DE1121257B - Additives to lubricating oils based on mineral oils - Google Patents
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Description
Den Anforderungen des Maschinenbaues auf dem Gebiet der Schmierung genügen heute die normalen Mineralöldestillate bzw. -raffinate nicht mehr. Man hat indessen gefunden, daß es eine Reihe von Verbindungen gibt, die die Schmiereigenschaften eines Mineralöles wesentlich verbessern. So bewirken z. B. Fettsäuren und deren Ester, einem Mineralöl zugesetzt, eine erhebliche Verminderung der Reibung. Andere Verbindungen, die organisch gebundenen Schwefel, Phosphor oder Chlor enthalten, eignen sich als Höchstdruckzusätze, d. h., sie erhöhen die Druckfestigkeit der Öle, was besonders bei Getriebeölen und Ölen, die besonderen Belastungen ausgesetzt sind, von großer Wichtigkeit ist. Auch Bromverbindungen sind vorgeschlagen worden. So wurde beispielsweise Tetrabromäthylen Schneidölen zugesetzt, wobei ausgezeichnete Resultate erzielt wurden. Jedoch besitzt Tetrabromäthylen eine beträchtliche Flüchtigkeit, so daß die Qualität des Öles schnell nachläßt.Today, normal mineral oil distillates or refinates no longer meet the requirements of mechanical engineering in the field of lubrication. However, it has been found that there are a number of compounds which significantly improve the lubricating properties of a mineral oil. So cause z. B. fatty acids and their esters, added to a mineral oil, a significant reduction in friction. Other compounds that contain organically bound sulfur, phosphorus or chlorine are suitable as extreme pressure additives, ie they increase the compressive strength of the oils, which is particularly important for gear oils and oils that are exposed to particular loads. Bromine compounds have also been proposed. For example, tetrabromethylene cutting oils have been added and excellent results have been achieved. However, tetrabromethylene has a considerable volatility, so that the quality of the oil deteriorates quickly.
Es ist auch schon beschrieben worden, daß man Fettsäuren, die eine Trichlormethylgruppe und gegebenenfalls noch weitere Chloratome enthalten, Schmierölen zusetzen kann, wodurch das Festfressen von Maschinenteilen vermieden und eine möglichst geringe Abnutzung derselben erreicht werden soll. Der mit diesen Verbindungen erzielbare schmiertechnische Effekt ist aber verhältnismäßig gering.It has also already been described that fatty acids containing a trichloromethyl group and optionally contain more chlorine atoms, lubricating oils can clog, causing seizure of machine parts avoided and the least possible wear and tear of the same should be achieved. The lubricating effect that can be achieved with these compounds is, however, relatively small.
Es wurde nun gefunden, daß bromierte Carbonsäuren, in welchen die Kohlenstoffatome jeweils durch nicht mehr als ein Bromatom substituiert sind sowie deren Ester, Amide oder Salze schon in sehr geringen Mengen die Druckfestigkeit und die Schmierwirkung eines Schmieröles auf Mineralölbasis beträchtlich erhöhen. Die bromierten Verbindungen können einzeln oder in Mischung miteinander, gegebenenfalls in Verbindung mit anderen bekannten Zusätzen zu Schmierölen, verwendet werden.It has now been found that brominated carboxylic acids, in which the carbon atoms each through not more than one bromine atom are substituted and their esters, amides or salts are very small The compressive strength and the lubricating effect of a lubricating oil based on mineral oil are considerable raise. The brominated compounds can optionally be used individually or as a mixture with one another in conjunction with other known additives to lubricating oils.
Während die bisher zu diesem Zweck verwendeten organischen Chlorverbindungen meist in Mengen von 2 oder mehr Prozent, bezogen auf den Chlorgehalt, einen guten Effekt zeigen, bewirken beispielsweise bromierte Carbonsäuren schon in einfachen Zusatzmengen von weniger als 2% einen ähnlich guten Effekt. Häufig genügen hierbei jedoch schon Mengen, die um mehrere Zehnerpotenzen tiefer liegen als diejenigen der genannten organischen Chlorverbindungen. Bereits der Zusatz von 0,01 % der bromierten Carbonsäuren erhöht die Druckfestigkeit eines Öles beträchtlich. Die Zusätze für eine optimale Wirkung liegen bei etwa 0,05 bis 0,2%. Als besonders geeignet zeigten sich Säuren, die durch Bromierung von ungesättigten FettsäurenWhile the organic chlorine compounds previously used for this purpose usually show a good effect in amounts of 2 or more percent, based on the chlorine content, brominated carboxylic acids, for example, have a similarly good effect even in simple added amounts of less than 2%. Frequently, however, quantities that are several powers of ten lower than those of the organic chlorine compounds mentioned are sufficient. The addition of 0.01% of the brominated carboxylic acids increases the compressive strength of an oil considerably. The additives for an optimal effect are around 0.05 to 0.2%. Acids which are produced by bromination of unsaturated fatty acids have been found to be particularly suitable
Anmelder:Applicant:
Farbwerke Hoechst AktiengesellschaftFarbwerke Hoechst Aktiengesellschaft
vormals Meister Lucius & Brüning,formerly Master Lucius & Brüning,
Frankfurt/M., Brüningstr. 45Frankfurt / M., Brüningstr. 45
Dr. Erich Lück, Wiesbaden,Dr. Erich Lück, Wiesbaden,
und Dr. Wieland Joos, Frankfurt/M.,and Dr. Wieland Joos, Frankfurt / M.,
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
leicht zugänglich sind. Folgende bromierte Säuren zeigen z. B. eine günstige Wirkung: χ/3-Dibrombuttersäure, /^,y-Dibrombuttersäure, Λ,/3-Dibrompropionsäure, ^./3-Dibromisobuttersäure, <*,/5,y,(5-Tetrabromkapronsäure, bromierte höhere Fettsäuren, z. B. Leinölfettsäuren. An Stelle der freien Säuren können auch Säurederivate, beispielsweise Ester der genannten bromhaltigen Säuren mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Butanole, Undecanol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol, Glycerin, sowie Salze, beispielsweise Ammonium- oder N-substituierte Ammoniumsalze, freie oder durch Kohlenwasserstoffreste N-substituierte Säureamide sowie Mischungen dieser Verbindungen miteinander oder im Gemisch mit den genannten freien Säuren verwendet werden. Auch Bromierungsprodukte von natürlich vorkommenden Fetten und Ölen, in welchen die Kohlenstoffatome jeweils durch nicht mehr als ein Bromatom substituiert sind, beispielsweise bromiertes Leinöl, haben sich als geeignete Zusätze für Schmieröle erwiesen.are easily accessible. The following brominated acids show e.g. B. a beneficial effect: χ / 3-dibromobutyric acid, / ^, y-dibromobutyric acid, Λ, / 3-dibromopropionic acid, ^. / 3-dibromoisobutyric acid, <*, / 5, y, (5-tetrabromocaproic acid, brominated higher fatty acids, e.g. B. Linseed oil fatty acids. Instead of the free acids you can also acid derivatives, for example esters of the bromine-containing acids mentioned with mono- or polyvalent ones Alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanols, undecanol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, Oleyl alcohol, glycerine, and salts, for example ammonium or N-substituted ammonium salts, acid amides which are free or N-substituted by hydrocarbon radicals and mixtures of these compounds can be used with one another or in admixture with the free acids mentioned. Even Bromination products of naturally occurring fats and oils, in which the carbon atoms are each substituted by no more than one bromine atom, for example brominated linseed oil proved to be suitable additives for lubricating oils.
Alle diese Stoffe können darüber hinaus mit anderen bereits bekannten Schmierölzusätzen kombiniert werden.All of these substances can also be combined with other already known lubricating oil additives will.
Einem handelsüblichen Paraffinöl zum Schmieren von feinmechanischen Geräten (Viskosität bei 5O0C 5,20E = 4OcSt) wurde Tetrabromkapronsäure in Mengen von 0,01, 0,05, 0,1, 0,2 und 0,5 °/0 zugegeben. Diese Öle wurden auf einer Almen-Wieland-Ölprüfmaschine auf ihr Schmierverhalten geprüft. Von jedem Öl wurden mehrere Versuchsläufe durchgeführt und die Mittelwerte registriert. Jeder VersuchslaufA commercially available paraffinic oil for lubrication of precision equipment (viscosity at 5O 0 C 5,2 = 0 E 4OcSt) was Tetrabromkapronsäure in amounts of 0.01, 0.05, 0.1, 0.2 and 0.5 ° / 0 added . These oils were tested for their lubricating behavior on an Almen-Wieland oil testing machine. Several test runs were carried out for each oil and the mean values recorded. Every trial run
109 758/501109 758/501
bestand zunächst aus 200 Umdrehungen ohne Belastung. Hierauf wurde ohne Unterbrechung mit der Lagerbelastung begonnen, und zwar in der Weise, daß nach je 100 Umdrehungen die Lagerbelastung um 50 kg erhöht wurde. Während bei der Verwendung von reinem Paraffinöl schon bei 300 kg Belastung ein Fressen des Lagers auftrat, bewirkte der Zusatz von 0,01 % Tetrabromkapronsäure, daß erst bei 600 kg Belastung des Lager zu fressen begann. Bereits bei einem Zusatz von 0,05% Tetrabromkapronsäure zu dem öl ist bis 1550 kg Belastung kein Fressen des Lagers zu beobachten, jedoch nimmt die Reibung von etwa 1250 kg Anpreßdruck stark zu, wobei sowohl Lager als auch Welle stark abgenutzt werden und sich große Rillen bilden. Bei etwa 0,1% Zusatz von Tetrabromkapronsäure wird ein Maximum der Schmierwirkung erreicht, das durch höhere Zusätze von 0,2 und 0,5% nur in dem Belastungsbereich bis etwa 1000 kg noch etwas überschritten wird, während bei höheren Belastungen die Reibung wieder größer wird.initially consisted of 200 revolutions without load. This was followed without interruption with the Bearing load started, in such a way that after every 100 revolutions the bearing load increased by 50 kg. While when using pure paraffin oil a load of 300 kg is already possible If the bearing seizure occurred, the addition of 0.01% tetrabromocaproic acid did not result in until 600 kg Load on the camp began to eat away. Even with an addition of 0.05% tetrabromocaproic acid With the oil, no seizure of the bearing can be observed up to a load of 1550 kg, but the friction increases from about 1250 kg contact pressure to strong, with both the bearing and the shaft are heavily worn and make large grooves. With about 0.1% addition of tetrabromocaproic acid, a maximum of Lubricating effect is achieved through higher additives of 0.2 and 0.5% only in the load range up to 1000 kg is slightly exceeded, while at higher loads the friction increases again will.
In Abb. 1 sind die Meßwerte der Almen-Wieland-Maschine graphisch dargestellt. Die Schäden an den Lagerschalen und der Welle sowie die Druckfestigkeit des Öles (Belastung, bei der ein Fressen auftritt) sindFig. 1 shows the measured values from the Almen-Wieland machine graphically represented. The damage to the bearing shells and the shaft as well as the compressive strength of the oil (load at which seizure occurs)
ίο in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 2 gibt die der jeweiligen Lagerbelastung in Kilogramm zugehörigen Reibungszahlen bei verschiedenen Zusatzmengen an. Die Reibungszahl stellt das Verhältnis zwischen Reibungskraft und Lagerbelastung dar. HoheReibungszahlen ergeben sich bei schlechter Schmierung, niedere Reibungszahlen bei guter Schmierung.ίο reproduced in table 1. Table 2 gives the respective bearing load in kilograms associated coefficients of friction for different additional quantities. The coefficient of friction represents the relationship between frictional force and bearing load. High coefficients of friction result with poor lubrication, low coefficients of friction with good lubrication.
Zusatzadditive
OVoOVo
0,01 Vo 0,05 Vo0.01 Vo 0.05 Vo
0,2Vo0.2Vo
0,5 V»0.5 V »
Flächenschäden
Grenzbelastung
(Druckfestigkeit)Area damage
Limit load
(Compressive strength)
verfressen
300 kgeat away
300 kg
verfressen grobe Rillen 600 kg j 1500 kg feine Rillen feine Rilleneat up coarse grooves 600 kg j 1500 kg fine grooves fine grooves
feine Rillenfine grooves
> 1600 kg ι > 1450 kg j > 130 kg> 1600 kg ι> 1450 kg j> 130 kg
in KilogrammBearing load
in kilograms
0,2000.217
0.200
0,128
0,120
0,1440.143
0.128
0.120
0.144
0,130
0,124
0,1460.140
0.130
0.124
0.146
0,194
0,175
0,149
0,148
0,224Friction
0.194
0.175
0.149
0.148
0.224
0,1 Vosentence
0.1 Vo
0,173
0.140; numbers
0.173
0.140
0,1670.121
0.167
4545
Einem handelsüblichen Paraffinöl zum Schmieren feinmechanischer Geräte (Viskosität bei 5O0C 5,2° E = 40 cSt) wurde Dibrombuttersäure in Mengen von 0,01, 0,05, 0,1 und 0,5 % zugegeben. Die Prüfungen auf der Almen-Wieland-Ölprüfmaschine wurden wie im Beispiel 1 durchgeführt. In Abb. 2 sind die Meßwerte der Almen-Wieland-Maschine graphisch dargestellt. A commercially available paraffinic oil for lubrication of precision devices (viscosity at 5O 0 C 5.2 ° E = 40 cSt) was Dibrombuttersäure in amounts of 0.01, 0.05, 0.1 and 0.5% were added. The tests on the Almen-Wieland oil testing machine were carried out as in Example 1. In Fig. 2 the measured values of the Almen-Wieland machine are shown graphically.
Auch Dibrombuttersäure gibt, in einer Menge von 0,01 % zugesetzt, eine wesentliche Steigerung der Druckfestigkeit und eine Minderung der Reibung. Bereits ein Zusatz von 0,05 % gibt eine Erhöhung der Belastbarkeit, bei der ein Fressen des Lagers eintritt, bis auf 1250 kg. Bei einem Zusatz von 0,1 % Dibrombuttersäure zum Paraffinöl ist wieder ein Maximum der Schmierwirkung erreicht. Hier tritt bis zu einer Lagerbelastung von 1500 kg kein Fressen auf. Bei einer Konzentration von 0,5% Dibrombuttersäure läßt die Schmierwirkung oberhalb 1150 kg Anpreßdruck wieder etwas nach. Die Schäden an der Wellenoberfläche und den Lagerflächen sind in Tabelle 3 angegeben. Wie aus der Tabelle ersichtlich, nehmen die Lagerschäden mit zunehmender Konzentration an Dibrombuttersäure ab. Die Rillenbildung wird immer feiner. In der Tabelle 4 sind noch die Reibungszahlen angegeben.Dibromobutyric acid, added in an amount of 0.01%, also gives a substantial increase in the Compressive strength and a reduction in friction. Even an addition of 0.05% gives an increase in the Load capacity at which the bearing seizes up to 1250 kg. With an addition of 0.1% dibromobutyric acid a maximum of lubricating effect is reached again compared to paraffin oil. Here occurs up to one Bearing load of 1500 kg no seizure. At a concentration of 0.5% dibromobutyric acid leaves the lubricating effect decreases somewhat above 1150 kg of contact pressure. The damage to the wave surface and the storage areas are given in Table 3. As can be seen from the table, take the storage damage decreases with increasing concentration of dibromobutyric acid. The grooving will always finer. Table 4 also shows the coefficients of friction.
0,05Voadditive
0.05Vo
300eat away
300
650eat away
650
1250eat away
1250
> 1500fine grooves
> 1500
> 1400fine grooves
> 1400
0,05 %additive
0.05%
0,2080.244
0.208
0,216
0,187Friction coefficients
0.216
0.187
0,1630.193
0.163
0,1530.180
0.153
0,2330.146
0.233
Einem handelsüblichen unlegierten Schmieröl (Viskosität bei 5O0C 2,80E= 19,5 cSt) wurde Tetrabromkapronsäure in Konzentrationen von 0,01 und 0,1% zugegeben. Die Prüfung der Schmiereigenschaften wurde wie im Beispiel 1 auf der Almen-Wieland-Maschine durchgeführt. Die Meßwerte sind in Abb. 3 graphisch dargestellt.A commercially available unalloyed lubricating oil (viscosity at 5O 0 C 2.8 0 E = 19.5 cSt) was Tetrabromkapronsäure in concentrations of 0.01 and 0.1% added. The testing of the lubricating properties was carried out as in Example 1 on the Almen-Wieland machine. The measured values are shown graphically in Fig. 3.
Obwohl das Grundöl bereits eine Grenzbelastung von 950 kg aushielt, war bereits bei einem Zusatz von 0,01 °/o an Tetrabromkapronsäure eine Erhöhung der Belastbarkeit, bei der ein Fressen des Lagers auftrat, auf 1250 kg festzustellen. Die Reibung lag bei allen Belastungen wesentlich niedriger als beim reinen Öl. Bei 0,1 °/o Zusatz an Tetrabromkapronsäure war die Schmierwirkung so gut, daß die Grenzbelastung des Lagers bereits überschritten wurde. In Tabelle 5 sind die Schäden an der Welle und den Lagerschalen sowie die Druckfestigkeit der einzelnen öle und in Tabelle 6 die Reibungszahlen für einige Belastungen angegeben.Although the base oil already endured a limit load of 950 kg, was already at an addition of 0.01 ° / o Tetrabromkapronsäure an increase in the load at which seizure of the camp occurred kg to determine the 1250th The friction was significantly lower under all loads than with pure oil. With 0.1% addition of tetrabromocaproic acid, the lubricating effect was so good that the load limit on the bearing was exceeded. Table 5 shows the damage to the shaft and the bearing shells as well as the compressive strength of the individual oils, and Table 6 shows the coefficients of friction for some loads.
3535
4040
4545
in KilogrammBearing load
in kilograms
0,01». „additive
0.01 ». "
0,230
0,2170.290
0.230
0.217
0,240
0,197
0,190
0,190Friction coefficients
0.240
0.197
0.190
0.190
0,142
0,150
0,128
0,1150.167
0.142
0.150
0.128
0.115
55 gemäß verwendeten Bromcarbonsäuren chlorierte Carbonsäuren hinzugesetzt wurden.55 chlorinated carboxylic acids were added according to the bromocarboxylic acids used.
Einem handelsüblichen reinen Mineralöl (Viskosität bei 500C 2,8°E = 19,5 cSt) wurden 2,5 Gewichtsprozent /3-Dichlorbuttersäure zugegeben. Die Prüfung der Schmiereigenschaften wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, auf der Almen-Wieland-Maschine durchgeführt. A commercially pure mineral oil (viscosity at 50 0 C 2.8 ° E = 19.5 cSt), 2.5 percent by weight / 3-dichlorobutyric acid added. The testing of the lubricating properties was carried out as described in Example 1 on the Almen-Wieland machine.
Demselben Öl, wie im Beispiel 4 beschrieben, wurden 2,5 Gewichtsprozent einer chlorierten Sorbinsäure mit einem Chlorgehalt von etwa 50 % zugemischt und ebenfalls nach derselben Methode wie im Beispiel 1 auf die Schmierwirkung geprüft.The same oil as described in Example 4 was given 2.5 percent by weight of a chlorinated sorbic acid with a chlorine content of about 50% and also using the same method as in Example 1 checked for lubricating effect.
Die bei den Beispielen 4 und 5 erhaltenen Meßwerte der Almen-Wieland-Maschine sind in der Abb. 4 wiedergegeben. Den hierbei resultierenden Kurven wurden in dem gleichen Diagramm einige Meßergebnissemit erfindungsgemäß verwendetenbromierten Carbonsäuren gegenübergestellt. Den Kurven ist zu entnehmen, daß man bei Zusatz von 2,5 Gewichtsteilen einer chlorierten Carbonsäure zu dem Mineralöl bei der gleichen Lagerbelastung im allgemeinen noch nicht die günstige niedrige Reibungskraft erzielen kann, die man bei Zusatz von nur etwa 0,1 bis 0,05 Teilen einer analogen bromierten Carbonsäure erzielt. Insbesondere geht aus dem Vergleich der Kurven von Λ,/3-Dichlor- und «,ß-Dibrombuttersäure hervor, daß die Wirksamkeit der Dibrombuttersäure diejenige der Dichlorbuttersäure um das mehr als 50fache übertrifft.The measured values of the Almen-Wieland machine obtained in Examples 4 and 5 are shown in Fig. 4 reproduced. The resulting curves were shown in the same diagram with some measurement results contrasted brominated carboxylic acids used according to the invention. The curves are closed it can be seen that with the addition of 2.5 parts by weight of a chlorinated carboxylic acid to the mineral oil the same bearing load can generally not yet achieve the favorable low frictional force that obtained with the addition of only about 0.1 to 0.05 parts of an analogous brominated carboxylic acid. In particular is based on the comparison of the curves of Λ, / 3-dichloro and «, ß-dibromobutyric acid demonstrated that effectiveness dibromobutyric acid exceeds that of dichlorobutyric acid by more than 50 times.
Claims (1)
bei denen einemThe examples 4
with which one
Französische Patentschriften Nr. 1 050 806,
1 098 408, 1 145 476.and 5 represent comparative examples, mineral oil instead of the documents considered for the invention:
French patent specification No. 1 050 806,
1 098 408, 1 145 476.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF29071A DE1121257B (en) | 1959-07-31 | 1959-07-31 | Additives to lubricating oils based on mineral oils |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF29071A DE1121257B (en) | 1959-07-31 | 1959-07-31 | Additives to lubricating oils based on mineral oils |
FR834664A FR1263707A (en) | 1960-08-01 | 1960-08-01 | Additives for lubricating oils intended to improve the lubricating effect and the pressure resistance of lubricating oils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1121257B true DE1121257B (en) | 1962-01-04 |
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ID=25974376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEF29071A Pending DE1121257B (en) | 1959-07-31 | 1959-07-31 | Additives to lubricating oils based on mineral oils |
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Country | Link |
---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1050806A (en) * | 1952-02-13 | 1954-01-11 | Renault | Lubricants for heavily loaded components |
FR1098408A (en) * | 1954-04-13 | 1955-07-26 | Renault | Lubricants for loaded mechanisms |
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-
1959
- 1959-07-31 DE DEF29071A patent/DE1121257B/en active Pending
Patent Citations (3)
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