DE1594427C3

DE1594427C3 - Schmierfett Exxon Research and Engineering Co., Linden, N.J. (V.StA.)

Info

Publication number: DE1594427C3
Application number: DE19661594427
Authority: DE
Inventors: Alfred Romuald Meckelfeld; Tims John Michael Grove Wantage Berkshire; Haak (Großbritannien)
Priority date: 1965-02-24
Filing date: 1966-01-22
Publication date: 1977-05-18

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schmierfett, das eine Kombination aus einem Grundöl, einem Verdickungsmittel, gegebenenfalls einem polaren Strukturmodifikator und Zusatzstoffen enthält. Derartige Schmiermittel mit gutem Gebrauchswert bei hohen Temperaturen bestehen beispielsweise aus einem raffinierten Kohlenwasserstofföl von Schmiermittelqualität als Grundöl, einem Fettsäuresalz oder einer Fettsäureseife als Verdickungsmittel und anderen Zusätzen, wie Glycerin als polares Strukturmodifizierungsmittel für das Verdickungsmittel, oder anderen Zusatzstoffen zur Verbesserung der Oxydationsbeständigkeit, der Hochdruckeigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit.

Bislang war es jedoch nicht möglich, ein befriedigendes Schmierfett herzustellen, das allen diesen Anforderungen entsprach, da bei Verbesserung des Schmierfettes in einer Richtung immer Nachteile hinsichtlich einer anderen Eigenschaft in Kauf genommen werden mußten. Ein derartiges Schmierfett mit einem Zusatz von Diarylaminen, z. B. Phenyl-a-naphthylamin, zeigt zwar eine gute Oxydationsbeständigkeit, hat aber schlechte Hochdruckeigenschaften. Andere Schmierfette, die Metallalkyl- oder -arylthiophosphate, wie Zink- oder Cadmiumdialkyl-dithiophosphat, enthalten, haben zwar eine bessere Oxydationsbeständigkeil und bessere Hochdruckeigenschaften, erfordern aber den Zusatz von Metallnaphthenaten, wie Bleinaphthenat, zur Verbesserung der korrosionsverhütenden Eigenschaften. Trotz allem war es jedoch nicht möglich, eine befriedigende Kombination aller an ein Schmierfett zu stellenden Eigenschaften zu erzielen.

ίο Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Schmiermittel zu entwickeln, welches sowohl einen guten Gebrauchswert bei hohen Temperaturen als auch gute Hochdruckeigenschaften besitzt und das ferner eine gute Rostschutzwirkung und gute abnutzungsverhütende Eigenschaften aufweist und das weiterhin auf frisch lackierten oder gespritzten Flächen keine Flecken hinterläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Entwicklung eines Schmierfettes gelöst, welches eine Kombination enthält aus

1. einem Grundöl,

2. einem Verdickungsmittel,

3. gegebenenfalls einem polaren Strukturmodifikator,

4. einem Metalldialkylthiophosphat oder einem Metalldiarylthiophosphat oder einem Metallmonoalkylmonoarylthiophosphat,

5. Salicylsäure oder einem Metallsalz derselben und

6. einer öllöslichen alkylsubstituierten Arylsulfonsäure.

Überraschenderweise hat sich — wie auch aus der Tabelle hervorgeht — gezeigt, daß diese Kombination ein in jeder Hinsicht überlegenes Schmierfett ergibt, während bei Weglassen auch nur einer dieser Komponenten mindestens die eine oder die andere Eigenschaft eingebüßt oder ein Nachteil in Kauf genommen werden muß.
Zwar ist es bekannt, Salicylat als zusätzlichen Eindicker bei mit Tonen oder anderen anorganischen Verdickungsmitteln in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsprozent zu verwenden; jedoch wird dadurch nicht die obige Kombination mit den gemäß Erfindung erzielten Eigenschaften nahegelegt, da die hier vorzugsweise verwendeten Mengenbereiche von 0,1 bis 2% keinen Einfluß auf die Struktur des Seifeneindickers haben und eher als Oxydationsschutz dienen. Derartige Fette mit alleinigem Zusatz von Salicylat versagen beim Timken-Belastungstest und beimTimken-Abnutzungstest.

Bei den erfindungsgemäßen Schmierfetten wird als Verdickungsmittel vorzugsweise eine Lithiumseife, insbesondere Lithium-12-hydroxystearat, meist in einer Menge von 7 bis 12 Gewichtsprozent und vorzugsweise 9 bis 11 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Grundöl und Verdickungsmittel, in manchen Fällen auch nur bis zu 1 und bis zu 15 Gewichtsprozent verwendet. Bei Verwendung von Aluminiumkomplexverbindungen werden vorzugsweise 6 bis 12 Gewichtsprozent verwendet. Gegebenenfalls kann das Schmierfett noch ein polares Strukturmodifiziermittel, wie Glycerin, in einer auf das Verdickungsmittel bezogenen Menge von bis zu 25 Gewichtsprozent oder in einer auf das Gesamtprodukt bezogenen Menge von bis zu 4 Gewichtsprozent oder Di- und Polyhydroxyverbindungen enthalten, deren Hydroxylgruppen sich an zwei benachbarten oder an durch höchstens 1 Kohlenstoffatom getrennten Koh-

lenstoffatomen befinden; andere Strukturverbesserungszusätze sind Diole oder Polyalkohole sowie äthoxylierte Derivate von Fettalkoholen, Fettsäuren oder Diolen.

Das eingesetzte Metalldialkyl- oder -diarylthiophosphat ist vorzugsweise ein öllösliches Zinkdialkyldithiophosphat, wie Zink-isobutyl-amyl oder Zinkäthylisobutyl-isopropyl-dithiophosphat, die vorzugsweise, bezogen auf die Gesamtmenge Grundöl, Verdickungsmittel und Strukturmodifikator in Mengen von 0,2 bis 5,0 Gewichtsprozent eingesetzt werden. An Stelle eines Dialkyl- oder Diarylthiophosphats kann auch ein Metall-monoalkyl-monoaryl-thiophosphat, z. B. Zinkisobutylphenyl-dithiophosphat, verwendet werden. Das Thiophosphat muß dabei vollständig verestert sein, so daß die beiden Kohlenwasserstoffreste an den Sauerstoffatomen im Thiophosphatrest aus Alkylresten und/oder Arylresten bestehen.

Als Salicylsäuresalz werden insbesondere Bleisalicylat, aber auch andere Salze, wie Mono- oder Dilithiumsalicylat oder freie Salicylsäure, verwendet, die vorzugsweise, bezogen auf die Gesamtmenge an Grundöl, Verdickungsmittel und gegebenenfalls Strukturmodifikator, in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise 0,25 bis 4,0 Gewichtsprozent eingesetzt werden.

Die dritte Komponente, die öllösliche alkylsubstituierte Arylsulfonsäure oder deren Salz und insbesondere ein Erdalkalisalz einer alkylsubsituierten Naphthalinsulfonsäure mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen je Alkylrest wird in einer auf die Gesamtmenge an Grundöl, Verdickungsmittel und Strukturmodifikator bezogenen Menge von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent zugesetzt. Bevorzugt werden Bariumsalze, jedoch können auch andere Salze, wie Calcium- oder Magnesiumsulfonate oder Alkalisalze oder freie Sulfonsäure oder Aminsalze, in äquivalenten Mengen verwendet werden.

Beispiele 1 bis 25

Zur Herstellung eines mit etwa 10 Gewichtsprozent Lithium- 12-hydroxystearat verdickten Schmierfettes wurden die folgenden Grundsubstanzen vermischt, wobei als Grundöl ein mit Lösungsmittel extrahiertes Naphthenkohlenwasserstofföl mit einer Viskosität von 450 Saybolt-Sekunden bei 37,8° C verwendet wurde:

Gewichtsteile

Hydroxystearinsäure 10,00

Lithiumhydroxyd (LiOH · H₂O) .. 1,43

Grundöl 87,57

Glycerin 1,00

Dieses Schmierfett wurde in einzelnen Proben mit verschiedenen Mengen der Komponenten A, B und C, nämlich mit

A. Zinkdialkyldithiophosphat, indemdereineAlkylrest aus einem Isobutylrest und der andere aus einem Amylrest bestand,

B. Bleisalicylat und

C. Bariumdi-nonylnaphthalinsulfonat

versetzt und den folgenden Testen mit den in der folgenden Tabelle aufgeführten Ergebnissen unterworfen:

Oxydationstest (Spalte I):

nach ASTM-Methode D 942, der Druckabfall wurde nach 100 Stunden gemessen;

Timken-Belastungstest (Spalte II):
nach Fed. M. 791—6505;

Timken-Abnutzungstest (Spalte III):
nach Fed. M. 791 — 6505;

EMCOR-Korrosionstest (Spalte IV):

nach DIN-Methode 51802; die Korrosion wurde nach 7 Tagen und in einigen Fällen nach 12 und

21 Tagen gemessen;

SKF-Test bei hoher Temperatur (Spalte V):

nach DIN-Methode 51806, auf 28 Tage ausgedehnt.

Die Werte der Tabelle zeigen deutlich, daß bei alleiniger Verwendung der Komponente A eines Zinkdialkyldithiophosphats zwar gute Hochdruckeigenschaften und gute Abnutzungsbeständigkeit erzielt werden, daß man aber die gute Oxydationsbeständigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und die guten Eigenschaften bei hohen Temperaturen erst erhält, wenn man ein Salicylat und ein Alkylarylsulfonat zusetzt. Diese Ergebnisse sind insofern bemerkenswert, als die Kombination der Wirkungen der Gemischkomponenten ohne nachteilige Auswirkung auf die anderen Eigenschaften des Schmiermittels erzielt wird. Darüber hinaus hinterläßt das die drei Zusatzstoffe enthaltende Schmiermittel keine Flecken auf neu gespritzten Flächen von Autokarosserien od. dgl.

35

45

Beispiel

Zusatzstoff,
Gewichtsprozent

Test
I

kg/cm²

II	III	Tage	IV	⁰C	V	Gesamt
				110	»Cage«-	bewertung
		7	Bewertung	110	Abnutzung
kg	mg	7		120	mg	4
4,5	3	7	3	120	2450	3
9,1	0,3	7	2 bis 3	120	700	2 bis 3
11,3	0,3	7	1 bis 3	120	500	2 bis 3
11,3	1,0	7	2 bis 3	120	400	2 bis 3
15,9	1,5	7	3	400	2 bis 3
22,7	1,5	3	400	2 bis 3
22,7	2,0	3	400

1	0,0 0,0
2	0,25 .—
3	0,50 —
4	1,00 —
5	2,00 —
6	2,50 —
7	5.00 —

0,0 0,98

94427

Fortsetzung

Bei spiel	Zusatzstoff, Gewichtsprozent	B	C	Test I	-1'	Hi	Tage	IV	:;ic":	ν .	Gesamt- .... ,. bewertung
■ι-·;	A	..0,2,,_;		*■: kg/cm: ... .·.;·■■ .-**	■kg';	mg	1	Bewertung	lio	»Cage«-. , Abnutzung - ...mg .. ,.	Ibis 4;"- ^;
•·8>		i,ö- ;			■:.. 6,8	0,2	7	¹^ bis 3 ^!	120	1400	3..;;_:i.:; r
9	.' i-.'iuj..-.	5,0	— ·'	-0,35 ^{: :>;};^{i; :}	6,8	3	7	; .2 bis 3	120	. 760 .^:	.3.':.,;;.'.._:;
10	—		0,1. i	'0,21'.·■_;■_ ^:;·'.ν^;;		4	7	·■ .3,,: .-'■.';	110	.·': 6OO;;.:.;'■'	■ 4 ■·;' ^:. ' ;".:-^;
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14	—	0,2	—	1,12			7	0	130	2000	2 bis 3 :
15	0,2	0,2	^— .·	0,21	11,3	0,1	7	2	130	150	2 bis 3
16	„.0,5-	0,3,	—. .	.0,14 bis^: 0,21; \	15,9		7	2	130	100	2 bis 3
17	0,5	0,5	—	: 0,14 .;.'-,.	15,9		'- 7	2	130	<100	2
18	1,0	1,0	— ■	0,105 ...	15,9	1	7	2	130	negativ	1 bis 2
19	2,5	5,0	:—	0,07 : , :_._:	.18,1	1	7	2 bis 3	130	abgenutzt	negativ
20	5,0	—	0,5;	.0,035	22,7	1	7	2 bis 3	120		2 bis 3
21	1,0	—	0,5	0,21 ^;:,; ^:;	15,9	—	7	0	120	400	2 bis 3
22	2,0	0,25 .	o,i	0,21	18,1	—	21	1	130	400	2 bis 3
23	0,25	1,0_; "-I	.0,5..	.0,105 bis 0,14	■; 13,6	1,5	2l"	Obis I	140	170	1
24;	:.'-2>5,'	5,0	5,0	<0,07_: ,.·	18,1	1	21	0	140	<100	negativ
25	5,0		0,035- ■ Γ	: 22,7	< 1	, 0	abgenutzt

Claims

Patentansprüche:

1. Schmierfett, enthaltend eine Kombination aus

1. einem Grundöl,

2. einem Verdickungsmittel,

3. gegebenenfalls einem polaren Strukturmodifikator,

5. Salicylsäure oder einem Metallsalz derselben und .

6. einer öllöslichen alkylsubstituierten Arylsulfonsäure oder einem Metallsalz deselben.

2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Thiophosphat ein öllösliches Zinkdialkyldithiophosphat, vorzugsweise Zink-isobutyl-amyl- oder Zink-äthylisobutyl-isopropyl-dithiophosphat, als Verdickungsmittel ein Lithiumsalz einer Fettsäure, vorzugsweise Lithium-12-hydroxystearat und Bleisalicylat enthält.

3. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es, bezogen auf die Gesamtmenge an Grundöl und Verdickungsmittel, 7 bis 12 Gewichtsprozent Lithium-12-hydroxystearat, 0,2 bis 5,0 Gewichtsprozent Thiophosphat, 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent Salicylsäure oder SaIicylat und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Sulfonat, insbesondere ein Erdalkalisalz einer alkylsubstituierten Naphthalinsulfonsäure mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen je Alkylrest, enthält.

4. Schmierfett nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 4,0 Gewichtsprozent eines polaren Strukturmodifikators, insbesondere Glycerin, enthält.