DE1444815A1 - Schmiermittelmischungen - Google Patents

Schmiermittelmischungen

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DE1444815A1 DE19631444815 DE1444815A DE1444815A1 DE 1444815 A1 DE1444815 A1 DE 1444815A1 DE 19631444815 DE19631444815 DE 19631444815 DE 1444815 A DE1444815 A DE 1444815A DE 1444815 A1 DE1444815 A1 DE 1444815A1
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Description

DR. W. SCHALK · DIPL-ING. PETER WlRTH DIPL.-ING. G. E. M.DANNENBERG · DR-V4SCHMlED-KOWARZrK
Dr. Expl.
B.A. 15 443/62 * "* 22. April 1963 SK/Pr.
The Diatillera Company» limited» 12, Torphichen Street,
Edinburgh 3/ Schottland
" Schmiermittelmisohungen »·
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schmiermittel** mischungen, und aie betrifft inabesondere Schmiermittelgemische, die unter aehr hohem !Druck Verwendung finden*
vielen Zwecken, für die Schmiermittel benötigt werden, laaaen die große Belaatung, die GrleitgeBchwindigkeit, der Abstand zwiöchen den Teilen und die Bauweise der Teile keine dicken Schmiermittelfilme und keine hydrodynamische Schmierung zu. Diese Bedingungen haben sich durch die letzten Entwicklungen im Maschinen- und im Fahrzeugbau noch weiter verschlechtert, da sich die leistung der Antriebavorrichtungen und der Kraftübertragungsmittel erhöht hat· Dies trifft besonders auf das moderne
909843/1348
H44815
hypoide Differentialgetriebe zu. Y/erden einfache Mineralöle ohne chemische Zusatzstoffe für solche Zwecke verwendet, so verringern sie die Reibung und Abnutzung nicht in ausreichendem Ilaße, und durch die starke Abnutzung wird die Haltbarkeit der einzelnen Bauteile zwischen den Überholungen unwirtschaftlich verkürzt. Die Teile können sich stark festfressen, wodurch schwere Unfälle auftreten können.
Es wurden viele chemische Zusatzmischungen entwickelt* um diese Schwierigkeiten zu überwinden. Derartige Mischungen sollen den Ölfilm verstärken, um die Berührung von Hetali mit Metall und die Abnutzung zu verhindern (Anti-"seizure"-Eigen3chaften)sowie die Abnutzung regulieren, (Erholung von "seizure"-Eigenschaften). Viele der bekannten chemischen Zusatzstoffe bewirken solche Eigenschaften entweder allein oder zusammen mit anderen Zusatzmittelnj es wurde jedoch festgestellt, daß bei der Herstellung von Zusatzstoffen, die auf beiden Gebieten gute Leistungen zeigen, häufig
Se
die Anti^'seizure*1- und die "Üizure"-Erholungs-Erfordernisse
miteinander in Konflikt stehen* Zusatzstoffe, die eine gute "seizure "-Erholung gewährleisten, können oft das Pestfressen nicht verhindern und umgekehrt. Ein Mischen dieser beiden Arten von Zusatzstoffen miteinander führt häufig zu einer Verschlechterung der Wirksamkeit in beiden Richtungen· Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Schmiermittel-Mischung, die sowohl gute Anti-"seizure"-Eigenschaften aufweist als auch die Erholung von "Seizure"-Eigenschaften gewährleistet.
Das erfindüngsgemäße Schmiermittelgemisch, das zur Verwendung unter
sehr hohem Druck geeignet ist, besteht aus einer größeren Ilenge einer Schmiermittelbasis und einer kleineren Menge einer chemischen Zusatzmischung, die einen sulfurierten Zusatzstoff, einen chlorierten Zusatzstoff, (wie sie weiter unten noch näher beschrieben werden), und wenigstens einen Tris-(2»halogenalkyl)-ester einer Oxysäure des Phosphors enthält.
Als Basis für das Schmiermittel wird normalerweise ein Kohlenwasserstofföl verwendetj synthetische Ester, wie z.B. Dioctyl- und Dinonylsebacate, können jedoch ebenfalls verwendet werden, und die Erfindung ist auch auf andere synthetische Schmiermittel, wie z.B. Silikone und Polyphenylester, anwendbar*
Als sulfurierter Zusatzstoff kann jeder schwefelhaltige Zusatzstoff mit geeigneten, die Abnutzung verhindernden Eigenschaften verwendet werden, z.B, ein DialkyldiBUlfid, ein geschwefeltes
ogensliure Fettsäureöl, ein Diaralkyldisulfid oder ein Alkylxant^Ändisulfid
sowie Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Verbindungen.
Der chlorierte Zusatzstoff ist im allgemeinen ein chlorierter Kohlenwasserstoffj das Chlor und der Schwefel können jedoch im gleichen Molekül anwesend sein, und diese Verbindungen können allein oder zusammen mit jeder der obengenannten Verbindungen verwendet v/erden. Die dritte Komponente der Zusatzmischung ist wenigstens ein Tris-(2-halogenalkyl)-ester einer Oxysäure von Phosphor, (Phosphorsauerstoffsäure), vorzugsweise Tris-(2-chloräthyl)-phosphat oder Iris-(2-chloräthyl)-phosphat.
909843/13*9 BAD 0RIGINAl·
Die !!enge der drei genannten Komponenten, der erfindungsgemäßen Gemische können in gewissen Grenzen variieren. So wird z.B. der sulfurierte Susatzstoff zv/eckmäßigerweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Gfew.-$, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittelgemisches, der chlorierte Zusatzstoff in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-fo und der Tris-(2-halogenalkyl)-ester der Oxysäure des Pho.sphors in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-^a, vorzugsweise 0,01 bis.0,5 Gew.-^, verwendet. Der Rest des Gemisches besteht im wesentlichen aus der Schmiermittel-Basis, wie z.B. Petrolkohlen— wasserstoff, oder aus einer Schmiermittel-Basis, die andere, für die Verwendung bei hohem Druck geeignete Zusatzstoffe, wie z.B. Bleisalze (besonders in Verbindung mit Schwefelverbindungen) und ICetallsalze oder andere Derivate von Phosphoroxysäuren und- thio— säuren, wie z.B. Zinkdialkyldithiophosphat, enthält. Vfeitere Zusatzstoffe können ebenfalls anwesend sein, wie ζ„B. Reinigungsmittel, Dispergiermittel, Säureneutralisierungsmittel, Metall-Deaktivierungsmittel, Oxydationsschutzmittel, Antischaummittel, Korrosionsinhibitoren, Ilittel zur Verbesserung des Viskositäts-Indexes oder zur Herabsetzung des, Gießpunktes.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Die Vergleichsversuche der Schmiermittel wurden auf einer Shell-"Vier-Kugel-Maschine", einer bekannten Vorrichtung zur Untersuchung von Schmiermitteln, vorgenommen; in dieser Vorrichtung wird die Abnutzung, die auftritt, wenn die Kugellager bei bestimmte! Belastungen übereinander gleiten, gemessen· Mit dieser Vorrichtung kann die kritische Belastung gefunden werden, deren Größe von dem verwendeten Schmiermittel abhängt, und bei der plötzlich die ATd-
.-■■''" θ?9 8 Ϊ3/ 1 3 k S nutzung BADORIGINAL
14 Λ 4815
über das I,Iaß hinaus ansteigt, das nach der Hertz'sehen Theorie der plastischen Deformation vorhersehbar war. Dieses Ansteigen der Abnutzung ist an der erhöhten Reibung und dem größeren Durch- " messer der Abnutzung3-Farbe (wear-scar) der Kugellager zu erkennen. Die kritische Belastung kann als die Belastung definiert werden, bei der ein Festfressen innerhalb einer bestimmten Zeit, im allgemeinen in 2,5 Sekunden, 10 Sekunden oder 1 Minute, eintritt. Diese kritische Belastung zum Pestfressen wird stark durch die Anwesenheit ^chemischer Zusatzstoffe beeinflußt. So kann z.B. A bei einem einfachen Mineralöl innerhalb von 10 Sekunden ein Festfressen unter einer last von 79 kg eintreten, während das gleiche, jedoch Zusatzstoffe enthaltende öl eine Belastung von 141 kg aushalten kann, ohne daß ein Festfressen auftritt.
Bei Belastungen oberhalb der kritischen Grenze variiert das Ausmaß der Abnutzung bei den verschiedenen Schmiermitteln sehr stark· Bei einem einfachen Llineralöl kann der Abnutzungs-iTarben-Durch- * messer bei einem 10 Sekunden dauernden Versuch 2,5 mm unter einer Belastung von 100 kg betragen» Wird das gleiche Öl in geeigneter Weise mit Zusatzstoffen vermischt, so kann ein Harben-Durchmesser von nur 0,9 mm bei einer Belastung von 200 kg erzielt werden.
Mit einfachen Mineralölen kann das Kugellager sofort fest miteinander "verschweißt" oder "verschmolzen" werden, wenn das Gleiten bei Belastungen von weniger als 200 kg beginnt; dagegen können bei Verwendung cnemischer Zusatzstoffe die Kugeln selbst bei Belastung® von mkehr als 500 kg noch frei übereinander gleiten» Die Ergebnisse,
909843/134« bad original
die für die erfindungsgeEsßen Zwecke von besonderer Bedeutung sind, sind die Belastung zum Pestfressen (im vorliegenden Fälle innerhalb von 10 Sekunden) und die Belastung bis zur Verscimelzung oder Verschweißung.
3eispiel 1 ·
Es wurden eine Reihe von Schmieriflittelgeraischen in der Yier-ICu^el-Maschine untersucht« Als Zusatzstoffe wurden ein handelsübliches chloriertes Paraffinwachs, Oi-Oert.-.biityldisulfid, Sinkdialkyldithiophosphat und Iris—(2-chloräthyl)-phosphat (I.CeA.P,) verwendet. Zu Vergleichs zwecken wurden Schmiermittel-Basen oiine Zusatzstoffe herangezogen. Bei den Mischungen'1 bis 8 bestand die Schmiermittel-Basis aus einer mit einem lösungsmittel raffinierten Kohlenwasserstoff-fraktion nit einer Viskosität von 500 Saybolt Universal Seconds bei 58°, die aus einen Middle-Hast—■ Hohöl hergestellt worden war. Bei den Ilischungen 9 bis 11-wurde als Schmiermittel-Basis eine Ilischung aus Kohlenwasserstoff— Schmierölen einer Viskosität von 94 Saybolt Universal Seconds
verwendet,
bei 99/» die so gemischt worden war, daß sie den Bestiinsiungen der
Society of Automotive Engineers 3.A.B·. 90 entsprach»
- Tabelle 1 -
909 8 43/134f
BAD
Tabelle 1
Mischung Nr. 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Gew.yb chloriertes 0 4 ,5 0 4, 6 4, 5 4 ,5 4 ,5 3, 4 0 4, 6 4, 6
V/achs
Gew.$ Di-tert,- 0 3 ,0 O 3, 0 3, 0 r~* .0 3 ,0 2, 3 0 3, 1 3, 1
"butyldi sulfid
^ Gew. ^ Zinkdi-
^ alkyldithio-
co phosphat O ö 3,0 1,0 3,0 O O O O 3,0 3,0
—* ■
w . Gew.* ϊ.σ.Χ.Ρ. 0 0 0 O O 0,5 0,25 0,2 0 0 0,2
§ Gew·^ Mineral-
ο öl " 100 92,5 97,0 92,4 89,5 92,0 92,25 94,1 100 89,3 89,1
I- : —— ■■ : ;—
Yier-Kugel-F Maschinentest,
Yerschmelzung^-
Belastung, kg 141 562 224 447 398 501 562 501 178 501 501
Belastung zum —*
Festfressen in ·***
10 Sek., kg 56 112 141 141 141 178 158 158 63 126 158 4>>
. M . ι ■ ι ■ ■ .ν ι im ι riii - ι ii ni " ι ι" ι ι ' ' Ί " 'iiim in. ι ι - /ι, it^
Die Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen deutlich, daß die Iri-(2-chlor— äthyl)-phosphat enthaltenden Mischungen iin allgemeinen denen überlegen waren, die diesen Zusatzstoff nicht enthielten. Die Mischung 2 zeigt eine merkliche Verbesserung der Verschmelzungs-Belastung durch Zusatz der chlorierten und sulfurierten Verbindungen, und Mischung 3 zeigt eine Verbesserung der Belastung bis zum festfressen durch Zusatz von Dialkyldithiophosphat. Die beiden nächsten Mischungen dienen als Beweis dafür, daß die Kombination der beiden Zusatzstoffe nicht zur Addition der beiden einzelnen Verbesserungen führt, und Mischungen 6 bis 9 lassen die allgemeine Verbesserung erkennen, die durch Zugabe von Tris-(2-chloräthyl)-phosphat zu einer Mischung, die bereits die chlorierten und sulfurierten Zusatzstoffe enthält, erzielt wird.
Beispiel 2
Es wurden die in der Tabelle II zusammengefaßten Schmiermittel-Gemische in der Vier-Kugel-Maschine untersucht, AIa Zusatzstoffe wurden ein handelsübliches chloriertes Paraffinwachs, Di-tert·- butyldisulfid, Zinkdialkyldithiophosphat, Tris-(2-chloräthyl)-phosphit und Ifitrobenzol verwendet. Zu Vergleichszwecken wurden Schmiermittel-Basen ohne Zusatzstoffe herangezogen. Bei den Mischungen 1 bis 8 wurde als Schmiermittel-Basis eine mit Lösungsmittel raffinierte Kohlenwasserstoff-Fraktion einer Viskosität von 500 Saybolt Universal Seconds bei 38° (hergestellt aus einem Middle- last-Rohöl) verwendet. Die Schmiermittel-Basis der Mischungen 9 bis 11 bestand aus einer Mischung von Kohlenwasserstoff-Schmierölen mit einer Viskosität von 94 Saybolt universal Seconds
90 98 43/134S1 BAD original
bei 99°, die den Bestimmungen der Society of Automotive Engineers S.A.E· 90 entsprach.
- Tabelle II -
909843/1349
Mischung 1 0 2 3 Q 4 ,5 5 6- 7 8 9 10 6 11.
Gew,-$ chlorier
tes- Wachs 0		 0 4,5 4, 0 4, ,0 4,5 4,5 4,5 4,5 0 4, 1 4,5, ..
Gew· -$> Eitert · ■*
"butyldisulfid		 0 "", 3,0 3, •3: 3,0 3,0 3,0 3,0 0 3, 0 3,0
Gew.-$. Zinkdi-
alkyläithio-
phosphät		 0 0 3, 0 »25 0 3,0 0 0 0 3, 3,0
8 606 w-chlQTäthyl)-
|9hosphit		 100 0 0 5 0 0 0 0,1 0,25 0 0 0,2
■ρ
ω
u> 		Gew.-# Uitro-
benzol		 141 0 . 0 0 25 0,25 0,25 0,25 0,25 0 0 3 0
Gew.-ft Mineral
öl		 56 92,5 89, 92, 92,25 89,25 92,15 92,0 ■ 100 89, 89,3
Vier-Kugel-
Masehinentest,
Belastung, kg		 562 398 562 794 501 794 631 178 501 631
Belastung zum
■ Pestfressen in
10 Sekunden, kg		 112 141 200 126 158 ;. 158 178 I
63		 126 178
4>v OO
Die vorteilhaften Wirkungen, die durch Zugabe einer kleinen Menge an Tris-(2-ehloräthyl)-phosphit zu verschiedenen Mischungen erzielt werden, sind aus der obigen tabelle klar ersichtlich. Die Tris-(2-chloralkyl)-ester von Bhosplioroxysäuren, beeinträchtigen, wenn sie in solchen Hengen zugegeben werden, daß die Anti-seizure-Belr.stungen wesentlich verbessert werden, die Verschmelzungs-Belnstung nur unmerklich.
Aus der tabelle ergibt sich weiterhin, daß die organischen nitroverbindungen einen guten modifizierenden Einfluß ausüben, insbesondere auf die Yersehmelzungs-Belastung. Auch hier stören die Tris-(2-chloralkyl)-ester der Phosphoroxysäuren, wenn sie in !!engen anwesend sind, die zu einer "Verbesserung der Anti-seizure-Eigenschaften führen, die durch Zusatz der organisöhen Hitroverbindung
verbesserte Verschiaelzungs-Belastung kaum·
- Patentansprüche -BAD ORIGINAL
909843/134S

Claims (12)

1. Schmiermittel-Gemisch zur Verwendung "unter sehr hohem Druck, bestehend aus einer größeren Menge einer Schmiermit.tel-Basis und einer kleineren Menge einer chemischen Zusatz-Mischung, die ,einen sulfurierten Zusatzstoff, einen chlorierten Zusatzstoff und wenigstens einen Tris-(2-halogenalkyl)-ester einer Phosphoroxysäure enthält.
2. Schmiermittel-GreiJiisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittel-Basis ein Kohlenwasserstofföl ist.
3. Schrniermittel-Geiaisch. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittel-Basis ein Silikon- oder synthetisches Estersclimi.ermitt el ist* . .
4· Schmiermittel-Gemisch nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der sulfuriert© Zusatzstoff ein Dialkyl-
disulfid, ein sulfuriertes Fettsäureöl, ein Diaralkyl- - . ogensäure
disulfid, ein Alkylxanth4r»disulfid oder eine Mischung aus zweir pder mehreren dieser Verbindungen ist.
5. Sehmiermittel-Gemisch, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der chlorierte Zusatzstoff ein chlorier-
■# ' · ■■',■■ - . .-■; '- '" -■ " ■ -" ' ■ ■ ter Kohlenwasserstoff ist.
6.,,Schmiermittel-Gemisch nach Anspruch, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der chlorierte Kohlenwasserstoff eiii chlorie^tes
Paraffinwachs ist.
7. Schmierraittel-Geiaisch nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlor und der Schwefel in dem gleichen
Molekül enthalten" sind.
8. Schmiermittel-Gemisch nach Amspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tris-(2-halogenalkyl)-ester der Phosphoroxysäure Tris-(2-chloräthyl)-phosphat ist.
9. Schmiermlttel_Genisoh nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tris-(2-halogenalkyl)-ester der Phosphoroxysäure Tris-(2-chloräthyl)-phosphit Ist»
10. Schmiermittel-Gemisch nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 10 Gew.-^ des sulfurierten Zusatzstoffes enthält.
11. Schmiermlttel-Geiüisch nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn- i| zeichnet, daß sie 0,1 bis 10 Gew·-^ des chlorierten Zusatzstoffes enthält.
12. Schmiermittel-Gemisch nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekenn-
Φ zeichnet, daß sie 0,01 bis 5 Gew.-^ des [0ris-(2-halogenalfcyl)- #* esters der Phoaphoroxy3äure enthält.
13» Schmiermittel-Gemisch nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekenn-
zeichnet, daß sie 0,01 bis Q»5 Gew.„9& des !Pris-(2-halogenalkyl) esters der Phosphoroxysäure enthält.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2307600A1 (de) * 1972-03-20 1973-10-04 Elco Corp Hochdruckschmiermittelzusatz

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