DE1036437B

DE1036437B - Schmiermittel und hydraulische Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1036437B
Application number: DED16896A
Authority: DE
Inventors: Douglas H Moreton
Original assignee: Douglas Aircraft Co Inc
Current assignee: Douglas Aircraft Co Inc
Priority date: 1953-02-02
Filing date: 1954-01-30
Publication date: 1958-08-14
Also published as: NL92322C; FR1095699A; GB785702A

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssige Zusammensetzung, die als Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit zur Kraftübertragung in hydraulischen Kraftanlagen und im besonderen als nicht entzündliche hydraulische Flüssigkeit in hydraulischen Flugzeuganlagen geeignet ist.

Die Erfindung schlägt eine Zusammensetzung vor, bestehend erstens aus einem Dialkylarylphosphat, in dem die Alkylreste 4 bis 8 Kohlenstoffatome und der Arylrest 6 oder 7 Kohlenstoffatome enthalten, und zweitens aus einer geringeren, aber ausreichenden Menge von a) einem Polyalkylmethacrylat, das ein Molekulargewicht zwischen 2000 und 14 000 hat und in dem die Alkylgruppe zwischen 2 und 8 Kohlenstoffatome aufweist, um die Viskosität der Zusammensetzung bei erhöhten Temperaturen und den Viskositätsindex der Zusammensetzung zu erhöhen, und gegebenenfalls b) einem Gemisch aus einer Epoxyverbindung und einem Alkylen-bis-arylsulfid besteht, in dem die Alkylengruppe 1 oder 2 Kohlenstoffatome hat und die Arylreste 6 oder 7 Kohlenstoffatome haben, um das Mittel auf Kupfer zu deaktivieren.

Eine Anzahl Flüssigkeiten sind bekannt, die der Kraftübertragung in hydraulischen Anlagen dienen. Zu diesen gehören bekannte Flüssigkeiten, die zur Verwendung in den hydraulischen Anlagen von Flugzeugen entwickelt sind. Jedoch muß die in hydraulischen Kraftanlagen von Luftfahrzeugen verwendete hydraulische Flüssigkeit erheblichen Beanspruchungen gewachsen sein. Die hydraulische Flüssigkeit für Flugzeuge muß nicht nur die hohen Betriebsanforderungen erfüllen, sondern außerdem in weitest möglichem Maße nicht entzündlich sein, so daß sie in Flugzeugen den Anforderungen hinsichtlich Feuerschutz genügt. Die Viskositätskennwerte der Flüssigkeit müssen so liegen, daß sie über einen weiten Bereich angewandt weiden kann, d. h., daß sie ausreichend hohe Viskosität bei hoher Temperatur, geringe Viskosität bei niedriger Temperatur und geringe Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur aufweist. Ihr Tropfpunkt muß niedrig sein. Die Flüchtigkeit muß bei erhöhten Betriebstemperaturen gering und ausgeglichen sein, d. h. getrennte Verdampfung oder Verflüchtigung eines wesentliehen Bestandteils darf bei den hohen Betriebstemperaturen nicht auftreten. Sie muß ausreichende Schmierfähigkeit und mechanische Beständigkeit besitzen, so daß sie in selbstschmierenden Pumpen, Ventilen u. dgl. benutzt werden kann, die in den hydraulischen Anlagen von Flugzeugen verwendet werden, die an die Betriebsflüssigkeit außerordentlich hohe Anforderungen stellen. Sie muß chemisch beständig sein, um chemischen Reaktionen, wie Oxydation, Zersetzung usw., zu widerstehen, so daß sie unter Betriebsbedingungen nicht die gewünschten Eigenschaften infolge großer und plötzlicher Änderungen des Druckes und der Temperatur, der hohen Scher- und Schubbeanspruchungen und der Berührung mit verschiedenen Metallen, wie beispielsweise mit Alumi-Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit

Anmelder:

Douglas Aircraft Company, Inc.,
Santa Monica, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 2. Februar 1953

Douglas H. Moreton, Pacific Palisades, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

nium, Bronze, Stahl usw. verliert. Sie darf weder die verschiedenen Metalle noch die Dichtungsringe oder Dichtungen der hydraulischen Anlage korrodieren oder angreifen. Sie darf die Stoffe, aus denen die Anlage gebaut ist, nicht nachteilig beeinflussen, und im Falle einer Undichtigkeit darf sie auf die verschiedenen Teile des Flugzeuges, mit denen sie zufällig zusammentreffen kann, nicht schädlich einwirken. Sie darf nicht giftig oder schädlich für das Personal sein, das mit ihr in Berührung kommen kann. Außer allen diesen Erfordernissen für den Gebrauch in Luftfahrzeugen muß die Flüssigkeit ausreichend nichtentzündlich sein, so daß sie den Anforderungen in der Luftfahrt gerecht wird.

Zahlreiche hydraulische Flüssigkeitsgemische sind vorgeschlagen werden. Fraktionsprodukte von Leichterdöl, denen geeignete Stoffe zur Senkung des Tropfpunktes, zur Verbesserung des Viskositätsindex, Inhibitoren usw. zugesetzt worden sind, gehören zu den besten bisher vorgeschlagenen Gemischen, die ziemlich weitgehend als hydraulische Flüssigkeiten für Luftfahrzeuge verwendet wurden. Diese Stoffe sind jedoch zu leicht entzündlich, haben eine niedrige Selbstentzündungstemperatur, brennen nach der Entzündung leicht und haben einen hohen Heizwert. Diese Eigenschaften sind in Flugzeugen besonders unerwünscht, wo die hydraulischen Leitungen in nächster Nähe von elektrischen Anlagen und Motoren liegen und ein Ausströmen der hydraulischen Flüssigkeit unter hohem Druck bei einem Absturz des Flugzeuges oder beim Versagen der hydraulischen Anlage während des Fluges Brand hervorrufen kann. Keines der der bekannten Materialien erfüllt die Anforderungen, die an eine hydraulische Flüssigkeit für Flugzeuge ge-

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stellt werden, und ist gleichzeitig so wenig entzündlich, daß diese außerordentlich wichtige Forderung der Luftfahrt erfüllt wird.

In vielen hydraulischen Anlagen muß durch die verwendete hydraulische Flüssigkeit Kraft übertragen werden, und die Reibungsteils der Anlagen müssen durch diese Flüssigkeit geschmiert werden. Zu den in dieser Weise geschmierten Teilen gehören die Reibungsoberflächen der Kraftquelle, die gewöhnlich eine Pumpe ist, die Ventile, die Arbeitskolben und -zylinder und die Flüssigkeitsmotoren. Die hydraulische Anlage kann entweder zu der Bauart mit konstantem Volumen oder mit veränderlichem Volumen gehören.

Die Pumpen können verschiedener Bauart u id z. B. Kolbenpumpen, insbesondire Kolbenpumpen mit veränderbarem Kolbenhub, Kolbenpumpen mit veränderbarem Ausstoß oder veränderbarer Verdrängung, Radialkolbenpumpen, Axialkolbenpumpen, Zahnradpumpen, die Stirn-, Schrauben- oder Winkelzahnräder haben können, abgeänderte Getriebe mit Innenverzahnung, Schraubenpumpen oder Flügelpumpen sein. Die Ventile können Absperrventile, Umsteuerventile, Schaltventile, Drosselventile, Folge- oder Entlastungsventile sein.

Infolgedessen werden zahlreiche Anforderungen an die hydraulische Flüssigkeit zur Kraftübertragung in den Reibungsteilen derartiger hydraulischer Anlagen und zur Schmierung dieser Teile gestellt, die von der jeweiligen hydraulischen Anlage und ihrer Arbeitsweise abhängig sind. Die Kraftübertragung in den Teilen einer derartigen Anlage und die Schmierung dieser Teile muß insbesondere mit einer Flüssigkeit durchgeführt werden, die zweckentsprechende Eigenschaften hat, wie z. B. geringe Viskosität bei niedrigen Betriebstemperaturen, hohe Viskosität bei hohen Betriebstemperaturen, geringe Viskositätsänderung mit der Temperatur innerhalb des Betriebstemperaturbereiches, einen besonders hohen Viskositätsindex, gute Schmiereigenschaften, hohe Dichte, chemische Beständigkeit, Oxydationsbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Emulgierung; und sie darf keine Gummen oder Schlämme bilden.

Gute Schmiereigenschaften sind besonders wichtig, und hierzu gehören besonders gute Schmierfähigkeit und Filmfestigkeit, die die Abnutzung der beweglichen Teile in den Pumpen und Ventilen vermindern, wo der Spielraum zwischen den Reibungsflächen so klein sein kann, daß nur mikroskopisch dünne Schmiermittelfilme möglich sind. Der Druck zwischen manchen beweglichen Teilen kann sehr groß sein. Zur Vermeidung von übermäßiger Abnutzung oder Anfressungen, insbesondere bei hohem Flüssigkeitsdruck, muß die hydraulische Flüssigkeit einen Schmierfilm mit hoher Festigkeit bilden, der den Druck und die Wischwirkung zwischen den beweglichen Teilen bai Betriebstemperaturen aushält. Durch die Abnutzung der Teile einer hydraulischen Anlage werden inneres Sickern und übermäßige Reibungswärme verursacht. Die Belastungsfähigkeit oder die Schmierfähigkeit ist in einigen hydraulischen Anlagen ebenfalls wichtig. Der Verschleiß an den Dichtungsringen oder -muffen und an den Abdichtelementen der hydraulischen Anlage ist unerwünscht, weil dann die Flüssigkeit nach außen dringen kann. Infolgedessen ist es zweckmäßig, daß die hydraulische Flüssigkeit auch die Berührungsflächen mit den Abdicht vorrichtungen schmiert.

Die Teile der hydraulischen Anlage eines Flugzeuges müssen gewichtsmäßig möglichst leicht gehalten werden. Hierdurch ergeben sich zusätzliche harte Anforderungen bei der Schmierung und gewöhnlich höhere Flüssigkeitstemperaturen.

Zu den jeweiligen Reibungsoberflächen, die geschmiert werden müssen, gehören harter Stahl auf hartem Stahl, besonders Kugellager und Zahnradbahn:;, harter Stahl auf Gußeisen, im besonderen gleitende Reibung zwischen derartigen Flächen, harter Stahl auf Bronze oder Bronzelegierung und Metall in Berührung mit Dichtungen aus synthetischem vulkanisierbarem] Gummi, insbesondere Stahl oder Bronzs auf Neopren, Buna N, Butylkautschuk, Silastikkautschuk und Naturkautschuk. Dar harte Stahl kann chromplattiert sein. Solche Reibungsflächen sind z. B. in einer Vickers-Axialkolbanpumpe vorhanden, die

ίο in den hydraulischsn Flugzeuganlagen verwendet wird, insbesondere Stahlkugellager auf Stahlkugslhaltern, Stahluniversalgelenk auf Stahluniversalgelenkfassung, Stahlkolbsn auf den Bronzezylinderwänden, Bronzezylinder, die sich auf einer Stahlvantilplatte drehen, und Stahlwellen auf Butylkautschuk-Wellenabdichtungen.

Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß hydraulische Flüssigkeiten, die in hydraulischen Flugzeuganlagen überraschend zufriedenstellend arbeiten, dadurch hergestellt werden können, daß eine verhältnismäßig kleine Menge eines geeigneten harzigen oder polymerisierten Alkylmethacrylats vom Molekulargewicht 2000 bis 14000 (Polyalkylmethacrylats) einer größeren Menge eines geeigneten Dialkylarylphosphats einverleibt wird. Das Gemisch aus einer Epoxyverbindung und einem Alkylen-bis-arylsulfid wird zweckmäßig zur Vermeidung der Korrosion gegen Kupfer zugegeben (z. B. bei Anwesenheit von Dibutylphenylphosph.it).

Ein besonderes Kennzeichen der Zusammensetzung dieser Erfindung, zusätzlich zu den zahlreichen Eigenschäften, die sie für die obenerwähnten Zwecke geeignet machen, ist eine sehr überraschende Kombination von hoher Nichtentzündlichkeit und niedriger Viskosität bei extrem tiefen Temperaturen, wie bei —54° C, verbunden mit einer angerissen hohen Viskosität bei Betriebstemperaturen von 38 und 99° C. Außerdem ist der sich ergebende Viskositätsindex unerwartet hoch. Außer diesen hervorragenden Eigenschaften muß die Tatsache in Betracht gezogen werden, daß die Mittel homogen sind, d. h., die Bestandteile gemäß der Erfindung sind überraschend und unerwartet verträglich. Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung genügen ferner überraschend und in hohem Maße den anderen obenerwähnten Anforderungen.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß aus der britischen Patentschrift 671 408 hydraulische Flüssigkeiten aus Trialkylphosphaten, Polymethacrylaten und Epoxyverbindungen bekannt sind. Diese bekannten Flüssigkeiten besitzen jedoch bei tiefen Temperaturen von z. B. —40° C außerordentlich hohe Viskositäten von beispielsweise 2500 cSt, so daß sie für zahlreiche Verwendungszwecke, z. B. als hydraulische Flüssigkeiten, für Flugzeuge, nicht in Betracht kommen. Demgegenüber können die Viskositäten der erfindungsgemäßen Mittel leicht auf weniger als 1000 cSt bei -4O⁰C eingestellt werden.

Besonders für die Erfindung geeignet sind Dialkylmonoarylphosphate, in denen jeder der beiden Alkylreste 4 bis 8 Kohlenstoffatome und der Arylrest 6 bis 7 Kohlenstoffatome enthalten, d. h., es können Phenyl- oder Cresyl- (Methylphenyl) -reste sein. Zu diesen Phosphaten gehören im besonderen Dibutylphenylphosphat, Diamylphenylphosphat, Dihexylphenylphosphat, Dioctylphenylphosphat, Di-(2-äthylexyl)-phenyIphosphat, Dibutylcresylphosphat, Butyl-(2-äthylhexyl)-phenylphosphat, Diisooctylphenylphosphat, Butylisooctylphenylphosphat. Von diesen Phosphaten wird Dibutylphenylphosphat bevorzugt.

Die für den Zweck der Erfindung besonders geeigneten Polyalkylmethacrylate sind im allgemeinen solche, die durch Polymerisation von Alkylmethacrylaten erhalten

werden, in denen die Alkylgrupp en 4 bis 8 Kohlenstoffatoms enthalten. Die Alkylgruppen können Gemische sein, die sich z. B. aus einem Gemisch von Alkoholen ableiten, wobei einige Alkylgruppen eingeschlossen sein können, die nur 2 Kohlenstoffatome und auch bis zu etwa 8 oder 10 Kohlenstoffatome haben, jedoch müssen dann im Gemisch Alkylgruppen überwiegen, die zwischen 4 und 8 Kohlenstoffatome haben. Die Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe muß so gewählt sein, daß das Polymerisat mit dem jeweilig verwendeten Phosphat verträglich ist. Zu diesem Zweck wird es im allgemeinen bevorzugt, daß die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgrupps des Polyalkylmethacrylates der Anzahl von Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppsn des Dialkylarylphosphates oder dem Durchschnitt der Kohlenstoffatome in beiden Alkylgruppen entspricht. Bei Dibutylphenylphosphat z. B. muß die Alkylgruppe zwischen 4 und 6 Kohlenstoffatome und bevorzugt 4 Kohlenstoffatome enthalten. Demzufolge kann für Dibutylphenylphosphat das PolyalkylmethacrylatPolybutylmethacrylat, Polyamylmethacrylat oder Polyhexylmethacrylat sein, ist aber vorzugsweise Polybutylmethacrylat. Die Alkylgruppen können verzweigt sein, sind aber bevorzugt normale Alkylgruppen. Die Molekülgröße des polymerisierten Alkylmethacrylats muß groß genug sein, daß die Viskosität des Dialkylarylphosphats, dem es zugesetzt wird, erhöht wird, darf aber in Hinsicht auf die Verträglichkeit nicht zu groß sein, was im Hinblick auf die Verbesserung des Viskositätsindexes verständlich ist.

Die Kombination der Eigenschaften ist überraschend, und diese Flüssigkeit arbeitet besonders zufriedenstellend als nichtentzündliche hydraulische Flüssigkeit für Flugzeuge. Es ist besonders unerwartet, daß dieses Polybutylmethacrylat über diesen weiten Temperaturbereich verträglich war und auf diese Weise bewirkte, daß der Viskositätsindex auf einen so hohen Wert wie 220 erhöht und Eindickung herbeigeführt wurde, d. h. z. B., daß die Viskosität bei 99° C auf den geeigneten Wert von 4,35 cSt erhöht wird.

Beispiel 2

Ungefähr 4,5 Gewichtsprozent eines Polyhexylmethacrylats mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 8500 und einem Bereich von ungefähr 2000 bis 14 000 wurden in ungefähr 95,5 Gewichtsprozent Dibutylphenylphosphat bei Raumtemperatur gelöst. Die entstehende Zusammensetzung besaß die folgenden Eigenschaften:
Viskosität bei

99⁰C 3,78 cSt

38⁰C 10,83 cSt

-4O⁰C 467 cSt

Viskositätsindex 210

Tropfpunkt —65° C

Keine Trübung bis —65° C

Selbstentzündungstemperatur 594° C

Dies3 Kombination von Eigenschaften ist ebenfalls Das durchschnittliche Molekulargewicht muß zwischen 30 überraschend und entspricht denen des Beispiels 1.
2000 und 12 000 liegen und der Molekulargewichtsbereich Somit erkennt man, daß es gemäß der Erfindung

von ungefähr 1500 bis 14 000 verlaufen. Das Polyalkyl- möglich ist, Zusammensetzungen herzustellen, die eine methacrylat muß solcher Art sein und in ausreichender überraschende Kombination von Eigenschaften besitzen, Menge vorliegen, daß die Viskosität bei erhöhten Temps- insbesondere nicht entzündlich sind, da die Selbstentraturen, z. B. bei 99° C, auf wenigstens 3,0 cSt und der 35 Zündungstemperatur oberhalb 538° C liegt, und die Vis-Viskositätsindex z. B. auf über 100 und bevorzugt über kosität bei 99° C mehr als 3,0 cSt, bei —40° C weniger 150 erhöht wird. Beim Vermengen der Mittel der Er- als 1000 beträgt, wodurch eine geeignete Zusammenfindung kann das Alkylmethacrylatpolymerisat dem setzung über einen außerordentlich weiten Temperatur-Phosphat oder dem Phosphatgemisch zugesetzt werden, bereich geschaffen wird. Die Flüssigkeiten gemäß der oder das Monomer kann in situ in dem Phosphat oder 40 Erfindung sind, wie oben dargelegt wurde, einwandfrei Phosphatgemisch dadurch polymerisiert werden, daß der als nicht entzündliche hydraulische Flüssigkeiten für unpolymerisierte Alkylmethacrylatester zugesetzt und Flugzeuge geeignet. Die Mittel der vorliegenden Erdann das Monomer bis zum gewünschten Grad poly- findung sind, wie gefunden wurde, überraschend zufriedenmerisiert wird. stellend zur Kraftübertragung in den Teilen einer hydrau-

Gewöhnlich genügt eine geringere Menge und im be- 45 lischen Flugzeuganlage und zur Schmierung dieser Teile, sonderen 0,2 bis 10 Gewichtsprozent des Polyalkyl- deren Kraftquelle eine Vickers-Axialkolbenpumpe ist,

geeignet. Weiterhin sind diese Mittel auch in hohem Maße unentflammbar, so daß sie sich hervorragend als hydraulische Flüssigkeiten für Flugzeuge eignen. Diese Mittel

Phosphates und des Polymerisates, die gleich 100 °/₀ ist, 50 haben sich besonders gut als Schmiermittel für die Reibungsoberflächen bewährt, im besonderen für die Oberflächenkombination der hydraulischen Anlage. Dazu gehört im besonderen die Schmierung der obenerwähnten Oberflächen Metall auf Metall und Metall auf vulkani-55 sierbarem Kunstkautschuk. Diese Schmierung wird dadurch bewirkt, daß ein Film der Zusammensetzung zwischen den Reibungsflächen aufrechterhalten wird. Es ist besonders überraschend, daß beide Funktionen der Kraftübertragung und der Schmierung so zufrieden-6q stellend mit den Mitteln der Erfindung durchgeführt ■ werden können, während gleichzeitig derartige Zusammensetzungen in anderer Hinsicht für den Gebrauch im Flugwesen hervorragend geeignet sind.

methacrylats (ausschließlich eines Lösungsmittels), und vorzugsweise beträgt die Menge 2 bis 6 ⁰I₀. Dieser Prozentsatz des Polyalkylmethacrylats ist auf die Summe des

bezogen.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ungefähr 3 Gewichtsprozent Polybutylmethacrylat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 9000 und einem Bereich von ungefähr 2000 bis 14 000 wurde in ungefähr 97 Gewichtsprozent Dibutylphenylphosphat bei Raumtemperatur gelöst. Die erhaltene Zusammensetzung besaß die folgenden Eigenschaften: Viskosität bei

38° C

-40° C

—54° C weniger als

Viskositätsindex

Tropfpunkt unter

Keine Trübung bis

Selbstentzündungstemperatur 593° C

4,35	cSt
12,50	cSt
586	cSt
2500	cSt
220
-65° C
-65° C

Beispiel 3

Ein Polyoctylmethacrylat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 10 000 und einem Bereich von ungefähr 5000 bis 18 000, das in 45 Volumprozent eines Leichterdöles mit 93° C Flammpunkt gelöst wurde, wurde im Verhältnis von 10 Volumprozent mit

7 8

90 Volumprozent Butyl-2-äthylhexylphenylphosphat ge- Das in dem obigen Beispiel verwendete Di-(2-äthyl-

mischt und darin gelöst. In diesem Falle wirkte das Leicht- hexyl)-phenylphosphat hatte die folgenden Eigenschaften: erdöl als wechselseitiges Lösungsmittel für das Polyoctyl- viskosität in Contistoke bei
methacrylat und das Phosphat und erleichterte die Her-

stellung der gewünschten flüssigen Lösung. Da dem 5 j·^

Phosphat nur eine geringe Menge (10°/₀) des handeis- ^{Jö c} ^b'°⁴

üblichen Polyoctylmethacrylats zugesetzt wurde, war die Weiter wurde gemäß dieser Erfindung gefunden, daß

Menge an Leichterdöl zu gering, als daß sie dem flüssigen bestimmte der obenerwähnten Zusammensetzungen oder Fertigerzeugnis irgendwelche merkbaren unerwünschten der Phosphate allein die in hydraulischen Anlagen entEigenschaften erteilen konnte. Die folgende Tabelle zeigt io haltenen Metalle, im besonderen Kupfer, unerwünscht das Ergebnis der Untersuchungen, die mit der erhaltenen angreifen, gegenüber derartigen Metallen, im besonderen Flüssigkeit durchgeführt wurden. gegenüber Kupfer, durch Zusatz einer Kombination von

zwei Stoffen deaktiviert werden können. Diese besteht aus Viskosität in Centistoke bei einem Gemisch einer geeigneten organischen Verbindung,

99° C 4,84 15 die eine Epoxygruppe enthält, d. h. eine organische Ver-

38° C 15,6 bindung, die ein Sauerstoffatom enthält, das zwischen

—40" C 1290 2 Kohlenstoffatomen gebunden ist, die andererseits auch

Viskositätsindex 230 miteinander entweder direkt oder mittels einer anderen

Tropfpunkt —65° C Bindung verkettet sind. Bevorzugte Epoxyverbindungen,

Trübung keine 20 die für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, sind z. B.:

Kristallisation bei extrem niedrigen Tempe- Arylepoxyverbindungen, wie z. B. Pinenoxyd oder Styrol-

raturen keine oxyd, Glycidyläther, im besonderen Glycidyläther, der

Selbstentzündungstemperatur eine carbocyclische Gruppe enthält, die direkt mit dem

(Glasgefäß) 566° C Äthersauerstoffatom verbunden ist, wie z. B. Glycidyl-

Versuch mit heißer Rohrverzweigung bei 25 phenyläther. Besondere Epoxyverbindungen unter den

704° C (AMS 3150) würde Glycidyläthern, die in Zusammensetzungen der Erfindung

nicht anwendbar sind, sind z. B. Glycidylcyclohexyläther und

zünden Glycidyl-o-cresyläther. Andere Epoxyverbindungen unter

den Glycidyläthern, die verwendet werden können, sind

Quellung von Butylkautschuk: 3° die Alkylglycidyläther, z. B. Glycidylmethyläther, GIy-

7 Tage bei 71° C 9 °/₀ cidyläthyläther, Glycidylisopropyläther und ihre Homo-

3 Tage bei 71° C 8,6 % l°g^{e m}it höherem Molekulargewicht. Epoxyverbindungen,

die olefinische Oxyde sind, z. B. Isobutylenoxyd und

Das in dem obigen Beispiel verwendete Butyl-2-äthyl- Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Isoprenoxyd, Decenoxyd hexylphenylphosphat hatte folgende Eigenschaften: 35 und Butadienmonoxyd, sind ebenfalls geeignet. Zu andern

geeigneten Epoxyverbindungen gehören die aliphatischen Viskosität in Centistoke bei Epoxyde, z. B. Epichlorhydrin, Glycid, Chloroprenoxyd,

99° C 1,89 ebenso wie die alicyclischen Epoxyde, z. B. Cyclohexylen-

38° C 6,30 oxyd und Cyclopentenoxyd. Die Epoxyverbindung, die

40 einer der beiden Bestandteile der Kombination von

Beispiel 4 Stoffen gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung ist,

wird gewöhnlich in einem Verhältnis von ungefähr 0,2 bis

Ein Polyoctylmethacrylat mit einem durchschnitt- 5 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung angelichen Molekulargewicht von ungefähr 10 000 und einem wandt. Wenn die Epoxyverbindung, wie beispielsweise Bereich von ungefähr 5000 bis 18 000, das in 45 Volum- 45 Glycidylaryläther, Glycidylalkyläther oder ein Arylepoxyd prozent eines Leichterdöles von 93° C Flammpunkt ge- in der Zusammensetzung verwendet wird, werden besonlöst wurde, wurde in einer Menge von 5 Volumprozent ders wirksame Ergebnisse mit — bezogen auf das Gesamt-Di-2(-äthylhexyl)-phenylphosphat gemischt und darin gewicht — ungefähr 1 bis 2 Gewichtsprozent einer solchen gelöst. In diesem Falle wirkte das Leichtöl als wechsel- Epoxyverbindung erhalten.

seitiges Lösungsmittel für das Polyoctylmethacrylat und 5° Der andere Bestandteil der Kombination von Stoffen, das Phosphat und erleichterte die Herstellung der ge- die gemäß der Erfindung verwendet wird, um die Zuwünschten flüssigen Lösung. Da dem Phosphat nur eine sammensetzung besonders gegenüber Kupfer zu deaktikleine Menge (5 °/₀) des handelsüblichen Polyoctylmeth- vieren, ist ein Alkylen-bis-arylsulfid, in dem die Alkylenaciylats zugesetzt wurde, war die Menge an Leichtöl nicht gruppe 1 bis 2 Kohlenstoffatome und die Arylreste 6 bis groß genug, als daß dem flüssigen Fertigerzeugnis irgend- 55 7 Kohlenstoffatome enthalten (Phenyl oder Tolyl). Diese welche wesentlich unerwünschten Eigenschaften erteilt Alkylenarylsulfide können wiedergegeben werden durch wurden. Die folgende Tabelle zeigt das Ergebnis der die Formel
Untersuchungen, die an dem entstehenden flüssigen R S R'S R"

Produkt vorgenommen wurden.

60 wobei R und R" Arylreste sind, die 6 bis 7 Kohlenstoff-Viskosität in Centistoke bei atome haben, d. h. Phenyl- oder Cresylradikale, und R'

99° C 3,65 eine Alkylengruppe ist, die 1 bis 2 Kohlenstoffatome ent-

38° C 13,5 hält. Besonders geeignet sind die Methylen- und die

—40° C unter 3000 Äthylen-bis-arylsulfide, wie z. B. Äthylen-bis-phenyl-

Viskositätsindex 170 65 sulfid, Äthylen-bis-p-tolylsulfid, das Methylen-bis-phenyl-

Trübung keine sulfid und das Methylen-bis-p-tolylsulfid. Diese Alkylen-

Kristallisation bei extrem niedrigen Tem- arylsulfide werden in einer geringen, aber ausreichenden

peraturen keine Menge verwendet, so daß die gewünschte Entaktivierung

Selbstentzündungstemperatur gegenüber Kupfer oder einem anderen Metall erzielt wird,

(Glasgefäß) 498° C 7° wobei gewöhnlich ungefähr 0,05 bis 2,0 Gewichtsprozent

It

der Gesamtzusammensetzung zufriedenstellende Ergebnisse ergeben.

Dieser Gesichtspunkt der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:

5 Beispiel 5

88 Volumprozent Dibutylphenylphosphat 12 Volumprozent Butylmethacrylatmischpolymerisatlösung

Zu dieser hydraulischen Flüssigkeit wurden 0,5 Gewichtsprozent Äthylen-bis-(tolylsulfid) und 1,0 Gewichtsprozent Glycidylphenyläther zugesetzt.

Durch den Zusatz des Gemisches von Äthylen-bis-(tolylsulfid) und Glycidylphenyläther wurde diese hydraulische Flüssigkeit, die Dibutylphenylphosphat und Butylmethacrylatpolymerisatlösung enthält, mit Bezug auf ihre Korrosionswirkung gegenüber Kupfer entaktiviert, so daß der überraschend niedrige Wert des Kupfermetallverlustes von 0,128 mg/cm² der Metalloberfläche erhalten wurde, die dem Oxydations- und Korrosionsversuch unterworfen wird. Der Kupferverlust bei dieser hydraulischen Flüssigkeit ohne den Zusatz des Gemisches von Äthylenbis-(tolylsulfid) und Phenylglycidyläther belief sich auf den entsprechend hohen Wert von 17,4 mg/cm². Außerdem wurde das überraschende Ergebnis gefunden, daß dieses Gemisch von Äthylen-bis-(tolylsulfid) und Phenylglycidyläther mit dieser hydraulischen Flüssigkeit, nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch über einen weiten Temperaturbereich im besonderen insofern verträglich war, als keine Ausfällung oder Trübung auftrat.

In diesem Beispiel wurde die Butylmethacrylatpolymerisatlösung aus 30 Gewichtsprozent Polybutylmethacrylat in 70 % Dibutylphenylphosphat hergestellt, in dem das Butylmethacrylat polymerisiert wurde. Das PoIybutylmethacrylat hatte ein durchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 8500 und einen Molekulargewichtsbereich von ungefähr 2000 bis 14000.

Beispiel 6

Zu Dibutylphenylphosphat wurden 0,5 Gewichtsprozent Äthylen-bis-(tolylsulfid) und 1,0 Gewichtsprozent Phenylglycidyläther zugesetzt, wodurch das Dibutylphenylphosphat gegenüber Kupfer erheblich deaktiviert wurde. Außerdem war, wie im Beispiel 5 dargelegt wurde, dieses Gemisch von Äthylen-bis-(tolylsulfid) und Phenylglycidäther mit dem Dibutylphenylphosphat verträglich.

In der Erfindung wirkt der Phenylglycidyläther, außer daß er, wie vorstehend beschrieben, in Verbindung mit dem Äthylen-bis-(tolylsulfid) die Deaktivierung gegenüber Kupfer verursacht, auch als Stabilisator, um die Zerfallsgeschwindigkeit des Dibutylphenylphosphats zu verringern. Ein derartiger Zerfall kann unter gewissen Betriebsbedingungen, im besonderen bei erhöhten Temperaturen, so z. B. bei 121° C, eintreten.

Beispiel 7

88 Volumprozent Dibutylphenylphosphat 12 Volumprozent Butylmethacrylatpolymerisatlösung Zu dieser hydraulischen Flüssigkeit wurden 0,5 Gewichtsprozent Methylen-bis-(tolylsulfid) und 1,0 Gewichtsprozent Glycidylphenyläther zugesetzt.

Der Zusatz des Gemisches des Methylen-bis-tolylsulfids und des Glycidylphenyläthers deaktivierte die hydraulische Flüssigkeit, die das Dibutylphenylphosphat und die Butylmethacrylpolymerisatlösung enthält, in ihrer Korrosionswirkung Kupfer gegenüber auf einen überraschend niedrigen Wert. Im Gegensatz dazu war der Verlust an Kupfer bei der hydraulischen Flüssigkeit, der kein Gemisch aus Methylen-bis-tolylsulfid und Phenylglycidyläther zugesetzt worden war, extrem hoch. Außerdem wurde das überraschende Ergebnis gefunden, daß dieses Gemisch von Methylen-bis-tolylsulfid und Phenylglycidyläther mit dieser hydraulischen Flüssigkeit nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch über einen weiten Temperaturbereich im besonderen insofern verträglich war, als keine Ausfällung oder Trübung auftrat. In diesem Beispiel wurde die Butylmethacrylatpolymerisatlösung aus 30 Gewichtsprozent Polybutyimethacrylat in 70% Dibutylphenylphosphat hergestellt, in dem das Butylmethacrylat polymerisiert wurde. Das Polybutylmethacrylat hatte ein durchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 8500 und einen Molekulargewichtsbereich von ungefähr 2000 bis 14000.

Beispiel 8

Zu Dibutylphenylphosphat wurde 0,5 Gewichtsprozent Methylen-bis-tolylsulfid und 1,0 Gewichtsprozent Phenylglycidyläther zugesetzt, wodurch das Dibutylphenylphosphat gegenüber Kupfer erheblich deaktiviert wurde. Außerdem war dieses Gemisch aus Methylen-bis-tolylsulfid und Phenylglycidyläther, wie oben für Beispiel 7 dargelegt wurde, mit dem Dibutylphenylphosphat verträglich.

Die Zusammensetzungen der Erfindung sind zur Kraftübertragung in den Teilen von hydraulischen Anlagen von Flugzeugen und für die Schmierung dieser Teile geeignet. Zusätzlich sind diese Zusammensetzungen auch in hohem Maße nicht entzündlich oder feuerbeständig, so daß sie als hydraulische Flüssigkeiten für Flugzeuge hervorragend geeignet sind. Diese Mittel haben sich besonders als Schmiermittel für die Reibungsoberflächen der hydraulischen Anlage bewährt. Dazu gehört im besonderen die Schmierung der obenerwähnten Oberflächen Metall auf Metall und Metall auf vulkanisierbarem Kunstkautschuk. Die Schmierung wird dadurch bewirkt, daß ein Film der Zusammensetzung zwischen den Reibungsoberflächen aufrechterhalten wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit, bestehend aus erstens einem Dialkylarylphosphat, in dem die Alkylreste 4 bis 8 Kohlenstoffatome und der Arylrest 6 oder 7 Kohlenstoffatome enthalten, und zweitens aus einer geringen, aber ausreichenden Menge von a) einem Polyalkylmethacrylat, dessen Molekulargewicht 2000 bis 14000 beträgt und in dem die Alkylgruppe 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthält, und gegebenenfalls von b) einem Gemisch aus einer Epoxyverbindung und einem Alkylen-bis-arylsulfid, in dem die Alkylengruppe 1 oder 2 Kohlenstoffatome und die Arylreste 6 oder 7 Kohlenstoffatome enthalten.

2. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphat Dibutylphenylphosphat ist.

3. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphat Butyl-(2-äthylhexyl)-phenylphosphat oder Di-(2-äthylhexyl) -phenylphosphat ist.

4. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Viskositätsindex über 100 und eine Viskosität über 3,0 cSt bei 99° C.

5. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Viskosität von über 3,0 cSt bei 99° C und weniger als 1000 cSt bei — 40° C sowie einen Viskositätsindex über 150 und eine Selbstentzündungstemperatur über 538° C.

6. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Polyalkylmethacrylat, Polybutyl-, Polyamyl- oder Polyhexylmethacrylat ist.

7. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch'l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 10,0 Gewichtsprozent Polyalkylmethacrylat gemäß Anspruch 1 enthält.

8. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxyyerbindung Phenylglycidyläther und daß das Sulfid Äthylen- oder Methylen-bis-tolylsulfid ist.

9. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ausDibutylphenylphosphat und geringeren Mengen Polybutyl-

methacrylat, das ein Molekulargewicht von 2000 bis 14 000 hat, und einem Gemisch aus Ätlrylen-bis-tolylsulfid und Phenylglycidyläther besteht.

10. Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das Gesamtgewicht, die Menge an dieser Epoxyverbindung 0,2 bis 5,0 Gewichtsprozent und die Menge an dem Alkylen-bis-arylsulfid 0,5 bis 2,0 Gewichtsprozent beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 549 270,2 574 994,2 599 794; britische Patentschriften Nr. 671 408, 681 357.