DE2012128C3 - Schmiermittel - Google Patents

Schmiermittel

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DE2012128C3
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Description

Z0SiO40 3S
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 Phenylmethyipolysiloxan enthält.
4. Schmiermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Organopolysiloxan gemäß b) ein Mischpolymerisat aus Phenylmethylsiloxan- und Dimethylsiloxaneinheiten enthält.
5. Schmiermittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Phosphorsäureester gemäß a) Cresyldiphenylphosphat und als Organopolysiloxan gemäß b) ein Phenylmethylsiloxan-Dimethylsiloxan-Mischpoiymerisat 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 Phenylmethyipolysiloxan enthält.
USA -Patentschrift 2 618 600 ist zu entnehmen, daß die Unlöslichkeit von Monoalkyldiarylphosphaten m Organopolvsilcxanölen durch Zugabe vor Tnalkylphosphat behoben werden kann, das als Losungsvermittler wirkt. Alle zur Zeit bekannten Schmiermittel auf Organopolysiloxangrundlage mit Tnary]-phosphatzusätzen enthalten demnach auch einen Lösungsv emittier oder ein Lösungsmittel
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bestimmte Organopolvsiloxane in bestimmten Tnarylphosphaten vollständig löslich sind, so daß hieraus Gemische hergestellt werden können, die frei \on Lösungsmitteln oder Lösungsvermittlern sind.
Erfindungsgemäß werden daher Schmiermittel beansprucht, die im wesentlichen aus
a) 60 bis 95 Volumteilen eines Phosphorsäureester der allgemeinen Formel
(RO)3PO,
worin R Phenyl- oder Alkarylreste bedeutet, jedoch nicht mehr ah einer der Reste R ein Phenylrest ist. und
b) 5 bis 40 Volumteilen eines flüssigen OrganopoU-siloxans, das mindestens 40 Molprozent Einhei-.cn der allgemeinen Formel
R-(C6H5)SiO,
worin R' Alkylreste mit 1 bis 6 C-Atomen, Pher-.i-
reste oder Perfiuoraikyläthyireste mit nicht m
als 12 C-Atomen bedeutet,
allgemeinen Formel
ZaSiO i-a
neben Einheiten
55
Tertiäre Ester der Orthophosphorsäure haben als Schmiermittel und Hydrauliköle steigende kommerzielle Bedeutung erlangt. So wurden Trialkyiphosphate als Additive zur Verbesserung der Schmierfähigkeit von Polydimethylsiloxanschmiermitteln verwendet. Obwohl die Diaryl- und Triarylphosphate im allgemeinen in Organopolysiloxanölen als unlöslich angesehen werden, wurden Gemische aus Tricresylphosphaten, aromatischen Kohlenwassersiofflösungsmitteln und einem organischen Polysiloxan in der USA.-Patentschrift 2 467 178 als Penetrationsöle beschrieben. Der enthält, worin Z Hydroxylgruppen oder einwertige, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffreste bedeutet und α einen Wert von 2 oder 3 hai, bestehen.
Beispiele für Phosphorsäureester der definierten Art sind solche der Formeln
(CH3C6H4O)3P - 0,C6H5O (CH3C6H4O)2P = O, [(CH3)X6H3O]3P - O. (C2H5C6H4O)3P = O
und [(CH3)X8H3O]2C6H5OP = O.
Die mit diesen Phosphorsäureestern verträglichen Polysiloxane müssen definitionsgemäß mindestens 40Molprozent Phenylsiloxaneinheiten enthalten; Beispiele hierfür sindMethylphenylsiloxan-, Äthylphenylsiloxan-, Hexylphenylsiloxan- und Diphenylsiloxaneinheiten. Außerdem können auch Perfluoralkyläthylsubstituenten mit nicht mehr als 12 C-Atomen an die Phenylsiloxaneinheiten gebunden sein. Seispiele für derartige Reste sind solche der Formeln CF3(CH2)2-, r, C3FXH2CHo- und so weiter bis
IuF21CH2CH2-.
Beispiele für Reste Z in den Einheiten der Formel
sind einwertige Kohlenwasserstoffreste, wie Alkylrests,
aliphatisch ungesättigte Reste und Arylgruppen enthaltende Reste, wie Phenyl-, Tolyl-, Xenyl-, Naphthyl-, Benzyl- und 2-PhenyIpropylreste. Z kann ferner einwertige halogenierte Kohlenwasserstoffreste bedeuten, »ie 3,3,3-Trifluorpropyl-, Chlorpropyl-, Bromhexyl-, Chlorallyl-, Dibromphenyl-, Chlorphenyl-, \,\,\-Tri-■ uortolyi- und Chlorxenylreste.
Für die erfindungsgemäß beanspruchten Schmiermittel sind folgende Organopolysibxane bevorzugt: Phenylmethylpolysiloxane und Phenylmethylsiloxan-Dimethylsiloxan-Mischpolymerisate. Die Organopolytiloxane können entweder lineare oder cyclische Polymere sein. So können beispielsweise als Komponente b) cyclische Hexamere aus Ph:nylmethylsi!oxaneinheiiien 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 definerten Bereichs, da beispielsweise Tncres;.!phosphat in Pol>dimethylsiloxan unlöslich ist und Tris-(6-chIoro-tolyl)-phosphat in einem Mischpolymerisat aus Phenylmethylsiloxan- und Dimethylsiloxaneinheken im Moherhältnis 50: 50 nur geringfügig löslich ist.
Die erfindungsgemäß beanspruchter. Schmiermittel zeichnen sich durch ausgezeichnete Schmierfähigkeit, geringe Entflammbarkeit 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 beiden Komponenten abhängt. Für den allgemeinen Gebrauch als Schmiermittel sind Viskositäten im Bereich \on 100 bis 10000 cSt/25°C geeignet. Zusammensetzungen, die als Hydrauliköle Verwendung finden, haben im iilleemeinen Viskositäten im Bereich von 20 bis 200 cSt/25' C.
Die erfindungsgemäßen Schmiermittel können auch für Schmierfette verwendet werden, die die Phosphat- ^0 Polysiloxangemische als Grundöle enthalten. Die Fette enthalten ein Gemisch der flüssigen Zusammensetzung und eine zur Fettbildung ausreichende Menge eines Eindickungsmittel. Hierzu kann eine Vielzahl \nn üblichen Eindickungsmittel oder Geüerungsmnteln 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 KDnsistenz. Weitere Eindickungsmittel sind nichtseifenartige Mittel, oberflächenmodifizierte Tone und Siliciumdioxidarten, Arylharnstoffe, oleophiler Graphit, Polytetrafluorethylen und Calciumkomplexverbindungen.
Im allgemeinen werden als Fetteindickungsmittel solche verwendet, die bei den gefordeiten Temperaturen der speziellen Anwendungsart sich nicht lösen oder schmelzen. Mit Ausnahme dieser Begrenzungsforderung können beliebige Materialien, die üblicherweise als Eindickungs- oder Gelierungsmiltcl bei der Fettformulierung Verwendung finden, auch für die Herstellung von Fetten auf Grundlage der erfindungsgemäßen Schmiermittel eingesetzt werden.
B e i s ρ i e 1 1 ,
35 Volumteile eines Mischpolymerisats aus Dimethylsiloxan- und Phenylmethylsiloxaneinheiten im Mol verhältnis 50: 50 mit einer Viskosität von 100 cSt' 255C wurden mit 65 Volumteilen eines Cresyldiphenyiphosphats mit einer Viskosität von 36 cSt/25 C unter kräftiger Bewegung bei Raumtemperatur bis zur Erzielung einer klaren Lösung vermischt (Zusammen-Setzung 1).
Zur Zusammensetzung 2 wurden 35 Volumteile eines Phenylmethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 5OOcSt/25:C mit 65 Volumteilen Tricresylphosphat mit einer Viskosität von 58 cSt 25°C vermischt.
Die Eigenschaften der beiden Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Spezifisches Gewicht
Brechungsindex
Oberflächenspannung (Dyn/cm)
Viskosität bei 25 C (cSt)
Viskositätsindex
Kompressibilität bei 1410 ke.cirr
(2G000psi)<n 0) ~...
Fließpunkt ( Ci
Flammpunkt ( C)
Brennpunkt ( C)
0 ο Gewichtsverlust nach
250 Stunden bei 177 C
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 Schmiereigenschaften der obengenannten Zusammensetzunoen wurden mittels der 4-Kugelmethode auf einem Abnutzungsprüfgerät nach Roxanna bestimmt. Bei dieser Prüfung rotiert eine Stahlkugel mit einem Durchmesser son 1.27 cm 30 Minuten lang um drei feststehende Kugeln von gleichem Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 1200 Umdrehungen pro Minute bei einer Temperatur von 205 C unter einer Belastung \on 20 kg. Nach dieser Zeitspanne werden Länge und Breite der Schrammen auf den feststehenden Kugeln gemessen und der Durchschnitt von 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
51,7 Gewichtsprozent
Nr. 2 gemäß Beispiel I
Fett B 25.0 Gewichtsprozent
75,0 Gewichtsprozent
Nr. 2 gemäß Beispiel 1
iett C 38,8 Gewichtsprozent
61.2 Gewichtsprozent
Nr. 2 gemäß Beispiel 1
Fett D 41,7 Gewichtsprozent
58.3 Gewichtsprozent
Nr. 2 gemäß Beispiel '.
Polytetrafluorethylen, der 2!usammensetzung
Siliciumdioxid,
der Zusammensetzung
Lithiumstearat.
der Zusammensetzung
Graphit.
der Zusammensetzung
Die Men,ic des zugesetzten Eindickungsmittels
betrug im allgemeinen 15 bis 60°/0, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmischung. Die verwendeten Eindickungsmittel sind handelsüblich·; Produkte.
Die Eigenschaften der Schmierfette sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Diese physikalischen Eigenschaften demonstrieren die Eignung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Grundole fur Fettzusammensetzungen.
Fett
A
B
C
D
Ohne Verwalzen
294
294
286
290
Unbearbeitet
297 286 301 286
Bearbeitet
297 294 301 294 Tropfpunkt(°C)
242 250 243 250
0Z0 Verdampfungs-
verlust nach
22 Std./2O5°C
0,5 0,8
1,5 0,8
% Ölabscheidung nach3OStd./15O
2,7 keine 8,6 2.6

Claims (1)

012 Patentansprüche:
1. Schmiermittel, bestehend im wesentlichen aus
a) 60 bis 95 Volumteilen eines Phosphorsäureesters der allgemeinen Formel
(RO)3PO,
10
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
R'(C6H5)SiO.
worin R' Alkylreste mit 1 bis 6 C-Atomen, Phenylreste udei Perfluuralk>iälh>lrcbte mit nicht mehr als 12 C-Atomen bedeutet, neben Einheiten der allgemeinen Formel
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