DE1644931B2 - Schmiermittel in Form von Schmierölen und Schmierfetten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schmiermittel in Form von Schmierölen und Schmierfetten, bestehend aus (1) einem organischen Grundmaterial und (2) einem Zusatz eines Gemisches aus einem Alkylphosphit und einem schwefelhaltigen Kohlenwasserstoff.

Zu den erwünschten Eigenschaften von Schmierölen und Fetten, die derartige öle als Schmiermittelträger enthalten, gehört die Fähigkeit des Schmiermittels, Höchstdruckeigenschaften unter Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment sowohl bei geringer Geschwindigkeit als auch bei hoher Geschwindigkeit zu zeigen. Dabei ist es weiterhin sehr erwünscht, daß Additive, die dem Schmiermittel zur Herbeiführung derartiger Eigenschaften zugesetzt werden, unter den Betriebsbedingungen thermisch beständig sind, ohne eine Schlammbildung herbeizuführen, und daß sie auch bei Anwendung in verhältnismäßig kleinen Mengen den beabsichtigten Zweck erreichen.

In der GB-PS 7 06 566 sind stabile und nicht-korrodierende, gewöhnlich flüssige Zusammensetzungen, die 50 bis 95Gew.-% einer Phosphor enthaltenden organischen Verbindung, 0,25 bis 5 Gew.-% einer organischen Epoxyverbindung und 0,025 bis 2 Gew.-% eines öllöslichen organischen Sulfids oder Disulfids enthalten, beschrieben. Die phosphorhaltige organische Verbindung kann beispielsweise aus einem Phosphat, Phosphit, Phosphonat, Phosphinat, Phosphinoxid und einer Phosphonverbindung bestehen.

In der GB-PS 7 41 544 ist eine Zusammensetzung beschrieben, die ein Schmieröl, vorzugsweise ein Mineralschmieröl, umfaßt, das geringere Anteile von sowohl einem öllöslichen halogenfreien organischen Phosphat oder Posphit als auch einem öllöslichen Dialkyldisulfid aufweist.

Schmiermittel mit einer außergewöhnlichen Wirksamkeit und zwar sowohl unter Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit als auch unter Betriebsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit sind jedoch nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schmiermittel zu schaffen, die gute Höchstdruckeigenschaften sowohl unter Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit als auch unter Betriebsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit zeigen, insbesondere in Form von flüssigen und festen kohlenwasserstoffhaltigen Materialien, bei denen zur Verbesserung dieser Höchstdruckeigenschaften zuge

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65 setzte Additive thermisch beständig und auch bei Zugabe in verhältnismäßig kleinen Mengen wirksam sind.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Schmiermittel der eingangs aufgeführten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Schmiermittel als Zusatz ein Gemisch aus 5 bis 60 Gew.-% Dibutylphosphit und 95 bis 40 Gew.-°/o sulfuriertem Triisobutylen oder sulfuriertem Polyisobutylen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthält

Vorzugsweise enthält es als Zusatz 0,02 bis 35 Gew.-% eines Gemisches aus Dibutylphosphit und sulfuriertem Triisobutylen, bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels.

Dadurch wird erreicht, daß die Schmiermittel bei geringer Neigung zur Schlammbildung gute Höchstdruckeigenschaften sowohl unter Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit als auch unter Betriebsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit aufweisen. Die Erfindung darf — auch nach kritischem Vergleich mit den bekannten Schmiermitteln — zweifelsohne als wertvolle Bereicherung der Technik angesehen werden.

Die Schmiermittel gemäß der Erfindung mit verbesserten Höchstdruckeigenschaften sowohl unter Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit als auch bei hohen Geschwindigkeiten enthalten eine geringe Menge des vorstehend angegebenen Gemische von 0,02 bis 35Gew.-% und vorzugsweise von 0,1 bis 15Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

Ein besonderes Anwendungsgebiet ist die Verbesserung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die als Schmiermittel verwendet werden, einschließlich jeglicher herkömmlicher Kohlenwasserstofföle mit Schmiermittelviskositäten. Diese können mineralische oder synthetische Schmieröle, aliphatische Phosphate, Ester und Diester, Silicate, Siloxane, Oxalkyläther oder Ester umfassen. Die als Schmiermittel verwendeten Mineralschmieröle können irgendeine geeignete Schmiermittelviskosität aufweisen, z. B. im Bereich von etwa 40 bis etwa 6000 SSU bei 38° C und vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 250 SSU bei 99° C. Die öle können Viskositätsindizes von unter 0 bis etwa 100 oder höher aufweisen. Viskositätsindizes von etwa 70 bis etwa 95 werden bevorzugt. Die mittleren Molekulargewichte dieser öle können beispielsweise im Bereich von etwa 250 bis etwa 800 liegen. Es wurde gefunden, daß Mineralöle mit einer SAE-Einstufung von etwa 5 bis etwa 140 und vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 120 besondere technische Eignung als Schmiermittel, in die die vorgenannten Additivgemische einverleibt werden können, haben.

Wie bereits angegeben, können die vorgenannten Additivgemische auch als Höchstdruckmittel in Schmierfettzusammenstellungen einverleibt werden. Derartige Schmierfette umfassen Kombinationen mannigfaltiger Schmiermittelgrundlagen mit mannigfaltigen Verdickungs- oder Gelierungsmitteln. So können Schmierfette, in denen die vorgenannten Additivgemische besonders wirksam sind, irgendwelche der vorgenannten herkömmlichen Kohlenwasserstofföle von Schmiermittelviskosität als ölgrundlage umfassen und irgendwelche der vorgenannten mineralischen oder synthetischen Schmieröle der angegebenen Art einschließen.

Bei der Bildung von verbesserten Schmierfetten unter Einverleibung der vorgenannten Additivgemische kann

die Wahl hinsichtlich der Verwendung eines Mineralöls oder eines synthetischen Öls von Schmiermittelviskosität am besten aufgrund der Art der beabsichtigten Verwendung des Schmierfetts und der dabei auftretenden Umgebungsbedingungen erfolgen. So können, ■-, wenn von dem fertigen Schmierfett keine Hochtemperaturbeständigkeit gefordert wird. Mineralöle mit einer Viskosität von mindestens 40 SSU bei 38° C und insbesondere solche, die in den Bereich von etwa 60 bis etwa 6000 SSU bei 38°C fallen, mit gutem Erfolg |_O verwendet werden. In Fällen, wo synthetische Träger anstelle von Mineralölen oder in Kombination damit als Schmiermittelgrundlage verwendet werden, können zahlreiche Verbindungen dieser Art erfolgreich eingesetzt werden. Zu typischen synthetischen Trägern i, gehören: Polypropylen, Polypropylenglykol, Trimethylolpropanester, Neopentyl- und Pentaaerythrites-er, Di-(äthylkexyl)-sebacat, Di-(2-äthylhexyl)-adipat, Dibutylphthalat, Fluorkohlenstoffe, Silicatester, Silane, Ester von phosphorhaltigen Säuren, flüssige Harnstoffe, >o Ferrocenderivate, hydrierte Mineralöle, kettenartige Polyphenyle, Siloxane und Silicone (Polysiloxane), alkylsubstituierte Diphenyläther, z. B. butylsubstituierter Bis(p-phenoxy-phenyl)-äther, Phenoxyphenyläther,

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Die Schmiermittelgrundlagen der vorgenannten verbesserten Schmierfette gemäß der Erfindung mit einem Gehalt an den vorstehend beschriebenen Additivgemischen werden mit einer schmierfettbildenden Menge eines Verdickungsmittels vereinigt. Hierzu können «> mannigfaltige Materialien verwendet werden. Diese Verdickungs- oder Gelierungsmitte! können irgendwelche der herkömmlichen Metallsalze oder -seifen einschließen, die in der Schmiermittelgrundlage in schmierfettbildenden Mengen in einem solchen Ausmaß r> dispergiert werden, daß sie der sich ergebenden Schmierfettzusammensetzung die gewünschte Konsistenz verleihen. Andere in den Schmierfettzusammenstellungen verwendbare Verdickungsmittel können Nichtseifen-Verdickungsmittel, z. B. oberflächenabgewandelte Tone und Siliciumdioxyde, Arylharnstoffe, Calciumkomplexe und verschiedene andere Materialien umfassen. Allgemein können Schmierfettverdicker verwendet werden, die nicht zum Schmelzen und Auflösen neigen, wenn sie beider erforderlichen -r, Temperatur in der betreffenden besonderen Umgebung benutzt werden; nach allen anderen Gesichtspunkten kann jedoch irgend ein Material, wie es normalerweise zur Verdickung oder Gelierung von Kohlenwasserstoffmedien zur Bildung von Schmierfetten benutzt wird, bei w der Herstellung der verbesserten Schmierfette gemäß der Erfindung verwendet werden.

Die Alkylphosphitkomponente der als Höchstdruckmittel verwendeten neuartigen Additivgemische gemäß der Erfindung hat die Funktion, der Schmiermittelzu- « sammensetzung wirksame Höchstdruckeigenschaften bei Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment und niedriger Geschwindigkeit zu erteilen. Das erfindungsgemäß verwendete Tributyiphosphit ist selbst bei Verwendung in verhältnismäßig kleinen Konzentrat- eo nen in der Lage, den Standard-Getriebetest CRC L-37 mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit gemäß der Standard-Spezifikation MILL-2105B zu erfüllen und liefert den hierfür erforderlichen aktiven Phosphor.

Der erfindungsgemäß verwendete schwefelhaltige Kohlenwasserstoff hat die Funktion, der Schmiermittelzusammensetzung wirksame Höchstdruckeigenschaften bei Betriebsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit zu verleihen.

Die erfindungsgemäß verwendeten schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffe sind in der Lage, den Standardhochgeschwindigkeits- und Stoßtest CRC-L-42 der vorstehend genannten Standard-Spezifikation MIL L 2105 B zu erfüllen, selbst bei Anwendung in verhältnismäßig kleinen Mengen.

Bei Einhaltung der erfindungsgemäß vorgeschriebenen Mengenverhältnisse von Dibutylphosphit und schwefelhaltigem Kohlenwasserstoff ist es möglich, gute Höchstdruckeigenschaften des Schmiermittels bei Verwendung unter wechselnden Betriebsbedingungen, die Änderungen von geringen Geschwindigkeiten mit hohem Drehmoment bis zu hohen Geschwindigkeiten einschließen, ohne gleichzeitige Schlammbildung zu erzielen. Die Forderungen sowohl des vorgenannten Tests CRC L-37 mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit als auch der Hochgeschwindigkeitsund Stoßtests CRC L-42 der Spezifikation MIL-L-2105 B können einwandfrei erfüllt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen weiter veranschaulicht Die Beispiele zeigen die Wirksamkeit der neuartigen Höchstdruckadditivgemische gemäß der Erfindung bei Einverleibung in verschiedene Arten von Schmiermittelzusammensetzungen.

Bei jedem der nachstehenden Beispiele wurde ein SAE 90 Grundschmieröl, das jeweils unterschiedliche Kombinationen der vorstehend beschriebenen Höchstdruckadditivgemische aus Alkylphosphiten und sulfurierten Kohlenwasserstoffen enthielt, den vorgenannten Standardtests CRC L-37 und CRC L-42 unterworfen, um die Eignung zur Erfüllung der an Getriebeölschmiermittel gestellten Forderungen gemäß der Standardspezifikation M1L-L-2105 B zu prüfen. In jedem Falle wurde das öl außerdem einem thermischen Stabiiitätstest zur Bestimmung des Schlammgehalts unterworfen. Bei diesem Test wurden 25 ml der entsprechenden ölproben 72 Stunden bei 149° C in Anwesenheit eines katalytisch wirkenden Materials aus elementarem Kupfer, Eissn und Aluminium und unter einer Stickstoffdecke zur Vermeidung einer Oxydation erhitzt. Danach wurde das öl auf seinen Schlammgehalt analysiert.

Beispiel 1

Eine Probe des vorgenannten SAE 90-Grundschmieröls mit einem Gehalt von 0,7 Gew.-% Dibutylphosphit und 6,0 Gew.-% sulfuriertem Triisobutylen wurde den vorgenannten Tests CRC L-37 und CRC L-42 unterworfen. Das Öl erfüllte in jedem Falle beide Tests und bei Untersuchungen nach dem vorgenannten Wärmestabilitätstest ergab sich ein Schlammgehalt von nur 0,5 Gew.-%.

Beispiel 2

Eine Probe des vorstehend angegebenen SAE 90 Grundschmieröls mit einem Gehalt von 0,6Gew.-% Dibutylphosphit und 4,4 Gew.-% sulfuriertem Polyisobutylen wurde den vorgenannten Tests CRC L-37 und CRC L-42 unterworfen. Das öl erfüllte in jedem Falle beide Tests und bei Untersuchung nach dem vorgenannten Wärmestabilitätstes ergab sich ein Schlammgehalt von nur 1,4 Gew.-%.

Beispiel 3

Eine Probe des vorstehend angegebenen SAE 90 Grundschmieröls mit einem Gehalt von 0,8 Gew.-% Dibutylphosphit und 4,4 Gew.-% sulfuriertem Polyisobutylen wurde den vorgenannten T>sts CRC L-37 und CRC L-42 unterworfen. Das Öl erfüllte in jedem Falle beide Tests und ergab bei der Prüfung nach dem vorgenannten Wärmestabilitätstest einen Schlar.imgehalt von nur 1,2 Gew.-%.

Wie aus den Angaben der vorstehenden Beispiele hervorgeht, sind die verbesserten organischen Schmiermittel gemäß der Erfindung mit einem Gehalt an den vorgenannten Höchstdruckadditiven von außergewöhnlicher Wirksamkeit hinsichtlich eines zufriedenstellenden Verhaltens als Schmiermittel sowohl unter Betriebsbedingungen mit hohem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit als auch unter Betriebsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit, indem sie die Forderungen der Standardprüfungen erfüllen. Die gleichen technischen Vorzüge ergeben sich, wenn

's Schmieröle mit einem Gehah an den vorstehend beschriebenen Höchstdruckadditivgemischen mit gewünschten Verdickungsmittelfi vereinigt werden, um in dieser Weise verbesserte feste Schmiermittel, etwa in Form von Schmierfetten, zu erzeugen. Weiterhin

ίο können die verbesserten organischen Schmiermittel gemäß der Erfindung, sofern gewünscht, verschiedene andere Additive oder Gemische von solchen zusätzlichen Additiven enthalten, um ihre Eigenschaften weiter zu verbessern. So können die Schmiermittel, gemäß der Erfindung beispielsweise weitere Additive, wie Antioxidationsmittel, Antischaumbildungsmittel, Reinigungsmittel, Mittel gegen Rostbildung, Dispergiermittel u. dgl, enthalten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schmiermittel in Form von Schmierölen und Schmierfetten, bestehend aus (1) einem organischen Grundmaterial und (2) einem Zusatz eines Gemi- ϊ sches aus einem Alkylphosphit und einem schwefelhaltigen Kohlenwasserstoff,dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel als Zusatz ein Gemisch aus 5 bis 60 Gew.-% Dibutylphosphit und 95 bis 40Gew.-% sulfuriertem Triisobutylen oder κι sulfuriertem Polyisobutylen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthält

2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zusatz 0,02 bis 35Gew.-% eines Gemisches aus Dibutylphosphit \~> und sulfuriertem Triisobutylen, bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels, enthält