DE1927094A1

DE1927094A1 - Schmiermittel,Schmierfett und hydraulische Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1927094A1
Application number: DE19691927094
Authority: DE
Inventors: Dazzi Dr Joachim
Original assignee: JR Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1968-05-29
Filing date: 1969-05-28
Publication date: 1969-12-04
Also published as: US3609080A; FR2009607A1; GB1215785A; CH496082A

Description

J. R. GEIGY A. G. BASEL 21

Dr. F. Zumstein - Dr. E. Assmann I Ό Z I U ϋ Η

Dr. R. Koenigsberger 3-2S33 *

Dipl. Phys. R; Holzbauer PalenfanwäHe

Mönchen 2, Bräuhpusstrafje 4/111

Schmiermittel, Schmierfett und nydraulische Flüssigkeit .

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Verbindungen der Formel I

R₁ - N^ N - R₂ (I)

als Schmiermittel, Schmierfett und/oder hydraulische Flüssigkeit,

?^H3 ?2^Η5 X -CH₂CH₂-, -CH₂-CH-, -CH₂-CH - oder -CH₂CH₂CH₂-,

R₁ einen geradkettigen Alkylrest mit 1 bis 18

Kohlenstoffatomen und
R₂ einen geradkettigen Alkylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen

bedeutet, wobei die Summe der in R-, und R₂ enthaltenen Kohlenstoff atome mindestens 12 und maximal 30, bevorzugt nicht mehr als 24 beträgt.

Die erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen der Formel I können auch Bestandteil von.Stoffzusammensetzungen sein, zum Beispiel zusammen mit mineralischen oder synthetischen Schmierölen oder anderen hydraulischen Flüssigkeiten, die noch übliche Zusätze, wie Antioxydantien, Verdickungsmittel₉ stockpunkterniedrigende Mittel, Hochdruckadditive und/oder Korrosionsschutzmittel enthalten_s verwendet v/erden,

BAD ORIGINAL

An Schmiermittel und an hydraulische Flüssigkeiten, wie sie in modernen, bei sehr hohen Temperaturen arbeitenden Maschinen unu Apparaturen eingesetzt werden, zum Beispiel in Gasturbinen von Flugzeugmotoren, werden sehr hohe Anforderungen gestellt, zum Beispiel:

1) sie müssen bei den Anwendungsbedingungen flüssig sein und die Fähigkeit haben, auf den verschiedensten Materialien, insbesondere auf Metallen einen Schmierfilm zu bilden,

|l 2) sie müssen wenig flüchtig sein und gegen Hitze

weitgehend beständig sein,

3) sie sollen nicht korrodierend wirken und vor allem keine sauren Zersetzungsprodukte bilden₃

4) sie sollen ihre Schmiereigenschaften über einen möglichst grossen Temperaturbereich beibehalten, d.h. ihre Viskosität soll von der Temperatur möglichst unabhängig sein,

5) sie sollen einen mögliehst tiefen Erstarrungspunkt und andererseits einen möglichst hohen Siedepunkt haben.

Neben diesen Anforderungen müssen die Schmiermittel und hydraulischen Flüssigkeiten verträglich mit Gummi, Metallen und Kunststoffen sowie oxydations- und hydrolysenbeständig sein:

*° daneben müssen sie einen hohen Flammpunkt haben,. ο

^ Viele dieser erforderlichen Eigenschaften schiiessen sich

to gegenseitig aus und es ist daru;?; schwierig, Stoffe zu finden,

—» die alle die^e Erfordernisse ?.o veitgeher/i erfüllen, dass s:„e <*>

^ω beispielsweise als S?a^ir;i?,rrrr]_ ·. ^Nel für C-;- --urbirer; Ir:: Betracht kommen

BAO ORIGINAL

CaJ CaJ

Bisher wurden als Schmiermittel und/oder hydraulische Flüssigkeiten beispielsweise folgende Verbindstypen verwendet:

a) hochsiedende, organische Ester, wie Diester von Dicarbonsäuren, sum Beispiel Adipin- oder Sebacinsäure, mit Alkohol en mittlerer bis langer Kohlenstoffkette, ferner Triester von Trimethylolpropan und höheren Fettsäuren oder Ester von Pentaerythrit und Monocarbonsäuren mittlerer Kettenlänge,

b) anorganische Ester, beispielsweise Orthophosphorsäureester organischer Hydroxyverbindungen, insbesonder Alkyl-diarylphosphate oder Trialkylphosphate,

c) aromatische Aether, insbesondere Polyphenyläther mit 3 bis 6 Phenylringen«

d) Polyalkylmelamine,

e) Siliciumverbindungen, wie Siliconöle oder Silikate, zum Beispiel Tetraalkyiorthosilikate, oder Hexaalkyloxydisiloxan,

f) N-Alkyl-cyclohexan-l^-diearbonsäureitr:.. de.

Ueberraschenderveise wurde nun gefunden, dass die erfin-

«
dungsgerr.äss verwendbaren heterocyclischen Verbindungen der Formel sich als Schmiermittel, als Schmierfette und hydraulische Flüssigkeiten eignen. Es ist dies insbesondere deshalb überraschend, da aus dej* Liter-Ά-tur ,('Jilmanns Encyklopädie dei technischen Chemie, 3. Auflage. B1 15, S. 307, (1964). Verlag Orban und Schwärzenberg) bekannt ist, dass die Sehmiermitteleigcnschaften der bisher unt&rsuchten Harnstoffderivate unbefriedigend sind.

Die eri indungsgen.äss veiwindbaren N,N ' -Dialkyl-imidazolidin-2-one und N,K¹ -Dialkyl-hexyhydr:pyr::midiri-2-one der Formel I sind zum Teil 1. okannt und können nach an sich bekannten Verfahren

BADORfGINAL

hergestellt werden. Sie lassen sich beispielsweise nach W.R„ Boon, J. ehem. Soc, S. 307, (1947) durch Behandeln der Diamine mit . · Phosgen herstellen. Vorzugsweise aber werden die Verbindungen der Formel I nach A.E. Martell und A.E. Frost, J. Amer. ehem. Soc. 72., 1032-1033, (1950), durch Erhitzen von N,N·-Dialkylalkylendiaminen mit einem geringen Ueberschuss an Harnstoff ohne Lösungsmittel unter Ammoniakentwicklung erhalten. Die Ausbeuten liegen bei diesem Verfahren um 80 %. Bei diesem Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die zur Synthese verwendeten N,N'-Dialkyl- Ψ alky1endiamine, zum Beispiel hergestellt nach J. org. Chemistry ü, 948,(1949), möglichst rein sind. Zur Herstellung der N,N⁽-Dialkyl-alkylendiamine aus Alkylendichloriden und primären Aminen werden handelsübliche technische, primäre Amine verwendet, die zum Beispiel im Falle des Decyl- oder Octylamins als Mischung aus primären Alkylaminen mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffzahl von 10 bzw. 8 des Alkylrestes zur Anwendung kommen.

Sehr günstige Schmiereigenschaften, besonders auch in Mischung mit üblichen Schmiermitteln wie organischen Estern, Polyaryläthern, hochsiedenden Mineralölen, bestimmten Siliconölen haben solche erfindungsgemäss zu verwendende N,N'-Dialkylimidazolidin-2-one und -hexahydropyrimidin-2-one, deren Kohlenstoffzahl der Dialkylreste, d.h. die Summe der Kohlenstoffatome von R-, und R₂ in Formel I mindestens 12, höchstens 30 beträgt. Bevorzugt werden als Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeiten solche Verbindungen der Formel I, deren Summe der Kohlenstoffatome von R₁ und R₂ zwischen 16 bis 24 liegt. Besonders gute Schmiereigenschaften und einen günstigen Stockpunkt- haben solche N,N¹-Dialkylimidazolidin-2-one und -hexahyJropyrimidin-2-one, die neben dieser

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§AD ORIGINAL

Bedingung, wie bereits erwähnt, aus einem, technischen Gemisch von verschiedenen primären Alkylaminen erhalten wurden» » Gegenüber bisher bekannten, als Turbinenschmieröle verwendeten Produkten zeichnen sich die erfindungsgemäss zu verwendenden Verbindungen der Formel I durch eine besonders gute Hitzebeständigkeit aus. 80 zersetzen sie sich bei 380⁰C während 2 Stunden noch nicht, während die bisher hitzebeständigsten organischen Ester, beispielsweise die Triester von Fettsäuren mit Trimethylolpropan, schon ab 36O⁰C nach 2 Stunden unbrauchbar werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I gegenüber Sehmiermitteln auf Grundlage organischer oder anorganischer -Ester besteht darin, dass sie bei der thermischen Zersetzung im Gegensatz zu den Estern praktisch keine sauren Zersetzungsprodukte bilden. Die geringe Neigung der erfindungsgemäss verwendbaren N,N¹-Dialkyl-imidazolidin-2-one oder N₅N'-Dialkyl-hexahydropyrimidin-2-one zur Bildung saurer Zersetzungsprodukte, welche für die Korrosionswirkung verantwortlich sind, zeigt sich darin, dass beispielsweise die durch 6-stündiges Verweilen von N,N¹-Didodecyl-imidazolidin-2-on oder N,N'-Didecyl-imidazolidin-2-on bei 380⁰C unter Stickstoffatmosphäre entstehenden flüchtigen Verbindungen und auch der Rückstand neutral sind, während die Substanzen, die sich aus dem Triester von Trimethylolpropan und Pelargonsäure bei 36O⁰C unter Stickstoffatmosphäre bilden, eine für flüchtige Anteile und Rückstand kombinierte Säurezahl um 78 mg KOH/g haben.

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BAD ORIGINAL,

Ein weiterer Vprteil der erfindungsgemäss zu verwendenden Verbindungen der Formel I besteht darin, dass beispielsweise ein Gemisch aus 73 % N,N¹-Didodecyl-imidazolidin-2-on und 27 %

N,N'-Dioctyl-5-methyl-imidazolidin-2-on bei 210^οΡ(98,'8°C)eine Viskosität von 5,0 c St hat und somit die Spezifikation des "Pratt and Witney-Tests" Typ II erfüllt. Bei Verwendung dieser Mischung wird auch der Erstarrungspunkt herabgesetzt.

Gegenüber den teilweise sehr thermostabilen Siliconölen ψ und Polyphenyläthern zeichnen sich die erfindungsgemäss zu verwendenden Verbindungen der Formel I durch einen besseren Schmiereffekt und gegenüber den Polyphenyläthern überdies durch einen tieferen Stockpunkt, ein günstigeres Temperaturverhältnis der Viskosität, sowie eine geringere Dichte aus.

Die erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen der

Formel I eignen sich zum Schmieren der verschiedensten Oberflächen; so vermindern sie die Reibung von Metall auf Metall aber auch diejenige von Metall auf Silicat, wie Glas, bedeutend.

Ein weiterer Vorteil erfindungsgemäss verwendbarer Verbindungen der Formel I besteht in ihrer überraschend guten Mischbarkeit mit anderen gebräuchlichen hydraulischen Flüssigkeiten und Schmiermitteln zum Beispiel mit solchen auf Basis von organische: Estern, Polyaryläthern, Polyalkylmelaminen, hochsiedenden Phosphorsäureestern, hochsiedenden Mineralölen, N-Alkyl-cyclohexan-lyS-diearbansäure-imide, gewissen Siliconölen oder Orthosilieatem ' ■ --■" ^y-

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BAD ORIGINAL

Diese günstige Mischbarkeit ermöglicht die Herstellung spezieller Schmiermittel, indem die für eine bestimmte Verwendung benötigten, aber durch die Einzelkompcnenten nicht erreichbaren Eigenschaften durch Herstellung geeigneter Gemische erhalten werden können.

Den erfindungsgemäss zu verwendenden Verbindungen der Formel I können auch eigenschaftsverbessernde bzw. modifizierende Zusätze, wie Antioxydantien, Hochdruckadditive, Korrosionsschutzmittel, Antischaummittel, den Stockpunkt erniedrigende Mittel und Verdickungsmittel beigemischt werden. Als Hochdruckadditive eignen ' sich in erfindungsgemäss verwendbaren Schmiermitteln oder hydraulischen Flüssigkeiten die üblichen Additive wie Phosphite, Phosphate, geschwefeltes Spermöl, Die erfindungsgemäss verwendbaren N,N¹-Dialkyl-imidazolidin-2-one und -hexahydropyrimidin-2-one können auch Antischaummittel, zum Beispiel solche auf Siliconöibasis enthalten.

Bei Zimmertemperatur flüssige StoffZusammenstellungen, die erfindungsgemäss als Schmiermittel oder hydraulische Flüssigkeit mit einer thermischen Stabilität von mindestens 360^cC verwendet werden können, enthalten mindestens 25 Gew.% bezüglich des Gesamtgewichtes der StoffZusammenstellung an Verbindungen der Formel 1 und bis ,zu Ib Gew.% an mindestens einer hydraulischen Flüssigkeit oder einem Schmiermittel auf Basis von Estern, arorr.atisehen Aerherr., Siliciumverbindungen, N-Alkyl-cyclohexan-1,2-d!carbonsäure-imide, Melaminen und hochsiedenden Mineralölfraktionen. Das jeweilige Mischungsverhältnis richtet sich nach dem Verwendungszweck.

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BAO

Ferner umfasst die Erfindung auch Schmierfette, die aus den Verbindungen der Formel I und Verdickungsmitteln bestehen. Beispiele für geeignete Verdickungsmittel sind Metallseifen, Bentonite, Phthalocyanine, Violanthrone, Graphit,

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die besondere Eignung der erfindungsgemäss als synthetische Schmiermittel und als hydraulische Flüssigkeiten verwendeten N,N¹-Dialkylimidazolidin-2-one und -hexahydropyrimidin-2-one. Darin sind die Masseinheiten des metrischen Systems verwendet. Die Temperaturen sind, wo nicht anderes bemerkt wird, in Celsiusgraden angegeben.

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Beispiel 1

a) 57 g N,N¹-Dloctyläthylendiamin (0,2 Mol) und 15 g

Harnstoff (0,25 Mol) werden in einem Dreihalskolben, versehen mit Kühler, Thermometer und Einleitungsrohr für Stickstoff, innerhalb 6 Minuten mit der direkten Flamme auf 300= erhitzt. Ab 250° wird sehr viel Ammoniak abgespalten, bei etwa 300° ist die Reaktion dann beendet. Vier weitere analoge Ansätze werden gemeinsam aufgearbeitet, indem das Reaktionsgemisch bei 50° von hochschmelzenden Nebenprodukten abfiltriert wird. Das Filtrat wird mit verdünnter Essigsäure behandelt und anschliessend mit 50 ml 1-n.Natronlauge alkaliseh gestellt, dann wird dreimal, mit je 300 ml Wasser gründlich ausgewaschen, getrocknet und dann fraktioniert destilliert. Es werden 24 g Verlauf, Kp 130 - 150- bei 0,001 Torr und 227 g einer Hauptfraktion, Kp 150 - 152° bei 0,001 Torr gewonnen Nach zweimaliger Destillation wird das N,N'-Dioctyl-imidazolidin-2-on η" 1,4666; Dichte 0,91 in 78,3$iger Ausbeute (berechnet auf das eingesetzte N,N'-Dioctyläthylendiamin) erhalten.

b)" Analog Beispiel la) werden 29,9 g N-Butyl-N¹-dodecyl-1,3-propylen-diamin (0,1 MoI) mit 7,5 g Harnstoff schnell auf 300° erhitzt, bis die NjHU-Abspaltung nach 9 Minuten aufhört. Das Reaktionsgemisch wird mit 50 ml Toluol verdünnt, von unlöslichen festen Nebenprodukten abfiltriert und das Filtrat sauer sowie alkalisch gewaschen und fraktioniert. Kp, 160 - 163'^ bei 0,005 - O₅OÖ7 Tcrr·, Es wurden 23,0 g N-Butyl-N¹-dodecyl-hexahydropyrimidin-2-on, n^ 1,4730 in einer Ausbeute von 70_s9 % erhalten»

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- ίο -

c) In ähnlicher Weise, bzw. nach dem Herstellungsverfahren von A. E. Martell und A. E. Frost, J. Amer. chera. Soc. 72, 1032 - 33 (1950) werden die übrigen erfindungsgemäss zu verwendenden Verbindungen der Formel I hergestellt.

Die als Ausgangsmaterial zur Synthese der N,N¹-Dialkylimidazolidin-2-one bzw. -hexahydropyrimidin-2-one verwendeten N,N¹-Dialkyl-alkylen-diamine werden analog der Vorschrift in J. org. Chemistry 1_4, 948 (1949) hergestellt.

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BAD

Beispiel 2

Aus der Tabelle I sind die physikalischen Daten einiger N,N¹-Dialkyl-imidazolidin-2-one und -hexahydropyrimidin-2-one ersichtlich, aus denen die Eignung dieser beständigen und schwerflüchtigen Verbindungen der Formel I als hydraulische Flüssigkeit oder Schmiermittel hervorgeht. In Kolonne 3 ist die bei 100⁰B¹ (37,8⁰C) und bei 210⁰F (98,8⁰C) in Centistokes gemessene Viskosität, in Kolonne A ist der sogenannte "ASTM-Slope" angegeben, welcher mit Hilfe der ¹¹ASTM Standard Viscosity Temperature Chart for Liquid Petroleum Products" (Methode D 341) aus den bei 100⁰F bzw. 210⁰F bestimmten Viskositätswerten rechnerisch ermittelt wird. Je niedriger der Zahlenwert dieses ASTM-Slopes einer Flüssigkeit ist, desto besser eignet sie sich als Schmiermittel. Ein Wert von über 1,0 besagt, dass die entsprechende Flüssigkeit sehr wenig geeignet ist. ASTM ist die Abkürzung für American Society for Testing Materials, 1961 Race Street, Philadelphia, Pa. USA.

In Kolonne 5 ist der ebenfalls aus den bei 100⁰F bzw. 210⁰F bestimmten Viskositätswerten rechnerisch ermittelte Viskositätsindex angegeben. Die Methode der Berechnung des Viskositätsindex findet sich zum Beispiel in "Standard Methods for Testing Petroleum and its Prpducts", The Institute cf Petroleum, 61 New Cavendish Street, London, W.I, Eighteenth Edition, 1959, Seite 734 - 739. Je höher der Zahlenwert in Kolonne 5 ist, desto besser eignet sich die Substanz als Schmiermittel. Ein Wert von unter 100 besagt, öass die entsprechende Flüssigkeit wenig geeignet ist.

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Sowohl "ASTM-Slope" als auch der Viskositätsindex sind empirische' Zahlen, welche die Temperaturabhängigkeit der Viskosität eines Schmiermittels beschreiben. Zum Vergleich wurden die entsprechenden Werte einiger handelsüblicher Schmiermittel mit angegeben«

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SAD

Tabelle I

	ι	Verbindung der Formel I	Viskositä	t in c St.	ASTM Slope	Viskositäts- Index
Nr.	R₁ - N^ ^N - R₂ C	10O⁰F (37,8³)	21O⁰F (98,8°)
	ti 0
1		9,2	2,38	0.82
	I I H-.oC.-N NC.H-.O 13 6 \ / 6 13 ^XC				80
2	Il O	14,4	3,36	0.74
	I I				120
3	C Il O	16,0	3,47	0.765

4	I I	21,2	4,5	0,70	104
	C Il O
5	^H21^C10» ¹^l₀H₂-	30,8	5,92	0,68	145
	C Il O			•
I I TT η it ΤΛΤΓ¹ U co 12 \ / 12 ^5				144
C Il O
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BAD ORIGINAL

Fortsetzung Tabelle I

•	Verbindung der Formel I	Viskosität in c St.	210⁰F (98,8'^J)	ASTM Slope	Viskositäös- Index.
Nr.	R₁- N^ ^N- R_?- C	100^JF (37,Sf)
	Il 0		5,67
		28		O₅66
6	J I		4,39		150
	C It 0	21,8		0,73
> 7	H₂₁C₁₀N XC₁Jl₂₁		3,60		128
	^xc^x II 0	17,0		0,76
8	^H17^C8\ /^NC8^H17 Γ		3,63		104
	U 0	16,3		0,^4
9	i I ^H9^C4^N\ /^NC12^H25 ^XC^		6,20		120
	ti 0	32		0,66
10	H₉C/-Ic₁₈H₃₇		4,47		150
	C Il 0	24,4		0,75
11	^H9^C4^1I\ •^NC12^H25 ^xc^			10*
	Il 0

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BAD ORfGJNAL

Fortsetzung Tabelle I

	Verbindung der Formel I	Viskosität in c St.	131,6	21O⁰F (98,8°)	ASTM Slope	Viskos'.tat= Index
Nr.	R₁ - N ^XN - R₂	10O⁰F (37,8°)	65,7
	It 0		134
12	Gemisch aus		32.9	5,0
	7 3 % Verbindung Nr. b\ 27 % Verbindung Nr. 3J	25,3	12.7	mittel	0,69	13S
	Handelsübliche oder ähnliche Schmier	369	12,64
13	2,4.6-Tris-dibutyl- amino-s-triazin	8,4	0_;7	95
14	Mineralöl (Mobil DTE light)	15,0	0,71	1C6
15	2,4-Bis-(dibutylamino)- 6-didodecyI -a:nino-s- triazin	4,8	0,64	122
16	N-n-Decyl-eis-cyclohexan- 1,2-dicarLorisäureimid	3,3	0,81	66
17	Di-2'*-Af-thylhexyl-3ebacat (Handelεprodukt)	13,5	0.7	154
18 ι	P en t aph <-^;ny la th e r ρ err. :i sch (Handf 1 .^prcdukt: C 3-12 4, Mon ε ai. tx> -h«=nr.. Γ. ■; . St. Louis, UJA)	0,89	-75

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BAD ORIGINAL Beispiel 3

N,N¹-Didodecyl-imidazolidin-2-on eignet sich zur Schmierung von Metalloberflächen. Zum quantitativen Vergleich seiner Schmierwirkung gegenüber einigen ähnlichen und einigen handelsüblichen Schmiermitteln wurde der Durchmesser der Versc'hleisskalotte in einem Präzisions-4-Kugelapparat gemessen. Diese Messungen wurden gemäss "US Federal Specifications Lubricants and Related Products VV-L 791e, Method 6503 Load Carrying Capacity (means Hertz Load)" durchgeführt, Dieser r Apparat lief während 30 Minuten bei einer Umdrehungszahl von 1480 Umdrehungen/Minute bei einer Belastung von 40 kg und unter Verwendung von 1/2-inch-Stahlkugeln SKF A-Qualität und bei einer Anfangstemperatur von ca. 40^Q, Die Verbindung 1)' TR. Tabelle II hingegen, das N,N¹ -Didodecyl-imidazolidin-2-on wird bei 70- gemessen.

Die Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt.

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BAD

Tabelle II

Verwendete Substanz

Durchmesser der Verschleisskalotte in mm (Mittel von drei Kessungen)

Viskosität in c St,

100-F (37,8'^J)

210-F (98,8^:1)

N.N¹-Didodecyl-imidazolidin-2-on

Di-2-äthyl-hexyl-sebacat Mineralöl (Mobil DTE light)

Pentaphenyläther (OS-124, Monsant Cheni. Co= St. Louis, USA)

Methylphenylsilicon (MS 550 der Midland Silicones Ltd., England)

2,4-Bis-(dibutyiamino)-6-diäthylamin-s-triazin

2,4-Bis-(dibutylamino)-6-didodecyl-ajnino-s-triazin

0,61

0,85 0,90

1,15

nach 2 Minuten 0,60 0,55

30,8

12,7 65,7

369,5

78,3"

104.1 134,0

5,92

3,3 8,4

13,50 19,60

9,85 15,0

Die N,N'-Dialkyl- imidazolidin-2-one der Tabelle I, Nr. 2,- 3, 4 und 6 und das N-Butyl-N¹-dodecyl-hexahydropyriiriidin-2-on zeigen bei diesem Schmiertest ähnlich gute Resultate wie das in Tabelle II angegebene N,N¹-Didodecyl-imidazolidin-2-on,

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BAD ORIGINAL

Beispiel 4 " '

Um Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeiten in ihren Eigenschaften jeder gewünschten Applikation anpassen zu können, ist es wichtig, dass sie mit anderen Schmiermitteln oder hydraulischen Flüssigkeiten- gemischt werden können. Zur Prüfung des diesbezüglichen Verhaltens der erfindungsgemäss zu verwendenden Verbindungen der Formel I wurde ihre Mischbarkeit bei 25° mit verschiedenen handelsüblichen Schmiermitteln und hydraulischeriFlüssigkeiten untersucht. Die Viskosität in Centistokes der betreffenden Mischung wurde bei 100⁰F (37,8°) und 210⁰F (98,8°) bestimmt und ist in Kolonne 3 der Tabelle III angeführt. In Kolonne 4 ist der ASTM-Slope angegeben. In Kolonne 1 ist die zweite Komponente der Mischung und in Kolonne 2 das Mischungsverhältnis mit N,N'-Didecylimidazolidin-2-on aufgeführt. Die entsprechenden Daten ies reinen unvermischten N,N¹-Didecyl-imidazolidin-2-on stehen am Ende der Tabelle III.

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- 19 Tabelle III

Substanz X	Mischungsverhs Ν,Ν'-Didecyl- imidazolidin- 2-on	iltnis Subst. X .	Viskositä 100⁰F (37,8°)	t in c St. 210*F (98,8°)	ASTK- Slope
Trimethylrlprcpan- triperlargcnat	0 33 50 67	100 67 50 33	23,7 23,0 22,4 2lj8	4,8 4,72 4,65 4, 47	0,70 0,70 Ol 70 0^70
Di-2-äthyl-hexyl- sebac-it	0 33 50 67	100 67 50 33	12,7 14,2 15,5 17,0	3,30 3,55 3,75 3,95	0.70 0,70 o;7o 0,70
Tri-kresylphcsphct	0 33 50 67	100 67 50 33	29.8 25,4 24,0 22,6	4,10 4,20 4.30. δ\δο	0,87 0,81 0,77 0,74
Pentaphenyläther (OS-124. X-r.sanjo Chem. Co. St'. Louis, USA)	0 33 50 67	100 67 50 33	369 81 48 33	13,5 7.3 6^05 5.3	0,89 0.83 θ! 19 0-'75
Mineralöl (Mobil DTE light) «	0 33 50 67	100 67 50 33	65,7 43 35,5 29.5	8₅4 6.65 6.0 5,4	0,71 0. Ι 1 o;?c o;7o I
2,4-Bis-f'iicutylarr.ino)- 6-didodecylarr.inc-s- triazin	0 33 50 67	100 67 50 33	134 70 50 3b. 5	15,0 9,2 7,5 6.2	0 6 4 0,68 0,69 o>:
15 -Dec.vl - c ;.·'_ lc hex ^n-1.2- dicarbc-r.c'i.:reirr.i'sj	0 33 50 67	100 67 50 33	32.9 28',2 26'. 3 *■?A.A*	4,8 4.72 A'.Gb 4 I 57	0.81 0.7 V 0,?.i
Siliccnöl y.S 550 (Midland .Silicons: Ltd.)	0 33 50 67	100 67 50 33	95. 4 47;3 37,2 29.9	19.6 9i49 7.43 6; 10	C 46 *o'.zc* Oi Oi 0' f, δ
N ,11 ■ -υϊ-ΊοονΙΙ.τ.ί'ϊ.-ίζο- lidin-2-^r.	100	0	21.2	4,LC	0. /C ' J

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Das Ν,Ν¹-Didecyl-imidazolidon-2-οη ist bei O⁰ sowie bei 25° in jedem Verhältnis auch mit einem Bis-(phenoxyphenyl) äther (zum Beispiel Dow ET-378 der Dow Chemical Co. Midland Mich. USA), sowie mit Tetra-2-äthylhexyl-silicat und Methylphenylsiliconoel (zum Beispiel Silicone DC 550 Fluid der Dow Corning Co. Midland Mich. USA öder Silicone MS 550 der Midland Silicons Ltd.), sowie ferner mit 2,4-Bis-(dibutylamino)-6-diäthvlamino-s-triazin mischbar.

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Beispiel 5

Um ein Antioxydans enthaltendes Schmiermittel bzw. hydrau]ische Flüssigkeit herzustellen werden 98 g N,N¹-Didecyl- _#imidazolidin-2-on mit 2 g Di-tertrOctyl-diphenylamin als Antioxydans ver-rührt, bis sich letzteres vollständig gelöst hat. Die erhaltene Mischung weist gegenüber der antioxydansfreien eine verstärkte Oxydationsbeständigkeit auf ο

Auf gleiche Art und Weise lassen sich auch die übrigen in Tabelle I angegebenen Verbindungen gegen oxydativen Einfluss widerstandsfähiger machen.

Verwendet man anstelle der 2 g Di-tert.octyl-diphenyiamin 2 g eines der nachfolgend angegebenen Antioxydantien und verfährt ansonst wie angegeben, so verstärkt man ebenfalls die Oxydationsbeständigkeit der N₅N¹-Dialkyl-imidazolidin-2-one bzw. -hexahydropyrimidin-2-one:

Di-dodeeylselenid,

l,l,3-Tri-(2'-methyl-4'-hydroxy-5'-tert.butylphenyi)--butar 2,6-Di-tert.butyl-4-methyl-phenol, 2-tert.0ctylimino'-diben2yl oder Sr-Aethyl-lOjlO-diphenyl-phenosilazini

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Beispiel 6

97 g N,N¹ -Didecyl-imidazolidin-2-on v/erden mit 3 g polymerem Methacrylsäureester, zum Beispiel Poly-2-äthylhexylmethacrylat (HF 825 der Fa. Röhm und Haas Co., Philadelphia, USA) durch Verrühren homogen gemischt. Diese Mischung hat einen tieferen Stockpunkt als die von diesem Wirkstoff freie Verbindung.

- Aehnlich verhalten sich auch die übrigen, in Tabelle I aufgeführten N,N¹ -Dialkyl-imidazolidin-2-one bzw. das -hexariy- W dropyrimidin-2-on.

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BAD

Beispiel 7

Mischt man 97,8 g N,N¹-Didecyl-imidazolidin-2-on mit 2 g Di-tert.octyl-diphenylamin als Antioxydans und 0,2 g Benztriazol als Korrosionsschutzmittel, so erhält man ein Schmiermittel, das eine geringere Oxydationsempfindlichkeit und eine geringere Korrosivität zeigt als ein entsprechendes, von den genannten Wirkstoffen freies Schmiermittel.

Aehnliche Resultate lassen sieh auch mit den übrigen. in Tabelle I aufgeführten N,N¹-Dialkyl-imddazolidin-2-onen bzw. dem -hexahydropyrimidin-2-on erreichen.

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Beispiel 8

Die Verwendbarkeit der erfindungsgemässen N,N^?-Dialkylimidazolidin-2-one bzw. N₅N'-Dialkyl-hexahydropyrolidin-2-one zur. Herstellung von Schmierfetten wird im folgenden Beispiel gezeigt.

8 g Kupferphthalocyanin werden mit 4 g Verbindung Nr. 4 der Tabelle I und 40 ecm Benzol in einem "Ultraturax"-Mischapparat während 15 Minuten sehr schnell gerührt. Anschliessend werden nochmals 20 g dieses Produktes Nr. 4 zugegeben und die Mischung ψ weitere 45 Minuten sehr schnell gerührt.

Die so erhaltene homogene Masse wird auf einer Glasoberfläche mit dem Spachtel durchgearbeitet, bis das Benzol verdunstet ist. Die Masse wird während 2 Stunden aui 150° erhitzt und nach dem Abkühlen nochmals verspachtelt. Das so erhaltene Produkt ist ein weiches, gut verarbeitbares Schmierfett, an welchem folgende Schmierfetteigenschaften gemessen wurden:

Penetration

. ASTM D. 1403 - 56 T, (Ausgabe 1958) unbearbeitet: 305'^J f . bearbeitet:328°

Tropfpunkt

ASTM D. 566 - 42 (Ausgabe 1957) bearbeitet:238° (IP. 132/57)

Aehnliche Resultate werden erhalten, wenn die übrigen, in Tabelle I angegebenen Verbindungen verwendet werden.

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• Beispiel 9

Um ein Schmiermittel, welches Antioxydans, Korrosions-Schutzmittel, und Hochdruckadditiv enthält, herzustellen, mischt man 94,B g N₅N'-Didecyl-imidazolidin-2-on mit 2 g Pi-tert.oetyldiphenylamin als Antioxydans, 0,2 g Benztriazöl als Korrosionsschutz:r.ittel und 3 g Trikresylphosphat als Hochdruckadditiv. Man erhält ein Schmiermittel, das eine geringere Oxydationsempfindlichkeit und eine geringere Korrosivität hat und höheren Druckbelastungen widersteht als das entsprechende, von den genannten Wirkstoffen freie Schmiermittel.

Aehnliche Resultate werden erhalten, wenn das N,N'-Didecylimidazolidin-2-on durch die Verbindung Nr. 1-3 und 5-11 oder durch das Gemisch Nr. 12 der Tabelle I ersetzt wird und diese Verbindungen mit Antioxydantien _} Korrosionsschutzmitteln und Hochdruckadditiven von 0,01 - 5 %, bezogen auf die zu stabilisierenden Verbindungen, vermischt werden.

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Beispiel 10

99 g N₅N'-Didodecyl-imidazolidin-2-on und Ig Iminodibenzyl werden zusammen verrührt, bis sich das letztere vollständig gelöst hat. Die erhaltene Mischung zeigt gegenüber dem reinen N,N¹-Didodecylimidazolidin-2-on eine verbesserte Oxydationsstabilität.

Aehnliche Resultate werden erhalten, wenn die übrigen erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen der Formel I der Tabelle I mit den in der Technik üblichen, zweckentsprechenden Antioxydantien in Mengen von 0,01 bis 5 $, bezogen auf das gegen-Oxydation zu stabilisierende N,N¹-Dialkyl-imidazolidin-2-on versetzt werden.

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Beispiel 11

99,8 g N,N^l-Dioctyl-imida25olidin-2-on. und 0,2 g Benztriazol werden gemischt. Die entstandene Mischung zeigt gegenüber der reinen Verbindung der Formel I eine geringere Korrosionswirkung, besonders gegenüber Kupfer und dessen Legierungen.

Aehnliche Resultate werden erhalten, wenn die übrigen, erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen der Formel I der Tabelle I mit 0,2 g Benztriazol gemischt und auf ihre Korrosionswirkung untersucht werden.

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Beispiel 12

97,5 g N,N'-Didodecyl-imidazolidin-2-on. 1,5 g Dibutylphosphit und 1 g Phenyl-a-naphthylamin werden durch Rühren vermischt. Die entsprechende Mischung zeigt gegenüber dem reinen N₅N¹-Didodecyl-imidazolidin-^-on eine verbesserte Oxydationsbeständigkeit und bessere Schmierfilm-Tragfähigkeit.

Aehnliche Resultate werden erhalten, wenn die übrigen-Verbindungen der Formel I aus Tabelle I. mit zweckentsprechenden Hochdruckadditiven und Antioxydantien in Mengen von 0.01 bis 5 % bezogen auf das gegen Oxydation zu stabilisierende N₅N¹-Dialkylimidazolidin-2-on bzw. das -hexahydropyrimidin-2~on gemischt werden.

BAD ORtGiNAL

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Claims

Patentansprüche

\ll Vervrendung von Verbindungen der Formel I,

R₁-N N-R₂ CD

ti

worin . .

GH₃ C₂H₅

X -CH₂GH₂-, -CH₂-CH-, -CH₂-CH - oder-CH₂CH₂CH₂-,

R-. einen geradkettigen Alkylrest mit 1 bis 18

Kohlenstoffatomen und Rp einen geradkettigen Alkylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei die Summe der in R, und R₂ enthaltenen Kohlenstoffatome mindestens 12 und maximal 30,

beträgt,
als Schmiermittel, Schmierfett und/oder hydraulische Flüssigkeit.
2. Schmiermittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Verbindungen der Formel I.
3. Schmiermittel gekennzeichnet durch einen Gehalt von.69 bis 77 % H,N'-Didodecyl-imidazolidin-2-ori und 31 bis 23 #Ν,ϊί·- Dioctyl-5-methyl-imidazolidin-2-on.

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