DE19538317C1 - Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten - Google Patents

Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten und die Verwendung eines Additivs zur Verbesserung ihrer Schmiereigenschaften.
Silikonöle sind farblose, wasserhelle, ölige Flüssigkeiten, die sich durch besondere chemische Stabilität auszeichnen. Sie sind sehr be­ ständig gegen Oxydationsprozesse und haben auch viele andere Vorteile wie z. B.
  • - einen sehr hohen Viskositätsindex, der für leichte Öle zwischen 300 und 400 und für schwere Öle zwischen 170-250 beträgt. Der Viskositätsindex bestimmt die Neigung der Viskositäts- Temperatur-Kurve. Silikonöle zeichnen sich auch dadurch aus, daß ihre Viskosität mit der Temperaturerhöhung verhältnismäßig wenig abnimmt, besonders im Vergleich zu Mineralölen.
  • - Minimaler Dampfdruck, also sehr hohe Siedetemperaturen und damit eine hohe Feuerbeständniskeit. Silikonöle sind praktisch unbrennbar, besonders schwere Öle.
  • - Sehr niedrige Stocktemperaturen zwischen -70°C bis unterhalb -100°C. Infolge dessen haben Silikonöle ungewöhnlich breite Anwendungsgrenzen.
  • - Unlöslichkeit in Wasser, Mineralölen und vielen anderen anorga­ nischen und organischen Lösungsmitteln.
  • - Keine toxischen Eigenschaften für Menschen und Tiere. Man kann Silikonöle bzw. Silikonfette ohne Schaden in den lebendigen Organismus einführen.
Trotz dieser Vorteile haben Silikonöle oder Silikonfette den Nachteil geringer Schmierfähigkeit. Die Schmierfähigkeit von Silikonölen liegt auf dem Niveau der Schmierfähigkeit von Wasser. Schmierfähigkeit drückt man durch sog. Verschweißbarkeit aus, die mit Hilfe der Vierkugel­ maschine meßbar ist. Die Verschweißbarkeit für Silikonöle beträgt nur 80 kg oder in SI-Einheiten 80 daN. Dem gegenüber beträgt die Verschweißlast für Motoröle 170 bis 200 kg und die von Transmissions­ ölen sogar über von 300 kg und höher. Die letzten Angaben betreffen die sog. EP-Öle (Extreme Pressure Lublicants).
Um diese Eigenschaften zu erreichen, werden Mineralöle mit verschiedenen Additiven veredelt.
Die Veredelung der Silikonöle oder Silikonfette war auf den Grundlagen, auf welchen die Veredelung anderer synthetischer oder natureller Mineralöle durchgeführt wird, d. h. durch Veredelungszusätze (Additive), bislang nicht möglich, denn die typischen Veredelungszusätze, beispiels­ weise Phosphor- und Thiophosphorsäureester, die mit Erfolg in anderen Fällen Anwendung finden, lösen sich in Silikonölen bzw. Silikonfetten nicht auf. Eine allgemeine Eigenschaft der Silikonöle bzw. Silikonfette ist letztendlich, daß sich fast keine Stoffe in ihnen auflösen.
Eine erste teilweise Lösung dieses Problems ergab sich aufgrund der Silikonölchlorierung. Chlorierte Methylsilikonöle haben nicht nur verbesserte, sondern sogar hervorragende Schmiereigenschaften, sind jedoch von geringer Beständigkeit und weisen die Neigung zur Abspaltung von Chlorwasserstoff auf, was eine saure Reaktion hervorruft. Eine andere Möglichkeit ist die Stabilisierung der Chlorsilikone mittels Epoxiden, beispielsweise in Form von Glycidäthern. Die Chlorierung von Silikonölen ist jedoch in gewissem Grade schwierig, so wie es die Entsäuerung dieser Öle ist. Das Erfordernis einer zusätzlichen Stabilisierung erhöht die Kosten dieser Silikonöle und kompliziert deren Veredelungsverfahren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten zu schaffen, die besonders gute Schmiereigenschaften und eine hohe Beständigkeit insbesondere in der Metallschmiertechnik aufweisen, um die Verschleißgewindigkeit der zu schmierenden Bauteile zu verringern und damit deren Lebensdauer beträchtlich zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten selbst, das gekennzeichnet ist durch
95-99 Gew-% Silikonöl bzw. Silikonfett und
1-5 Gew-% Butylsemiacetal von Chloral.
Ein weiteres Schmiermittel nach der Erfindung ist nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch
95- 99 Gew-%, Silikonöl bzw. Silikonfett und
1-5 Gew-% 1,1,1-Trichlor-2-methylpropanol-2.
Die Verwendung dieser Zusätze als Veredelungsmittel in Form von Addi­ tiven für Silikonöle oder Silikonfette ist einfach und kostengünstig in der Herstellung und sehr wirksam und ermöglicht den Erhalt von Silikonölen für Schmierzwecke bei beliebigen Verschweißbelastungs­ werten, d. h. sogar für Öle des EP-Typs.
Untersuchungen mit Silikonölen wurden mit und ohne die erwähnten Additive durchgeführt. Dabei wurde nicht der eingangs erwähnte übliche Vierkugelapparat als Testgerät verwendet, da die damit erzielten Ergeb­ nisse den realen Bedingungen nicht nahe genug kommen. Vielmehr wurde als Testobjekt ein Wälzlager unter Prüfstandsbedingungen der Firma FAG Schweinfurth eingesetzt, das sich als Standardprüfgerät zur Schmier­ stoffuntersuchung weltweit durchgesetzt hat. Die Untersuchung des Silikonöls ohne Additive unter Mischreibungsbedingungen am Prüfstand hat gezeigt, daß sich das Silikonöl nach weniger als einer Stunde Versuchszeit schwarz verfärbte. Nach etwa vier Stunden mußte der Versuch abgebrochen werden, da die Verschleißgeschwindigkeit schlag­ artig anstieg. Lag die relative Verschleißgeschwindigkeit der geprüften Wälzlager bei Verwendung von Silikonöl ohne Additiv bei etwa 80 bis 100%, so betrug die relative Verschleißgeschwindigkeit bei Verwendung von Silikonöl mit Additiven etwa 2 bis 10%.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn bei einem Schmiermittel nach Anspruch 3 das Silikonöl bzw. das Silikonfett ein Methyl- oder Phenyl­ silikonöl bzw. Methyl- oder Phenylsilikonfett ist.
An zwei Ausführungsbeispielen werden die Zusammensetzungen und Eigen­ schaften der erfindungsgemäßen Schmiermittel näher erläutert.
Beispiel 1
99 Gew-% Silikonöl-1000 wird nach Erwärmen auf etwa 80 bis 90°C unter Zugabe von 1 Gew-% 1,1,1-Trichlor-2-methylpropanol-2 gemischt. Das ergibt eine klare Lösung, deren Verschweißbelastung 200 daN beträgt. Ein Zusatz von 3 Gew-% von Chloreton ergibt eine Lösung mit einer Verschweißbelastung von 430 daN.
Beispiel 2
3 Gew-% Butylsemiacetal von Chloral wird bis zum Erreichen der Homo­ genität in erwärmten 97 Gew-% Silikonöl 350 gelöst. Die klare Lösung hat eine Verschweißbelastung von 560 daN.

Claims (3)

1. Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten gekennzeichnet durch
  • - 95-99 Gew-% Silikonöl bzw. Silikonfett und
  • - 1-5 Gew-% Butylsemiacetal von Chloral.
2. Schmiermittel auf der Basis von Silikonölen oder Silikonfetten
  • - 95-99 Gew-% Silikonöl bzw. -fett und
  • - 1-5 Gew-% 1,1,1-Trichlor-2-methylpropanol-2.
3. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl bzw. das Silikonfett ein Methyl- oder Phenyl­ silikonöl bzw. Methyl- oder Phenylsilikonfett ist.
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