP> kg <SEP> 200 <SEP> kg <SEP> mm2
<tb> Basisöl <SEP> (1) <SEP> + <SEP> 5 <SEP> Gew.Olo <SEP> handels übliches <SEP> MoS, <SEP> A <SEP> (fein) <SEP> 0,40 <SEP> 0,77 <SEP> 1,44 <SEP> 2,29 <SEP> 3,07/ <SEP> 3,6
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> o <SEP> handels übliches <SEP> MoS2, <SEP> A <SEP> (fein) <SEP> 0,39 <SEP> 0,74 <SEP> 1,66 <SEP> 1,71 <SEP> 2,57/ <SEP> 2,63
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 5 <SEP> % <SEP> handels übliches <SEP> MoS2,
<SEP> A <SEP> (sehr <SEP> fein) <SEP> 0,38 <SEP> 0,68 <SEP> 1,68 <SEP> 1,93 <SEP> 3,3 <SEP> / <SEP> 3,2
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 10 <SEP> 0,'o <SEP> handelsr
<tb> übliches <SEP> MA, <SEP> A <SEP> (sehr <SEP> fein) <SEP> 0,41 <SEP> 0,69 <SEP> 1,84 <SEP> 1,79 <SEP> 2,66/ <SEP> 2,80
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 10 <SEP> o' <SEP> ,o <SEP> handels übliches <SEP> MoS, <SEP> B <SEP> 0,59 <SEP> 2,08 <SEP> 2,20 <SEP> - <SEP> 11,4 <SEP> /12,1
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 2 <SEP> % <SEP> handels übliches <SEP> MoS, <SEP> C <SEP> 0,45 <SEP> 0,73 <SEP> 1,22 <SEP> 1,83 <SEP> 2,46/ <SEP> 2,53
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 4 <SEP> % <SEP> handels übliches <SEP> MA, <SEP> C <SEP> 0,45 <SEP> 0,73 <SEP> 0,82 <SEP> 2,09 <SEP> 2,53/ <SEP> 2,13
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 4 <SEP> % <SEP> handels übliches <SEP> MA, <SEP> C <SEP> 0,39 <SEP> 0,71 <SEP> 0,84 <SEP> 1,74 <SEP> 2,33,l <SEP> 2,
5
<tb> Basisöl <SEP> + <SEP> 5 <SEP> % <SEP> oleophiles <SEP> MA <SEP> (2)
<tb> (Durchschnitt <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Ergebnissen) <SEP> 0,41 <SEP> 0,60 <SEP> 0,80 <SEP> 1,00 <SEP> <B>2,31</B> <SEP> 2,4
<tb> (I) <SEP> Das <SEP> Basisöl <SEP> war <SEP> ein <SEP> Mineralöl <SEP> zum <SEP> Schmieren <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Redwood <SEP> I <SEP> Viskosität <SEP> bei <SEP> 60 <SEP> C <SEP> von <SEP> 160 <SEP> sec <SEP> und <SEP> einem <SEP> VI <SEP> von <SEP> 95.
<tb> (2) <SEP> Das <SEP> oleophile <SEP> hloSz <SEP> wurde <SEP> 8 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> n-Heptan <SEP> gemahlen. Aus dieser Tabelle geht die Überlegenheit der Dispersionen von oleophilem MoS, besonders bei höheren Belastungen deutlich hervor.
Die Reibung Abnutzung-Gleichgewichtsprobe ist auch als Rei- chert'sches Reibung-Abnutzung-Gleichgewicht be kannt.
<I>Beispiel 5</I> Die Wirksamkeit von Dispersionen von oleophilem Molybdändisulfid bei deren Verwendung in. einer FZG-Getriebevorrichtung wird in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.
EMI0006.0010
<I>Tabelle <SEP> 5</I>
<tb> Schmiermittel <SEP> Anfangsbeta- <SEP> Gesamt stung <SEP> beim <SEP> abnutzung
<tb> Festfressen <SEP> mg
<tb> kg
<tb> Basisöl <SEP> (mediziniGches
<tb> Paraffinöl) <SEP> 4 <SEP> 18
EMI0006.0011
Medizinisches
<tb> Paraffinöl <SEP> + <SEP> <I>5 <SEP> 0l0</I>
<tb> oleophiles <SEP> MoSQ <SEP> (1) <SEP> 5 <SEP> 15
<tb> (1) <SEP> 8 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> n-Heptan <SEP> gemahlen.
Die FZG-Getriebevorrichtung ist im Journal of the In stitute of Petroleum, 52, Nr.507, März 1966, be schrieben.
<I>Beispiel 6</I> In diesem Beispiel wurde die Wirkung des Basisöls auf die Belastungseigenschaften von Dispersionen von handelsüblichem Molybdändisulfid und Dispersionen von oleophilem Molybdändisulfid geprüft. Die Ergeb nisse sind in der nachstehenden Tabelle 6 wiedergege ben.
EMI0006.0019
<I>Tabelle <SEP> 6</I>
<tb> Basisöl <SEP> Typus <SEP> des <SEP> Molybdändisulfids <SEP> Durchmesser <SEP> der <SEP> Abnutzungsspuren <SEP> in <SEP> mm
<tb> bei <SEP> 1 <SEP> min <SEP> dauernden <SEP> Versuchen
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> 150 <SEP> kg <SEP> 200 <SEP> kg
<tb> Medizinisches <SEP> 5 <SEP> Gew.O/o <SEP> handels Paraffinöl <SEP> übliches <SEP> Produkt, <SEP> X <SEP> 0,70 <SEP> 1,70 <SEP> 2,00
<tb> Mineralöl <SEP> (BG <SEP> <B>160195)</B> <SEP> 5 <SEP> Gew.O"o <SEP> handels Redwood <SEP> I <SEP> Viskosität <SEP> übliches <SEP> Produkt, <SEP> X
<tb> bei <SEP> 60 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> sek, <SEP> VI <SEP> bei <SEP> 95 <SEP> 0,77 <SEP> 1,40 <SEP> 1,90
<tb> SAE <SEP> 50 <SEP> Öl <SEP> 5 <SEP> Gew.0io <SEP> handels übliches <SEP> Produkt, <SEP> X <SEP> 1,25 <SEP> 1,55 <SEP> 1,
90
<tb> Medizinisches <SEP> 5 <SEP> Gew.O/o <SEP> oleophiles
<tb> Paraffinöl <SEP> MoS2 <SEP> (1) <SEP> 0,65 <SEP> 0,90 <SEP> 1,00
<tb> BG <SEP> 160/95 <SEP> 5 <SEP> Gew.0lo <SEP> oleophiles
<tb> MoS2 <SEP> (1) <SEP> 0,72 <SEP> 0,98 <SEP> 1,16
<tb> SAE <SEP> 50 <SEP> Öl <SEP> 5 <SEP> Gew.% <SEP> oleophiles
<tb> MoS.= <SEP> (1) <SEP> 0,83 <SEP> 1,15 <SEP> 1,40
<tb> BG <SEP> 160(95 <SEP> 5 <SEP> Gew.O/o <SEP> handels übliches <SEP> Produkt, <SEP> Y <SEP> 2,25 <SEP> 2,40 <SEP> verschweisst
<tb> (1) <SEP> 8 <SEP> Stunden <SEP> in <SEP> n-Heptan <SEP> gemahlen.
Es geht aus dieser Tabelle hervor, dass die Natur des Basisöls die Überlegenheit von Dispersionen von oleophilem Molybdändisulfid gegenüber solchen von handelsüblichem Molybdändisulfid nicht beeinträchtigt.
Method of Making a Lubricant The present invention relates to a method of making a lubricant having improved lubricating properties.
It is already known to incorporate molybdenum disulfide dispersions. Up to now, however, it has not been possible to achieve stable dispersions containing more than a small proportion of molybdenum disulfide without using surface-active agents as stabilizers. Incidentally, it was not possible to produce fats containing molybdenum disulfide.
It has now been found that lubricating greases can be produced using molybdenum disulfide as a thickening agent.
It has now also been found that very stable dispersions mi; Excellent lubricating properties can be produced using Nolybdenum Disulfide alone.
The present invention relates to a lubricant based on a mineral or synthetic base lubricating oil and an oleophilic Xol as defined below; Bdändisulfid in an amount of up to 50 wt. "; 'o, based on the total mixture contains.
Oleophilic Alolybdenum Disulfide The oleophilic molybdenum disulfide to be used according to the invention is produced by grinding natural or synthetic molybdenum disulfide in an organic liquid of low viscosity and low surface tension. For reasons of convenience, the molybdenum disulfide produced in this way is hereinafter referred to as oleophilic molybdenum disulfide in order to distinguish it from the untreated starting material.
In contrast to the untreated starting material, oleophilic molybdenum disulfide has a noticeable tendency to adsorb n-dotriacontane better than n-butanol. Both natural and synthetic molybdenum disulfide is known and readily available. An example of a natural sterile disulfide is that supplied by Acheson Colloids under the designation Dag 325.
Satisfactory products can be obtained by milling in most organic liquids, but it is desirable to use a liquid the majority of which can be easily removed from the oleophilic molybdenum disulfide after milling.
Therefore, such organic liquids are used that boil below 500 C and at 38 C a viscosity of less than 600 centistokes, a surface tension of less than 72 dynlcm, preferably from 10 to 40 dynlcm, at 25 C, and one by adsorption Total surface area determined by nitrogen of 20 to 400, preferably 30 to 200 m ',' g.
Suitable organic liquids are hydrocarbons with a low molecular weight, including straight-chain or branched-chain, saturated or unsaturated alkyl compounds, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted cycloalkyl compounds, and substituted or unsubstituted aromatic compounds.
Examples of such compounds are n-heptane, 2-octene, 2,2,4-trimethylpentane, cyclohexane, benzene and toluene. Branch-chain alkyl compounds are particularly preferred.
fertilize. Other suitable organic liquids are those compounds containing fluorine, chlorine or phosphorus and chlorine. such as B. Carbon tetrachloride.
Other suitable organic liquids are the polar oxygen compounds, such as. B. isopropyl alcohol. Silicone fluids can also be used.
Low molecular weight hydrocarbons such as B. propane, butane and pentane can be used as grinding liquid under pressure.
In order to achieve the best results, the tightness of the molybdenum disulphide (1 ini mixture of l \ fol), bdandisulphide and the organic liquid must not exceed 50% by weight; it should preferably be 2 to 20% by weight.
Milling can be carried out in any suitable mill or milling device; it should preferably be continued until an oleophilic molybdenum disulfide with a surface area (determined by the adsorption of nitrogen) of preferably 30 to 200 m 2 / g is achieved. This can usually be achieved by milling at normal temperature for the required period of time, but the temperature of the mixture may optionally be e.g. B. can be artificially increased up to 400 C. Mineral lubricating oils such as spindle oils and higher-boiling oils are preferably used.
One of the fastest and most effective methods is to use a vibratory mill before grinding.
When grinding, it is desirable to exclude air as much as possible; The easiest way to achieve this is to first charge the mill with the organic liquid and then with the balls and the molybdenum disulfide. An expedient method is to charge the mill with the liquid and half of the balls, then with the molybdenum disulphide and finally with the remaining balls. Such a grinding process can be referred to as a closed system.
Of course, when using a ball mill, it is desirable to use balls made of a material which does not react with the molybdenum disulfide and which does not wear unduly during milling. Vibratory mills usually have steel balls which work well for the purpose at hand. It is particularly preferred to use a hard type of steel for the balls and the grinder.
If desired, a magnetic filter can be used to remove fine steel particles that may be present in the grinding slurry. A recirculation system can also be used in which the slurry is pumped through an external magnetic filter and then returned to the mill. The recirculation system can be operated semi-continuously, with the slurry being pumped out after the grinding period and fresh material added to the system.
A suitable vibratory mill is manufactured by Pilamec Limited and sold under the name <<% aegapact.
In an initial stage, the slurry of oleophilic molybdenum disulfide obtained during grinding can be separated from the grinding balls by sieving or displacing the grinding liquid with another liquid and then sieving.
If an organic liquid with a relatively high boiling point is used in the milling, it may be desirable to displace this liquid with one which has a low boiling point. This latter liquid can be removed by sieving. It is preferred to use a vigorous simmer.
It is also possible to filter the slurry to obtain a filter cake consisting of the oleophilic molybdenum disulfide.
In either case, it is preferred to remove the last traces of grinding liquid or displacement liquid by keeping the oleophilic molybdenum disulfide in a vacuum for several hours. B. at 100 C and at 1 mm H? is heated.
In an alternative, which is preferred in certain circumstances, the milling or displacing liquid is not removed from the oleophilic disulfide that remains in the slurry.
This procedure is most preferred when the grinding liquid and what, as a base oil is twisted, is poor. For further details on the production of oleophilic rliolybdene sulfide, see Swiss Patent No. 486 393.
<I> The </I> base oil The base oil can be a mineral oil or a synthetic oil.
Suitable mineral oils are refined mineral oils obtained from petroleum, such as. B. those that have a viscosity of 2 to 50 centistokes and preferably a viscosity of 4 to 40 centistokes at 99- C.
The synthetic lubricating oils include organic cal esters, polyglycol ethers, polyphenyl ethers, fluorinated hydrocarbons, silicate esters, silicone oils and mixtures thereof.
The most important class of synthetic oils are the liquid organic polyesters, especially the neutral polyesters, which have a viscosity of 1 to 30 centistokes at 99 C. Polyester is understood to mean esters that have at least two ester bonds per molecule. Neutral is understood to mean a completely esterified product. Suitable polyesters include liquid diesters of aliphatic dicarboxylic acids and monohydric alcohols (e.g.
B. dioctyl sebacate, dinonyl sebacate, octylnon) 7lsebacat and the corresponding azelates and adipates), liquid diesters of aliphatic dicarboxylic acids and phenols (e.g. those described in British patent no. <B> 1 </B> 044 550 , 1,044,883, 1,058,906 and 1,059,955) and more complex polyesters (e.g., those described in British Patent Nos. 666 697, 743 571, 780 034, <B> 861962, </ B > 933 72 <B> 1 </B>, 971 901 and 986 068).
Lubricant according to the method of the present invention The amount of oleophilic molybdenum disulfide required to thicken the base oil depends on the nature of the oil and the required consistency of the lubricant. For most purposes, an amount of up to 20% by weight of the lubricant obtained is used.
The oleophilic molybdenum disulfide can be incorporated into an oil by various methods. It is preferred to incorporate the oleophilic molybdenum disulfite into an oil immediately after grinding. However, when the oleophilic 11-molybdenum disulfide is prepared some time prior to incorporation, it is preferred to store it in an airtight container. It can also be stored in the form of a slurry.
The following examples show processes by which the lubricant can be produced: a) The grinding liquid is filtered off from the slurry of oleophilic molybdenum disulfide produced during grinding. The filter cake obtained is ground ge, z. B. by stirring it through a colloid mill, and the resulting powder is mixed with the t51 by stirring.
The fat produced in the process is finished by colloid grinding.
b) The grinding liquid is quickly sieved from the slurry of oleophilic molybdenum disulphide in order to avoid the formation of a cake. The powder obtained is mixed with the oil by stirring and the fat is finished by colloid grinding.
c) Before the slurry. Base oil is added to oleophilic molybdenum disulfide and the grinding liquid is distilled off.
d) Base oil is added to the slurry of oleophilic molybdenum disulphide and the mixture is passed through a homogenizer (eg of the Manton-Gaulin type) so that temperatures up to or above 140 C are reached. The temperature must be high enough to drive off the grinding liquid.
e) The fat can also be produced directly by grinding the molybdenum distillate in the base oil for the fat. An elevated temperature of up to 400 C can be used for grinding.
The lubricants according to methods of the present invention have a remarkably high dropping point. If this drop point is measured according to the standard IP or ASTM methods, it is found that it is above 400 ° C: such lubricating greases are referred to as infusible and are difficult to manufacture using conventional methods. By using carefully selected base oils, such as B. synthetic oils with a high oxidation and thermal resistance, lubricating greases can be produced that have a unique combination of properties.
If mineral oils are used as base oils, these greases have good oxidation and mechanical resistance at temperatures of up to about 130 to 140 ° C. Synthetic base oils can be used for temperatures above this range. Antioxidants can also be added for more stringent operating conditions. Viscosity index improvers, metal activators, anti-corrosion agents, etc. can also be added to the greases. Load additives can also be added to the fats.
Properties <I> of lubricants </I> according to the <I> method </I> <I> of the </I> t-orliegettden <I> invention </I> It was found that the fats according to the present invention are infusible are, d. that is, they show no dropping point (using test IP 31 or ASTM method D 566- = 12) at temperatures up to 400 ° C. It was found that the combination of temperature-resistant synthetic base oils, such as.
B. polyphenyl ethers, with oleophilic molybdenum disulfide have remarkable properties at high temperature. Lubricants <I> according to the method of the present </I> invention <I> in the form of dispersions </I> Oleophilic molybdenum disulfide can be used in amounts of up to 130 wt.
/ a, based on the total weight, base oils are incorporated to form dispersions which have surprisingly good lubricating properties. These dispersions are remarkably stable even without the dispersants commonly used to stabilize the dispersions. The dispersions can be produced quite simply by stirring the oleophilic molybdenum disulfide with the base oil. In an alternative, a mechanical disperson aid, such as e.g.
B. a colloid mill can be used. Any of the manufacturing methods given above for fats can be used.
The base oils used to form the dispersions are the same as those used for greases and described above. Usually 2 to 20% by weight of oleophilic molybdenum disulfide are used.
<I> Lubricants in the form of dispersions according to the method of the present invention </I> The properties of lubricant dispersions can be determined appropriately by means of the known four-ball testing device. The procedure is the one that is used in US. Federal Test Method Standard No. 791a, Method 6503.1, apart from the fact that in one test series a period of one minute instead of 10 seconds is used.
The load properties of the dispersions are expediently determined by measuring the diameter of the wear marks on the balls of this device when lubricating with the dispersions at various loads and at various time intervals.
It has been found that the loading properties of the dispersions are considerably superior to those of suspensions of molybdenum disulfide ground in the air.
Dispersions of molybdenum disulfides in solvents such as. B. fluorinated or chlorinated hydrocarbons or solutions of chlorinated hydrocarbons or sulfur-containing or phosphorus-containing compounds in hydrocarbons, such as. B. carbon tetrachloride, have been ground, have improved loading properties.
<I> Example 1 </I> The properties of two lubricating greases made using oleophilic molybdenum disulfide in accordance with the present invention are as follows. Table 1 given.
EMI0003.0090
<I> T <U> abelle <SEP> I </U> </I>
<tb> Thickener <SEP> Fat <SEP> A <SEP> Fat <SEP> B
<tb> 33 <SEP> wt. "4 <SEP> through <SEP> 33 <SEP> wt.alo <SEP> through
<tb> 4-hour <SEP> F-hour
<tb> grinding <SEP> in <SEP> grinding <SEP> in
<tb> n-heptane <SEP> n-heptane
<tb> manufactured <SEP> manufactured
<tb> oleophiles <SEP> hfoS_ <SEP> oleophiles <SEP> hloS =
<tb> Base oil <SEP> Lightweight <SEP> BG <SEP> 150/75
<tb> medical
<tb> paraffin oil
<tb> penetration <SEP> **
<tb> unprocessed <SEP> 380 <SEP> 298
<tb> penetration
<tb> processes <SEP> 391 <SEP>
317
<tb> Tap <SEP> o / o <SEP> oil <SEP> 5.2 <SEP> dropping point <SEP> over <SEP> 300 <SEP> C <SEP> - <B> * </B> BG 150J75 Designates a base grade mineral oil Redwood I with a viscosity of 150 seconds (36.4 centistokes) at 60 C and a viscosity index of 75.
** These penetrations were measured according to the IP SO test. The penetration values are Ild-scale penetrations, which have been converted into true-to-scale values according to the generally recognized interrelationship for fats thickened with soap (ASTM D. 1403 - 56T).
Due to the different rheological properties of greases, these are not exactly the values one would get from a full-scale penetration.
Fat A was prepared by stirring the oleophilic molybdenum disulfide with the base oil at room temperature and then passing the resulting mixture through a colloid mill. Fat B was prepared by adding the oil to the molybdenum disulphide slurry in n-heptane and distilling off the latter.
<I> Example 2 </I> The properties of dispersions prepared using 5% by weight of oleophilic molybdenum disulfide are given in Table 2 below.
EMI0004.0035
<I> Table <SEP> 2 </I>
<tb> Trial <SEP> dispersion <SEP> of <SEP> molybdenum disulfide <SEP> in <SEP> base oil <SEP> average <SEP> initial <SEP> exposure <SEP> sweat rir.
<SEP> liche <SEP> Hertz- <SEP> load <SEP> with <SEP> load
<tb> Load <SEP> with <SEP> seizure <SEP> in <SEP> kg
<tb> in <SEP> kg <SEP> seizure <SEP> after <SEP> one
<tb> in <SEP> kg <SEP> delay <SEP> of
<tb> 2 '/ z <SEP> sec <SEP> in <SEP> kg
<tb> 1 <SEP> Medical <SEP> paraffin oil
<tb> 19 <SEP> centistokes <SEP> at <SEP> 38 <SEP> C <SEP> [MPO] <SEP> 14 <SEP> 40 <SEP> 45 <SEP> 105
<tb> 2 <SEP> Commercially available <SEP> MoSz <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 36 <SEP> 50 <SEP> 60 <SEP> 200
<tb> 3 <SEP> Oleophilic <SEP> MoS, <SEP> (1) <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 67 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 370
<tb> 4 <SEP> Oleophilic <SEP> MA <SEP> (2) <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 80 <SEP> 65 <SEP> 65 <SEP> 420
<tb> 5 <SEP> naphthenic <SEP> plus <SEP> paraffinic
<tb> fraction <SEP> of <SEP> mineral oil <SEP> (NPF)
<tb> 265 <SEP> centistokes <SEP> at <SEP> 38 <SEP> C <SEP> 17 <SEP> 60 <SEP> 110
<tb> 6 <SEP> Commercially available <SEP> MA <SEP> in <SEP> NPF <SEP> 35 <SEP> 75 <SEP> 220
<tb> 7 <SEP> Oleophilic <SEP> MoS, <SEP> (1) <SEP> in <SEP> NPF <SEP> 53 <SEP> 90 <SEP> 300
<tb> 8 <SEP> Oleophilic <SEP> MoS_ <SEP> (1) <SEP> in
<tb> one <SEP> SAE <SEP> 90 <SEP> base oil <SEP> 47 <SEP> 120 <SEP> 250
<tb> 9 <SEP> Polar <SEP> MoS, <SEP> (3) <SEP> in <SEP> MPO <SEP> 38 <SEP> 70 <SEP> 250
<tb> 10 <SEP> OIeophiles <SEP> MoS, <SEP> (4) <SEP> in
<tb> one <SEP> SAE <SEP> 30 <SEP> base oil <SEP> 66 <SEP> 60 <SEP> 500
<tb> 11 <SEP> Commercially available <SEP> MoS, <SEP> in
<tb> one <SEP> SAE <SEP> 30 <SEP> base oil <SEP> 44 <SEP> 60 <SEP> 280
<tb> (1) <SEP> hloS_ <SEP> 4 <SEP> hours <SEP> ground in <SEP> n-heptane <SEP>
<tb> (2)
<SEP> M05_ <SEP> 6 <SEP> hours <SEP> in <SEP> medical <SEP> paraffin oil
<tb> (3) <SEP> MoS_ <SEP> 4 <SEP> hours <SEP> on <SEP> the <SEP> air <SEP> ground
<tb> (4) <SEP> bloS_ <SEP> 16 <SEP> hours <SEP> ground in <SEP> n-heptane <SEP>. This table shows that the load properties of dispersions of oleophilic molybdenum disulfide in various base oils have improved compared to those of dispersions of air-milled (or polar) molybdenum disulfide in the same base oils.
<I> Example 3 </I> In this experiment, a dispersion of oleophilic molybdenum disulfide in the four-ball device alone and in the presence of various load additives was tested for the effect of these additives on the performance of the oleophilic molybdenum disulfide. The results are shown in Table 3 below.
EMI0005.0001
<I> Table <SEP> 3 </I>
<tb> Additive <SEP> in <SEP> a <SEP> base oil <SEP> wear crack <SEP> with <SEP> attempts <SEP> wear crack <SEP> welding <SEP> beginning with <SEP> a <SEP> Redwood <SEP> 1 <SEP> viscosity <SEP> from <SEP> 1 <SEP> min <SEP> in <SEP> mm <SEP> for <SEP> attempts <SEP> load <SEP> in <SEP> kg <SEP > load <SEP> at
<tb> at <SEP> 60 '<SEP> C <SEP> from <SEP> 160 <SEP> sec <SEP> VI <SEP> 95 <SEP> from <SEP> 60 <SEP> min <SEP> with < SEP> seizure <SEP> in <SEP> kg
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> 150 <SEP> kg <SEP> 200 <SEP> kg <SEP> 15 <SEP> kg <SEP> in <SEP> mm
<tb> None <SEP> 2.50 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.79 <SEP> 135 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 0, 'o <SEP> oleophilic <SEP> MoS, <SEP> (1) <SEP> 0.77 <SEP> 1.05 <SEP> 1.35 <SEP> 0.31 <SEP> 250 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 0, 'o <SEP> oleophlles <SEP> MoS, <SEP> (1)
<tb> + <SEP> 1 <SEP>% <SEP> Tricresyl phosphate <SEP> 0.92 <SEP> 1.25 <SEP> 1.70 <SEP> 0.29 <SEP> 320 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 0, 'o <SEP> oleophilic <SEP> MoS, <SEP> (1)
<tb> + <SEP> 1 <SEP>% <SEP> zinc dithiophosphate <SEP> 1.70 <SEP> 2.0 <SEP> 2.20 <SEP> 0.30 <SEP> 450 <SEP> 85
<tb> 5 <SEP> 0: 'o <SEP> oleophilic <SEP> MoS, <SEP> (1)
<tb> + <SEP> 3 <SEP>% <SEP> phosphosulfurized <SEP> terpene <SEP> 1.40 <SEP> 1.60 <SEP> 1.80 <SEP> 0.38 <SEP> 470 <SEP > 85
<tb> (1) <SEP> 4 <SEP> hours <SEP> ground in <SEP> n-heptane <SEP>. This table shows that certain additives increase the sweat load; however, they also increase the wear and tear under loads of over 90 kg. On the other hand, a significant decrease in wear is found under the initial load during seizure.
It appears that combinations of soluble anti-wear additives and oleophilic molybdenum disulfide perform considerably better than either of the substances alone.
<I> Example 4 </I> In this example, the load properties of a number of commercially available molybdenum disulfide preparations as dispersions were compared with those of oleophilic molybdenum disulfide dispersions. The tests were carried out using the four-ball device and the friction-wear balance device. The results of these tests are shown in Table 4 below.
EMI0005.0013
<I> Table <SEP> 4 </I>
<tb> nature <SEP> and <SEP> composition <SEP> results <SEP> of the <SEP> tests <SEP> with <SEP> the <SEP> four-ball <SEP> friction-wear of the <SEP> NloS_ <SEP > Dispersion <SEP> device <SEP> (wear mark, <SEP> mm; <SEP> 60 <SEP> sec) <SEP> equilibrium sample,
<tb> wear surface
<tb> 50 <SEP> kg <SEP> 100 <SEP> kg <SEP> 150 <SEP> kg <SEP> 200 <SEP> kg <SEP> mm2
<tb> Base oil <SEP> (1) <SEP> + <SEP> 5 <SEP>% by weight <SEP> commercially available <SEP> MoS, <SEP> A <SEP> (fine) <SEP> 0.40 <SEP> 0.77 <SEP> 1.44 <SEP> 2.29 <SEP> 3.07 / <SEP> 3.6
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> o <SEP> standard <SEP> MoS2, <SEP> A <SEP> (fine) <SEP> 0.39 <SEP> 0 , 74 <SEP> 1.66 <SEP> 1.71 <SEP> 2.57 / <SEP> 2.63
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 5 <SEP>% <SEP> standard <SEP> MoS2,
<SEP> A <SEP> (very <SEP> fine) <SEP> 0.38 <SEP> 0.68 <SEP> 1.68 <SEP> 1.93 <SEP> 3.3 <SEP> / <SEP > 3.2
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 10 <SEP> 0, 'o <SEP> commercial no
<tb> usual <SEP> MA, <SEP> A <SEP> (very <SEP> fine) <SEP> 0.41 <SEP> 0.69 <SEP> 1.84 <SEP> 1.79 <SEP> 2.66 / <SEP> 2.80
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 10 <SEP> o '<SEP>, o <SEP> standard <SEP> MoS, <SEP> B <SEP> 0.59 <SEP> 2.08 <SEP > 2.20 <SEP> - <SEP> 11.4 <SEP> / 12.1
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 2 <SEP>% <SEP> standard <SEP> MoS, <SEP> C <SEP> 0.45 <SEP> 0.73 <SEP> 1.22 <SEP > 1.83 <SEP> 2.46 / <SEP> 2.53
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 4 <SEP>% <SEP> commercially available <SEP> MA, <SEP> C <SEP> 0.45 <SEP> 0.73 <SEP> 0.82 <SEP > 2.09 <SEP> 2.53 / <SEP> 2.13
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 4 <SEP>% <SEP> standard <SEP> MA, <SEP> C <SEP> 0.39 <SEP> 0.71 <SEP> 0.84 <SEP > 1.74 <SEP> 2.33, l <SEP> 2,
5
<tb> Base oil <SEP> + <SEP> 5 <SEP>% <SEP> oleophilic <SEP> MA <SEP> (2)
<tb> (Average <SEP> of <SEP> 3 <SEP> results) <SEP> 0.41 <SEP> 0.60 <SEP> 0.80 <SEP> 1.00 <SEP> <B> 2, 31 </B> <SEP> 2.4
<tb> (I) <SEP> The <SEP> base oil <SEP> was <SEP> a <SEP> mineral oil <SEP> for <SEP> lubrication <SEP> with <SEP> a <SEP> Redwood <SEP> I <SEP> viscosity <SEP> at <SEP> 60 <SEP> C <SEP> of <SEP> 160 <SEP> sec <SEP> and <SEP> a <SEP> VI <SEP> of <SEP> 95.
<tb> (2) <SEP> The <SEP> oleophilic <SEP> hloSz <SEP> was ground <SEP> 8 <SEP> hours <SEP> in <SEP> n-heptane <SEP>. This table clearly shows the superiority of the dispersions of oleophilic MoS, especially at higher loads.
The friction-wear-equilibrium test is also known as Reicher's friction-wear balance.
<I> Example 5 </I> The effectiveness of dispersions of oleophilic molybdenum disulfide when used in an FZG transmission device is shown in Table 5 below.
EMI0006.0010
<I> Table <SEP> 5 </I>
<tb> lubricant <SEP> initial beta <SEP> total performance <SEP> when <SEP> wear
<tb> seizure <SEP> mg
<tb> kg
<tb> Base oil <SEP> (mediziniGches
<tb> paraffin oil) <SEP> 4 <SEP> 18
EMI0006.0011
Medical
<tb> Paraffin oil <SEP> + <SEP> <I> 5 <SEP> 0l0 </I>
<tb> oleophilic <SEP> MoSQ <SEP> (1) <SEP> 5 <SEP> 15
<tb> (1) <SEP> 8 <SEP> hours <SEP> ground in <SEP> n-heptane <SEP>.
The FZG transmission device is in the Journal of the Institute of Petroleum, 52, No. 507, March 1966, be written.
<I> Example 6 </I> In this example, the effect of the base oil on the loading properties of dispersions of commercially available molybdenum disulfide and dispersions of oleophilic molybdenum disulfide was tested. The results are shown in Table 6 below.
EMI0006.0019
<I> Table <SEP> 6 </I>
<tb> Base oil <SEP> Type <SEP> of the <SEP> molybdenum disulfide <SEP> Diameter <SEP> of the <SEP> signs of wear <SEP> in <SEP> mm
<tb> with <SEP> 1 <SEP> min <SEP> <SEP> attempts
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> 150 <SEP> kg <SEP> 200 <SEP> kg
<tb> Medical <SEP> 5 <SEP> weight O / o <SEP> commercial paraffin oil <SEP> common <SEP> product, <SEP> X <SEP> 0.70 <SEP> 1.70 <SEP> 2 , 00
<tb> Mineral oil <SEP> (BG <SEP> <B> 160195) </B> <SEP> 5 <SEP> weight O "o <SEP> commercial Redwood <SEP> I <SEP> viscosity <SEP> usual <SEP> product, <SEP> X
<tb> at <SEP> 60 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> sec, <SEP> VI <SEP> at <SEP> 95 <SEP> 0.77 <SEP> 1.40 <SEP> 1, 90
<tb> SAE <SEP> 50 <SEP> oil <SEP> 5 <SEP> 0io by weight <SEP> commercially available <SEP> product, <SEP> X <SEP> 1.25 <SEP> 1.55 <SEP > 1,
90
<tb> Medical <SEP> 5 <SEP> Gew.O / o <SEP> oleophiles
<tb> Paraffin oil <SEP> MoS2 <SEP> (1) <SEP> 0.65 <SEP> 0.90 <SEP> 1.00
<tb> BG <SEP> 160/95 <SEP> 5 <SEP> Gew.0lo <SEP> oleophiles
<tb> MoS2 <SEP> (1) <SEP> 0.72 <SEP> 0.98 <SEP> 1.16
<tb> SAE <SEP> 50 <SEP> oil <SEP> 5 <SEP>% by weight <SEP> oleophiles
<tb> MoS. = <SEP> (1) <SEP> 0.83 <SEP> 1.15 <SEP> 1.40
<tb> BG <SEP> 160 (95 <SEP> 5 <SEP> wt. O / o <SEP> commercially available <SEP> product, <SEP> Y <SEP> 2.25 <SEP> 2.40 <SEP > welded
<tb> (1) <SEP> 8 <SEP> hours <SEP> ground in <SEP> n-heptane <SEP>.
It can be seen from this table that the nature of the base oil does not affect the superiority of dispersions of oleophilic molybdenum disulfide over those of commercial molybdenum disulfide.