DE1275716B

DE1275716B - Schmieroel und Metallbearbeitungsfluessigkeit auf Mineraloelbasis

Info

Publication number: DE1275716B
Application number: DEP31805A
Authority: DE
Inventors: Yolande Bourgau; Louis Colas; Pierre Demoures
Original assignee: Progil SARL
Current assignee: Progil SARL
Priority date: 1962-05-15
Filing date: 1963-05-14
Publication date: 1968-08-22
Also published as: CA733493A; FR1339529A; BE632180A; GB1029219A; NL292734A; US3268449A; NL139556B; SE206670C1; LU43722A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:

ClOm

Deutsche ψ.: 23 c-1/01

Aktenzeichen: P 12 75 716.3-43 (P 3.1805)
Anmeldetag: 14. Mai 1963
Auslegetag: 22. August 1968

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 054 196 sind · Zusatzstoffe zu Schmiermitteln und Metallbearbeitungsmitteln¹ auf der Basis von halogenierten Dioxydiphenylmono- und -disulfiden bekannt. Versuche haben ergeben, daß diese Verbindungen sich in paraffinischen ölen in der Kälte nur schlecht lösen, und auch in aromatischen ölen besteht nur eine ungenügende Löslichkeit. Weiterhin befriedigt auch die Wirkung dieser Verbindungen als Schmiermittelzusatz noch nicht vollständig.

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Zusätze für Schmiermittel, die für die Bereitung von Kühl-, Bohr- und Schneidölen, die unter den Bedingungen extremen Drucks arbeiten sollen, besonders vorteilhaft sind. Die neuen Zusätze enthalten gleichzeitig Chlor und Schwefel in ein und derselben chemischen Verbindung, wodurch das Erfordernis entfällt, mehrere Zusätze, die Chlor und Schwefel getrennt enthalten, zu mischen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schmieröl- und Metallbearbeitungsflüssigkeit auf Mineralölbasis, enthaltend übliche Zusätze und gegebenenfalls Wasser, die zusätzlich ein harzartiges Halogenarylpolysulfid der Formel

Schmieröl und Metallbearbeitungsflüssigkeit auf
Mineralölbasis

Anmelder:
Societe Progil, Paris

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz und Dr. D. Morf,

Patentanwälte,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:
Louis Colas,
Pierre Demoures, Lyon;
Yolande Bourgau,
Neuville-sur-Säone (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 15. Mai 1962 (897 599)

worin m und ρ je 0 bis 5, aber nicht gleichzeitig 0, η — 2 bis 4 sind, wobei das Polysulfid 15 bis 25 Gewichtsprozent S und 44 bis 55% Cl und ein Molgewicht von 400 bis 600 besitzt, enthält.

Die erfindungsgemäßen neuen Zusätze können hergestellt werden, indem ein oder mehrere Halogenarylpolysulfide auf eine solche Temperatur und so lange erhitzt werden, bis diese Verbindungen harzartig werden.

Eine vorteilhafte Herstellungsweise besteht darin, daß ein ein Chlorsulfan und ein Polyhalogenaryl enthaltendes Reaktionsgemisch in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators mäßig erhitzt wird, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 20 und 30⁰C. Das so gebildete Polysulfid wird bei einer Temperatur von 80 bis 250⁰C erhitzt. Nach Abtrennen der eventuellen überschüssigen Reaktionskomponenten und Waschen wird das erhaltene harzartige Produkt zu dem zu verbessernden Schmiermittel direkt oder aber nach zuvoriger Auflösung in einem geeigneten Lösungsmittel zugesetzt.

Je nach der Art des Schmiermittels und dem Gebrauchszweck, für den es bestimmt ist, kann die zuzusetzende Menge an erfindungsgemäßen Zusätzen zwischen ziemlich weiten Grenzen, beispielsweise zwischen 0,2 und 20%, schwanken. Für Hochdruckschneid-, -kühl- und -bohröle betragen günstige Mengen insbesondere 2 bis 10 Gewichtsprozent. In diesem Falle stellt man eine sehr starke Erhöhung der Freßlastgrenze und eine beträchtliche Erniedrigung der Abnutzung des Werkzeugs fest.

Beispiel 1

Ein Sulfid mit einer Zusammensetzung zwischen derjenigen des Bis-trichlorphenyl-di- und -trisulfids wurde wie folgt hergestellt: Zu 817 g technischem Trichlorbenzol (TCB) wurden 20 g AlCl₃ zugegeben. Das Gemisch wurde auf 45° C unter Bewegung erhitzt und nach und nach innerhalb von 2 Stunden mit 405 g S2CI2, das zuvor mit 363 g des gleichen TCB verdünnt worden war, versetzt. Das verwendete technische TCB enthielt 30 Gewichtsprozent 1,2,3-Trichlorbenzol, 65 Gewichtsprozent 1,2,4-Trichlorbenzol und 5 Gewichtsprozent 1,2,4,5- und 1,2,3,4-Tetrachlorbenzol.

Nach beendeter Zugabe des Schwefelmonochlorids wurde das Bewegen noch Va Stunde bei 45 ⁰C fort-

109 597/426

gesetzt. Dann wurde das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 80⁰C erhitzt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch in Wasser gegossen, und die Zerstörung des Katalysators wurde durch Waschen mit verdünnter HCl, anschließendes Waschen mit einer verdünnten Carbonatlösung und mehrmaliges Waschen mit Wasser bis zur Neutralität bewirkt.

Die organische Lösung wurde dekantiert und unter 20 mm destilliert, bis die Temperatur des .Siedegefäßes 195 bis 200⁰C erreicht hatte. Nach Entfernung von 260 g TCB wurden so 950 g harzartiges Chlorbenzolpolysulfid mit einem Gehalt von 49,0% Chlor und 19,0% Schwefel erhalten.

Es wurde eine konzentrierte Lösung dieser Sulfide mit etwa 70% in einem bekannten Schmieröl so hergestellt, daß diese Lösung 14% Schwefel und 35% Chlor enthielt.

Diese konzentrierte Lösung des harzartigen Produkts wurde als Zusatz in einem öl geprüft, das zur Verwendung als Kühl- bzw. Schneidöl bestimmt war.

Die Prüfungen wurden mit dem bekannten Vierkugelapparat durchgeführt (vgl. »Engineering« vom 13. Juli 1933, Bd. 1 %, S. 46).

Mit Proben des Öls, das 0 bis 8% des obigen Zusatzes enthielt, wurde die Freßlast in 2,5 Sekunden sowie die Abnutzung der Kugeln unter 100 kg bestimmt.

30 hergehenden Beispielen zu den folgenden Ergebnissen:

% Zusatz	Freßlast	Abnutzung
in dem Ol	in kg	der Kugeln in mm
0	80	2,5
2	110	0,6
4	115	0,6
8	125	0,6

Beispiel 4

Es wurden Polysulfide verwendet, die wie im Beispiel 3, jedoch unter Zugabe einer größeren Menge freien Schwefels zu dem S₂Cl₂ (90 g für 405 g S₂Cl₂) hergestellt waren und 23,3% Schwefel und 43,9% Chlor enthielten. Eine 80%ige Lösung dieser Polysulfide in einem Mineralöl wurde zu einem paraffinischen Spindelöl zugegeben. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:

% Zusatz	Freßlast	Abnutzung
in dem Ol	in kg	der Kugeln in mm
0	80	2,5
2	110	• 0,6
4	120	0,6
8	130	0,6

% Zusatz	Freßlast	Abnutzung
in dem öl	in kg	der Kugeln in mm
0	80	2,5
2	110	0,6
4	125	0,6
8	140	0,6

Beispiel 5

Mit dem gleichen Zusatz wurden bei einem anderen üblichen paraffinischen öl ähnliche Ergebnisse erhalten.

Beispiel 2

Es wurden nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellte Polysulfide mit harzartigem Aussehen mit einem Gehalt von 47,4% Chlor und 21% Schwefel verwendet. Aus diesen wurde eine 33,3 %ige Lösung in einem bekannten, paraffinischen öl hergestellt. In der graphischen Darstellung zeigt die Kurve I die Änderungen der Freßlast als Funktion der Gehalte dieser konzentrierten Lösung in dem öl in Gewichtsprozent. Die Kurve II zeigt die Freßlasten für die gleichen Mengenanteile eines der besten im Handel befindlichen Zusätze auf der Basis von Chlorparaffin. Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Halogenarylpolysulfid bei gleicher Menge viel wirksamer ist.

Beispiel 3

. Es wurden Polysulfide in analoger Weise zu der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt, wobei jedoch Chlorschwefel, in dem elementarer Schwefel gelöst worden war (50 g Schwefel in 405 g SjCI'). verwendet wurde. Das Endprodukt enthielt dann 46.5°;,, Chlor und 22,6% Schwefel. Dieses Produkt diente zur Herstellung einer 80%igen Lösung in naphthenischem Spindelöl. Der so erhaltene Zusatz führte mit dem gleichen öl wie in den vor-Nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wurde ein Zusatz hergestellt, wobei jedoch ein Gemisch von 80 Gewichtsprozent Trichlorbenzolen und 20 Gewichtsprozent eines Gemisches von 1,2,4,5- und 1,2,3,4-Tetrachlorbenzol, das reich an dem letztgenannten Produkt war, verwendet wurde. Das so erhaltene Produkt ermöglichte in einem öl aus schweren Alkylbenzolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 300 eine Herabsetzung der Abnutzung der Kugeln bis auf 0,3 mm. Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß die Abnutzung der Kugeln bei ziemlich geringen Zusatzmengen in der Größenordnung von 2% beträchtlich herabgesetzt ist und daß sie sich praktisch nicht mehr ändert, wenn der Mengenanteil an Zusatz erhöht wird. Die Herabsetzung dieser Abnutzung von 2,5 auf 0,6 mm unter 100 kg stellt einen beträchtlichen Fortschritt dar. Es ist auch eine starke Verbesserung bezüglich der Freßlast ersichtlich, wobei der Druck bis zum Festfressen mit dem Gehalt an Zusatz steigt.

Im Verlaufe der oben beschriebenen Prüfungen wurde keine Schaumbildung durch das Vorhandensein des erfindungsgemäßen Zusatzes festgestellt. Außerdem haben Korrosionsversuche mit Gußeisenplatten nach 3 Tagen keinen Angriff ergeben. Ebenso waren nach dieser Zeitspanne die Kugeln nicht angegriffen.

Beispiel 6

Der Zusatz von Beispiel 5 wurde zu dem gleichen Schneid- bzw. Kühlöl aus schweren Alkylbenzolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 300 in einer Menge von 8% zugesetzt. Zu einem anderen Teil des gleichen Öls wurden ferner 8°o eines bekannten Schmiermittelzusatzes (Chlorparaf-

fine mit einem Oxydationsinhibitor) zugesetzt. Die Abnutzung der Kugeln ergab die folgenden Ergebnisse (in mm) unter erhöhten Belastungen:

Zusatz von Beispiel 5 ..
Handelsüblicher Zusatz

Kilogramm

130

1,0

1,25

160

1,35 1,60

190

1,70 1,90

Kilogramm

190

200

Zusatz mit Mercaptobenzothiazol (%)

Emulgator: schweres Alkylbenzolsulfonat (%)

Naphthenisches
Spindelöl (%)

20 20 60

10 20 70

Eine Emulsion dieses Produkts mit einem Gehalt von 10% in hartem Wasser blieb monatelang ahne· Absetzen stabil.

Auf dem Vierkugelapparat fand man mit diesem löslichen öl unter verschiedenen Drücken die folgenden Abnutzungsdurchmesser:

Ein naphthenisches Spindelöl ergab, ebenfalls mit 8% Zusatz, die folgenden Werte:

Erfindungsgemäßer Zusatz 1,25 1,50

Handelsüblicher Zusatz 1,40 1,85

B e i s ρ i e 1 7

Zur Herstellung eines sogenannten »löslichen« Öls wurde der gemäß Beispiel 1 hergestellte Zusatz verwendet, dem eine kleine Menge Mercaptobenzothiazol, das als Korrosionsinhibitor bekannt ist, zugesetzt worden war. Der Zusatz wurde mit einem Emulgiermittel und einem naphthenischen Kühlbzw. Schneidöl unter Bildung von zwei Zusammensetzungen vermischt:

30

35

10 (mm)..

II (mm)

60

0,35
0,40

Kilogramm
80 100 150

0,45
0,50

0,55
0,65

1,05
1,20

Die verwendeten Emulsionen ergaben bei verschiedenen Korrosionsprüfungen mit Gußeisen und mit Kupfer zufriedenstellende Ergebnisse.

Claims

Patentanspruch:

Schmieröl und Metallbearbeitungsflüssigkeit auf Mineralölbasis; enthaltend übliche Zusätze und gegebenenfalls Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein harzartiges Halogenaryl-Polysulfid der Formel

worin m und ρ je 0 bis 5, aber nicht gleichzeitig 0, η = 2 bis 4 sind, wobei das Polysulfid 15 Wb 25 Gewichtsprozent S und 44 bis 55°/₀ Cl und ein Molgewicht von 400 bis 600 besitzt, enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 054 196.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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