DE2012128B2 - Schmiermittel - Google Patents

Description

R-(C₆H₅)SiO,

USA.-Paientschrift 2 618 600 ist zu entnehmen, daß die Unlöslichkeit von Monoalkyldiarylphosphaten in Organopolysiloxanölen durch Zugabe von Trialkylphosphat behoben werden kann, das als Lösungs-Vermittler wirkt. Alle zur Zeit bekannten Schmiermittel auf Organopolysiloxangmndlage mit Triarylphosphatzusätzen enthalten demnach auch einen Lösungsvermittler oder ein Lösungsmittel.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß

ίο bestimmte Organopolysiloxane in bestimmten Triaryl-

phosphaten vollständig löslich sind, so daß hieraus

Gemische hergestellt werden können, dis frei von

Lösungsmitteln oder Lösungsvermittlern sind.

Erfindungsgemäß werden daher Schmiermittel beansprucht, die im wesentlichen aus

a) 60 bis 95 Volumteilen eines Phosphorsäureesters der allgemeinen Formel

worin R' Alkylreste mit 1 bis 6 C-Atomen, Phenylreste oder Perfluoralkyläthylreste mit nicht mehr als 12 C-Atomen bedeutet, neben Einheiten der allgemeinen Formel

Z₀SiO «-a ²S

enthält, worin Z Hydroxylgruppen oder einwertige, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffreste bedeutet und α einen Wert von 2 oder 3 hat.

2. Schmiermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Phosphorsäureester gemäß a) Tricresylphosphat enthält.

3. Schmiermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Organopolysiloxan gemaß b) ein Phenylmethylpolysüoxan enthält.

4. Schmiermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Organopolysiloxan gemäß b) ein Mischpolymerisat aus Phenylmethylsiloxan- und Dimethylsiloxaneinheiten enthäi..

5. Schmiermittel gemäß Anspruch 1 _s dadurch gekennzeichnet, daß es als Phosphorsäureester gemäß ä.) Cresyldiphenylphosphat und als Organopolysiloxan gemäß b) ein Phenylmethylsiloxan-Dimethylsiloxan-Mischpolymerisat mit einem Anteil von etwa 50 Molprozent Phenylmethylsiloxaneinheiten enthält.

6. Schmiermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Phosphorsäureester

a) Tricresylphosphat und als Organopolysiloxan

b) ein Phenylmethylpolysüoxan enthält.

Tertiäre Ester der Orthophosphorsäure haben als Schmiermittel und Hydrauliköle steigende kommerzielle Bedeutung erlangt. So wurden Trialkylphosphate als Additive zur Verbesserung der Schmierfähigkeit von Polydimethylsiloxanschmiermitteln verwendet. Obwohl die Diaryl- und Triarylphosphate im allgemeinen Organopolysiloxanölen als unlöslich angesehen

gpy gehen

werden, wurden Gemische aus Tricresylphosphaten, aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmitteln und einem organischen Polysiloxan in der USA.-Patentschrift 2 467 178 als Penetrationsöle beschrieben. Der (RO)_SPO,

worin R Phenyl- oder Alkarylreste bedeutet, jedoch nicht mehr als einer der Reste R ein Phenylrest ist, und

b) 5 bis 40 Volumteilen eines flüssigen Organopolysiloxans, das mindestens 40 Molprozeßt Einheiten der allgemeinen Formel

R-(C₆H₅)SiO,

worin R' Alkylreste mit 1 bis 6 C-Atomen, Phenylreste oder Perfluoralkyläthylreste mit nicht mehr als 12 C-Atomen bedeutet, neben Einheiten der allgemeinen Formel

ZoSiO ₄-a

65 enthält, worin Z Hydroxylgruppen oder einwertige, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffreste bedeutet und α einen Wert von 2 oder 3 hat, bestehen.

Beispiele für Phosphorsäureester der definierten Art sind solche der Formeln

(CH₃C₆H₄O)₃P = O₁C₆H₅O (CH₃C₆H₄O)₂P = O, [(CH₃)AH₃O]₃P = O, (C₂H₅C₆H₄OLP = O
und [(CH₃)₂C₆H₃O]₂C₆HiOP = O.

Die mit diesen Phosphorsäureestern verträglichen Polysiloxane müssen definitionsgemäß mindestens 40 Molprozent Phenylsiloxaneinheiten enthalten; Beispiele hierfür sind Methylphenylsiloxan-, Äthylphenylsiloxan-, Hexylphenylsiloxan- und Diphenylsiloxaneinheiten. Außerdem können auch Perfluoralkyläthylsubstituenten mit nicht mehr als 12 C-Atomen an die Phenylsiloxaneinheiten gebunden sein. Beispiele für derartige Reste sind solche der Formeln CF/CH₂)₂-, C₂H₅(CH₂)₂-, C₃F₇CH₂CH₈- und so weiter bis Ci₀F₂₁CH₂CH₂-.

Beispiele für Reste Z in den Einheiten der Formel

Z₀SiO ₄-_o
2

sind einwertige Kohlenwasserstoffreste, wie Alkvireste.

aliphatisch ungesättigte Reste und Arylgruppen enthaltende Reste, wie Phenyl-, Tolyl-, Xenyl-, Naphthyl-, Benzyl- und 2-Phenylpropylreste. Z kann ferner einwertige halogeniert« Kohlenwasserstoffreste bedeuten, wie 3,3,3-Trifluorpropyl-, Chlorpropyl-, Bromhexyl-, Chlorallyl-, Dibromphenyl-, Chlorphenyl-, α,α,Λ-Trifluortolyl- und Chlorxenylreste.

Für die erfindungsgemäß beanspruchten Schmiermittel sind folgende Organopolysiloxane bevorzugt: Phenylmethylpolysiloxane und Phenylmethylsiloxan-Dimethylsiloxan-Mischpolymerisate. Die Organopolysiloxane können entweder lineare oder cyclische Polymere sein. So können beispielsweise als Komponente b) cyclische Hexamere aus Phenylmethylsiloxaneinheiten verwendet werden.

Die erfindungsgemäß beanspruchten Zusammensetzungen sind homogene Gemische, da die Phosphorsäureester und die Organopolysiloxane miteinander vollständig verträglich, d. h. vermischbar sind. Das steht in Kontrast zu Materialien außerhalb des definierten Bereichs, da beispielsweise Tricresylphosphat in Polydimethylsiloxan unlöslich ist und Tris-(6-chIoro-tolyl)-phosphat in einem Mischpolymerisat aus Phenylmethylsiloxan- und Dimethylsiloxaneinheiten im Molverhältnis 50: 50 nur geringfügig löslich ist.

Die erfindungsgemäß beanspruchten Schmiermittel zeichnen sich durch ausgezeichnete Schmierfähigkeit, geringe EntflammbarVeu und Korrosionsbeständigkeit aus. Auf Grund ihrer geringfügigen Kompressibilität sind sie besonders als Hydrauliköle geeignet.

Die Schmiermittel weisen einen breiten Viskositätsbereich auf, der von der Viskosität der Leiden Komponenten abhängt. Für den allgemeinen Gebrauch als Schmiermittel sind Viskositäten im Bereich von 100 bis 10 000cSt/25°C geeignet. Zusammensetzungen, die als Hydrauliköle Verwendung finden, haben im allgemeinen Viskositäten im Bereich von 20 bis 200cSt/25°C.

Die erfindungsgemäßen Schmiermittel können auch für Schmierfette verwendet werden, die die Phosphat-Polysiloxangemische als Grundöle enthalten. Die Fette enthalten ein Gemisch der flüssigen Zusammensetzung und eine zur Fettbildung ausreichende Merge eines Eindickungsmittels. Hierzu kann eine Vielzahl von üblichen Eindickungsmitteln oder Gelierungsmitteln verwendet werden, wie Metallsalze oder -seifen, z. B. Lithiumstearat, die in dem Grundöl in einer zur Fettbildung ausreichenden Menge dispergiert werden bis zur Erzielung der gewünschten Steifheit oder Konsistenz. Weitere Eindickungsmittel sind nichtseifenartige Mittel, oberflächenmodifizierte Tone und Siliciumdioxidarten, Arylharnstoffe, oleophiler Graphit, Polytetrafluoräthylen und Calciumkomplexverbindungen.

Im allgemeinen werden als Fetteindickungsmittel solche verwendet, die bei den geforderten Temperaturen der speziellen Anwendungsart sich nicht lösen oder schmelzen. Mit Ausnahme dieser Begrenzungsforderung können beliebige Materialien, die üblicherweise als Eindickungs- oder Gelierungsmittel bei der Fettformulierung Verwendung finden, auch für die Herstellung von Fetten auf Grundlage der erfindungsgemäßen Schmiermittel eingesetzt werden.

Beispiel 1

35 Volnmteile eines Mischpolymerisats aus Dimethylsiloxan- und Phenylmethylsiloxaneinheiten im Molverhältnis 50 : 50 mit einer Viskosität von 100 cSt/ 25°C wurden mit 65 Volumteilen eines Cresyldiphenyiphosphats mit einer Viskosität von 36 cSt/25 ⁰C unter kräftiger Bewegung bei Raumtemperatur bis zur Erzielung einer klaren Lösung vermischt (Zusammensetzung 1).

Zur Zusammensetzung 2 wurden 35 Volumteile eines Phenylmethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 50OcSt/25 ° C mit 65 Volumteilen Tricresylphosphat mit einer Viskosität von 58 cSt/25°C vermischt.

Lo Die Eigenschaften der beiden Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Spezifisches Gewicht

Brechungsindex

Oberflächenspannung (Dyn/cm)

Viskosität bei 25 ^z C (cSt)

Viskositätsindex

Kompressibilität bei 1410 ks/cm² (20 000psi)C/e)

Fließpunkt (⁰C)

Flammpunkt (⁰C)

Brennpunkt (⁰C)

°/₀ Gewichtsverlust nach
250 Stunden bei 177^CC

Zusammensetzung Nr. 1 I Nr. 2

1,147 1,537 28 54,7 125

4,94 -32 238 335

71

1,145 1,547 31

107

110

4,68 -29 238 346

75

Die Schmierclgenschaften der obengenannten Zusammensetzungen wurden mittels der 4-Kugelmethode auf einem Abnutzungsprüfgerät nach Roxanna bestimmt. Bei dieser Prüfung rotiert eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1,27 cm 30 Minuten lang um drei feststehende Kugeln von gleichem Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 1200 Umdrehungen pro Minute bei einer Temperatur .on 205°C unter einer Belastung von 20 kg. Nach dieser Zeitspanne werden Länge und Breite der Schrammen auf den feststehenden Kugeln gemessen und der Durchschnitt von

ίο 6 Messungen als Schrammendurchmesser angegeben. Je kleiner der Schrammendurchmesser, um so besser ist das Schmiermittel. Beide Zusammensetzungen ergaben nach diesem Test einen Schrammendurchmesser von 0,55 mm, weshalb sie als ausgezeichnete Schmiermittel eingestuft werden.

Beispiel 2

Unterschiedliche Mengen verschiedener Eindickungsmittel wurden mit der Phenylmethylsiloxan-Tricresylphosphat-Zusammensetzung 2 gemäß Beispiel 1 zur Bildung von Schmierfetten vermischt. Die Bestandteile wurden auf einem Dreiwalzenstuhl bis zur Erzielung einheitlicher Gemische vermischt. Die Fette enthielten folgende Mengen der einzelnen Bestandteile:

Fett A 48,3 Gewichtsprozent Polytetrafluoräthylen,

51,7 Gewichtsprozent der Zusammensetzung

Nr. 2 gemäß Beispiel 1; Fett B 25,0 Gewichtsprozent Siliciumdioxid,

75,0 Gewichtsprozent der Zusammensetzung

Nr. 2 gemäß Beispiel 1; Fett C 38,8 Gewichtsprozent Lithiumstearat,

61.2 Gewichtsprozent der Zusammensetzung Nr. 2 gemäß Beispiel 1;

Fett D 41,7 Gewichtsprozent Graphit,

58.3 Gewichtsprozent der Zusammensetzung Nr. 2 gemäß Beispiel 1.

Die Menge des zugesetzten Eindickungsmittels

betrug im allgemeinen 15 bis 60°/₀, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmischung. Die verwendeten Eindickungsmittel sind handelsübliche Produkte.
Die Eigenschaften der Schmierfette sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Diese physikalischen Eigenschaften demonstrieren die Eignung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Grundöle für Fettzusammensetzungen.

Fett	Ohne Verwalzen	Unbearbeitet	Bearbeitet	Tropfpunkt(°C)	% Verdampfungs verlust nach 22Std./205°C	% Ölabscheidung nach 3OStd./15O;
A B C D	294 294 286 290	297 286 301 286	297 294 301 294	242 250 243 250	0,5 0,8 1,5 0,8	2,7 keine 8,6 2,6

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schmiermittel, bestehend im wesentlichen aus

a) 60 bis 95 Volumteilen eines Phosphorsäureesters der allgemeinen Formel

(RO)₃PO,

worin R Phenyl- oder Alkarylreste bedeutet, jedoch nicht mehr als einer der Reste R ein Phenylrest ist, und

b) 5 bis 40 Volumteilen eines flüssigen Organopolysiloxans, das mindestens 40 Molprozent Einheiten der allgemeinen Formel