DE1644868A1

DE1644868A1 - Verbessertes Schmiermittelgemisch

Info

Publication number: DE1644868A1
Application number: DE19681644868
Authority: DE
Inventors: Allum Keith George; Forbes Eric Simon
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1967-01-31
Filing date: 1968-01-24
Publication date: 1971-04-29
Also published as: BE710139A; GB1210811A; NL6801192A; FR1551748A; US3637500A

Description

PATENTANWÄLTE .

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD 1644868 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 23.1.1968 Pu/Ax

!The British Petroleum Company Limited, ■ Britannic House, Moor Lane, London, E.0.2 (EnglandV.

.Verbessertes Schmiermlttelgemisch.

Die Erfindung betrifft verbesserte Schmiermittel, insbesondere Schmiermittel, die synergistische Gemische von Zusatzstoffen enthalten.

Im allgemeinen werden Zusatzstoffe, die die Belastbarkeit und Tragfähigkeit erhöhen, in zwei Klassen eingeteilt, nämlich verschleißmindernde Zusätze und Höchstdruckzusätze. ;lenn zwei aufeinander gleitende Oberflächen leicht gegen- -einander gedrückt werden, sind sie durch einen elastischhydrodynamischen Ölfilm getrennt. Mit steigender Belastung wird der Ölfilm dünner-, v/enn die Dicke des Ölfilms die Dimensionen der Oberflächenrauhigkeit erreicht, wird er von den Oberflächenerhebungen durchdrungen. In diesem Bereich setzt die Wirkung der verschleißmindernden Zusatzstoffe in J?orm einer Erhöhung der Festigkeit des Ölfilms und damit einer Verringerung des Kontakts von Metall zu Metall ein. iriit weiterer Erhöhung der Belastung bricht die Hauptmenge des Ölfilms zusammen, und die versehleißmindernden Zusatzstoffe genügen nicht mehr, um die Oberfläche zu schützen. In diesem Bereich setzt die vVirkung der Höchstdruckzusätze ein: sie reagieren mit der Metalloberfläche unter Bildung einer anorganischen Kisenverbindung, z.B. von Eisensulfid, das ein Fressen der Metalloberflächen verhindert.

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'■'-■ζ - ib44BBH

Es ist bekannt, Mineralölen gewisse Ester zur Verbesserung ihrer Belastbarkeit zuzusetzen (s„ beispielsweise die britische Patentschrift 1 047 493). Völlig überraschend war jedoch die Feststellung, daß der Zusatz einer geringen Men-. ge eines Esters zu einem Mineralöl, das eine geringe Lenge eines die Belastbarkeit erhöhenden Zusatzstoffs enthält, die Wirkung des Zusatzstoffs verbessert und sogar zur Folge hat, daß gewisse Zusatzstoffe, die bisher die Belastbarkelt und • das Druckaufnahmevemiögen in keiner Weise verbesserten, die Belastbarkeit eines Mineralgrundöls in bemerkenswertem Maße verbessern« =

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein verbessertes P Schmiermittel, dasals Grundöl ein Mineralöl enthält und bis zu 20 Gew.-^ eines Esters und bis zu 20 Sew·-$ eines die Belastbarkeit und das Druckaufnahmevermögen erhöhenden Zusatzstoffs enthält. ^; .'■■-.·

Als Ester werden vorzugsweise Polyester, die wenigstens 2 Esterbindungen im Molekül enthalten, z.B. Diester, Triester, Tetraester oder komplexe Mischester verwendet<, Besonders bevorzugt werden Diester, insbesondere solche, die Flüssigkeiten oder niedrig schmelzende Feststoffe sind.

Beispiele geeigneter Diester sind die Verbindungen der allgemeinen Formel ■ ■■ ' ~ t A-OOO - R - GOO B (I)

in der R ein gesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen ist und A und B gleich oder verschieden sind und für Alkyl- oder Cycloalkylreste mit je 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatoiaen stehen. Ein Beispiel hierfür ist Diäthylsebacat.

Weitere Beispiele geeigneter Diester sind die Verbindungen _ der allgemeinen Formel

00C — H¹- GOO

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-3 - -.' '1644888'

in, der R ein gesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 1 Ms Kohlenstoffatomen ist und D und G- gleich oder verschieden sind und für Yiasser stoff, Alkyl, Aryl, alkylsubstituiertes Aryl, Diaryl, alkylsubstituiertes· Diary!, Aryloxy* .alkylsubstituiertes Aryloxy, Diaryloxy oder alkylsubstituierte Diaryloxyreste stehen, wobei jeder Rest "bis zu 14 C-Atome, vorzugsweise "bis zu 10 Kohlenstoff atome enthält^

Die Herstellung und Eigenschaften der Ester der Formel II sind in den britischen Patentschriften 1 058 904, t 058 905, 1 058 906, 1 059 955, 1 0.42 617, 1 044 550 und 1 044 883 "beschrieben. V/eitere geeignete Ester sind in den britischen 666 697, 743 571, 780 034, 861 962, 933 721, 971 901" und 986 068 beschrieben.

Als Zusatzstoff, der die Belastbarkeit und das Druckaufnahmevermogen erhöht, wird vorzugsweise ein organisches Disulfid verwendet. Vorzugsweise enthält das Schmiermittel 0,1 bis 10 Gew.-vä des Esters und 0,1 bis 10 Gew,-$» des Disulfide. Als Disulfide eignen sich beispielsweise Verbindungen der allgemeinen Formel

E- S S- -F (III)

in der E und F gleich oder verschieden sind und für Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylreste stehen, die sämtlich durch Estergruppen substituiert sein können, und in denen wenigstens einer der Reste E und F bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält. Vorzugsweise sind E und F Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Alkarylreste mit bis zu je 10 Kohlenstoff atomen*

Als Disulfide eignen sich beispielsweise Di-n-butyldisulfid, Dicyelohexyldisulfid, 2,2^s-(Dicarboäthoxy)-diäthyldisulfid, Diphenyldisulfid und Dibenzyldisulfid«

Das verwendete Mineralöl hängt vom vorgesehenen Verwendungszweck ab. Beliebige Schmieröle können verwendet werden.

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2,2^f-(Dicarboäthoxy)-diäthyldisulfid und seine Verwendung als Zusatzstoff zur Erhöhung der Belastbarkeit und des Druckaufnahmevermögens sind in der deutschen Patentschrift • ......... (Patentanmeldung B 88117 IVc/23c) der Anmelderin. beschrieben.

Die Schmiermittel gemäß der Erfindung können gegebenenfalls auch andere Zusatzstoffe enthalten, z»B. Dispergiermittel, Detergentien, Viskositätsindexverbesserer, Oxydations- und Korrosionsinhibitoren und Stockpunkterniedriger. Die Schmiermittel gemäß der Erfindung, die ein Mineralöl als Grundöl und bis zu 20 G-ew.-^ eines Esters und bis zu 20 öew.-f» eines die Belastbarkeit und das Druckaufnahmevermögen er- ^ höhenden Zusatzstoffs enthalten, können beispielsweise zur Schmierung in Kurbelgehäusen von Automotoren und zur Schmierung von Transmissionssystemen und Getrieben verwendet werden.

Die Erfindung wird durch die folgende Tabelle veranschaulicht, in der eine Anzahl von Schmiermitteln gemäß der Erfindung mit Vergleichsschmiermitteln verglichen werden. In den meisten lallen enthalten die Schmiermittel gemäß der Erfindung äquivalente molare Mengen des Esters und des die Belastbarkeit und Druckaufnahmeftihigkeit erhöhenden Zusatzstoffs. Sämtliche Schmiermittel enthielten flüssiges Paraffin als Grundöl. Prüfungen der verschiedenen Schmier- \ fe mittel wurden mit einem Shell-Vierkugelprüfgerät vorgenommen..

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	— 5 -*	Verbindung	Konz.	Prüfung	"J 644!	Vierkugel-	45 Min	ό 60 Min.
Hr.		Gew. -°/a	; mit dem		0,72	0,81
			prüfgerät	Anschliff-	0,70	0,78
			Durchmesser der	flächen in mm	0,64	0,-70
				30 Min*	0,66	0,67
	-	-	0,59	0,61	0,70
1	Diäthy1 s e b a c a t	4,775	0,60	0,63	0,65
2	ti	2,388	0,54	0,63	0,70
3	Il	1,194	0,52 .	0,61	0,68
4	Il	1,114	0,55	0,61	0,65
5	Il '	0,597	0,54	0,81	0,86
6	Il	0,299	0,57	0,76	0,82
7	It	0,286	0,53	0,89	0,82
8	Il	0,072	0,57	0,86	0,82
9	Di-n-butyldisulfid	3,296	0,78	0,45	0,56
10	ti	1,648	0,69	0,51	0,55
11	Il	0,824	0,78	0,63	0,63
12	Il	0,412	0,82	0,71	0,71
13	Diäthy Is e b a c a t ) Di-n-butyldisulfid)	4,775) 3,296)	0,43	0,70	0,72
14	dta.	2,388) 1,643)	0,51	0,46	0,51
15	If	1,194) 0,821)	0,62	0,75	0,76
16	Il	0,597) 0,410)	0,69	0,64	0,69
17	Dicyclohexyldiaulfid	4,26	0,63	0,55	0,60
18	Diäthylsebacat )	4,775)	0,40	0,54	0,56
19	Dicyclohexyldisulfid)	4,26 )	0,68 ·	0,41	0,43
	(-S-OH₂-OH₂COOEt)₂■* ■	2,462	0,56	0,37	0,40
20	Il	1,231	0,49	0,51	0,55
21	Il	0,617	0,50
22	Diäthylsebacat ) (-S-CH₂-OH₂-OQOBt) ₂)	4,775) 2,462)	0,41
23	dto.	4,775) 1,231)	0,34
24	It	4,775) 0,617)	0,45
25	Il	0,597) 0,617)
26

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16

Portsetzung der Tabelle Bl. 5

Ir. "Verbindung Konz. Durchmesser der Anschliff-

1,-fo flächen _i_n ram^

27 Diphenyldisulfid

28 Diäthylsebacat ) Diphenyldisulfid)

29 Dibenzyldisulfia

30 Diäthylsebacat ) Dibenzyldisulfid)

31 Diisooctylsebacat

32 Diisooetylsebacat) Diphenyldisulfid )

»33 Dimethyloctadecan-1,18-dioat

34 Dimethyloctadecan-) 1,18-dioat ) Di-n-butyldisulfid)

35 Dirnethyltetracosan-1,24-dioat

36 Dirnethyltetrac0san-) 1,24-dioat Di-n-butyldisulfid

37 Dimethyloctadecan-) 1,18-dioat ) Diphenyldisulfid }

38 Dimethylphthalat

39 Dimethylphthalat ) Di-n-butyldisulfid)

^ 40 Diäthyladipat

41 Diäthyladipat ) Di-n-butyldisulfid)

42 Dialkyldisulfid

43 Dialkyldisulfid) Diäthylsebacat )

~* 2,2^l-(Dicarboäthoxy)-diäthyldisulfid.

Die vorstehende Tabelle zeigt, daß durch Zusatz eines Esters •zu einem Mineralöl, das einen die Belastbarkeit und Druckaufnahmefähigkeit erhöhenden Zusatzstoff enthält, die Belastbarkeit und die Druckfestigkeit des Schmiermittels verbessert wird, und daß diese Verbesserung innerhalb eines weiten Bereichs von Konzentrationen der Zusatzstoffe erzielt-

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	037	30 Min.	45 Min.	60 Min.
4,	775) ,037)	0,44	0,47	O,51"
4, 4,	558	0,40	0,38	0,40
4,	775) 558)	0,48	0,52	0,56
4, 4,	00	0,38	0,44	0,49
10,	00 ) 037)	0,66	0,75	0,81
10, 4,	34	0,33	0,37	0,43
6,	296)	0,552	0,633	0,685
6, 3,	89	0,437	0,451	0,511
7,	89 ) 296)	0,597	0,662	'0,694
7, 3,	34 ) 037)	0,455	0,499	0,579
6, 4,	59	0,344	0,383	0,445.
3,	59 ) 296)	0,637	0,712	0,795
3, 3,	74	0,496	0,512	0,518
3,	74 ) 296)	0,64	0,72	0,82
3, 3,	706	0,62	0,649	0,680
2,	706) 775	0,578 ■ —	0,62	0,62
2, 4,	0,43	0,48	θ', 506

Claims

■ ' ■ ■ ^v - 7 - ■'--■' ~ 76^X868

Patentansprüche ♦

1) Schmiermittelgemisch auf der Basis eines Mineralschmieroles, dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu 20 Gew.H^ eines Polyesters mit wenigstens 2 Esterbindungen im Molekül und bis zu 20 Gew.-^ eines die Belastbarkeit und das Druckaufnahmevermögen erhöhenden Zusatzstoffes auf der Basis organischer Disulfide enthält.

2) Schmiermittelgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester, der allgemeinen Formel

A 00C— R— COO B

entspricht, worin R einen gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 25 C-Atomen und A sowie B gleiche oder verschiedene Alkyl- oder Cycloalkylreste mit 1 bis-20 C-Atomen bedeuten.

j5) Schmiermittelgemisch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester der allgemeinen Formel

0OC

entspricht, in der R¹ ein gesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 14 C-Atomen 1st, während D und G gleiche oder verschiedene Reste sind, die Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Alkaryl, Diaryl, Alkyl-substituiertes Diaryl, Aryloxy, Alkyl-substituiertes Aryloxy, Diaryloxy oder Arylsubstituiertes Diaryloxy bedeuten, wobei jede dieser Gruppen bis zu 14 C-Atomen enthält.

4) Schmiermittelgemisch nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Disulfide der allgemeinen Formel E-S-S-F entsprechen, worin E und F gleiche oder verschiedene Reste mit der folgenden Bedeutung sindi

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Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkaryl, Aralkyl oder entsprechende estersubstituierte Rest^ wobei wenigstens einer der Reste E und P bis zu 20 C-Atomen aufweist.

5) Schmiermittelgemisch nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die befWi Zusatzstoffe (Polyester und organisches Disulfid) in Mengen von 0,1 bis 10 Gew,-$ (bezogen auf die Gesamtmasse) vorliegen.

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