DE102005003115A1

DE102005003115A1 - Verfahren zur Abdichtung rotierender Wellen

Info

Publication number: DE102005003115A1
Application number: DE102005003115A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Fiene; Oliver Dr. Huttenloch; Steffen Dr. Oehlenschläger; Karel Klikos; Uwe Dr. Vagt
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-10
Also published as: WO2006077082A1

Abstract

Verfahren zur Abdichtung rotierender Wellen unter Einsatz von Gleitringdichtungen, bei dem man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche eine ionische Flüssigkeit enthält, sowie die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Bestandteil der Sperrflüssigkeit für Gleitringdichtungen zur Abdichtung rotierender Wellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung rotierender Wellen unter Einsatz von Gleitringdichtungen sowie die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Bestandteil der Sperrflüssigkeit für Gleitringdichtungen zur Abdichtung rotierender Wellen.

Rotierende Wellen haben einen sehr breiten Einsatzbereich und finden sich in vielen Antrieben zur Übertragung einer Drehbewegung, beispielsweise in Fahrzeugen, Haushaltsmaschinen, Apparaten zur Energieerzeugung, Pumpen, Apparaten zur Verfahrenstechnik sowie in Anwendungen der Luft- und Raumfahrtindustrie. Zur Abdichtung der rotierenden Wellen werden neben Stopfbuchsen, welche im Bereich geringer Qualitätsanforderungen eingesetzt werden, vor allem Gleitringdichtungen bei hohen Qualitäts- und insbesondere hohen Dichtheits-Anforderungen eingesetzt. Eine allgemeine Übersicht über Gleitringdichtungen findet sich beispielsweise in dem Buch E. Mayer, "Axiale Gleitringdichtungen", 7. Auflage, VDI-Verlag Düsseldorf, 1982, ISBN 3-18-400500-3, Seite 1 bis 19.

Beim Einsatz von Maschinen mit höheren Dichtheitsanforderungen werden in der Regel Gleitringdichtungen mit sogenannten Sperrflüssigkeiten eingesetzt. Diese dienen in erster Linie als zusätzliche Abdichtung der rotierenden Welle, beispielsweise beim Durchtritt durch ein Gehäuseteil, aber auch zur Schmierung der Gleitringdichtung und zur Abfuhr der dort erzeugten Reibungswärme. Als Sperrflüssigkeiten werden üblicherweise Wasser oder Öle eingesetzt. So ist im "Burgmann Lexikon der Gleitringdichtungen" (www.burgmann.de/lexikon/de/lex-art-1940.htm, Stand 07.12.2004) sowie in B. Thier, "Handbuch Dichtungen" 1. Auflage, Verlag W.H. Faragallah, Sulzbach/Taunus 1990, Seite 85 Wasser und Hydrauliköl als Sperrflüssigkeit vorbeschrieben. Im Infomagazin "face to face", Ausgabe Juli 2003 der Firma flowserve sind als geeignete Sperrflüssigkeiten Wasser, Wasser/Glykol-Mischungen, Diesel, leichtes Schmieröl und synthetisches Hochtemperaturöl genannt.

Nachteilig am Einsatz von Wasser oder wasserhaltigen Sperrflüssigkeiten ist unter anderem deren hoher Dampfdruck und damit verbundener niedriger Siedepunkt im Bereich von 100°C + x (je nach Frostschutzmittel), welcher vor allem die Einsatztemperatur beschränkt und im Allgemeinen eine entsprechend starke Kühlung erfordert. Trotz Kühlung besteht die Gefahr der Bildung von Gasblasen durch eine lokale Überhitzung an den Gleitringen mit der Folge eines Trockenlaufs zwischen den Gleitflächen und damit einer thermischer Zerstörung der Gleitringdichtung. Ferner wird durch den bei Gleitringdichtungen üblichen geringfügigen Austritt der Sperrflüssigkeit sowohl zur Atmosphärenseite als auch zur Produktseite geringe Mengen an Wasser abgegeben, welche vor allem bei chemisch-verfahrenstechnischen Anwendungen (z.B. Pumpen, Rührer, Mischer, Verdichter, Kompressor, etc.) je nach dem vorliegenden Produktsystem unerwünschte Nebenreaktionen hervorrufen können. Des Weiteren zeigen sehr viele Gase eine ausgesprochen gute Löslichkeit in Wasser. Dies kann sich folgendermaßen negativ auf die Funktion der Gleitringdichtung auswirken: Um innerhalb der Gleitringdichtung eine optimale Schmierung der Gleitflächen sicherzustellen, werden Sperrflüssigkeiten mit einem Sperrdruck beaufschlagt, der höher als der abzudichtende Druck ist. Dies geschieht in der Regel mit Luft- oder Stickstoffüberlagerung innerhalb des Sperrdruckbehälters. Gelangen diese gelöste Gase durch Zirkulation mit der Sperrflüssigkeit an die Gleitflächen, können bereits bei geringer lokaler Überhitzung Gasblasen mit den bereits oben beschriebenen Folgen bilden.

Des Weiteren zeigen sehr viele Gase eine ausgesprochen gute Löslichkeit in Wasser, was dazu führt, dass beispielsweise bei chemisch-verfahrenstechnischen Anwendungen, bei denen die Gleitringdichtung gegenüber einer Gasphase mit gut in Wasser löslichen Gasen abdichtet (z.B. bei Verdichtern, Kompressoren, etc.), sich das Gas mit der Zeit in der Sperrflüssigkeit löst und dann bereits bei geringer lokaler Überhitzung Gasblasen mit den bereits oben beschriebenen Folgen bilden können.

Nachteilig am Einsatz von Ölen ist unter anderem deren Neigung, bei Temperaturbelastung zu verkoken. Um eine Verkokung zu minimieren sind dabei verschiedene aufwändige Maßnahmen erforderlich, wie beispielsweise der Einsatz einer entsprechend starken Kühlung, der Einsatz besonders aufwändig herzustellender und teuerer synthetischer Hochtemperaturöle und/oder der häufige Wechsel des Öls. Wird eine Verkokung nicht rechtzeitig erkannt, so kann diese aufgrund von Ablagerungen im Dichtsystem zu gravierenden Schäden führen, die eine Unterbrechung des Betriebs mit nachfolgenden Reparaturen oder Reinigungsarbeiten nach sich zieht. Auch beim Einsatz von Ölen kann es durch deren üblichen geringfügigen Austritt entlang der rotierenden Welle vor allem bei chemisch-verfahrenstechnischen Anwendungen je nach dem vorliegenden Produktsystem ebenfalls zu unerwünschten Nebenreaktionen kommen. Zudem besitzen auch viele Gase eine ausgesprochen gute Löslichkeit in Ölen, so dass auch hier die im vorherigen Absatz beschriebenen Probleme auftreten können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Abdichtung rotierender Wellen zu finden, welches die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht besitzt, auch bei hohen Temperaturen noch gut und zuverlässig arbeitet, bei chemisch-verfahrenstechnischen Anwendungen keine oder nur eine untergeordnete und somit tolerierbare Wechselwirkung mit einer Vielzahl verschiedener Produktsysteme mit sich zeigt und dennoch nur eine geringe Leckage aufweist.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Abdichtung rotierender Wellen unter Einsatz von Gleitringdichtungen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche eine ionische Flüssigkeit enthält.

Ferner wurde die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Bestandteil der Sperrflüssigkeit für Gleitringdichtungen zur Abdichtung rotierender Wellen gefunden.

Ionische Flüssigkeiten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind

(A) Salze der allgemeinen Formel (I) [A]_n ⁺[Y]^n– (I),in der n für 1, 2, 3 oder 4 steht, [A]⁺ für ein quartäres Ammonium-Kation, ein Oxonium-Kation, ein Sulfonium-Kation oder ein Phosphonium-Kation und [Y]^n– für ein ein-, zwei-, drei- oder vierwertiges Anion steht;
(B) gemischte Salze der allgemeinen Formeln (II) [A¹]⁺[A²]⁺[Y]^2– (IIa); [A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[Y]^3– (IIb); oder [A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[A⁴]⁺[Y]^4– (IIc),wobei [A¹]⁺, [A²]⁺, [A³]⁺ und [A⁴]⁺ unabhängig voneinander aus den für [A]⁺ genannten Gruppen ausgewählt sind und [Y]^n– die unter (A) genannte Bedeutung besitzt; oder
(C) gemischte Salze der allgemeinen Formeln (III) [A¹]+[A²]⁺[A³]⁺[M¹]⁺[Y]^4– (IIIa); [A¹]⁺[A²]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[Y]^4– (IIIb); [A¹]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[M³]⁺[Y]^4– (IIIc); [A¹]⁺[A²]⁺[M¹]⁺[Y]^3– (IIId); [A¹]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[Y]^3– (IIIe); [A¹]⁺[M¹]⁺[Y]^2– (IIIf); [A¹]⁺[A²]⁺[M⁴]²⁺[Y]^4– (IIIg); [A¹]⁺[M¹]⁺[M⁴]²⁺[Y]^4– (IIIh); [A¹]⁺[M⁵]³⁺[Y]^4– (IIIi); oder [A¹]⁺[M⁴]²⁺[Y]^3– (IIIj)wobei [A¹]⁺, [A²]⁺ und [A³]⁺ unabhängig voneinander aus den für [A]⁺ genannten Gruppen ausgewählt sind, [Y]^n– die unter (A) genannte Bedeutung besitzt und [M¹]⁺, [M²]⁺, [M³]⁺ einwertige Metallkationen, [M⁴]²⁺ zweiwertige Metallkationen und [M⁵]³⁺ dreiwertige Metallkationen bedeuten, welche einen Schmelzpunkt von ≤ 150°C besitzen.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden ionischen Flüssigkeiten besitzen bevorzugt einen Schmelzpunkt von –50°C (223 K) bis ≤ 150°C (423 K) und besonders bevorzugt von –20°C (253 K) bis 120°C (393 K).

Das Kation [A]⁺ ist bevorzugt ein quartäres Ammonium-Kation, welches im Allgemeinen 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 3 und besonders bevorzugt 1 bis 2 Stickstoffatome enthält. Geeignete Kationen sind beispielsweise die Kationen der allgemeinen Formeln (IVa) bis (IVw)

sowie Oligomere, die diese Strukturen enthalten. Ein weiteres, geeignetes Kation ist auch ein Phosphonium-Kation der allgemeinen Formel (Iz)

sowie Oligomere, die diese Struktur enthalten.

In den oben genannten Formeln (IVa) bis (IVy) stehen

• der Rest R für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen, unsubstituierten oder durch 1 bis 5 Heteroatome oder funktionelle Gruppen unterbrochenen oder substituierten Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; und
• die Reste R¹ bis R⁹ unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine Sulfo-Gruppe oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen, unsubstituierten oder durch 1 bis 5 Heteroatome oder funktionelle Gruppen unterbrochenen oder substituierten Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei die Reste R¹ bis R⁹, welche in den oben genannten Formeln (IV) an ein Kohlenstoffatom (und nicht an ein Heteroatom) gebunden sind, zusätzlich auch für Halogen oder eine funktionelle Gruppe stehen können; oder zwei benachbarte Reste aus der Reihe R¹ bis R⁹ zusammen auch für einen zweibindigen, Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen, unsubstituierten oder durch 1 bis 5 Heteroatome oder funktionelle Gruppen unterbrochenen oder substituierten Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen.

Als Heteroatome kommen bei der Definition der Reste R und R¹ bis R⁹ prinzipiell alle Heteroatome in Frage, welche in der Lage sind, formell eine -CH₂-, eine -CH=, eine -C≡ oder eine =C= -Gruppe zu ersetzen. Enthält der Kohlenstoff enthaltende Rest Heteroatome, so sind Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor und Silizium bevorzugt. Als bevorzugte Gruppen seien insbesondere -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -NR'-, -N=, -PR'-, -PR'₂ und -SiR'₂- genannt, wobei es sich bei den Resten R^' um den verbleibenden Teil des Kohlenstoff enthaltenden Rests handelt. Die Reste R¹ bis R⁹ können dabei in den Fällen, in denen diese in den oben genannten Formeln (IV) an ein Kohlenstoffatom (und nicht an ein Heteroatom) gebunden sind, auch direkt über das Heteroatom gebunden sein.

Als funktionelle Gruppen kommen prinzipiell alle funktionellen Gruppen in Frage, welche an ein Kohlenstoffatom oder ein Heteroatom gebunden sein können. Als geeignete Beispiele seien -OH (Hydroxy), =O (insbesondere als Carbonylgruppe), -NH₂ (Amino), =NH (Imino), -COOH (Carboxy), -CONH₂ (Carboxamid), -SO₃H (Sulfo) und -CN (Cyano) genannt. Fuktionelle Gruppen und Heteroatome können auch direkt benachbart sein, so dass auch Kombinationen aus mehreren benachbarten Atomen, wie etwa -O(Ether), -S- (Thioether), -COO- (Ester), -CONH- (sekundäres Amid) oder -CONR'(tertiäres Amid), mit umfasst sind, beispielsweise Di-(C₁-C₄-Alkyl)-amino, C₁-C₄-Alkyloxycarbonyl oder C₁-C₄-Alkyloxy.

Als Halogene seien Fluor, Chlor, Brom und Iod genannt.

Bevorzugt steht der Rest R für

• unverzweigtes oder verzweigtes, unsubsituiertes oder ein bis mehrfach mit Hydroxy, Halogen, Phenyl, Cyano, C₁- bis C₆-Alkoxycarbonyl und/oder Sulfonsäure subsituiertes C₁- bis C₁₈-Alkyl mit insgesamt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-1-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-pentyl, 3-Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-1-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, 1-Heptyl, 1-Octyl, 1-Nonyl, 1-Decyl, 1-Undecyl, 1-Dodecyl, 1-Tetradecyl, 1-Hexadecyl, 1-Octadecyl, 2-Hydroxyethyl, Benzyl, 3-Phenylpropyl, 2-Cyanoethyl, 2-(Methoxycarbonyl)-ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)-ethyl, 2-(n-Butoxy-carbonyl)-ethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl, Pentafluorethyl, Heptafluorpropyl, Heptafluorisopropyl, Nonafluorbutyl, Nonafluorisobutyl, Undecylfluorpentyl, Undecylfluorisopentyl, 6-Hydroxyhexyl und Propylsulfonsäure;
• Glykole, Butylenglykole und deren Oligomere mit 1 bis 100 Einheiten und einem Wasserstoff oder einem C₁- bis C₈-Alkyl als Endgruppe, wie beispielsweise R^AO-(CHR^B-CH₂-O)_n-CHR^B-CH₂- oder R^AO-(CH₂CH₂CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂CH₂CH₂O- mit R^A und R^B bevorzugt Wasserstoff, Methyl oder Ethyl und n bevorzugt 0 bis 3, insbesondere 3-Oxabutyl, 3-Oxapentyl, 3,6-Dioxaheptyl, 3,6-Dioxaoctyl, 3,6,9-Trioxadecyl, 3,6,9-Trioxaundecyl, 3,6,9,12-Tetraoxatridecyl und 3,6,9,12-Tetraoxatetradecyl;
• Vinyl; und
• N,N-Di-C₁- bis C₆-alkyl-amino, wie beispielsweise N,N-Dimethylamino und N,N-Diethylamino.

Besonders bevorzugt steht der Rest R für unverzweigtes und unsubstituiertes C₁- bis C₁₈-Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 1-Butyl, 1-Pentyl, 1-Hexyl, 1-Heptyl, 1-Octyl, 1-Decyl, 1-Dodecyl, 1-Tetradecyl, 1-Hexadecyl, 1-Octadecyl, insbesondere für Methyl, Ethyl, 1-Butyl und 1-Octyl sowie für CH₃O-(CH₂CH₂O)_nCH₂CH₂- und CH₃CH₂O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂- mit n gleich 0 bis 3.

Bevorzugt stehen die Reste R¹ bis R⁹ unabhängig voneinander für

• Wasserstoff;
• Halogen;
• eine funktionelle Gruppe;
• gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes und/oder durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C₁- bis C₁₈-Alkyl;
• gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes und/oder durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C₂- bis C₁₈-Alkenyl;
• gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C₆- bis C₁₂-Aryl;
• gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C₅- bis C₁₂-Cycloalkyl;
• gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C₅- bis C₁₂-Cycloalkenyl; oder
• einen gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituierten fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus bedeuten; oder

zwei benachbarte Reste zusammen für

• einen ungesättigten, gesättigten oder aromatischen, gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituierten und gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenen Ring.

Bei gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertem C₁- bis C₁₈-Alkyl handelt es sich bevorzugt um Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-1-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-pentyl, 3-Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-1-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, 2-Etylhexyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, 1-Nonyl, 1-Decyl, 1-Undecyl, 1-Dodecyl, 1-Tridecyl, 1-Tetradecyl, 1-Pentadecyl, 1-Hexadecyl, 1-Heptadecyl, 1-Octadecyl, Cyclopentylmethyl, 2-Cyclopentylethyl, 3-Cyclopentylpropyl, Cyclohexylmethyl, 2-Cyclohexylethyl, 3-Cyclohexylpropyl, Benzyl (Phenylmethyl), Diphenylmethyl (Benzhydryl), Triphenylmethyl, 1-Phenylethyl, 2-Phenylethyl, 3-Phenylpropyl, α,α-Dimethylbenzyl, p-Tolylmethyl, 1-(p-Butylphenyl)-ethyl, p-Chlorbenzyl, 2,4-Dichlorbenzyl, p-Methoxybenzyl, m-Ethoxybenzyl, 2-Cyanoethyl, 2-Cyanopropyl, 2-Methoxycarbonylethyl, 2-Ethoxycarbonylethyl, 2-Butoxycarbonylpropyl, 1,2-Di-(methoxycarbonyl)-ethyl, Methoxy, Ethoxy, Formyl, 1,3-Dioxolan-2-yl, 1,3-Dioxan-2-yl, 2-Methyl-1,3-dioxolan-2-yl, 4-Methyl-1,3-dioxolan-2-yl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl, 6-Hydroxyhexyl, 2-Aminoethyl, 2-Aminopropyl, 3-Aminopropyl, 4-Aminobutyl, 6-Aminohexyl, 2-Methylaminoethyl, 2-Methylaminopropyl, 3-Methylaminopropyl, 4-Methylaminobutyl, 6-Methylaminohexyl, 2-Dimethylaminoethyl, 2-Dimethylaminopropyl, 3-Dimethylaminopropyl, 4-Dimethylaminobutyl, 6-Dimethylaminohexyl, 2-Hydroxy-2,2-dimethylethyl, 2-Phenoxyethyl, 2-Phenoxypropyl, 3-Phenoxypropyl, 4-Phenoxybutyl, 6-Phenoxyhexyl, 2-Methoxyethyl, 2-Methoxypropyl, 3-Methoxypropyl, 4-Methoxybutyl, 6-Methoxyhexyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Ethoxypropyl, 3-Ethoxypropyl, 4-Ethoxybutyl, 6-Ethoxyhexyl, Acetyl, C_nF_2(n-a)+(1-b)H_2a+b mit n gleich 1 bis 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1 (beispielsweise CF₃, C₂F₅, CH₂CH₂-C_(n-2)F_2(n-2)+1, C₆F₁₃, C₈F₁₇, C₁₀F₂₁, C₁₂F₂₅), Chlormethyl, 2-Chlorethyl, Trichlormethyl, 1,1-Dimethyl-2-chlorethyl, Methoxymethyl, 2-Butoxyethyl, Diethoxymethyl, Diethoxyethyl, 2-Isopropoxyethyl, 2-Butoxypropyl, 2-Octyloxyethyl, 2-Methoxyisopropyl, 2-(Methoxycarbonyl)-ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)-ethyl, 2-(n-Butoxycarbonyl)-ethyl, Butylthiomethyl, 2-Dodecylthioethyl, 2-Phenylthioethyl, 5-Hydroxy-3-oxa-pentyl, 8-Hydroxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Hydroxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Hydroxy-4-oxa-heptyl, 11-Hydroxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Hydroxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Hydroxy-5-oxa-nonyl, 14-Hydroxy-5,10-dioxa-tetradecyl, 5-Methoxy-3-oxa-pentyl, 8-Methoxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Methoxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Methoxy-4-oxa-heptyl, 11-Methoxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Methoxy-4,8,12-trioxapentadecyl, 9-Methoxy-5-oxa-nonyl, 14-Methoxy-5,10-dioxa-tetradecyl, 5-Ethoxy-3-oxa-pentyl, 8-Ethoxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Ethoxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Ethoxy-4-oxa-heptyl, 11-Ethoxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Ethoxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Ethoxy-5-oxa-nonyl oder 14-Ethoxy-5,10-oxa-tetradecyl.

Bei gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes und/oder durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C₂- bis C₁₈-Alkenyl handelt es sich bevor zugt um Vinyl, 2-Propenyl, 3-Butenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl oder C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b mit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1.

Bei gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C₆- bis C₁₂-Aryl handelt es sich bevorzugt um Phenyl, Tolyl, Xylyl, α-Naphthyl, β-Naphthyl, 4-Diphenylyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Trichlorphenyl, Difluorphenyl, Methylphenyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Diethylphenyl, iso-Propylphenyl, tert.-Butylphenyl, Dodecylphenyl, Methoxyphenyl, Dimethoxyphenyl, Ethoxyphenyl, Hexyloxyphenyl, Methylnaphthyl, Isopropylnaphthyl, Chlornaphthyl, Ethoxynaphthyl, 2,6-Dimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl, 2,6-Dichlorphenyl, 4-Bromphenyl, 2-Nitrophenyl, 4-Nitrophenyl, 2,4-Dinitrophenyl, 2,6-Dinitrophenyl, 4-Dimethylaminophenyl, 4-Acetylphenyl, Methoxyethylphenyl, Ethoxymethylphenyl, Methylthiophenyl, Isopropylthiophenyl oder tert.-Butylthiophenyl oder C₆F_(5-a)H_a mit 0 ≤ a ≤ 5.

Bei gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C₅- bis C₁₂-Cycloalkyl handelt es sich bevorzugt um Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooctyl, Cyclododecyl, Methylcyclopentyl, Dimethylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, Diethylcyclohexyl, Butylcyclohexyl, Methoxycyclohexyl, Dimethoxycyclohexyl, Diethoxycyclohexyl, Butylthiocyclohexyl, Chlorcyclohexyl, Dichlorcyclohexyl, Dichlorcyclopentyl, C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b mit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1 sowie ein gesättigtes oder ungesättigtes bicyclisches System wie z.B. Norbornyl oder Norbornenyl.

Bei gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C₅- bis C₁₂-Cycloalkenyl handelt es sich bevorzugt um 3-Cyclopentenyl, 2-Cyclohexenyl, 3-Cyclohexenyl, 2,5-Cyclohexadienyl oder C_nF_{2(n-a)-3(1-b)}H_2a-3bmit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1.

Bei einen gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituierten fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus handelt es sich bevorzugt um Furyl, Thiophenyl, Pyrryl, Pyridyl, Indolyl, Benzoxazolyl, Dioxolyl, Dioxyl, Benzimidazolyl, Benzthiazolyl, Dimethylpyridyl, Methylchinolyl, Dimethylpyrryl, Methoxyfuryl, Dimethoxypyridyl oder Difluorpyridyl.

Bilden zwei benachbarte Reste gemeinsam einen ungesättigten, gesättigten oder aromatischen, gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituierten und gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenen Ring, so handelt es sich bevorzugt um 1,3-Propylen, 1,4-Butylen, 1,5-Pentylen, 2-Oxa-1,3-propylen, 1-Oxa-1,3- propylen, 2-Oxa-1,3-propylen, 1-Oxa-1,3-propenylen, 3-Oxa-1,5-pentylen, 1-Aza-1,3-propenylen, 1-C₁-C₄-Alkyl-1-aza-1,3-propenylen, 1,4-Buta-1,3-dienylen, 1-Aza-1,4-buta-1,3-dienylen oder 2-Aza-1,4-buta-1,3-dienylen.

Enthalten die oben genannten Reste Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen, so ist die Anzahl der Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder Iminogruppen nicht beschränkt. In der Regel beträgt sie nicht mehr als 5 in dem Rest, bevorzugt nicht mehr als 4 und ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 3.

Enthalten die oben genannten Reste Heteroatome, so befinden sich zwischen zwei Heteroatomen in der Regel mindestens ein Kohlenstoffatom, bevorzugt mindestens zwei Kohlenstoffatome.

Besonders bevorzugt stehen die Reste R¹ bis R⁹ unabhängig voneinander für

• Wasserstoff;
• unverzweigtes oder verzweigtes, unsubsituiertes oder ein bis mehrfach mit Hydroxy, Halogen, Phenyl, Cyano, C₁- bis C₆-Alkoxycarbonyl und/oder Sulfonsäure subsituiertes C₁- bis C₁ ₈-Alkyl mit insgesamt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-1-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-pentyl, 3-Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-1-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, 1-Heptyl, 1-Octyl, 1-Nonyl, 1-Decyl, 1-Undecyl, 1-Dodecyl, 1-Tetradecyl, 1-Hexadecyl, 1-Octadecyl, 2-Hydroxyethyl, Benzyl, 3-Phenylpropyl, 2-Cyanoethyl, 2-(Methoxycarbonyl)-ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)-ethyl, 2-(n-Butoxy-carbonyl)-ethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl, Pentafluorethyl, Heptafluorpropyl, Heptafluorisopropyl, Nonafluorbutyl, Nonafluorisobutyl, Undecylfluorpentyl, Undecylfluorisopentyl, 6-Hydroxyhexyl und Propylsulfonsäure;
• Glykole, Butylenglykole und deren Oligomere mit 1 bis 100 Einheiten und einem Wasserstoff oder einem C₁- bis C₈-Alkyl als Endgruppe, wie beispielsweise R^AO-(CHR^B-CH₂-O)_n-CHR^B-CH₂- oder R^AO-(CH₂CH₂CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂CH₂CH₂O- mit R^A und R^B bevorzugt Wasserstoff, Methyl oder Ethyl und n bevorzugt 0 bis 3, insbesondere 3-Oxabutyl, 3-Oxapentyl, 3,6-Dioxaheptyl, 3,6-Dioxaoctyl, 3,6,9-Trioxadecyl, 3,6,9-Trioxaundecyl, 3,6,9,12-Tetraoxatridecyl und 3,6,9,12-Tetraoxatetradecyl;
• Vinyl; und
• N,N-Di-C₁- bis C₆-alkyl-amino, wie beispielsweise N,N-Dimethylamino und N,N-Diethylamino.

Ganz besonders bevorzugt stehen die Reste R¹ bis R⁹ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C₁- bis C₁₈-Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Butyl, 1-Pentyl, 1-Hexyl, 1-Heptyl, 1-Octyl, für Phenyl, für 2-Hydroxyethyl, für 2-Cyanoethyl, für 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, für 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, für 2-(n-Butoxycarbonyl)ethyl, für N,N-Dimethylamino, für N,N-Diethylamino, für Chlor sowie für CH₃O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂- und CH₃CH₂O-(CH₂CH₂O)_nCH₂CH₂- mit n gleich 0 bis 3.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyridiniumionen (IVa) solche ein, bei denen

• einer der Reste R¹ bis R⁵ Methyl, Ethyl oder Chlor ist und die verbleibenden Reste R¹ bis R⁵ Wasserstoff sind;
• R³ Dimethylamino ist und die verbleibenden Reste R¹, R², R⁴ und R⁵ Wasserstoff sind;
• alle Reste R¹ bis R⁵ Wasserstoff sind;
• R² Carboxy oder Carboxamid ist und die verbleibenden Reste R¹, R², R⁴ und R⁵ Wasserstoff sind; oder
• R¹ und R² oder R² und R³ 1,4-Buta-1,3-dienylen ist und die verbleibenden Reste R¹, R², R⁴ und R⁵ Wasserstoff sind;

und insbesondere solche, bei denen

• R¹ bis R⁵ Wasserstoff sind; oder
• einer der Reste R¹ bis R⁵ Methyl oder Ethyl ist und die verbleibenden Reste R¹ bis R⁵ Wasserstoff sind.

Als ganz besonders bevorzugte Pyridiniumionen (IVa) seien genannt 1-Methylpyridinium, 1-Ethylpyridinium, 1-(1-Butyl)pyridinium, 1-(1-Hexyl)pyridinium, 1-(1-Octyl)-pyridinium, 1-(1-Hexyl)-pyridinium, 1-(1-Octyl)-pyridinium, 1-(1-Dodecyl)-pyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-pyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-pyridinium, 1,2-Dimethylpyridinium, 1-Ethyl-2-methylpyridinium, 1-(1-Butyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Hexyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Octyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Dodecyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-2-methylpyridinium, 1-Methyl-2-ethylpyridinium, 1,2-Diethylpyridinium, 1-(1-Butyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Hexyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Octyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Dodecyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-2-ethylpyridinium, 1,2-Dimethyl-5-ethylpyridinium, 1,5-Diethyl-2-methyl-pyridinium, 1-(1-Butyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Hexyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium und 1-(1-Octyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Dodecyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium und 1-(1-Hexadecyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyridaziniumionen (IVb) solche ein, bei denen

• R¹ bis R⁴ Wasserstoff sind; oder
• einer der Reste R¹ bis R⁴ Methyl oder Ethyl ist und die verbleibenden Reste R¹ bis R⁴ Wasserstoff sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyrimidiniumionen (IVc) solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und R² bis R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind; oder
• R¹ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist, R² und R⁴ Methyl sind und R³ Wasserstoff ist.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyraziniumionen (IVd) solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und R² bis R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind;
• R¹ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist, R² und R⁴ Methyl sind und R³ Wasserstoff ist;
• R¹ bis R⁴ Methyl sind; oder
• R¹ bis R⁴ Methyl Wasserstoff sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Imidazoliumionen (IVe) solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 1-Butyl, 1-Pentyl, 1-Hexyl, 1-Octyl, 2-Hydroxyethyl oder 2-Cyanoethyl und R² bis R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind.

Als ganz besonders bevorzugte Imidazoliumionen (IVe) seien genannt 1-Methylimidazolium, 1-Ethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-imidazolium, 1-(1-Octyl)-imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-imidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-imidazolium, 1,3-Dimethylimidazolium, 1-Ethyl-3-methylimidazolium, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Butyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-ethyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Octyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Octyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-methyl imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-octylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-octylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-octylimidazolium, 1,2-Dimethylimidazolium, 1,2,3-Trimethylimidazolium, 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-2,3-dimethyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-2,3-dimethylimidazolium, 1,4-Dimethylimidazolium, 1,3,4-Trimethylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-ethylimidazolium, 3-butylimidazolium, 1,4-Drmethyl-3-octylimidazolium, 1,4,5-Trimethylimidazolium, 1,3,4,5-Tetramethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-ethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-butylimidazolium und 1,4,5-Trimethyl-3-octylimidazolium.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyrazoliumionen (IVf), (IVg) beziehungsweise (IVg') solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und R² bis R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyrazoliumionen (IVh) solche ein, bei denen

• R¹ bis R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als 1-Pyrazoliniumionen (IVi) solche ein, bei denen

• unabhängig voneinander R¹ bis R⁶ Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als 2-Pyrazoliniumionen (IVj) beziehungsweise (IVj') solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl ist und R² bis R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als 3-Pyrazoliniumionen (IVk) beziehungsweise (IVk') solche ein, bei denen

• R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl sind und R³ bis R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Imidazoliniumionen (IVl) solche ein, bei denen

• R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, 1-Butyl oder Phenyl sind, R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind und R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Imidazoliniumionen (IVm) beziehungsweise (IVm') solche ein, bei denen

• R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind und R³ bis R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Imidazoliniumionen (IVn) beziehungsweise (IVn') solche ein, bei denen

• R¹ bis R³ unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind und R⁴ bis R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Thiazoliumionen (IVo) beziehungsweise (IVo') sowie als Oxazoliumionen (IVp) solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl ist und R² und R³ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als 1,2,4-Triazoliumionen (IVq), (IVq') beziehungsweise (IVq'') solche ein, bei denen

• R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl sind und R³ Wasserstoff, Methyl oder Phenyl ist.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als 1,2,3-Triazoliumionen (IVr), (IVr') beziehungsweise (IVr'') solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und R² und R³ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind, oder R² und R³ zusammen 1,4-Buta-1,3-dienylen ist.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Pyrrolidiniumionen (IVs) solche ein, bei denen

• R¹ Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl ist und R² bis R⁹ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Imidazolidiniumionen (IVt) solche ein, bei denen

• R¹ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Phenyl sind und R² und R³ sowie R⁵ bis R⁸ unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ammoniumionen (IVu) solche ein, bei denen

• R¹ bis R³ unabhängig voneinander C₁- bis C₁ ₈-Alkyl sind; oder
• R¹ und R² zusammen 1,5-Pentylen oder 3-Oxa-1,5-pentylen sind und R³ C₁-C₁₈-Alkyl, 2-Hydroxyethyl oder 2-Cyanoethyl ist.

Als ganz besonders bevorzugte Ammoniumionen (IVu) seien genannt Methyl-tri-(1-butyl)-ammonium, N,N-Dimethylpiperidinium und N,N-Dimethylmorpholinium.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Guanidiniumionen (IVv) solche ein, bei denen

• R¹ bis R⁵ Methyl sind.

Als ganz besonders bevorzugtes Guanidiniumion (IVv) sei genannt N,N,N',N',N'',N''-Hexamethylguanidinium.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Choliniumionen (IVw) solche ein, bei denen

• R¹ und R² unabhängig voneinander Methyl, Ethyl, 1-Butyl oder 1-Octyl sind und R³ Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Acetyl, -SO₂OH oder -PO(OH)₂ ist;
• R¹ Methyl, Ethyl, 1-Butyl oder 1-Octyl ist, R² eine -CH₂-CH₂-OR⁴-Gruppe ist und R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Acetyl, -SO₂OH oder -PO(OH)₂ sind; oder
• R¹ eine -CH₂-CH₂-OR⁴-Gruppe ist, R² eine -CH₂-CH₂-OR⁵-Gruppe ist und R³ bis R⁵ unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Acetyl, -SO₂OH oder – PO(OH)₂ sind.

Ganz besonders bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Phosphoniumionen (IVx) solche ein, bei denen

• R¹ bis R³ unabhängig voneinander C₁-C₁₈-Alkyl, insbesondere Butyl, Isobutyl, 1-Hexyl oder 1-Octyl sind.

Unter den vorstehend genannten Kationen sind die Pyridiniumionen (IVa), Imidazoliumionen (IVe) und Ammoniumionen (IVu) bevorzugt, insbesondere 1-Methylpyridinium, 1-Ethylpyridinium, 1-(1-Butyl)pyridinium, 1-(1-Hexyl)pyridinium, 1-(1-Octyl)pyridinium, 1-(1-Hexyl)-pyridinium, 1-(1-Octyl)-pyridinium, 1-(1-Dodecyl)-pyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-pyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-pyridinium, 1,2-Dimethylpyridinium, 1-Ethyl-2-methylpyridinium, 1-(1-Butyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Hexyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Octyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Dodecyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-2-methylpyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-2-methylpyridinium, 1-Methyl-2-ethylpyridinium, 1,2-Diethylpyridinium, 1-(1-Butyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Hexyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Octyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Dodecyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-2-ethylpyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-2-ethylpyridinium, 1,2-Dimethyl-5-ethyl-pyridinium, 1,5-Diethyl-2-methyl-pyridinium, 1-(1-Butyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Hexyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Octyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Dodecyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Tetradecyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-(1-Hexadecyl)-2-methyl-3-ethyl-pyridinium, 1-Methylimidazolium, 1-Ethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-imidazolium, 1-(1-Octyl)-imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-imidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-imidazolium, 1,3-Dimethylimidazolium, 1-Ethyl-3-methylimidazolium, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazolium, 1,2-Dimethylimidazolium, 1,2,3-Trimethylimidazolium, 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-2,3-dimethyl-imidazolium und 1-(1-Octyl)-2,3-dimethylimidazolium, 1,4-Dimethylimidazolium, 1,3,4-Trimethylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-ethylimidazolium, 3-butylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-octylimidazolium, 1,4,5-Trimethylimidazolium, 1,3,4,5-Tetramethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-ethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-butylimidazolium und 1,4,5-Trimethyl-3-octylimidazolium.

Bei den in den Formeln (IIIa) bis (IIIj) genannten Metallkationen [M¹]⁺, [M²]⁺, [M³]⁺, [M⁴]²⁺ und [M⁵]³⁺ handelt es sich im Allgemeinen um Metallkationen der 1., 2., 6., 7., 8., 9., 10., 11., 12. und 13. Gruppe des Periodensystems. Geeignete Metallkationen sind beispielsweise Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Zn²⁺ und Al³⁺.

Als Anionen sind prinzipiell alle Anionen einsetzbar, welche in Verbindung mit dem Kation zu einer ionische Flüssigkeit führen.

Das Anion [Y]^n– der ionischen Flüssigkeit ist beispielsweise ausgewählt aus:

• der Gruppe der Halogenide und halogenhaltigen Verbindungen der Formeln: F^–, Cl^–, Br^–, I^–, BF₄ ^–, PF₆ ^–, AlCl₄ ^–, Al₂Cl₇ ^–, Al₃Cl₁₀ ^–, AlBr₄ ^–, FeCl₄ ^–, BCl₄ ^–, SbF₆ ^–, AsF₆ ^–, ZnCl₃ ^–, SnCl₃ ^–, CuCl₂ ^–, CF₃SO₃ ^–, (CF₃SO₃)₂N^–, CF₃CO₂ ^–, CCl₃CO₂ ^–, CN^–, SCN^–, OCN^–, NO^2–, NO^3–, N(CN)^–;
• der Gruppe der Sulfate, Sulfite und Sulfonate der allgemeinen Formeln: SO₄ ^2–, HSO₄ ^–, SO₃ ^2–, HSO₃ ^–, R^aOSO₃ ^–, R^aSO₃ ^–;
• der Gruppe der Phosphate der allgemeinen Formeln: PO₄ ^3–, HPO₄ ^2–, H₂PO₄ ^–, R^aPO₄ ^2–, HR^aPO₄ ^–, R^aR^bPO₄ ^–;
• der Gruppe der Phosphonate und Phosphinate der allgemeinen Formel: R^aHPO₃ ^–, R^aR^bPO₂ ^–, R^aR^bPO₃ ^–;
• der Gruppe der Phosphite der allgemeinen Formeln: PO₃ ^3–, HPO₃ ^2–, H₂PO₃ ^–, R^aPO₃ ^2–, R^aHPO₃ ^–, R^aR^bPO₃ ^–;
• der Gruppe der Phosphonite und Phosphinite der allgemeinen Formel: R^aR^bPO₂ ^–, R^aHPO₂ ^–, R^aR^bPO^–, R^aHPO^–;
• der Gruppe der Carboxylate der allgemeinen Formeln: R^aCOO^–;
• der Gruppe der Borate der allgemeinen Formeln: BO₃ ^3–, HBO₃ ^2–, H₂BO₃ ^–, R^aR^bBO₃ ^–, R^aHBO₃ ^–, R^aBO₃ ^2–, B(OR^a)(OR^b)(OR^c)(OR^d)^–, B(HSO₄)^–, B(R^aSO4)^–;
• der Gruppe der Boronate der allgemeinen Formeln: R^aBO₂ ^2–, R^aR^bBO^–;
• der Gruppe der Carbonate und Kohlensäureester der allgemeinen Formeln: HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, R^aCO₃ ^–;
• der Gruppe der Silikate und Kieselsäuresäureester der allgemeinen Formeln: SiO₄ ^4–, HSiO₄ ^3–, H₂SiO₄ ^2–, H₃SiO₄ ^–, R^aSiO₄ ^3–, R^aR^bSiO₄ ^2–, R^aR^bR^cSiO₄ ^–, HR^aSiO₄ ^2–, H₂R^aSiO₄ ^–, HR^aR^bSiO₄ ^–;
• der Gruppe der Alkyl- bzw. Arylsilan-Salze der allgemeinen Formeln: R^aSiO₃ ^3–, R^aR^bSiO₂ ^2–, R^aR^bR^cSiO^–, R^aR^bR^cSiO₃ ^–, R^aR^bR^cSiO₂ ^–, R^aR^bSiO₃ ^2–;
• der Gruppe der Carbonsäureimide, Bis(sulfonyl)imide und Sulfonylimide der allgemeinen Formeln:
• der Gruppe der Methide der allgemeinen Formel:
• der Gruppe der Alkoxide und Aryloxide der allgemeinen Formeln: R^aO^–;
• der Gruppe der Halometallate der allgemeinen Formel [M_qHal_r]^S–, wobei M für ein Metall und Hal für Fluor, Chlor, Brom oder Iod steht, q und r ganze positive Zahlen sind und die Stöchiometrie des Komplexes angeben und s eine ganze positive Zahl ist und die Ladung des Komplexes angibt;
• der Gruppe der Sulfide, Hydrogensulfide, Polysulfide, Hydrogenpolysulfide und Thiolate der allgemeinen Formeln: S^2–, HS^–, [S_v]^2–, [HS_v]^–, [R^aS]^–, wobei v eine ganze positive Zahl von 2 bis 10 ist;
• der Gruppe der komplexen Metallionen wie Fe(CN)₆ ^3–, Fe(CN)₆ ^4–, MnO₄ ^–, Fe(CO)₄ ^–.

Darin bedeuten R^a, R^b, R^c und R^d unabhängig voneinander jeweils

• Wasserstoff;
• C₁- bis C₃₀-Alkyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO-, -CO-O- oder -CO-N< substituierte Komponenten, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-1-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-pentyl, 3-Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-1-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Icosyl, Henicosyl, Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl, Heptacosyl, Octacosyl, Nonacosyl, Triacontyl, Phenylmethyl (Benzyl), Diphenylmethyl, Triphenylmethyl, 2-Phenylethyl, 3-Phenylpropyl, Cyclopentylmethyl, 2-Cyclopentylethyl, 3-Cyclopentylpropyl, Cyclohexylmethyl, 2-Cyclohexylethyl, 3-Cyclohexylpropyl, Methoxy, Ethoxy, Formyl, Acetyl oder C_nF_2(n-a)+(1-b)H_2a+b mit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1 (beispielsweise CF₃, C₂F₅, CH₂CH₂-C_(n-2)F_2(n-2)+1, C₆F₁₃, C₈F₁₇, C₁₀F₂₁, C₁₂F₂₅);
• C₃- bis C₁₂-Cycloalkyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Kompo nenten, wie beispielsweise Cyclopentyl, 2-Methyl-1-cyclopentyl, 3-Methyl-1-cyclopentyl, Cyclohexyl, 2-Methyl-1-cyclohexyl, 3-Methyl-1-cyclohexyl, 4-Methyl-1-cyclohexyl oder C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b mit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1;
• C₂- bis C₃₀-Alkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise 2-Propenyl, 3-Butenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl oder C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b mit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1;
• C₃- bis C₁₂-Cycloalkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise 3-Cyclopentenyl, 2-Cyclohexenyl, 3-Cyclohexenyl, 2,5-Cyclohexadienyl oder C_nF_{2(n-a)-3(1-b)}H_2a-3b mit n ≤ 30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1;
• Aryl oder Heteroaryl mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen und deren alkyl-, aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -COoder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise Phenyl, 2-Methyl-phenyl (2-Tolyl), 3-Methyl-phenyl (3-Tolyl), 4-Methyl-phenyl, 2-Ethyl-phenyl, 3-Ethyl-phenyl, 4-Ethyl-phenyl, 2,3-Dimethyl-phenyl, 2,4-Dimethyl-phenyl, 2,5-Dimethyl-phenyl, 2,6-Dimethyl-phenyl, 3,4-Dimethyl-phenyl, 3,5-Dimethyl-phenyl, 4-Phenyl-phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Pyrrolyl, 2-Pyrrolyl, 3-Pyrrolyl, 2-Pyridinyl, 3-Pyridinyl, 4-Pyridinyl oder C₆F_(5-a)H_a mit 0 ≤ a ≤ 5; oder
• zwei Reste einen ungesättigten, gesättigten oder aromatischen, gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Halogen, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituierten und gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenen Ring.

Ganz besonders bevorzugte Anionen sind Chlorid; Bromid; Iodid; Thiocyanat; Hexafluorophosphat; Trifluormethansulfonat; Methansulfonat; Formiat; Acetat; Mandelat; Nitrat; Nitrit; Trifluoracetat; Sulfat; Hydrogensulfat; Methylsulfat; Ethylsulfat; 1-Propylsulfat; 1-Butylsulfat; 1-Hexylsulfat; 1-Octylsulfat; Phosphat; Dihydrogenphosphat; Hydrogenphosphat; C₁- bis C₄-Dialkylphosphate; Propionat; Tetrachloroaluminat; Al₂Cl₇; Chlorozinkat; Chloroferrat; Bis(trifluoromethylsulfonyl)imid; Bis(pentafluoroethylsulfonyl)imid; Bis(methylsulfonyl)imid; Bis(p-Tolylsulfonyl)imid; Tris(trifluoromethylsulfonyl)methid; Bis(pentafluoroethylsulfonyl)methid; p-Tolylsulfonat; Tetracarbonylcobaltat; Dimethylenglykolmonomethylethersulfat; Oleat; Stearat; Acrylat; Methacrylat; Maleinat; Hydrogencitrat; Vinylphosphonat; Bis(pentafluoroethyl)phosphinat; Borate wie Bis[salicylato(2-)]borat, Bis[oxalato(2-)]borat, Bis[1,2-benzoldiolato(2-)-O,O']borat, Tetracyanoborat, Tetrafluoroborat; Dicyanamid; Tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphat; Tris(heptafluoropropyl)trifluorophosphat, cyclische Arylphosphate wie Brenzcatecholphosphat (C₆H₄O₂)P(O)O^-und Chlorocobaltat.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ganz besonders bevorzugt sind die Chloride, Bromide, Hydrogensulfate, Tetrachloroaluminate, Thiocyanate, Methylsulfate, Ethylsulfate, Methansulfonate, Acetate, Dimethylphosphate, Diethylphosphate, p-Tolylsulfonate, Tetrafluoroborate und Hexafluorophosphate von Methyl-tri-(1-butyl)-ammonium, 1-Methylimidazolium, 1-Ethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-imidazolium, 1-(1-Octyl)-imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-imidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-imidazolium, 1,3-Dimethylimidazolium, 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Butyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-ethyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Octyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Octyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-ethyl-imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-octylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-octylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-octylimidazolium, 1,2-Dimethylimidazolium, 1,2,3-Trimethylimidazolium, 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-2,3-dimethyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-2,3-dimethyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-2,3-dimethyl-imidazolium, 1,4-Dimethylimidazolium, 1,3,4-Trimethylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-ethylimidazolium, 3-butylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-octylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-imidazolium, 1,3,4,5-Tetramethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-ethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-butylimidazolium und 1,4,5-Trimethyl-3-octylimidazolium.

Insbesondere setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren 1,3-Dimethylimidazolium-methylsulfat, 1,3-Dimethylimidazolium-hydrogensulfat, 1,3-Dimethylimidazolium-dimethylphosphat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-methylsulfat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-hydrogensulfat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium thiocyanat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium acetat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium methansulfonat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium methylsulfat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium hydrogensulfat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium thiocyanat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium acetat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium methansulfonat, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium methylsulfat, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium hydrogensulfat, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium methylsulfat, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium hydrogensulfat, 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazolium methylsulfat oder 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazolium hydrogensulfat ein.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass insbesondere die Methylsulfate eine sehr gute thermische Stabilität besitzen und daher auch bei einer Temperatur von mehreren hundert °C erfolgreich eingesetzt werden können.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren setzt man im Allgemeinen eine Sperrflüssigkeit ein, welche unter Betriebsbedingungen eine kinematische Viskosität von 0,1 bis 1000 mm²/s und bevorzugt 0,5 bis 500 mm²/s und besonders bevorzugt 1 bis 100 mm²/s aufweist. Unter Betriebsbedingungen sind dabei all jene Bedingungen zu verstehen, denen die Sperrflüssigkeit bei normalem Betrieb im Bereich der Gleitringdichtung ausgesetzt ist und welche einen Einfluss auf die Viskosität besitzen. Darin explizit nicht mit eingeschlossen ist der Bereich außerhalb des Gehäuses der rotierenden Welle, beispielsweise der Bereich eines eventuell vorhandenen Ausgleichsbehälters, eines eventuell vorhandenen Kühlers, einer eventuell vorhandenen Kreislaufpumpe und eventuell vorhandener Leitungen, da in diesen Bereichen durchaus auch Viskositäten außerhalb des genannten Bereichs akzeptabel sein können. Aufgrund der starken Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur ist diese, neben der chemischen Natur und Zusammensetzung der Sperrflüssigkeit, der faktisch ausschlaggebende Parameter für die sich einstellende Viskosität. Bei ein und derselben Substanz oder Mischung führt eine Erhöhung der Temperatur zu einer Verringerung der Viskosität und umgekehrt. So werden bevorzugt bei Anwendungen bei einer niedrigen Betriebstemperatur (z.B. Raumtemperatur) Sperrflüssigkeiten eingesetzt, welche bei dieser niedrigen Temperatur die gewünschte Viskosität besitzen. Demgegenüber werden im Allgemeinen Sperrflüssigkeiten, welche bei niedriger Temperatur eine eher hohe Viskosität aufweisen bevorzugt bei höheren Betriebstemperaturen eingesetzt, bei denen sie dann die gewünschte Viskosität besitzen. So ist die Auswahl der geeigneten Sperrflüssigkeit auch von der vorhandenen Betriebstemperatur abhängig.

Bei einer kinematischen Viskosität von < 0,1 mm²/s ist die Sperrflüssigkeit in der Regel so dünnflüssig und bei einer kinematischen Viskosität von > 1000 mm²/s die Sperrflüssigkeit in der Regel so dickflüssig, dass in beiden Extremfällen nur unter speziellen Randbedingungen, wie etwa einer sehr langsam drehenden Welle oder deutlichen Abstrichen in der Dichtheit und Schmierwirkung, noch ein akzeptables Ergebnis erzielt werden kann.

Neben der zuvor bereits genannten Abdicht- und Schmierwirkung dient die Sperrflüssigkeit im Allgemeinen auch zur Abfuhr der durch die Reibung im Bereich der Gleitringdichtung erzeugten Wärme. Daher setzt man im Allgemeinen beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Sperrflüssigkeit ein, welche unter Betriebsbedingungen eine Wärmekapazität im Bereich von 0,5 bis 20 J/gK, bevorzugt 1 bis 10 J/gK und besonders bevorzugt 1 bis 5 J/gK besitzt.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Sperrflüssigkeit kann zusätzlich zur ionischen Flüssigkeit noch weitere Stoffe enthalten. Geeignete zusätzliche Stoffe sind insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten und bisher üblichen Sperrflüssigkeiten, wie etwa Wasser, Hydrauliköle, Glykole, Diesel, leichte Schmieröle, synthetische Hochtemperaturöle, aber auch Alkohole. Werden zusätzlich zur ionischen Flüssigkeit noch weitere Stoffe eingesetzt, so sind diese bevorzugt Wasser, Ethylenglykol und/oder ein Öl. So sind insbesondere ionische Flüssigkeiten mit hydrophoben Resten wie beispielsweise Alkylresten mit ≥ 8 Kohlenstoffatomen partiell oder sogar vollständig mit Ölen mischbar.

Die zusätzlichen Stoffe dienen dabei im Allgemeinen der Verbesserung bestimmter Eigenschaften der Sperrflüssigkeit. So wird beispielsweise durch die Gegenwart von Wasser, welches eine kinematische Viskosität von etwa 1,75 mm²/s bei 25°C und von etwa 0,36 mm²/s bei 80°C sowie eine Wärmekapazität von etwa 4,19 J/gK bei 80°C besitzt, die Viskosität deutlich verringert und die Wärmekapazität erhöht. Auch durch den Zusatz von Ethylenglykol oder einem entsprechend geeigneten Öl wird die Viskosität herabgesetzt und gegebenenfalls die Wärmekapazität etwas erhöht.

Im Allgemeinen setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Sperrflüssigkeit ein, welche zu 1 bis 100 Gew.-%, bevorzugt zu 10 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 50 bis 100 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu 95 bis 100 Gew.-%, insbesondere zu 99 bis 100 Gew.-% und ganz speziell bis auf die üblichen Verunreinigungen vollständig aus der ionischen Flüssigkeit besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei den verschiedensten Arten und Bauweisen von Gleitringdichtungen zur Abdichtung rotierender Wellen eingesetzt werden. So ist das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise bei einfach- und mehrfach wirkenden Gleitringdichtungen sowohl in druckloser als auch in druckbeaufschlagter Form einsetzbar. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren auch einsetzbar bei Systemen mit externem Kreislauf, interner oder externer Kühlung, externem Ausgleichsbehälter, interner oder externer Umwälzeinrichtung (bei Zwangsumwälzung) oder auch bei einem Naturumlauf (Thermosyphoneffekt).

Auch bei der Wahl der Gleitringmaterialien kann Bekanntes und technisch Übliches verwendet werden. So können die üblichen und verbreiteten Gleitringmaterialien aus Siliciumcarbid, Wolframcarbid, Graphit, Kalrez^®, Viton^® und PTFE (als Vertreter fluorierter Polymere) verwendet werden.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren abgedichteten rotierenden Wellen können beispielsweise Bestandteil von Rührern, Mischern, Pumpen, Turbinen, Generatoren, Verdichtern oder Kompressoren.

Im Folgenden ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Abbildungen 1 und 2 näher erläutert. Hierbei ist folgende Legende zu beachten:

A:: Produktseite
B:: Außenseite
C:: rotierende Welle
D:: Feder
E:: Nebendichtring vom Gleitring
F:: Gleitring
G:: Gegenring
H:: Nebendichtring vom Gegenring
I:: Sperrflüssigkeit

1 zeigt das Schema einer einfach wirkenden Gleitringdichtung. Die Sperrflüssigkeit befindet sich in dem mit "I" gekennzeichneten Bereich. Der Gegenring "G" ist mit dem starren Gehäuse verbunden und mit dem Nebendichtring "H" zur Produktseite "A" hin abgedichtet. Der rotierende Gleitring "F" ist über dem Nebendichtring "E" mit der rotierenden Welle verbunden.
2 zeigt das Schema einer doppelt wirkenden Gleitringdichtung (Back-to-Back-Anordnung). Bei dieser Ausführungsform ist der rotierende Gleitring "F" sowohl zum produktseitigen Gegenring "G" als auch zum außenseitigen Gegenring "G" abzudichten. Die Sperrflüssigkeit befindet sich in dem mit "I" gekennzeichneten Bereich. Dieser besitzt einen, mit jeweils einem Pfeil markierten Zu- und Ablauf für extern angeschlossene Komponenten. Bei den extern angeschlossenen Komponenten kann es sich beispielsweise um Kühler, Ausgleichsgefäße oder Umwälzpumpen handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Abdichtung rotierender Wellen unter Einsatz von Gleitringdichtungen, welches auch noch bei hohen Temperaturen gut und zuverlässig arbeitet, bei chemisch-verfahrenstechnischen Anwendungen keine oder nur eine untergeordnete und somit tolerierbare Wechselwirkung mit einer Vielzahl verschiedener Produktsysteme zeigt und dennoch nur eine geringe Leckage aufweist. Ionische Flüssigkeiten sind sehr temperaturstabil und chemisch inert, so dass diese weder zur Zersetzung oder Verkokung noch zur chemischen Reaktion mit vielen anderen Stoffen neigen. So sind auch Anwendungen im Hochtemperaturbereich, beispielsweise bei der Herstellung und der Verarbeitung von Polymeren, möglich. Sie besitzen ferner nahezu keinen (oder nur außerst geringen) Dampfdruck und die Löslichkeit der meisten, in chemisch-verfahrenstechnischen Anwendungen vorhandenen Gasen in diesen ionischen Flüssigkeiten ist sehr gering, so dass faktisch keine Gefahr der unkontrollierten Bildung von Gasblasen an lokal überhitzten Stellen, mit den entsprechenden negativen Folgen, besteht. Des Weiteren besitzen ionische Flüssigkeiten in Abhängigkeit von dem konkreten Ionenpaar und der Arbeitstemperatur eine geringe bis mittlere Viskosität, welche letztendlich die systemadaptierte Wahl der ionischen Flüssigkeit entsprechend der Arbeitstemperatur, der Oberflächengeschwindigkeit der rotie renden Welle (entsprechend dem Wellendurchmesser und der Drehzahl) und der gewünschten Dichtheit ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann problemlos zum Betrieb der üblichen, auf dem Markt befindlichen Gleitringdichtungen eingesetzt werden, so dass keine baulichen Veränderungen erforderlich sind und vorhandene Systeme problemlos umgestellt werden können.
Beispiele
Beispiel 1
Um die Eignung ionischer Flüssigkeiten als Sperrflüssigkeit für Gleitringdichtungen zu belegen, wurden für eine Reihe verschiedener ionischer Flüssigkeiten die kinematische Viskosität bei 25°C und 80°C sowie die Wärmekapazität bestimmt. Eine Übersicht dieser Daten findet sich in Tabelle 1.
Die gemessenen Viskositäten zeigen, dass die ionischen Flüssigkeiten abhängig von ihren physikalischen Eigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen eingesetzt werden können. So sind beispielsweise EMIM AlCl₄, EMIM SCN, EMIM EtOSO₃, EMIM CH₃SO₃, EMIM Acetat, BMIM AlCl₄ und BMIM SCN bereits bei einer Betriebstemperatur von 25°C hervorragend als Sperrflüssigkeit geeignet. MeNBu₃ MeOSO₃, HMIM Cl, HMIM HSO₄, EMIM Cl, EMIM HSO₄, EMIM AlCl₄, EMIM SCN, EMIM EtOSO₃, EMIM CH₃SO₃, EMIM Acetat, BMIM Cl, BMIM HSO₄, BMIM AlCl₄, BMIM SCN, BMIM MeO-SO₃, BMIM CH₃SO₃, BMIM acetat und EMMIM EtOSO₃ sind bei einer Betriebstemperatur von 80°C hervorragend als Sperrflüssigkeit geeignet.
Der Tabelle lässt sich schließlich noch entnehmen, dass insbesondere EMIM AlCl₄, EMIM SCN, EMIM EtOSO₃, EMIM CH₃SO₃, EMIM Acetat, BMIM AlCl₄ und BMIM SCN sowohl bei 25°C als auch bei 80°C und damit über einen weiten Temperaturbereich sehr gut als Sperrflüssigkeit einsetzbar sind.

Claims

Verfahren zur Abdichtung rotierender Wellen unter Einsatz von Gleitringdichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche eine ionische Flüssigkeit enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als ionische Flüssigkeit eine ionische Flüssigkeit mit einem Schmelzpunkt von –50°C (223 K) bis 150°C (423 K) einsetzt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als ionische Flüssigkeit die Chloride, Bromide, Hydrogensulfate, Tetrachloroaluminate, Thiocyanate, Methylsulfate, Ethylsulfate, Methansulfonate, Acetate, Dimethylphosphate, Diethylphosphate, p-Tolylsulfonate, Tetrafluoroborate und Hexafluorophosphate von Methyl-tri-(1-butyl)-ammonium, 1-Methylimidazolium, 1-Ethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-imidazolium, 1-(1-Octyl)-imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-imidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-imidazolium, 1,3-Dimethylimidazolium, 1-Ethyl-3-methylimidazolium, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Butyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-ethyl-imidazolium, 1-(1-Hexyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Octyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Octyl)-3-butylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Dodecyl)-3-octylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Tetradecyl)-3-octylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-methyl-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-ethylimidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-butyl-imidazolium, 1-(1-Hexadecyl)-3-octylimidazolium, 1,2-Dimethylimidazolium, 1,2,3-Trimethylimidazolium, 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Butyl)-2,3-dimethylimidazolium, 1-(1-Hexyl)-2,3-dimethyl-imidazolium, 1-(1-Octyl)-2,3-dimethylimidazolium, 1,4-Dimethylimidazolium, 1,3,4-Trimethylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-ethylimidazolium, 3-butylimidazolium, 1,4-Dimethyl-3-octylimidazolium, 1,4,5-Trimethylimidazolium, 1,3,4,5-Tetramethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-ethylimidazolium, 1,4,5-Trimethyl-3-butylimidazolium und 1,4,5-Trimethyl-3-octylimidazolium einsetzt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als ionische Flüssigkeit 1,3-Dimethylimidazolium-methylsulfat, 1,3-Dimethylimidazolium-hydrogensulfat, 1,3-Dimethylimidazolium-dimethylphosphat, 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium-methylsulfat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-hydrogensulfat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-thiocyanat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-acetat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-methansulfonat, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-diethylphosphat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium-methylsulfat, 1-(1-Butyl)-3-methyl-imidazolium-hydrogensulfat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium-thiocyanat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium-acetat, 1-(1-Butyl)-3-methylimidazolium-methansulfonat, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium methylsulfat, 1-(1-Dodecyl)-3-methylimidazolium-hydrogensulfat, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium-methylsulfat, 1-(1-Tetradecyl)-3-methylimidazolium-hydrogensulfat, 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazolium-methylsulfat oder 1-(1-Hexadecyl)-3-methylimidazoliumhydrogensulfat einsetzt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche unter Betriebsbedingungen eine kinematische Viskosität von 0,1 bis 1000 mm²/s aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche zusätzlich zur ionischen Flüssigkeit noch Wasser, Ethylenglykol und/oder ein Öl enthält.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche zu 50 bis 100 Gew.-% aus der ionischen Flüssigkeit besteht.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sperrflüssigkeit einsetzt, welche zu 95 bis 100 Gew.-% aus der ionischen Flüssigkeit besteht.
Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Bestandteil der Sperrflüssigkeit für Gleitringdichtungen zur Abdichtung rotierender Wellen.