DD296098A5 - Niedrigviskose, gegen wasser stabilisierte ep-schmieroele - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft niedrigviskose EP-Schmieroele zum Einsatz in Auszenhydrauliken im Winter, z. B. in Baumaschinen, Schiffen, Schleusenanlagen sowie in Kuehlraeumen und fuer die Lenk- und Kraftstoffarmaturenbetaetigung. Erfindungsgemaesz enthalten sie Mineraloele sowie 0,5 bis 2 * Zinkdialkyldithiophosphat, 0,1 bis 2 * hochbasisches geschwefeltes Calciumalkylphenolat, 0,1 bis 0,5 * Rueboelfettsaeurediethanolamid und 0,5 bis 5 * Polymethylmethacrylsaeureester.{EP-Schmieroele; Auszenanlagenhydrauliken im Winter; Baumaschinen; Schiffe; Schleusenanlagen; Kuehlraeume; Lenk- und Kraftstoffarmaturenbetaetigungen; Zinkdialkyldithiophosphat; geschwefeltes Calciumalkylphenolat}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft niedrigviskose gegen Wasser stabilisierte EP-Schmieröle zum Einsatz in Außenanlagen von Hydrauliken im Winter, z. B. in Baumaschinen, bei Schiffen, an Schleusen und Wehranlagen und ganzjährig in Kühlräumen sowie für die Lenk- und Kraftstoffarmaturenbetätigung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für den Einsatz in Außenanlagen von Hydrauliken im Winter sind entweder niedrigviskose Hydrauliköle oder synthetische Hydraulikflüssigkeiten mit speziellen Eigenschaften erforderlich und bekannt.

Neben den hohen Kosten der Flüssigkeiten zeichnen sich diese synthetischen Produkte durch ungenügendes Alterungsverhalten und unbefriedigendes Verhalten gegenüber Wasser aus. Als Legierungsbestandteile werden je nach technischer Notwendigkeit Kombinationen unterschiedlicherWirkstoffe eingesetzt. Derartige Kombinationen enthalten im allgemeinen Oxidations- und Korrosionsinhibitoren, Stockpunkterniedriger und Verschleißschutzzusätze. In einzelnen Fällen werden auch Schauminhibitoren, Detergent-Dispersant-Zusätze oder Vl-Verbesserer hinzugegeben.

Die Vielzahl der eingesetzten Additives, speziell bei unterschiedlichen Einsatzbedingungen, führt dazu, daß eine gegenseitige Beeinflussung und damit wiederum eine Begrenzung der Wirksamkeit der Flüssigkeit auftritt. So ist bekannt, daß für eine Reihe von Schmiermitteln, die in diesen komplizierten Einsatzfällen zur Anwendung gelangen, ein wasserabweisender aber kontrollierter Effekt erwünscht bzw. erforderlich ist. Gerade diese Eigenschaft wird durch die das Grenzflächenverhalten Öl/ Wasser beeinträchtigenden polaren Zusätze, wie Korrosionsschutz-, DD- und Verschleißschutzzusätze verschlechtert. Normalerweise wird eingedrungenes Wasser vom Mineralöl nur in minimalem Maße gelöst (ca. 0,02Ma.-% bei 50⁰C und unter Normalbedingungen). Darüber hinaus eintretendes Wasser verteilt sich tropfenförmig im umlaufenden Öl. Das ungelöst enthaltene Wasser neigt dazu, sich entweder abzuscheiden - bei ausreichender Verweilzeit, hauptsächlich im Ölbehälter, aber auch in Form von unerwünschten Wassernestern in Bauteilen der Anlage- oder eine mehr oder weniger stabile Wasser/Öl-Emulsion zu bilden. Beide Varianten lassen sich durch entsprechende Additivierung unterstützen und haben für gewisse Anwendungsfälle ihre praktische Bedeutung, können aber in ihrer Gesamtheit keine befriedigende Lösung darstellen. Gleichzeitig verursachen diese bekannten Zusätze teilweise auch eine Beeinträchtigung der Alterungsstabilität des Öles und bewirken auch eine Verschlechterung der Filtrierbarkeit. Dies führt dazu, daß die üblicherweise eingesetzten Schmieröle in den genannten speziellen Hydraulikanlagen, wo notwendigerweise niedrigviskose Grundöle verwendet werden müssen, die auftretenden Schmierungsprobleme nur unzureichend zu lösen vermögen.

Es istzwarausder DD-PS 149536bekannt, das Demulgiervermögen von EP-legierten Schmiermitteln durch die Zugabe spezieller Demulgatoren zu verbessern. Durch die schlechte Löslichkeit der Demulgatoren im Öl ist deren Einsatz jedoch mit technologischen Problemen behaftet.

Ziel der Erfindung ist es, niedrigviskose Schmiermittel mit verbessertem Verhalten gegenüberWasser, guter Alterungsstabilität, Filtrierbarkeit und gutem Korrosionsschutz zum Einsatz in Außenanlagen von Hydrauliken im Winter, z. B. in Baumaschinen, bei Schiffen, an Schleusen und Wehranlagen und ganzjährig in Kühlräumen sowie für die Lenk- und Kraftstoffarmaturenbetätigung zu entwickeln, die kostengünstig und in hoher Qualität herstellbar sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine geeignete niedrigviskose Schmierölformulierung auf Mineralölbasis zu finden, insbesondere für spezielle komplizierte Anwendungsfälle im niedrigviskosen Einsatzbereich, die sich mit verbesserter Alterungsstabilität und Filtrierbarkeit bei ausreichendem Verschleiß- und Korrosionsschutzverhalten durch ein verbessertes Verhalten gegenüber Wasser auszeichnen, ohne daß sich der Einsatz von Demulgatoren erforderlich macht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch niedrigviskose EP-Schmieröle aus paraffinbasischen, hydroraffinierten, destillierten und gegebenenfalls gebleichten Mineralölkomponenten einer Viskosität von 10 bis 20mm²/s bei 40⁰C, vorzugsweise 13,5 bis 16,5mmVs bei 40⁰C, erforderlichenfalls 0,3 bis 0,8Ma.-%Depressator vom Paraflow-Typzur Einstellung des Stockpunktes sowie einer Additivkombination aus einem Zinksalz einer Dialkyldithiophosphorsäure mit einer mittleren Alkylkettenlänge von C₈, einem hochbasischen geschwefelten Calciumalkylphenolat, einem Kondensationsprodukt aus Rübölfettsäure und Diethanolamin mit Kettenlängen zwischen C₁₆ und C₂₂ und Polymethylmethacrylsäureester mit einer mittleren C-Zahl der Alkoxygruppe von 8 bis 12 gelöst Die Bestandteile der Additivkombination sind dabei im Gesamtöl in folgenden Mengen enthalten:

0,5 bis 2 Ma.-% Zinkdialkyldithiophosphat

0,1 bis 2 Ma.-% Calciumalkylphenolat

0,1 bis 0,5Ma.-% Kondensationsprodukt aus Rübölfettsäure und Diethanolamin 0,5 bis 5 Ma.-% Polymethylmethacrylsäureester.

Das hochbasische geschwefelte Calciumalkylphenolat wird vorteilhaft hergestellt durch gemeinsame Vorlage von Alkylphenol, Erdalkalimetallsulfonat, hochmolekularem Alkohol, Verdünnungsöl und Schwefel nach der Zugabe von einem Calciumhydroxid-/-oxidgemisch, einem Schauminhibitor vom Typ Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 35000 mPas bei 2O⁰C und einem mehrwertigen Alkohol in einem Zuge bei 120 bis 180°C durch Schwefelung und Neutralisation, wobei sich die Carbonisierung sofort anschließt und die Reinigung in an sich bekannter Art und Weise erfolgt.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch ein wesentlich verbessertes Verhalten gegenüber Wasser aus. So werden kleine eingedrungene Wassermengen eindispergiert und bis zur Verdampfung bei erhöhter Betriebstemperatur mitgeführt und größere Wassermengen sofort abgeschieden. Für den letzteren Effekt waren bisher konstruktive Maßnahme oder Demulgatoren notwendig und für die Dispergierung gewisse Emulgierhilfsmittel. Um so überraschender ist es, daß der genannte Effekt durch die vorgeschlagene Erfindung ohne Einsatz von speziellen Demulgatoren erreicht wird. Gleichzeitig überraschen die guten Ergebnisse bezüglich der Alterungsstabilität, des Korrosionsschutzes, des EP-Verhaltens und der guten Filtrierbarkeit.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

Ein geeignetes paraffinbasisches Mineralölgemisch, ausgehend von sowjetischem Erdölblending, das durch die Verfahrensschritte Hydroraffination von Erdölvakuumdestillaten, Destillation und Entparaffinierung erhalten wird und bei 40°C eine Viskosität von 14,9mm²/s, einen Flammpunkt o.T. von 173⁰C und nach Zugabe von 0,5Ma.-% Depressator vom Paraflow-Typ (Fluhyzet V- VEB Hydrierwerk Zeitz) einen Stockpunkt von —52°C aufweist, wird mit 2,5 Ma.-% einer 50%igen öligen Lösung eines Zinksalzes einer Dialkyldithiophosphorsäure (Hypreß P-VEB Hydrierwerk Zeitz) mit einer mittleren Alkylkettenlänge von C₈, mit 0,2 Ma.-% eines hochbasischen geschwefelten Calciumalkylphenolates mit einer TBN von 251 mg KOH/g, mit 0,1 Ma.-% Rübölfettsäurediethanolamid (Elromid RD-DHW Rodleben) und 0,5Ma.-% eines Polymethylmethacrylsäureesters (Viscacryl M 1240 - Piesteritz) versetzt. Die Vermischung erfolgt in beliebiger Reihenfolge und gegebenenfalls bei leichter Erwärmung, wobei eine homogene klare ölige Mischung erhalten wird.

Beispiel 2

Ein geeignetes paraffinbasisches Mineralölgemisch, gewonnen durch Hydroraffination von EVD, Destillation, Entparaffinierung und Kontaktbleichung aus sowjetischem Erdölblending, weist eine Viskosität von 15,3 mmVs bei 4O⁰C auf, der Flammpunkt o. T.

ist 175°C und der Stockpunkt beträgt nach 0,5Ma.-% Depressatorzugabe (Fluhyzet V) -51⁰C. Hierzu gibt man 2Ma.-% des Zinksalzes einer Dialkyldithiophosphorsäure (Hypreß P) mit einer mittleren Alkylkettenlänge von Cs, mit einem Wirkstoffgehalt von 50%, 0,5Ma.-% eines hochbasischen geschwefelten Calciumalkylphenolates, 0,1 Ma.-% Rübölfettsäure-diethanolamid (Elromid RD) und 1,0 Ma.-% eines Polymethylmethacrylsäureester (Viscacryl M 1240). Die Vermischung erfolgt wie im Beispiel 1 angegeben.

Die erhaltenen Flüssigkeiten werden hinsichtlich des Alterungsverhaltens und des Verhaltens gegenüber Wasser mit dem Stand der Technik verglichen.

Die Alterungsstabilität wird nach TGL17745 mittels Kurzzeitmethode bei 120⁰C, 96h, 5I Luft/h und der Zugabe von je 100ppm Cu- bzw. Fe-napthenat ermittelt. Hierbei wird der Zentrifugenschlamm und die Differenz der NZ- bzw. Harzwerte (vor und nach !er Alterung) als Meßgröße herangezogen

Beispiel 1 Beispiel 2 Std. d. T.

Zentrifugenschlamm (Ma.-%) 0,5 0,6 4,7

ANZmgKOH/g 0,4 0,1 14,8

AHarz mg 3,6 3,9 26,1

Zur Beurteilung des Verhaltens gegenüber Wasser wird das Dampfemulgierverfahren nach TGL 21508 herangezogen, wobei für die Prüfung des Wasserabscheidevermögens 20 min lang Dampf durch eine 100-ml-Ölprobe geleitet und danach die Trennung von Öl und Wasser innerhalb einer Meßstrecke zeitlich gemessen wird.

geprüfte Mischungen Wasserabscheidevermögen (see)

Beispiel 1 110

Beispiel 2 125

Stand der Technik >600

Claims (2)

1. Niedrigviskose gegen Wasser stabilisierte EP-Schmieröle für den Einsatz in Außenhydrauliken im Winter, ganzjährig in Kühlräumen sowie für Lenk- und Kraftstoffarmaturenbetätigungen aus paraffinbasischen, hydroraffinierten, destillierten, entparaffinierten und gegebenenfalls gebleichten Mineralölkomponenten einer Viskosität von 10 bis 20mm²/s bei 4O⁰C, vorzugsweise 13,5bis16,5m m²/s bei 40⁰C, erforderlichenfalls mit einem Zusatz von 0,3 bis 0,8 Ma.-% Depressator vom Paraflow-Typ, dadurch gekennzeichnet, daß sie

0,5 bis 2 Ma.-% eines Zinksalzes einer Dialkyldithiophosphorsäure mit einer mittleren

Alkylkettenlänge von C₈,

0,1 bis 2 Ma.-% eines hochbasischen geschwefeltenCalciumalkylphenolates, 0,1 bis 0,5 Ma.-% eines Kondensationsproduktes aus Rübölfettsäure und Diethanolamin mit

Kettemlängen zwischen C₁₆ und C₂2 und 0,5 bis 5 Ma.-% Polymethylmethacrylsäureester mit einer mittleren C-Zahl der Alkoxygruppe

von 8 bis 12
enthalten.

2. EP-Schmieröle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein hochbasisches geschwefeltes Calciumalkylphenolat, das durch gemeinsame Vorlage von Alkylphenole Erdalkalimetallsulfonat, hochmolekularem Alkohol, Verdünnungsöl und Schwefel nach der Zugabe von einem Calciumhydroxidgemisch, einem Schauminhibitor vom Typ Dimethylpolysiloxan mit einer Viskositätvon 3500OmPa bei 120 bis 180⁰C durch Schwefelung und Neutralisation erhalten wird, wobei sich die Carbonisierung sofort anschließt und die Reinigung in an sich bekannter Weise erfolgt.