DE1021111B

DE1021111B - Schmiermittel und hydraulische Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1021111B
Application number: DEB39197A
Authority: DE
Inventors: Nils Ragnar Magnus Byman
Original assignee: NILS RAGNAR MAGNUS BYMAN
Current assignee: NILS RAGNAR MAGNUS BYMAN
Priority date: 1955-02-22
Filing date: 1956-02-20
Publication date: 1957-12-19
Also published as: BE545422A; GB801154A

Description

Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung eines flüssigen Schmiermittels, das als Basis für Schmieröle, Schmierfette und hydraulische Flüssigkeiten geeignet ist.

In letzter Zeit hat man Ester von Di- und Polycarbonsäuren, wie z. B. die Ester von Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Pimelinsäure, Sebazinsäure und Pinsäure, mit Alkoholen mit 4 bis 17 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise 2-Äthylbutylalkohol, 2-Äthylhexylalkohol, Octylalkohol und Nonylalkohol oder anderen aliphatischen Alkoholen, als Basis für Schmiermittel verwendet. Weiterhin sind hierfür Mischungen dieser Ester angewandt worden.

Diese Ester sind als Schmiermittel wegen ihres niedrigen Schmelzpunktes und ihres hohen Viskositätsindex, d. h. der geringen Temperaturabhängigkeit der Viskosität, geeignet, aber sie haben leider infolge ihrer niedrigen Viskosität und des hohen Dampfdruckes eine begrenzte Anwendbarkeit.

Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, die Nachteile dadurch zu beseitigen, daß man diese Ester mit Kohlenwasserstoffgemischen (Mineralölen) mischt, und es wurde festgestellt, daß solche Mischungen eine höhere Viskosität und einen geringeren Dampfdruck als die Ester als solche haben. Leider ist jedoch der Viskositätsindex der Mischungen niedriger als der der eingesetzten Ester, d.h., der Viskositätsindex der Mischungen liegt zwischen den entsprechenden Werten für die reinen Ester und die Kohlenwasserstoffgemische.

Es hat sich nun jedoch gezeigt, daß man bezüglich des Viskositätsindex einen unerwartetensynergistischenEffekt erzielen kann, der darin besteht, daß man bei der Mischung einen höheren Viskositätsindex erhält als denjenigen, der sich unter Zugrundelegung der Viskositätsindize der Bestandteile berechnen kann," wenn man gewisse bestimmte Vorschriften bei der Wahl der Komponenten bezüglich ihrer Viskosität beachtet, und hierin liegt die vorliegende Erfindung.

Erfmdungsgemäß bestehen die Schmiermittel aus einer Mischung, die einerseits einen oder mehrere Ester einer Viskosität von nicht über 40, vorzugsweise 5 bis 25 Centistokes bei 50° von Di- oder Polycarbonsäuren mit 4 bis 17 Kohlenstoff atome enthaltenden aliphatischen Alkoholen und andererseits Kohlenwasserstoffgemische mit einer Viskosität im Intervall von 100 bis 500 Centistokes bei 50° enthält.

Auf Grund der hohen Viskosität der Kohlenwasserstoffgemische haben diese relativ hohe Erstarrungspunkte, und es war daher eine weitere Überraschung, daß die erfindungsgemäßen Mischungen ausgeprägt niedrige Erstarrungspunkte haben. Auch in dieser Beziehung konnte ein synergistischer Effekt insofern festgestellt werden, als die Mischungen sogar einen niedrigeren Erstarrungspunkt als die reinen Diester aufweisen.

Die erwähnten synergistischen Effekte scheinen an die

Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit

Anmelder:
Nils Ragnar Magnus Byman, Stockholm

Vertreter: Dr. rer. nat. F. Vollmer, Patentanwalt,
Hamburg-Wandsbek, Schloßstr. 2-6

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 22. Februar 1955

Nils Ragnar Magnus Byman, Stockholm,
ist als Erfinder genannt worden

Verwendung von Kohlenwasserstoffgemischen mit Viskositäten über etwa 100 Centistokes/50^o gebunden zu sein, da die entsprechenden Effekte bei weniger viskosen Ölen nicht festgestellt werden konnten.

Besonders gute Effekte sind mit Mischungen erzielt worden, die 15 bis 45 Volumprozent, vorzugsweise 20 bis 40 Volumprozent Kohlenwasserstoffgemische, berechnet auf das Gesamtgemisch der Mischung, enthalten.

Der Gehalt des Schmiermittels an den Kohlenwasserstoffgemischen mit den angegebenen Viskositäten gewährleistet außerdem z. B. ein gutes Schmiervermögen bei hohem Druck, eine geringe Flüchtigkeit und ein gutes Filmbildungsvermögen des Schmiermittels.

Die Kohlenwasserstoffgemische können synthetisch oder durch fraktionierte Destillation und eventuell Raffinierung der natürlichen Mineralöle erhalten werden ; sie sollen möglichst geringe Gehalte an ungesättigten und aromatischen Verbindungen aufweisen und offene oder geschlossene aliphatische Struktur besitzen.

Die Kohlenwasserstoffgemische sollen zweckmäßig hohenNaphthengehalt und niedrigen Paraffingehalt haben.

Das spezifische Gewicht des Kohlenwasserstoff gemisches liegt gewöhnlich über 0,890, vorzugsweise über 0,910.

Die Raffinierung besteht gewöhnlich darin, daß eine Fraktion bei der fraktionierten Destillation entnommen wird und einer Raffinierung durch eine der allgemein bekannten »Solvente-Methoden unterworfen wird.

Die Schmiermittel können je nach ihrem x\nwendungsgebiet geringe Mengen an sich bekannter Zusätze enthalten, um ihre Eigenschaften in der jeweils gewünschten

709 810 309

Richtung zu verbessern. Als Beispiel hierfür seien Antioxydantien (Phenole, Amine), Dispergierungsmittel (metallorganische Verbindungen), schaum verhindernde Mittel (Silikone), Antikorrosionsmittel (Alkali- und Erdalkalialkylarylsulfonate), Filmbildungsmittel (Tricresylphosphate) genannt. Man kann auch einen oder mehrere dieser Zusatzstoffe anwenden. Die Zusätze werden in den üblicherweise angewandten Mengen und auf an und für sich bekannte Weise zugegeben.

Um nicht den Charakter des Schmiermittels zu verändern soll der Gehalt der Zusätze nicht 10 Volumprozent, berechnet auf das gesamte Volumen der Mischung, überschreiten.

Die Schmiermittel können ferner mit bekannten Gelatinierungsmitteln (Lithium-, Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Aluminiumseifen) in Mengen bis zu 15 Gewichtsprozent versetzt werden, um ein Schmierfett zu erhalten.

Die Erfindung wird näher in den folgenden Beispielen beschrieben, wobei die Wirkung der Temperatur auf die Viskosität der Mischungen als Viskositätsindex bestimmt und gemäß ASTM Standard D 567-71 gemessen wird. Die Fließgrenze wird gemäß ASTM Standard D 97-47 festgestellt.

Die untersuchten Mischungen sind unter Anwendung von Estern von drei verschiedenen Typen hergestellt worden, nämlich von Dioctyladipat, Dioctylsebazat und eine Mischung von Carbonsäureestern und drei verschiedenen Kohlenwasserstoffmischungen, die durch Raffinierung von Mineralöl hergestellt worden sind. Diese Stoffe hatten folgende charakteristischen Werte:

35

40

45

Beispiel 1

Mischung von Dioctyladipat und verschiedenen Kohlenwasserstoffmischungen

Die mit diesen Mischungen erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen I bis III zusammengestellt. In dem Diagramm 1 sind die den Tabellenwerten entsprechenden Kurven eingezeichnet. Die in der letzten Spalte der Tabelle III angegebenen Werte für die untere Fließgrenze werden durch die Kurve B im Diagramm 4 dargestellt.

Tabelle I

Mischungen von Dioctyladipat und Kohlenwasserstoffmischung 1

	Viskosität 50°/cSt	Viskositäts index	Unterste Fließgrenze ⁰C
Dioctyladipat ....	5,95	117	-68
Dioctylsebazat....	8,85	148	-55
Mischung von
Carbonsäureestern	7,53	132	•—
Kohlenwasserstoff
mischung 1	249,0	101	—
Kohlenwasserstoff
mischung 2	141,5	70	—
Kohlenwasserstoff
mischung 3 .....	147,6	-18	-9

KW	Ester	viskosität CAO f„C*-	Errechneter	Gefundener
Volum	Volum	DxJ /CSl	Viskositäts	Viskositäts
prozent	prozent	5,95	index	index
0	100	9,52	117	117
20	80	10,75	114	142
25	75	12,81	113	147
30	70	15,21	112	149
35	65	25,30	111	146
50	50	54,20	108	132
75	25	249,0	104	117
100	0	101	101

Tabelle II

Mischungen von Dioctyladipat und Kohlenwasserstoffmischung 2

KW Volum prozent	Ester Volum prozent	Viskosität 50°/cSt	Viskosität*- inriex
0	100	5,95	117
10	90	7,23	124
20	80	8,49	127
30	70	10,81	128
40	60	13,97	124
60	40	25,84	111
75	25	41,80	97
100	0	141,5	70

Tabelle III
Mischungen von Dioctyladipat und Kohlenwasserstoffmischung 3

KW	Ester	Viskosität CflO/ Q₊	Errechneter	Gefundener	Errechnete	Gefundene
Volum	Volum	DV /CoC	Viskositäts	Viskositäts	unterste Fließgrenze	unterste Fließgrenze
prozent	prozent	5,95	index	index	⁰C	⁰C
0	100	6,80	117	117	-68	-68
10	90	8,00	103	114	—	—
20	80	8,82	88	111	—	—
25	75	9,77	83	109	-53	<-66
30	70	10,65	76	106	—	—
35	65	12,01	70	104	-47	-57
40	60	16,12	64	98	—	—
50	50	20,75	49	92	-40	-48
60	40	—	35	80		—
65	35	35,95	—	—	-32	-42
75	25	147,6	16	55	-26	-36
100	0	-18	-18	- 9	-9

Beispiel 2

Mischungen von Dioctylsebazat und verschiedenen Kohlenwasserstoffmischungen

Die mit diesen Mischungen erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen IV und V zusammengestellt.

In dem Diagramm 2 sind die den Tabellenwerten entsprechenden Kurven eingezeichnet. Die in der letzten Spalte der Tabelle V angegebenen Werte für die untere Fließgrenze werden durch die Kurve A im Diagramm 4 5 dargestellt.

Tabelle IV
Mischungen von Dioctylsebazat und Kohlenwasserstoffmischung 1

KW	Ester	Viskosität	Errechneter	Gefundener
Volum	Volum		Viskositäts	Viskositäts
prozent	prozent	8,85	index	index
0	100	14,02	148	148
20	80	15,05	138	150
25	75	17,35	136	153
30	70	19,95	134	152
35	65	31,30	132	145
50	50	75,00	124	129
75	25	249,0	112	115
100	0	101	101

Tabelle V
Mischungen von Dioctylsebazat und Kohlenwasserstoffmischung 3

KW	Ester	ViSKOSitat 50°/cSt	Errechneter	Gefundener	Errechnete	Gefundene
Volum	Volum	8,85	Viskositäts	Viskositäts-	unterste Fließgrenze	unterste Fließgrenze
prozent	prozent	9,97	index	index	⁰C	⁰C
0	100	11,17	148	148	-55	-55
10	90	12,46	132	147	—	—
20	80	13,69	115	141	—.	—
25	75	14,92	107	137	-43	<-66
30	70	16,20	97	132	—	—
35	65	—	90	127	-39	-54
40	60	26,05	82	124	—	—-
50	50	—	—	—	-33	-45
60	40	—	48	96	—	—
65	35	50,03	—	—	-26	-39
75	25	249,0	—	—	-23	-36
80	20	16	59	—	—
100	0	-18	-18	-9	9

Beispiel 3

Mischungen von handelsüblichen Carbonsäureestern und Kohlenwasserstoffmischungen

Die hiermit erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden 50 Tabellen VI und VII zusammengestellt. Die Kurven VI und VII im Diagramm 3 entsprechen den Werten der Tabellen VI bzw. VII.

Tabelle VII

Mischungen von handelsüblichen Carbonsäureestern und Kohlenwasserstoffmischung 3

Tabelle VI

Mischungen von handelsüblichen Carbonsäureestern und Kohlenwasserstoffmischung 1

KW Volum prozent	Ester Volum prozent	Viskosität 507cSt	Viskositäts- index
0	100	7,53	132
20	80	11,57	147
25	75	13,91	151
30	70	15,65	149
35	65	18,10	143
50	50	29,32	131
75	25	74,20	113
100	0	249,0	101

55

60

KW Volum prozent	Ester Volum prozent	Viskosität 50^c/cSt	Viskosität^- index
0	100	7,53	132
10	90	8,61	127
20	80	9,86	120
30	70	11,76	114
40	60	14,45	107
60	40	24,08	87
80	20	49,30	58
100	0	147,6	-18

70

Claims

Patentansprüche:

1. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit auf der Basis einer Mischung von synthetischen Estern von Di- oder Polycarbonsäuren und aliphatischen Alkoholen, die 4 bis 17 Kohlenstoff atome enthalten,

mit synthetischen Kohlenwasserstoffgemischen oder Mineralölen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen oder mehrere Ester einer Viskosität von nicht über 40, vorzugsweise 5 bis 25 Centistokes bei 50° und ein Kohlenwasserstoffgemisch einer Viskosität zwischen 100 und 500 Centistokes bei 50° enthält.

2. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an dem Kohlenwasserstoffgemisch zwischen 15 und 45 Volumprozent, vorzugsweise zwischen 20 und 40 Volumprozent des Gesamtmittels beträgt.

3. Schmiermittel und hydraulische Flüssigke it nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem oder mehreren Estern einer aliphatischen Dicarbonsäure mit zwei bis acht Methylengruppen zwischen den Carboxylgruppen.

4. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester ein Adipin-, Azealin-, Sebazin- oder Pinsäureester oder eine Mischung dieser Ester ist.

5. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt von bis zu 10 Volumprozent, bezogen auf das Gesamtmittel, an sich bekannter Antioxydationsmittel und/cder Dispersionsmittel und/oder schaumverhindernder Mittel und/oder Antikorrosionsmittel und/oder filmbildender Mittel.

6. Schmiermittel nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt an bekannten gelbildenden Substanzen, z. B. Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Aluminiumseifen in einer Menge bis zu 15 Gewichtsprozent, fcezogfn auf Gesamtschmiermittel.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen