DE1594367B2

DE1594367B2 - Verfahren zur Herstellung eines Festschmiermittels und dessen Verwendung in Schmierfetten und Dispersionsschmiermitteln sowie in Lagerwerkstoffen

Info

Publication number: DE1594367B2
Application number: DE1594367A
Authority: DE
Inventors: Aleksander Jerzy Sunbury- On-Thames Middlesex Groszek (Grossbritannien)
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1966-03-22
Filing date: 1967-03-21
Publication date: 1978-10-05
Also published as: AT285009B; DE1594367C3; FR1515449A; GB1180554A; US3384584A; NL6703953A; BE695920A; SE332253B; CH509394A; DE1594367A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Festschmiermittels und dessen Verwendung in Schmierfetten und Dispersionsschmiermitteln.

In dem nicht vorveröffentlichten Patent 15 42 623 wird ein Verfahren zur Herstellung eines oleophilen , Graphits durch Naßvermahlung von natürlichem oder synthetischem Graphit beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Graphit innerhalb einer niedrig-siedenden organischen Flüssigkeit mit niedriger Viskosität und niedriger Oberflächenspannung unter Ausschluß von Luftzutritt zum Mahlgut und in einer mit der organischen Flüssigkeit vollständig ausgefüllten Mahlkammer auf eine Oberfläche im Bereich von 20 bis m²/g vermählen wird. Vorzugsweise wird dabei mit unterhalb 500° C siedenden organischen Flüssigkeiten mit einer Viskosität unter 600Cs bei 38° C und einer Oberflächenspannung unter 72 dyn/cm bei 25° C gearbeitet und der Graphit dabei auf eine Oberfläche von 30 bis 200 m²/g vermählen. Geschildert ist in diesem älteren Patent auch die Verwendung dieses neuartigen und technisch fortschrittliche Eigenschaften aufweisenden oleophilen Graphits als Dickungsmittel in Schmierfetten.

In der ebenfalls nicht vorveröffentlichten DT-OS 15 92219 wird die Herstellung eines vergleichbaren oleophilen Molybdändisulfids geschildert. Das ebenfalls neuartige und technisch fortschrittliche Eigenschaften aufweisende oleophile Molybdändisulfid kann durch Vermählen eines natürlichen oder synthetischen Molybdändisulfids in einer organischen Flüssigkeit mit einem Siedepunkt unterhalb 500° C, einer Viskosität unterhalb 600Cs bei 38° C und mit einer Oberflächenspannung unterhalb 72 dyn/cm hergestellt werden, wobei man zur Gewinnung der neuartigen olephilen Modifikation des Molybdändisulfids auch hier unter Ausschluß von Luftzutritt zum Mahlgut in einer mit der organischen Flüssigkeit gefüllten Mahlvorrichtung bei normaler Temperatur, gegebenenfalls bei gesteigerter Temperatur bis zu 400° C, arbeitet, die Vermahlung zu einem oleophilen Produkt mit einer Oberfläche von 10 bis 400 m²/g, vorzugsweise 30 bis 300 m²/g — gemessen durch N2-Adsorption — durchgeführt und dabei die Molybdändisulfidmenge im Gemisch mit der organischen Flüssigkeit nicht über 50 Gew.-% wählt.

Aus dem vorveröffentlichten Stand der Technik ist es allgemein bekannt, gewisse Gemische von Festschmiermitteln, z. B. Mischungen von Graphit und Molybdändisulfid, für besondere Schmierzwecke einzusetzen, wobei insbesondere auch vorgeschlagen worden ist, Gemische aus feinvermahlenem Graphit und Schwefel oder Metallsulfiden flüssigen Schmiermitteln zuzusetzen. Keiner dieser Vorschläge stellt es jedoch darauf ab, zunächst oleophile Schmiermittelmaterialien im Sinne der eingangs genannten älteren Vorschläge durch ein bestimmtes Mahlverfahren unter Ausschluß von Luft/ Sauerstoff und vollständig eingetaucht in eine organische Mahlflüssigkeit herzustellen, um dann solche oleophilen Materialmischungen auf dem Schmiermittelsektor einzusetzen.

Die Erfindung beschäftigt sich im Vergleich mit diesem vorveröffentlichten Stand der Technik mit der Weiterentwicklung der eingangs erwähnten Vorschläge zur Herstellung oleophiler Schmiermittel und ihrer Verwendung in Schmierfetten und Dispersionsschmiermitteln bzw. in Lagerwerkstoffen. Die Erfindung geht dabei von der folgenden Aufgabe aus: Graphit der eingangs geschilderten Art zeigt bei seiner Verwendung in Schmiermitteln eine besonders gute Eindickungswirkung, sein Lastaufnahmevermögen ist jedoch — verglichen mit oleophilen Metallsulfiden — geringer. Oleophile Metallsulfide zeichnen sich durch besonders gutes Lastaufnahmevermögen aus, besitzen jedoch vergleichsweise schwächere Eindickungswirkungen als oleophiler Graphit. Die Erfindung will die jeweils besonders vorteilhaften Eigenschaften der nicht vorbekannten oleophilen Materialien der hier geschilderten Art miteinander kombinieren.

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung oleophiler, inniger Gemische aus 1) Graphit und 2 a) Schwefel, b) Gemischen von Metallpulvern und Schwefel, c) covalenten oder ionischen Metallsulfiden, durch Vermählen von Gemischen von Graphit und schwefelhaltigen Stoffen in einer niedrig siedenden, niedrig viskosen organischen Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung.

Die Erfindung ist ferner auf die Verwendung des oleophilen innigen Gemisches von Graphit und den obengenannten schwefelhaltigen Stoffen in Schmierstoffen auf Basis eines Mineralöls oder Syntheseöls als Grundöl, sowie auf die Verwendung als Bestandteil von Lagerwerkstoffen aus einem Metall oder festem Polymerisat als Gleitwerkstoff, insbesondere für ge-

formte Lager, gerichtet.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren oleophilen innigen Gemische aus 1) Graphit und 2) a) Schwefel, b) Metallpulvern und Schwefel und c) covalenten oder ionischen Metallsulfiden, das Grundöl für die Schmierstoffe und die Lagerwerkstoffe, in denen diese herstellbaren Produkte verwendet werden können, werden nachstehend ausführlich beschrieben.

Oleophile innige Gemische aus 1) Graphit und

2) a) Schwefel, b) Metallpulvern und Schwefel und

c) covalenten oder ionischen Metallsulfiden

Im Gegensatz zu nichtoleophilen Feststoffen adsorbieren oleophile Feststoffe n-Dotriacontan bevorzugt vor n-Butanol.

Graphit in der natürlichen und synthetischen Form ist allgemein bekannt und leicht erhältlich. Das synthetische Material wird beispielsweise' hergestellt, indem Petrolkoks unter Vakuum oder in Inertgas auf 1000 bis 3000° C erhitzt wird. Es enthält im allgemeinen 95 bis 100 Gew.-% Kohlenstoff. Das natürliche Material kann einen etwas niedrigeren Kohlenstoffgehalt haben und besteht gewöhnlich aus größeren Kristallen.

Als Komponente 2 des Gemisches werden, wie oben ausgeführt, Schwefel, Gemische von Metallpulvern und Schwefel und covalente oder ionische Metallsulfide verwendet

Das Verhältnis von Graphit zu dem genannten schwefelhaltigen Material kann 100 :1 bis 1 :100 betragen. Für Fette werden jedoch vorzugsweise mehr als 25 Gew.-% schwefelhaltiges Material verwendet.

Das oleophile innige Gemisch kann durch Mahlen von natürlichem oder synthetischem Graphit mit dem schwefelhaltigen Material in organischen Flüssigkeiten hergestellt werden, die zum größten Teil leicht aus dem oleophilen innigen Gemisch entfernt werden können. Bevorzugt werden daher Flüssigkeiten, die unter 500° C sieden, eine Viskosität von weniger als 600 cSt bei 38° C und eine Oberflächenspannung unter 72 Dyn/cm, vorzugsweise von 10—40 Dyn/cm bei 25°C haben.

Als organische Flüssigkeiten eignen sich niedrig-molekulare Kohlenwasserstoffe einschließlich der geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylverbindungen, der gesättigten oder ungesättigten, substituierten oder unsubstituierten Cycloalkylverbindungen und der substituierten oder unsubstituierten aromatischen Verbindungen. Beispiele solcher Verbindungen sind n-Heptan, Octen-2, 2,2,4-Trimethylpentan, Cyclohexan, Benzol oder Toluol. Besonders bevorzugt werden verzweigte Alkylverbindungen. Weiterhin eignen sich als organische Flüssigkeiten Verbindungen, die Fluor, Chlor oder Phosphor und Chlor enthalten, z. B. Tetrachlorkohlenstoff.

Als weitere geeignete organische Flüssigkeiten kommen die polaren Sauerstoffverbindungen infrage, z. B. Isopropylalkohol. Auch flüssige Silikone können verwendet werden.

Niedrigmolekulare Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan und Perttan, können unter Druck als Mahlflüssigkeit verwendet werden.

Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte die Menge des Graphits und des schwefelhaltigen Materials in dem Gemisch aus Graphit, schwefelhaltigem Material und organischer Flüssigkeit 50 Gew.-% nicht überschreiten. Vorzugsweise sollte sie 2 bis 20 Gew.-% betragen.

Das Mahlen kann in jeder geeigneten Mühle oder Vorrichtung erfolgen und wird zweckmäßig so lange vorgenommen, bis ein inniges Gemisch, das eine (durch Stickstoffadsorption bestimmte) Oberfläche von 10—800, vorzugsweise von 20—200m²/Gramm hat, gebildet worden ist. Dies kann gewöhnlich durch Mahlen bei normalen Temperaturen für die erforderliche Dauer erreicht werden, jedoch kann die Temperatur des Gemisches gegebenenfalls künstlich beispielsweise

ίο auf 400°C erhöht werden. In diesem Fall können Flüssigkeiten mit einer Viskosität bis zu 60OcSt bei 38° C, beispielsweise mineralische Schmieröle vom Spindelöl bis zu den »Brightstocks« verwendet werden. Eine der schnellsten und wirksamsten Methoden besteht darin, daß zum Mahlen eine Kugelschwingmühle verwendet wird.

Es ist zweckmäßig, während des Mahlvorganges die Luft möglichst weitgehend auszuschließen. Dies läßt sich am leichtesten erreichen, indem man in die Mühle zuerst die organische Flüssigkeit, dann die Kugeln und zuletzt den Graphit einfüllt. Nach einer geeigneten Arbeitsweise gibt man in die Mühle zuerst die Flüssigkeit, dann die Hälfte der Kugeln, anschließend den Graphit und den schwefelhaltigen Stoff und zum Schluß den Rest der Kugeln. Ein solches Mahlverfahren kann als »geschlossenes« System bezeichnet werden.

Bei Verwendung einer Kugelmühle ist es natürlich zweckmäßig, Kugeln aus einem Werkstoff zu verwenden, der mit dem Graphit oder schwefelhaltigen Stoff nicht reagiert und sich während des Mahlens nicht übermäßig abnutzt. Kugelschwingmühlen enthalten gewöhnlich Stahlkugeln, die sich auch für die Zwecke der Erfindung eignen. Besonders bevorzugt wird ein harter Stahltyp für die Kugeln und für den Mahlraum.

Falls erforderlich, kann ein Magnetfilter verwendet werden, um kleine Stahlteilchen zu entfernen, die in dem während des Mahlens gebildeten Brei auftreten können. Ein Umwälzsystem kann auch verwendet werden, bei dem die Aufschlämmung durch ein außen angeordnetes Magnetfilter gepumpt und dann in die Mühle zurückgeführt wird. Das Umwälzsystem kann halbkontinuierlich betrieben werden, wobei die Aufschlämmung nach der Mahldauer herausgepumpt und frisches Material in das System eingefüllt wird.

Als erste Maßnahme kann die Aufschlämmung des beim Mahlen gebildeten oleophilen innigen Gemisches von den Kugeln der Mühle durch Sieben oder durch Verdrängung der Mahlflüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit und Sieben abgetrennt werden. Bei Verwendung einer verhältnismäßig hochsiedenden organischen Flüssigkeit zum Mahlen kann es zweckmäßig sein, diese Flüssigkeit durch eine niedrig siedende Flüssigkeit zu verdrängen. Diese Flüssigkeit kann dann durch Kochen entfernt werden. Vorzugsweise läßt man hierbei das Gemisch kräftig sieden.

Es ist ferner möglich, die Aufschlämmung zu filtrieren, wobei das oleophile innige Gemisch als Filterkuchen erhalten wird. In jedem Fall werden vorzugsweise die letzten Spuren der Mahlflüssigkeit oder der verdrängenden Flüssigkeit entfernt, indem das oleophile innige Gemisch einige Stunden in einem Vakuumofen beispielsweise auf 100° C bei 1 mm Hg erhitzt wird.

Die Mahlflüssigkeit oder verdrängende Flüssigkeit wird als Alternative — in gewissen Fällen vorzugsweise — nicht von dem oleophilen innigen Gemisch entfernt, das in der Aufschlämmung bleibt. Dieser Weg wird hauptsächlich bevorzugt, wenn die Mahlflüssigkeit auch als Grundöl für einen Schmierstoff dienen kann.

Grundöl

Als Schmieröl-Grundöl können Mineralöle oder Syntheseöle verwendet werden. Als Mineralöle eignen sich raffinierte, aus Erdöl erhaltene Mineralöle, z. B. solche, die bei 99° C eine Viskosität im Bereich von 2—50, vorzugsweise von 4 bis 40 cS haben.

Zu den synthetischen Schmierölen gehören organische Ester, Polyglykoläther, Polyphenyläther, fluorierte Kohlenwasserstoffe, Silicatester, Silikonöle und deren Gemische. Die wichtigste Klasse von Syntheseölen bilden die organischen flüssigen Polyester, insbesondere die neutralen Polyester, deren Viskosität bei 99° C im Bereich von 1—3OcS liegt. Der Ausdruck »Polyester« dient zur Bezeichnung von Estern, die wenigstens 2 Esterbindungen im Molekül enthalten. Der Ausdruck »neutral« dient zur Bezeichnung eines vollständig veresterten Produkts. Beispiele von geeigneten Polyestern sind die flüssigen Diester von aliphatischen Dicarbonsäuren und einwertigen Alkoholen (z. B. Dioctylsebacat, Dinonylsebacat, Octylnonylsebacat und die entsprechenden Azelain und Adipinsäureester), flüssige Diester von aliphatischen Dicarbonsäuren und Phenolen (z. B. in den britischen Patentschriften 10 44 550,10 44 883,10 58 906 und 10 59 955 beschriebenen) und komplexere Polyester (z. B. die in den britischen Patentschriften 6 66 697, 7 43 571, 7 80 034, 8 61 962,9 33 721,9 71 901 und 9 86 068 beschriebenen).

Schmierfette, enthaltend das erfindungsgemäß
herstellbare oleophile Gemisch

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Das Verhältnis von oleophilem innigen Gemisch aus Graphit und dem genannten schwefelhaltigen Stoff zum Grundöl hängt von der Art des Grundöls und von der erforderlichen Konsistenz des Fettes ab. Für die meisten Zwecke wird eine Menge bis zu 50 Gew.-%, bezogen, auf das fertige Fett, verwendet. Es ist jedoch zu bemerken, daß das oleophile Gemisch bereits in Konzentrationen von 5—20 Gew.-%, bezogen auf das endgültige Fett, öle unter Bildung von Fetten mit sehr guten Eigenschaften verdicken kann, und dies ist der bevorzugte Konzentrationsbereich.

Das oleophile innige Gemisch kann in verschiedener Weise in das Fett eingearbeitet werden. Vorzugsweise erfolgt die Einarbeitung des oleophilen innigen Gemisches in ein Fett unmittelbar nach dem Mahlen. Wenn jedoch das oleophile Gemisch eine gewisse Zeit vor der Zumischung zum Fett hergestellt wird, wird das oleophile Gemisch vorzugsweise in einem luftdichten Behälter gelagert. Es kann auch als Aufschlämmung gelagert werden.

Nachstehend werden einige Methoden, nach denen die Fette hergestellt werden können, als Beispiele beschrieben.

a) Die Mahlflüssigkeit wird von der beim Mahlen gebildeten Aufschlämmung des oleophilen innigen Gemisches abfiltriert. Der erhaltene Filterkuchen wird gemahlen, indem er beispielsweise durch eine Kolloidmühle gegeben wird.

Das erhaltene Pulver wird in das öl eingerührt. Das gebildete Fett wird durch Mahlen in der Kolloidmühle fertigbehandelt.

b) Die Mahlflüssigkeit wird von der Aufschlämmung des oleophilen innigen Gemisches schnell abgedampft, um die Bildung eines Kuchens des innigen Gemisches zu vermeiden. Das erhaltene Pulver wird in das öl eingerührt und das Fett durch Mahlen in der Kolloidmühle fertigbehandelt.

c) Das Grundöl wird zur Aufschlämmung des oleophilen innigen Gemisches gegeben und die Mahlflüssigkeit abdestilliert.

d) Das Grundöl wird zur Aufschlämmung des oleophilen innigen Gemisches gegeben und das Gemisch so durch einen Homogenisator (z. B. einen Manton-Gaulin-Homogenisator) geleitet, daß Temperaturen bis 140° C oder über 140° C auftreten. Die Temperatur muß so hoch sein, daß die Mahlflüssigkeit abgetrieben wird.

e) Das Fett kann auch so hergestellt werden, daß man den Graphit und den schwefelhaltigen Stoff im Grundöl des Schmierfettes direkt mahlt. Beispielsweise kann ein niedrig siedendes mineralisches Schmieröl von niedriger Oberflächenspannung mit einer Viskosität bis zu 600 cS bei 38° C verwendet werden. Während des Mahlens können erhöhte Temperaturen bis zu 400° C angewendet werden.

Besonders bevorzugt werden die Verfahren c), d) und e). Im allgemeinen können die oleophilen innigen Gemische von Graphit und schwefelhaltigen Materia- ζ lien dem Grundöl entweder bei Umgebungstemperatur oder gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen von beispielsweise bis zu 400° C zugesetzt werden.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Schmierfette haben bemerkenswert hohe Tropfpunkte. Wenn die Tropfpunkte nach den IP- oder ASTM-Standardmethoden gemessen werden, ergeben sich Werte von mehr als 400° C. Diese Fette werden als »unschmelzbar« bezeichnet und lassen sich nach üblichen Methoden schwer herstellen. Bei Verwendung von sorgfältig ausgewählten Grundölen, z. B. Syntheseölen mit hoher Oxydationsbeständigkeit und thermischer Beständigkeit, können Schmierfette mit einer einzigartigen Kombination von Eigenschaften hergestellt werden.

Diese Fette haben gute Oxydationsbeständigkeit und mechanische Stabilität bei Temperaturen bis etwa 130—140°C, wenn Mineralöle als Grundöle verwendet werden. Für Temperaturen oberhalb dieses Bereichs können synthetische Grundöle verwendet werden. Für höhere Betriebsanforderungen können auch Antioxydantien verwendet werden. Viskositätsverbesserer, Metalldeaktivatoren, Korrosionsschutzmittel usw. kön- ( nen den Fetten ebenfalls zugesetzt werden. Auch Hochdruckzusätze können in die Fette eingearbeitet werden.

Eigenschaften der Schmierfette,
die die erfindungsgemäß herstellbaren Feststoffschmiermittel enthalten

Es gibt im allgemeinen zwei Klassen von Prüfmethoden für Fette, nämlich erstens die sog. Prüfstandsversuche und zweitens Prüfungen in speziell konstruierten Lagerprüfmaschinen.

Es hat sich gezeigt, daß die Fette mit den erfindungsgemäß herstellbaren Feststoffschmiermitteln (im Vergleich zu Fetten, die durch oleophilen Graphit allein verdickt sind) überlegene Belastbarkeit haben, gemessen mit dem Vierkugel-Prüfgerät (Prüfstandversuch). Ferner haben die Fette mit den erfindungsgemäß herstellbaren Feststoffschmiermitteln ebenso gute rheologische Eigenschaften wie Fette, die mit oleophilem Graphit allein verdickt sind, gemessen mit dem Penetrometer (Prüfstandsversuch).

Dispersionsschmierstoffe

Die oleophilen innigen Gemische von Graphit und schwefelhaltigen Stoffen können in die Grundöle in Mengen bis zu 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, eingearbeitet werden, wobei Dispersionen mit überraschend guten Schmiereigenschaften erhalten werden. Die Dispersionen können sehr einfach gebildet werden, indem das oleophile innige Gemisch in das Grundöl eingerührt wird. Es ist auch möglich, eine mechanische Vorrichtung, z. B. eine Kolloidmühle, für die Dispersionsbildung zu verwenden. Alle vorstehend für Schmierfette genannten Herstellungsmethoden können angewendet werden. Die für die Dispersionen verwendeten Grundöle sind die gleichen, wie sie für die Fette verwendet werden und vorstehend beschrieben wurden.

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Eigenschaften von Dispersions-Schmierstoffen

Die Dispersionen mit den erfindungsgemäß herstellbaren Feststoffschmiermitteln sind stabil. In vielen Fällen ist die Verwendung von Dispergiermitteln nicht erforderlich. Die Dispersionen mit den erfindungsgemäß herstellbaren Feststoffschmiermitteln haben eine sehr hohe Belastbarkeit, insbesondere im Höchstdruckbereich, wenn sie mit dem Vierkugel-Prüfgerät geprüft werden. ··..-.„■

Lagerwerkstoffe

Die in den metallischen oder festen polymeren Gleitwerkstoff eingearbeitete Menge des oleophilen innigen Gemisches aus Graphit und schwefelhaltigem Material kann zwischen 0,1 und 50 Gew.-% liegen, beträgt jedoch vorzugsweise 1—25%, bezogen auf das Gewicht des Gleitwerkstoffs plus oleophilem innigem Gemisch.

Das oleophile Gemisch kann nach beliebigen geeigneten Methoden in den metallischen oder polymeren Gleitwerkstoff eingearbeitet werden. Vorzugsweise erfolgt jedoch die Einarbeitung durch mechanisches Mischen von nassen oder trockenen Pulvern des Gleitwerkstoffs und des oleophilen Gemisches. Vorzugsweise werden die mit einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Petroläther, benetzten Pulver gemischt. Das Gemisch kann dann nach Entfernung des gegebenenfalls verwendeten Lösungsmittels beispielsweise in einer Form gepreßt und bei einer geeigneten Temperatur, die beispielsweise für einen Polytetrafluoräthylen als Gleitwerkstoff enthaltenden Lagerwerkstoff über 300° C liegt, gesintert werden.

Lager können aus diesen Werkstoffen nach beliebigen geeigneten Methoden, z. B. durch spanabhebende Bearbeitung oder unter Verwendung der vorstehend erwähnten Preßformen hergestellt werden.

Beispiele

Eine Reihe von Dispersionen wurden hergestellt, wobei als Verdickungsmittel die erfindungsgemäß herstellbaren, oleophilen Feststoffschmiermittel verwendet wurden, die durch Mahlen von Gemischen von schwefelhaltigen Materialien und Graphit irrn-Heptan in einer Kugelschwingmühle für eine Dauer bis zu 48 Std. erhalten worden sind. Das n-Heptan wurde aus dem oleophilen Gemisch durch kräftiges Kochen entfernt, und das erhaltene Pulver wurde in das Grundöl gerührt.

Die oleophilen Produkte hatten erheblicfe größere Oberflächen, gemessen durch StickstoffadsoEption und ausgedrückt in m²/g.

Die Dispersionen wurden in einem Vierkugel-Prüfgerät geprüft. Die Ergebnisse sind nachstehend m Tabelle 1 genannt. Vergleichswerte sind für reinen Graphit und ein reines Sulfid angegeben. Die angewendete Prüfmethode ist die Methode 6503, die einen Teil von US. Federal Test Method Standard Nr. 791a bildet, wobei jedoch bei einer Gruppe von Versuchen eine Prüfdauer von 1 Minute, anstatt 10 Sekunden angewendetwurde.

Tabelle 1

Geprüftes Gemisch	BET-Ober-	Prüfung der Belastbarkeit von 5%igen	Freßbelastung
	fläche	Dispersionen in r
		nedizinischem Paraifinöl	kg
		(Vierkugel-Prüfgerät)	110
		Mittlere Hertz-	140
	mVg	Belastung	210
Grundöl (medizinisches Paraffinöl)		kg
100 Teile oleophiler Graphit	70	13,5	960
20TeHeMoS₂ \	63	19,5
80 Teile Graphit J		24
50 Teile MoS₂ 1	53		250
50 Teile Graphit j		38	260
10 Teile Pbs \			370
90 Teile Graphit j	56
20 Teile SnS₂ 1 80 Teile Graphit J	48	28,5	160
100 Teile oleophiles MoS₂,	40	26
hergestellt aus Dag 325		67
100 Teile handelsübliches MoS₂	8
(Dag 325)		22,5

In Tabelle 2 sind die Ergebnisse für verschiedene Gemische von Festschmiermitteln angegeben, die in einem als »BG 160/95« bezeichneten Schmieröl dispergiert sind. Dieses Schmieröl ist ein basisches Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität von 160 Sekunden bei 6O⁰C und einem Viskositätsindex von 951 Einige Vergleichsergebnisse sind für das GrundSt reinen Graphit und ein reines Sulfid angegeben.

809 540/4

ίο

Tabelle 2

In BG 160/95 dispergiertes Festschmiermittel

Ausschleifung in mm, Prüfdauer 60 Min. bei 15 kg Ausschleifung in mm,
Prüfdauer 1 Minute

100 kg 150 kg 200 kg

Mittlere Hertz-Belastung kg

Freßbelastung,

kg

+ 5 Gew.-% oleophiler Graphit
f 5 Teile Schwefel
1 95 Teile Graphit

+ 5 Gew-% i ^{10 Teile} Schwefel
\ 90 Teile Graphit
oleophiles PbS
20 Teile PbS
80 Teile Graphit
20 Teile PbS
80 Teile Graphit

+ 5 Gew.-%

+ 2 Gew.-%
+ 5 Gew.-%

+ 10 Ge w.-%

0,79
0,77

0,44

0,66
0,87
0,42

0,33 2,5

1,1
1,4

0,97

1,5
1,7

1,4

2,0
2,0

1,5

28 56

44 58

135 220

350

357 250 450

650

Die ausgezeichneten Höchstdruckeigenschaften von Gemischen aus oleophilem Graphit und oleophilem Bleisulfid sind besonders bemerkenswert.

Eine Anzahl von Fetten mit erfindungsgemäß herstellbaren Feststoffschmiermitteln wurde unter Verwendung von oleophilen innigen Gemischen von Graphit und schwefelhaltigen Materialien he-gestellt, die durch Mahlen von etwa 25 g eines Graphit-Molybdändisulfid-Gemisches in etwa 180 ml n-Heptan in einer Kugelschwingmühle für eine Dauer von 4 Std. erhalten

Tabelle 3

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25 worden sind. Das n-Heptan wurde durch kräftiges Sieden vom oleophilen Gemisch entfernt und das erhaltene Pulver in das Grundöl eingerührt. Das Fett wurde durch Walken in einer Kolloidmühle fertigbehandelt.

Das gebildete Festschmiermittel wurde in einer Kolloidmühle in medizinischem Paraffinöl dispergiert. Die Penetrationseigenschaften der Fette sind nachstehend in Tabelle 3 angegeben.

33% MoS₂
(Dag¹325)

33%

36%

j 20 Teile MoS₂
1 80 Teile Graphit
ί 50 Teile MoS₂
\50 Teile Graphit

Ruhpenetration	Walkpenetration	Ausbluten
mm'¹*)	mm-'*)	Gew.-%*·)
	kein Fett gebildet -
	279
272	276	3,6
276	2,5

In einer Kugelschwingmühle wurde ein Gemisch von Graphit und 10 Gew.-% Bleisulfid in n-Heptan 8 Std. gemahlen. Das n-Heptan wurde aus dem oleophilen innigen Gemisch durch Verdrängung mit »BG 160/95« (siehe oben) entfernt. Das erhaltene Fett wurde in einer Kolloidmühle homogenisiert. Die Eigenschaften dieses Fetts wurden mit den Eigenschaften eines gleichen, mit oleophilem Graphit verdickten Fettes verglichen. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4

Eigenschaften des Fettes	A	B
	Fett mit 15% oleophilem	Fett mit oleophilem
	Graphit	innigen Gemisch von
	(hergestellt wie Fett B)	15% Graphit und 1,5% PbS
Ruhpenetration mm-'*)	272	287
Walkpenetration mm-'	306	302
Ausbluten, Gew.-%**)	4,8	5,4
Mittlere Hertz-Belastung, kg	44	51
Freßbelastung, kg	282	400

*) Gemessen gemäß IP-Test 50. Diese Penetrationswerte sind Penetrationen für '/4 Skala, die nach der allgemein eingeführten Wechselbeziehung, die für seifenverdickte Fette festgelegt worden ist (ASTM D 1403-56T), in Werte für die volle Skala umgerechnet wurden. Durch die verschiedenen Theologischen Eigenschaften der genannten Fette sind dies nicht genau die Werte, die bei einer Penetration für die volle Meßskala erhalten würden.
*·) Gemessen gemäß Ministry of Defence Test Specification DTD 825.

Die in den Tabellen 1, 2, 3 und 4 angegebenen Ergebnisse zeigen, daß oleophile innige Gemische von Graphit und schwefelhaltigen Materialien zur Verdikkung von Dispersionen und Fetten verwendet werden können. Sowohl die Dispersionen als auch die Fette haben hohe Belastbarkeit und Druckaufnahmefähigkeit. Besonders vorteilhaft ist die Belastbarkeit der Fette im Höchstdruckbereich.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Graphit und schwefelhaltige Stoffe enthaltenden Feststoffschmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 1) natürlichem oder synthetischem Graphit und 2) a) Schwefel, b) Metallpulvern und Schwefel und c) covalenten oder ionischen Metallsulfiden in Gegenwart einer organisehen Flüssigkeit mit einem Siedepunkt unter 500° C, einer Viskosität von weniger als 600 cSt bei 38° C und einer Oberflächenspannung unter 72 dyn/cm bei 25° C bis auf eine Oberfläche von 10 bis 800m²/g, vorzugsweise von 20 bis 200m²/g — gemessen durch N2-Adsorption — vermahlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine organische Flüssigkeit mit einem Siedepunkt unter 500° C, einer Viskosität von weniger als 600 cSt bei 38° C und einer Oberflächenspannung von 10 bis 40 Dyn/cm bei 25° C verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vermählen in einer Kugelschwingmühle durchführt.

. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bis 50 Gew.-°/o, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-°/o — bezogen auf das flüssigkeitshaltige Gemisch — Graphit und schwefelhaltigen Stoff verwendet.

5. Verwendung von bis zu 50 Gew.-%, Vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, eines Feststoff schmiermittels nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Bestandteil eines Schmierfettes.

6. Verwendung von bis zu 15 Gew.-% eines Feststoffschmiermittels nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Bestandteil eines Dispersionsschmiermittels.

7. Verwendung von 0,1 bis 50 Gew.-% eines Feststoffschmiermittels nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Bestandteil eines metallischen oder festen polymeren Gleitwerkstoffes.