DE1902813C - Lubricating greases - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Schmierfette, die auch bei höchsten Belastungen wirksam sind, sie betrifft insbesondere Lithiumfette oder Calciumfette mit Zusätzen.The present invention relates to improved lubricating greases that can be used even under the highest loads are effective, it applies in particular to lithium fats or calcium fats with additives.
Die Schmierfette, die fälschlicherweise auch Mineralfette genannt werden, sind Schmiermittel, die hauptsächlich aus Mineral- oder synthetischen ölen und Eindickern verscl iedenster Arten bestehen.The lubricating greases, which are also mistakenly called mineral greases, are lubricants that consist mainly of mineral or synthetic oils and thickeners of various types.
Die üblichen Eindicker sind noch entweder aus Seifen verschiedener Metalle aus den Gruppen I, II und III des Periodischen Systems der Elemente oder aus Mischungen dieser Seifen aufgebaut.The usual thickeners are either made from soaps of different metals from groups I, II and III of the Periodic Table of the Elements or from mixtures of these soaps.
Als modernere Eindicker müssen die verschiedenen Typen organophiler Tone (Betone, Silikagel) (Aerosil), einige Pigmente wie Phthalocyanine und schließlich verschiedene Typen von Polymerisaten oder organische Komplexe verschiedener Struktur angesehen werden. Natürlich bestehen die modernen Schmierfette nicht nur aus Schmiermittelflüssigkeiten und Eindickungsmitteln, sondern sie werden oft mit Zusätzen versehen, ao wobei jeder dieser Zusätze eine ganz bestimmte Funktion hat. So sind Fette bekannt, die Zusätze zur Verbesserung des Adhäsionsvermögens, der Antirosteigenschaften, der Antioxydanseigemxhaften, der Widerstandsfähigkeit gegenüber der Waschwirkung mit as Wasser usw. enthalten.As more modern thickeners, the different types of organophilic clays (concretes, silica gel) (Aerosil), some pigments like phthalocyanines and finally different types of polymers or organic Complexes of various structure can be viewed. Of course, modern greases don't exist only from lubricant liquids and thickeners, but they are often provided with additions, each of which has a very specific function has. For example, fats are known that contain additives to improve adhesion, anti-rust properties, the antioxidant properties, the resistance to the washing effect with as Contain water, etc.
Eines der in den Fetten häufiger verwendeten Agenzien ist das F. P.-Agens. Die E. P.-Agenzien sind Zusätze, die die Widerstandsfähigkeit der Fette gegenüber Belastungen verbessern, den Verschleiß der in relativer Bewegung befindlichen Teile einschränken und sowohl das Fressen als auch das Verschweißen verhindern oder ferner den Wiiksamkeitsbereich der Fette bei höheren Belastungen und Temperaturen erweitern.One of the agents more frequently used in fats is the F.P. agent. The E.P. Agents are additives that improve the resistance of the grease to loads, wear and tear the parts in relative motion and restrict both seizure and welding prevent or furthermore the sensitivity range of the fats at higher loads and temperatures expand.
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird gezeigt, daß E. P.-Fette besondere Fett-Typen sind, die geeignet sind, höhere Belastungen zu gestatten. In the description of the present invention it is shown that E.P. fats have particular types of fat that are suitable to allow higher loads.
Gewöhnlich handelt es sich im Falle der üblicheren E. P.-Agenzien, auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen, um Bleisalze von Fettsäuren mit einem hohen Molekulargewicht, z. B. um Bleioleate, -stearate, -naphthenate.Usually it is in the case of the more common E.P. agents, also from an economic standpoint seen to be lead salts of fatty acids with a high molecular weight, e.g. B. Lead leates, lead stearates, -naphthenate.
Es gibt viele andere Arten von E.P.-Agenzien; im allgemeinen werden als E.P.-Zusätze für Fette ähnlich den E.P.-Zusätzen für öle, insbesondere in den wiederverwendeten ölen oft auch Schwefel, Chlor und sulfochlorierte Verbindungen verwendet.There are many other types of E.P. agents; in the generally used as E.P. additives for fats similar to the E.P. additives for oils, especially in the Recycled oils often also use sulfur, chlorine and sulfochlorinated compounds.
Oft wirken sich einige E. P.-Agenzien, die Fetten zugesetzt werden, selbst wenn sie die Widerstandsfähigkeit gegenüber Belastungen wirksam erhöhen, negativ auf andere Eigenschaften aus, wie z. B. auf die Schutzqualität, insbesondere auf die Einwirkung der Temperatur während des Betriebs; oder es kann unter dem Einfluß von Feuchtigkeit Zersetzung des E.P.-Agens erfolgen unter Bildung von Substanzen, die Korrosion bewirken kennen. Often, some EP agents added to fats, even if they are effective in increasing resistance to stress, negatively affect other properties, such as: B. on the protection quality, in particular on the effect of the temperature during operation; or, under the influence of moisture, decomposition of the EP agent can take place with the formation of substances which are known to cause corrosion.
Weitere FSHe, in denen es praktisch unmöglich ist, B. P.-Agenzien zu verwenden, sind solche, bei denen das Agens selbst die Fettsiruktur negativ beeinfluß«; insbesondere tfftt dann eine Abnahme der Konsistenz ein, die während der mechanischen Bearbeitung des Fettes deutlich hervortritt und die oft bis zu einer vollständigen Verflüssigung fuhrt. Dies ist der Fall bei «s Verwendung einiger Bleinaphthenate.Other FSHs in which it is practically impossible to B. P. agents to use are those where the agent itself negatively affects the fatty structure '; in particular, there is then a decrease in consistency, which occurs during the mechanical processing of the Fat emerges clearly and often leads to complete liquefaction. This is the case with «s Use of some lead naphthenates.
Gegenstand dervorliegenden Erfindungsind Schmier· feite auf der Basis von Mineralöl und Lithium* oder Calcjumsalzen als Eindickungsmittel, die ein E. P,-Agens enthalten. Das E.P.-Agens ist in wirtschaftlicher Hinsicht verhältnismäßig vorteilhaft und liefert bessere Ergebnisse auch als Antiverschleißmittel, ohne die Nachteile sowohl bezüglich der möglichen Korrosionwirkung als auch der möglichen Erweichungswirkung auf die es enthaltenden Fette zu haben. The present invention relates to lubricants based on mineral oil and lithium * or calcium salts as thickeners, which contain an E.P, agent. The EP agent is relatively advantageous from an economic point of view and gives better results also as an anti-wear agent, without having the disadvantages both in terms of the possible corrosive effect and the possible softening effect on the greases containing it.
Bestimmte Substanzen haben eine strukturelle Charakteristik, derart, daß die interatomaren Bindungen zwischen den in benachbarten Ebenen liegenden Gittern viel schwächer sind als die interatomaren Bindungen innerhalb der gleichen Ebene. Aus diesem Grunde sind die Gleitkräfte parallel zu den Gitterebenen viel weniger wirksam als diejenigen senkrecht dazu.Certain substances have a structural characteristic such that the interatomic bonds between the lattices lying in adjacent planes are much weaker than the interatomic ones Ties within the same level. For this reason the sliding forces parallel to the lattice planes are much less effective than those perpendicular to.
Substanzen dieser Art sind Graphit, Molybdändisu 1 fid und andere Substanzen, die eine sogenannte Schichtgitterstruktur haben. Auch die Cadmiumhalogenide gehören diesem Gittertypus an.Substances of this type are graphite, molybdenum disu 1 fid and other substances, the so-called Have layer lattice structure. The cadmium halides also belong to this lattice type.
Diese Substanzen werden auch als Feststoffschmiermittel verwendet.These substances are also used as solid lubricants.
Die erstgenannten sind die bekanntesten. Beide Substanzen werden in Form einer mehr oder weniger dünnen Suspension ;ÖIphase) verwendet. Dagegen werden Cadmiumhalogenide auf Grund ihrer besonderen Natur (WasserlöslichJ'eit und ein geringes Vermögen, in Lösung gehalten zu werden) in ölprodukten nicht verwendet. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Cadmiumsalzen in Erdölprodukten, wie z. B. in Schmierfetten, die wegen ihrer besonderen Eigenschaft kleine Mengen Wasser enthalten, die Herstellung von sehr homogenen Dispersionen der in Betracht gezogenen Produkte erlauben.The former are the best known. Both substances are in the form of a more or less thin suspension; oil phase) is used. On the other hand, cadmium halides are due to their special Nature (soluble in water and a small amount of not used in oil products. The present invention relates to the use of cadmium salts in petroleum products such as B. in lubricating greases because of their special property containing small amounts of water, the production of very homogeneous dispersions of the products under consideration.
Es wurde nun gefunden, daß die Cadminiumsalze, insbesondere Cadmiumchlorid, wenn sie Schmierfetten zugegeben werden, die Eigenschaft haben, die Widerstandsfähigkeit der E. P.-Fette und insbesondere der Lithium- und Calciumfette gegenüber Belastung zu erhöhen.It has now been found that the cadminium salts, especially cadmium chloride, when they are lubricating greases added, have the property of resistance to E.P. fats and in particular to increase the lithium and calcium fats compared to stress.
Diese Verbesserung kann leicht mit Hilfe einer Laboratoriumsvorrichtung, wie z. B. dem »Präzisions-Shell-4-Kugel-Apparat« (Federal Test Method Std. n/791 a Method 6503) und dem »Timken-Apparate (Federal Test Method Std. n. 791 a Method 6505) geprüft werden.This improvement can easily be made with the aid of laboratory equipment, e.g. B. the "Precision Shell 4-Ball Apparatus" (Federal Test Method Std. N / 791 a Method 6503) and the "Timken Apparatus (Federal Test Method Std. N. 791 a Method 6505) can be tested.
Aus der Betrachtung der mit dem erstgenannten Apparat erhaltenen Kurve beim Test eines auf übliche Weise hergestellten Lithiumfett3 (F i g. 1) im Vergleich zu den durch Testmessungen erhaltenen Kurven der beiden als E. P.-Fette klassifizierten Lithiumfette (F i g. 2 und 3) ist leicht zu ersehen, daß das Fett der F i g. 2 eine höhere Freßlast, hauptsächlich jedoch eine höhere Verschweißungsbelastung aufweist als das Fett der F i g. 1 (55 kg an Stelle von 50 und 260 kg an Stelle von 150). Aus der graphischen Darstellung in der Fig. 3 im Vergleich mit Fig. 1 ist zu ersehen, daß eiae Erhöhung der Verechweißungsbe· leitung eintritt. Neben den Erhöhungen der Ver· gchweißungtbelastungen in den Kurven der F i g. 2 und 3 im Vergleich zu derjenigen der Ff g. 1 kann man insbesondere in bezug auf die F i g. 3 eine deutliche Verbesserung der Verschleißeigenschaft nach dem Fressen feststeifen. From the observation of the curve obtained with the first-mentioned apparatus when testing a lithium grease3 produced in the usual way (FIG. 1) in comparison with the curves obtained by test measurements for the two lithium greases classified as EP greases (FIGS. 2 and 3) it is easy to see that the fat of FIG. 2 has a higher seizure load, but mainly a higher welding load than the fat of FIG. 1 (55 kg instead of 50 and 260 kg instead of 150). From the graphic representation in FIG. 3 in comparison with FIG. 1 it can be seen that an increase in the conduction of welding occurs. In addition to the increases in the weld loads in the curves in FIG. 2 and 3 in comparison to that of Ff g. 1 can be used in particular with reference to FIG. 3 a significant improvement in the wear properties after seizing.
Auch bei einer verhältnismäßig nfedrigen Cadmium· salz-Konzeniraiion in Ketten der F i g. 1 tritt ein Effekt auf, der ähnlich demjenigen ist, der mit bekannten E. Ρ,-Agenzien erhalten wird. Schon mit 1 % Cadmiumchlorid (F f g/ 4) (alle in der vorliegen·Even with a relatively low cadmium salt concentration in chains of FIG. 1 occurs Effect similar to that obtained with known E. Ρ, agents. Already with 1% cadmium chloride (F f g / 4) (all in the present
den Beschreibung genannten anorganischen Salze sind als wasserfreie Salze berechnet) im Vergleich zu dem Basisfett der F i g. I tritt eine Erhöhung der Verschweißungsbelastung auf 185 kg und ein le-'chtes Ansteigen der FreQlast auf. Bei Erhöhung der Konzentration auf bis zu 4°/o tritt hauptsächlich eine Erhöhung der Freßlast auf bis zu 70 kg (F i g. 5 und 6) ein. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß in allen drei zuletzt genannten Fällen, die sich auf Fette mit 1, 2 und 4°/0 Cadmiumchlorid beziehen, eine überraschende Verbesserung bei der Einschränkung des Verschleißes nach dem Fressen auftritt. Die E. P.-Wirkung in Fetten, die mit Cadmiumsalzen ausgeübt wi:d, kann besser mit dem Trim ken-Apparat gezeigt werden.The inorganic salts mentioned in the description are calculated as anhydrous salts) compared to the base fat of FIG. There is an increase in the welding load to 185 kg and a slight increase in the frequency load. When the concentration is increased to up to 4%, there is mainly an increase in the eating load of up to 70 kg (FIGS. 5 and 6). It is important to note that in all the three last-mentioned cases, which relate to fats with 1, 2, and 4 ° / 0 cadmium chloride, a surprising improvement occurs in the restriction of wear after eating. The EP effect in fats exerted with cadmium salts can be better demonstrated with the Trim ken apparatus.
Obwohl das normale Lithiumfett der F i g. 1 eine Maximalbelastung von 5,44 kg aufweist, bei der kein Fressen eintritt, verändern sich die Werte für dis beiden Fette der F i g. 5 und 6 sofort auf 27,2 bis 29,5 kg. Das Ergebnis dieses Vergleiches ist sowohl hinsichtlich der Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, als auch hinsichtlich des Werts des spszifischen Drucks zufriedenstellend. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist in der folgenden Tabelle angegeben.Although the normal lithium grease of FIG. 1 has a maximum load of 5.44 kg with no Feeding occurs, the values change for both of them Fats of fig. 5 and 6 immediately to 27.2 to 29.5 kg. The result of this comparison is both in terms of the maximum load at which no seizure occurs, as well as the value of the specific Pressure satisfactory. The result of this comparison is given in the following table.
auf der Ordinate die durchschnittlichen Kratzerdurchmesser in mm aufgetragen. Es tritt eine Maximalbelastung von 50 kg auf, bei der kein Fressen eintritt; der spezifische Druck bei einer Maximalbelastimg, the average scratch diameter in mm is plotted on the ordinate. There is a maximum load of 50 kg at which no seizure occurs; the specific pressure at a maximum load,
bei der kein Fressen auftritt, beträgt 18 990 kg/cm3, und die Verschweißungsbelastung beträgt 150 kg.at which no seizure occurs is 18,990 kg / cm 3 , and the welding load is 150 kg.
Die für die graphische Darstellung 1 im Beispiel 1 angegebenen allgemeinen Erläuterungen und Definationen können auch für die graphischen Darstellungen der folgenden Beispiele verwendet werden.The general explanations and definitions given for graphic representation 1 in example 1 can also be used for the graphs of the following examples.
In der graphischen Darstellung 2 sind die E.P.-Eigenschaften eines herkömmlichen, Blei enthaltenden Fettes ',als Typ A bezeichnet) dargestellt. Es tritt eine Maximalbelastung von 55 kg ;,Λ bei der kein Fressen eintritt; der spezifische Druck be' einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 20 030 kg/ ao cma. Die Verschweißungsbelastung beträgt 260 kg.Graph 2 shows the EP properties of a conventional 'lead-containing grease', referred to as type A). There is a maximum load of 55 kg ;, Λ at which no seizure occurs; the specific pressure at a maximum load at which no seizure occurs is 20 030 kg / ao cm a . The welding load is 260 kg.
In der graphischen Darstellung 3 sind die E.P.-In graph 3, the E.P.
Eigenschaften eines herkömmlichen, Blei enthaltendenProperties of a conventional one containing lead
E.P.-Fettes (als Typ B bezeichnet) dargestellt. Es trittE.P. fat (referred to as type B). It kicks
eine Maximalbelastung von 50 kg auf, bei der keina maximum load of 50 kg with no
Fressen eintritt. Der spezifische Druck bei einerEating occurs. The specific pressure at a
Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt,Maximum load at which no seizure occurs,
beträgt 20 060 kg/cm2. Die Verschweißungsbelastung beträgt 200 kg.is 20 060 kg / cm 2 . The welding load is 200 kg.
In der graphischen Darstellung 4 sind die E.P.-Eigenschaften eines 1% Cadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellt. Es tritt eine Maximalbelastung von 55 kg auf, bei der kein Fressen eintritt. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 22 070 kg/cma. Die Verschweißungsbelastung beträgt 190 kg.Graph 4 shows the EP properties of a lithium grease containing 1% cadmium chloride. There is a maximum load of 55 kg at which no seizure occurs. The specific pressure at a maximum load at which no seizure occurs is 22 070 kg / cm a . The welding load is 190 kg.
Als Beispiele sind hier »Belastungs-Verschleiß«- Diagramme angegeben, die mit einem »Shell-4-K.ugel-Apparat«; nach der Federal Test Method S. T. D. 791 a, Mjthod 6503, unter Verwendung vieler Zusammensetzungen durchgeführt werden.The examples given here are “load-wear diagrams”, which were made with a “Shell-4-Kugel-Apparat”; according to the Federal Test Method S.T.D. 791a, Mjthod 6503, using many compositions be performed.
Nachfolgend sind die Ergebnisse von Tests angegeben, die mit erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzungen und mit herkömmlichen Fetten durchgeführt v/urden, und zwar in der Weise, daß der Vergleich dieser letzteren Fette mit den erfindungsgemäßen Fetten leicht möglich ist.The following are the results of tests carried out with compositions prepared according to the invention and carried out with conventional fats in such a way that the comparison these latter fats is easily possible with the fats according to the invention.
In der graphischen Darstellung 1 sind die E. P.-Eigenschaften eines herkömmlichen Lithiumfettes dargestellt.Graph 1 shows the E.P. properties of a conventional lithium grease.
Dieses Diagramm zeigt eine stetige Linie im unteren Teil, welche die elastische Deformation der Kugel bei einer statischen Belastung (Hertz-Linie) darstellt. Der obere Teil zeigt eine scharf abgeknickte Linie, die den Verschleiß der Kugeln unter dynamischer wechselnder Belastung (1500 UpM) bei lminutigen Ablesungen darstellt.This diagram shows a continuous line in the lower part, which is the elastic deformation of the ball at a static load (Hertz line). The upper part shows a sharp kinked line that represents the wear of the balls under dynamic changing loads (1500 rpm) with readings of one minute.
In dem Diagramm sind auf einer log-log«Skala auf der Abszisse die angewendeten Belastungen in kg undIn the diagram are on a log-log «scale the abscissa the applied loads in kg and
In der graphischen Darstellung5 sind die E.P.Eigenschaften eines 2°/0 Cadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellt. Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 70 kg. Der spezifische Pvuck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, betrag*. 20 630 kg/cma. Die Verschweißungsbtiastung beträgt 190 kg.In the graph Darstellung5 the EPEigenschaften are shown of a 2 ° / 0 cadmium chloride containing lithium grease. The maximum load without seizing is 70 kg. The specific Pvuck at a maximum load at which no seizure occurs is *. 20 630 kg / cm a . The welding weight is 190 kg.
In der graohischen Darstellung6 sind die E.P.Eigenschaften eines 4°/0 Cadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellt. Die Maximalbelastung, bei der kiin Fressen eintritt, beträgt 70 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 20 630 kg/cma. Die Verschweißungsbelastung beträgt 250 kg. In the graohischen Darstellung6 the EPEigenschaften are shown of a 4 ° / 0 cadmium chloride containing lithium grease. The maximum load at which kiin feeding occurs is 70 kg. The specific pressure at a maximum load at which no seizure occurs is 20 630 kg / cm a . The welding load is 250 kg.
In der graphischen Darstellung? sind die E.P.Eigenschaften eines 8°/0 Cadmiiimchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellt. Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 90 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 23110kg/cma. Die Verschweißungsbelastung beträgt 260 kg.In the graph? the EPEigenschaften are shown an 8 ° / 0 Cadmiiimchlorid containing lithium grease. The maximum load without seizing is 90 kg. The specific pressure at a maximum load at which no seizure occurs is 23110kg / cm a . The welding load is 260 kg.
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