DE2014893C3

DE2014893C3 - Graphit-Metall-Mischungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE2014893C3
Application number: DE2014893A
Authority: DE
Inventors: Charles John Shepperton Middlesex Geach; Aleksander Jerzy Groszek; Rodney Ernest Witheridge
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1969-03-31
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1979-06-07
Also published as: NL166719B; DK143200C; IE34627L; NL7003688A; DE2014893B2; FR2036002B1; NL166719C; DE2014893A1; JPS4946125B1; AT302516B; FR2036002A1; BE748231A; ZA701542B; CH543579A; DK143200B; US3629107A; GB1292818A; IE34627B1; SE361678B; NO138095C

Description

40

Oleophiler Graphit wird beispielsweise in der GB-PS 11 68 785 und in den FR-OSen 69 04 217 und v, 831 beschrieben. Seine Verwendung in Schmiermitteln wird z.B. in der GB-PS 11 68784 und der US-PS 33 84 583 geschildert.

Bekannt ist weiterhin die gemeinsame Verwendung von feinsten Metallpulvern, vorzugsweise weichen Metallen, wie Blei, zusammen mit Graphit als Zuschlag zu Schmiermitteln oder in festen Verbundwerkstoffen mit selbstschmierenden Eigenschaften, siehe hierzu beispielsweise DE-PS 7 32 439, OE-PS 1 65 870, US-PS 34 23 315 und BE-PS 5 70 372. Bekannt ist « schließlich auch die Verwendung von besonders harten Metallkörpern einer Teilchengröße von 1 bis 20 μ aus den Metallen der Eisengruppe und/oder Silicium und seinen Verbindungen in Schmiermitteln, um hierdurch die Schmiermittelwirkung zu verbessern, bo siehe DE-PS 9 61 914.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Graphit-Metall-Mischungen mit verbesserten Schmiereigen^ schäften zur Verfügung zu stellen, die sowohl in festen Verbundwerkstoffen als auch als Zuschlagsstoff in Schmiermitteln vorliegen können und hier verbesserte Schmiereigenschaften und gewürischtenfalls auch brauchbare Vefdickungseigertschaflen entwickeln.

Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend in einer ersten Ausführungsform Graphit-Metall-Mischungen mit einer Oberfläche von mindestens 5 nr/g, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus 1) oleophilem Graphit und 2) Metallen der Gruppen IB, 2 B, 3, 4, 5 des periodischen Systems der Elemente oder Obergangsmetallen bestehen, wobei für das jeweilige Gemisch das Verhältnis der Adsorptionswärme von n-Dotriacontan aus n-Heptan zur Adsorptionswärme von n-Butanol aus n-Heptan mindestens 3,5 : 1 beträgt

Die Adsorptionswärme kann mit einem Strömungs-Mikrokalorimeter gemessen werden, wie in Chemistry and Industry vom 20.3.1965, Seiten 482-489, beschrieben.

Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von innig vermischtem Graphit und Metall bzw. entsprechenden 7eststoffgemischen der zuvor geschilderten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Metall zusammen mit natürlichem oder synthetischem Graphit in einer im wesentlichen mit einer organischen Mahlfiüssigkeit gefüllten Mahlkammer vermählt, bis die Graphit-Metall-Mischung eine Oberfläche von wenigstens 5 m²/g erreicht hat und gegebenenfalls anschließend die organische Mahlflüssigkeit entfernt.

Besonders bevorzugte Metalle sind Kupfer, Zink, Aluminium, Zinn, Blei, Antimon, Eisen, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle. Zu den geeigneten Legierungen gehören Messing und Stahl.

Die Erfindung umfaßt ferner Schmiermittel, die ein mineralisches oder synthetisches Grundöl und ein Gemisch aus oleophilem Graphit und Metall enthalten. In die Erfindung fallen auch feste Verbundwerkstoffe, die aus einem oleophilen Graphit in inniger Mischung mit einem der genannten Metalle bestehen.

Das Metall ist im Graphit-Metall-Gemisch vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 15 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Graphit und Metall, vorhanden.

Das Mahlen wird unter Ausschluß von Luft durchgeführt. Dies läßt sich sehr leicht durch Füllen der Mahlkammer mit der organischen Mahlflüssigkeit erreichen.

Bei einer möglichen Methode des Mahlens werden die Mahlflüssigkeit und das Metall-Graphit-Gemisch kontinuierlich durch die Mahlkammer umgewälzt, die ständig mit der Mahlfiüssigkeit im wesentlichen gefüllt gehalten wird, wobei dafür Sorg- getragen wird, daß keine Luft in der Mahlkammer eingeschlossen wir.¹

Zur Herstelling der innigen Gemische von oleophilem Graphit und Metall kann ein Gemisch aus natürlichem oder synthetischem Graphit und Metall vor dem Mahlen hergestellt werden, oder natürlicher oder synthetischer Graphit und das Metall können getrennt in die Mahlkammer gegeben werden, wobei die Vermischung während des Mahlens stattfindet.

Die erfindungsgemäßen Gemische aus oleophilem Graphit und Metall eignen sich z.ur Herstellung von festen Werkstoffen, Zur Herstellung von festen Werk^ stoffen wird das Gemisch aus oleophilem Graphit und Metall vorzugsweise unter einem Druck von mehr als 700 kg/cm* in einer üblichen Presse gepreßt. Die gebildeten kaltgepreßten Preßlinge können zur Steigerung ihrer mechanischen Festigkeit erhitzt werden, Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bei

Verwendung von Metallen von niedrigem Schmelzpunkt, z.B. Blei, die kaltgepreßten Preßlinge, deren physikalische Eigenschaften durch Erhitzen verbessert werden sollen, in einer inerten Atmosphäre auf Temperaturen erhitzt werden können, die über dem Schmelzpunkt des Metalls liegen, ohne daß Schmelzen, ein Abbau oder Formänderungen stattfinden. Die Preßlinge, die dieser Wärmebehandlung unterworfen worden sind, haben eine erhöhte mechanische Festigkeit im Vergleich zu den ursprünglichen kaltgepreßten Preßlingen.

Metalle und Legierungen, die als Lagerwerkstoffe verwendet werden können, sind für die Herstellung der Schmiermittel und Preßlinge, die als LagerwerkstolTe verwendet werden sollen, besonders geeignet

Besonders bevorzugt als Metall wird Blei. Die Preßlinge, die aus innigen Gemischen von Blei und oleophilem Graphit nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden, enthalten vorzugsweise 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 75 bis 85 Gew.-% Blei.

Es wurde überiiischenderweise gefunden, daß ein Preßling, der 80% Blei und 20% oleophilen Graphit enthält und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt worden ist, an der Luft auf eine Temperatur über 350^rC erhitzt werden kann, wobei nur eine geringe Oxydation der Komponenten stattfindet.

Gute Metall-Graphit-Gemische können durch Mahlen in den meisten organischen Flüssigkeiten hergestellt werden, jedoch wird zweckmäßig eine organische Flüssigkeit verwendet die zum größten Teil leicht aus dem Graphit-Metall-Gemisch entfernt werden kann. Bevorzugt werden daher Flüssigkeiten, die unter 500°C sieden und eine Viskosität von weniger als 60OcS bei 38' C hüben. Flüssigkeiten, die eine Oberflächenspannung unter 72 Dyn/cni, vorzugsweise von 10 bis 40Dyn/cm bei 25 C haben, we.den bevorzugt. Die Flüssigkeiten haben vorzugsweise eine Viskosität von weniger als 30 cS bei 38 C.

Als organische Flüssigkeiten eignen sich niedrigmolekulare Kohlenwasserstoffe einschließlich der ge- radkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen, der gesättigten oder ungesättigten, substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen und der substituierten oder unsubstituierten aromatischen Verbindungen. Beispiele solcher Verbindungen sind n-Heptan, Octen-2,2,2,4-Trimethylpentan, Cyclohexan, Benzol und Toluol. Besonders bevorzugt werden verzweigte Alkylverbindungen. Weiterhin eignen sich als organische Flüssigkeiten Verbindungen, die Fluor, Chlor oder Phosphor und Chlor enthalten, z. B. Tetrachlorkohlenstoff. Als weitere geeignete organische Flüssigkeiten kommen die polaren Sauerstoffverbindungen in Frage, z. B. Isopropylalkohol. Auch flüssige Silicone können verwendet werden.

Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte die Menge des Graphits und Metalls im Gemisch aus Graphit, Metall und organischer Flüssigkeit 50Gew.-% nicht überschreiten. Vorzugsweise sollte sie 2 bis 20 Gew.-% betragen.

Das Mahlen kann in jeder geeigneten Mühle oder Vorrichtung erfolgen und wird vorzugsweise so lange vorgenommen, bis ein Metall-Graphit-Gemisch gebildet worden ist, das eine (durch Stickstoffadsorptioli bestimmte) Oberfläche Von wenigstens 20, Vorzugsweise von 30 bis 800 mVg hat. Dies kann gewöhnlich durch Mahlen bei normalen Temperaturen während der erforderlichen Dauer erreicht werden, jedoch kann die Temperatur des Gemisches gegebenenfalls künstlich beispielsweise auf400°C erhöht werden. In diesem Fall können Flüssigkeiten mit einer Viskosität bis 600 cS bei 38°C, beispielsweise Mineralschmieröle vom Spindelöl bis zu den »Brightstocks« verwendet /erden. Eine der schnellsten und wirksamsten Methoden besteht darin, daß zum Mahlen eine Kugelschwingmühle verwendet wird.

Es ist zweckmäßig, während des Mahlvorganges die Luft möglichst weitgehend auszuschließen. Dies läßt sich am leichtesten erreichen, indem man in die Mühle zuerst die organische Flüssigkeit, dann die Kugeln, den Graphit und das Metall einfüllt Nach einer geeigneten Arbeitsweise gibt man in die Mühle zuerst die Flüssigkeit, dann die Hälfte der Kugeln, anschließend den Graphit und das Metall und zum Schluß den Rest der Kugeln.

Bei Verwendung einer Kugelmühle ist es natürlich zweckmäßig, Kugeln aus einem Werkstoff zu verwenden, der mit dem Graphit oder Metall nicht reagiert und sich während des Mahlens nicht übermäßig abnutzt. Kugelschwingmühlen enthalten gewöhnlich Stahlkugeln, die sich auch für die Zwecke der Erfindung eignen. Vorzugsweise wird ein harter Stahltyp für die Kugeln verwendet

Ein Magnetfilter kann zur Entfernung von kleinen Stahlteilchen aus der Aufschlämmung verwendet werden, wenn das verwende -e Metall nicht ferromagnetisch ist Ein Umwälzsystem kann auch verwendet werden, bei dem die Aufschlämmung durch ein außen angeordnetes Magnetfilter gepumpt und dann in die Mühle zurückgeführt wird.

Geeignet ist eine Kugelschwingmühle. Der Mahleffekt wird durch den Aufprall der Kugeln auf das Material in der Mühle und durch den Aufprall der Kugeln gegeneinander hervorgebracht.

Die Schwingamplitude sollte vorzugsweise wenigstens 2 mm und die Schwingfrequenz wenigstens 1000 Zyklen/Minute betragen. Besonders bevorzugt wird eine Schwingamplitude von wenigstens 3 mm und eine Schwingfrequenz von wenigstens 1500 Zyklen/Minute.

Die Aufschlämmung aus Graphit und Metall kann durch Sieben oder durch Verdrängung durch eine andere Flüssigkeit und durch Sieben von den Kugeln abgetrennt werden. Bei Verwendung einer verhältnismäßig hochsiedenden organischen Flüssigkeit zum Mahlen wird diese Flüssigkeit vorzugsweise durch eine niedrigsiedende Flüssigkeit verdrängt. Diese Flüssigkeit kann durch Sieden aus der Aufschlämmung entfernt werden. Vorzugsweise läßt man hierbei das Gemisch kräftig sieden.

Es ist ferner möglich, die Aufschlämmung zu nitrieren, wobei das Metall-Graphit-Gemisch als Filterkuchen erhalten wird. In jedem Fall werden vorzugsweise die letzten Spuren des Lösungsmittels entfernt, indem der Filterkuchen einige Stunden in einem Vakuum-Wärmeschrank beispielsweise bei 100 C und 1 mm Hg gehalten wird.

Sauerstoff, der im ungemahlenen Material oder in der Mahlkammer vorhanden ist, kann die Neigung haben, sich mit den Metallen unter Bildung von Oxyden, insbesondere niederer Oxyde, zu verbinden. Die Erfindung umfaßt somit Gemische, die mit geringen Mengen solcher Oxyde verunreinigt sind.

Die Gemische aus oleophilem Graphit Und Metall haben Schmiereigenschaften und können in Schmieröl-Grundölen sehr stabile Dispersionen bilden. Die

Dispersion enthält vorzugsweise wenigstens 1 Gew.-% des Gemisches aus oleophilem Graphit und Metall.

Als Mineralöle eignen sich raffinierte, aus Erdöl erhaltene Mineralöle, z. B. solche, die bei 99 C eine Viskosität im Bereich von 2 bis 5OcS, vorzugsweise von 4 bis 40 cS haben.

Zu den synthetischen Schmierölen gehören organische Ester, Polyglykoläiher, Polyphenyläther, fluorierte Kohlenwasserstoffe, Silicatester, Siliconöle und deren Gemische. Die wichtigste Klasse von Syntheseölen bilden die organischen flüssigen Polyester, insbesondere die neutralen Polyester, deren Viskosität bei 99"C im Bereich von 1 bis 30 cS liegt. Der Ausdruck »Polyester« diem zur Bezeichnung von Estern, die wenigstens zwei Esterbindungen im Molekül enihalten. Der Ausdruck »neutral« dient zur Bezeichnung eines vollständig veresterten Produkts. Beispiele von geeigneten Polyestern sind die flüssigen Diester von aliphatischen Dicarbonsäuren und einwertigen Alkoholen (z. B. Dioctylsebacat, Octylnonylsebacat und die entsprechender! Azeiate und Adipate;, flüssige Diester von aliphatischen Dicarbonsäuren und Phenolen (z. B. die in den britischen Patentschriften 10 59 955,

10 58 906, 1044550 und 1044 883 beschriebenen) una komplexere Polyester (z. B. die in den britischen Patentschriften 6 66 697, 7 43 571, 7 80 034, 8 61962, 9 33 721, 9 71 901 und 9 86 068 sowie die in der DE-OS 15 94 350 beschriebenen).

Die Gemische aus oleophilem Graphit und Metall haben ferner die Fähigkeit, Öle zu Fetten zu verdicken. Die Menge des Gemisches aus oleophilem Graphit und Metall, die erforderlich ist, um das Grundöl zu einem Fett einzudicken, hängt von der Art des Öls und der erforderlichen Konsistenz des Fettes ab. Für die meisten Zwecke wird eine Menge bis 50 Gew.-%, bezogen auf das endgültige Fett, verwendet. Es ist jedoch bemerkenswert, daß das Gemisch aus oleophilem Graphit und Metall bereits in Konzentrationen von nur 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das endgültige Fett, Öle zu Fetten mit sehr guten Eigenschaften zu verdicken vermag. Dies ist der bevorzugte Konzentrationsbereich. In gewissen Fällen macht diese Menge nur 3 Vol.-% aus.

Es wird angenommen, daß die Fähigkeit zum Eindicken von Schmierölen zu Fetten vom Volumen des Eindickungsmittel im Grundöl abhängt. Es ist sehr überraschend, daß ein sehr geringes Volumen der Stoffgemische gemäß der Erfindung, z. B. weniger als 5 Vol.-%, Öle zu Fetten einzudicken vermögen. In gewissen Fällen genügen bereits 3 Vol.-%, bezogen auf das Fett, zur Eindickung des Öls zu einem Fett.

Die Fate können nach beliebigen Verfahren hergestellt werden, die in der britischen Patentschrift

11 68 784 beschrieben sind.

Beispiel 1

Fine Rciiic von Blei-Graphit-Gemischen wurde durch Mahlen eines Gemisches von Blei und Graphit in einer Kugelschwingmuhle hergestellt. Zum Mahlen wurde eine Kugelschwingmuhle verwendet Bei der verwendeten Ausfuhrungsform bestanden die Manlräume aus Stahlzyliindern von 32 mm Innendurchmesser und 38 cm Länge, die mit Stahlkugeln von 6,4 mm Durchmesser fast gefüllt waren. Die Mühle war mit einem Ά-PS-EIektromotor versehen. Die Schwingung konnte von 1 bis 5 mm eingestellt werden. Im Betrieb wurde jeder Zylinder vollständig mit

ίο n-Heptan gefüllt Dann wurden die Stahlkugeln und 25 bis 80 g Graphit und Blei zugesetzt so daß der Ausschluß der Luft sichergesteüt war. Hierbei blieben etwa 150 bis 200 ml n-Heptan in jedem Zylinder Die Enden wurden dann mit Metallkappen verschlossen, die mit Unterlegscheiben aus Gummi versehen waren, worauf gemahlen wurde. Nach dem Mahlen wurde der Inhalt der Zylinder in Siebe gegeben, die die Kugeln zurückhielten, worauf das n-Heptan vom Gemisch aus oleophilem Graphit und Metall schnell abgedampft wurde.

Das Blei-Graphit-Gemisch wurae 8 Stunden bei einer Schwingamplitude von 4 mm und einer Schwingfrequenz von 3000 Zyklen/Minute gemahlen. Das gemahlene Gemisch wurde von den Kugeln abgetrennt und getrocknet Seine Eigenschaften sind nachstehend in Taoelle 1 genannt.

Tabelle 1

Blei im

Graphit

Gew.-%

BET-Ober- Adsorptionswärme aus n-Heptan
fläche,

Cal/g Gesamtfeststoff Cal/g
Graphit

n-Butanol

m²/g

n-C₃₂

H-C₃₂

97,5

100	1,40	0,07	1,40
89	1,19		1,49
-	0,85	0,07	1,42
48	0,74	0,11	1,85
26	0,70	0,06	3,50
16	0,22	0,07	2,20

0,02

0,86

Die getrockneten Pulver wurden unter einem Druck von 1760 kg/cm² kalt gepreßt, wobei harte Preßlinge erhalten wurden, deren Dichten und Verschleißwerte gemessen wurden. D'er Verschleißwert wurde mit dem Prüfgerät mit Stift und Scheibe gemessen. Die Preßlinge wurden ferner unter Stickstoff auf 350"C erhitzt. Die Dichte und die Verschleißwerte wurden ebenso wie bei den nicht erhitzten Preßlingen trmittelt Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 2 genannt. Bei dem Prüfgerät mit Stift und Scheibe betrug die Belastung 3 kg und die Gleitgeschwindigkeit 108 cm/Sekunde.

Tabelle 2	Dichte	Dichte	Verschleißwerte	Verschleißwerte
% Blei im	nach dem	nach dem	kaltgepreßt	nach dem Erhitzen
Preßling	Kaltpressen	Erhitzen	k X 10'¹³	kx 10"¹³
	g/cm³		cm'V'crrT¹ R	cm'V'cni"¹ R
	1,97	1,90	3,5	0,7
20	2.17	1,96	3,2 68	1,0 65
40

	7	20	14 893	-	8	-
Fortsetzung				79		-
% Blei im Preßling	Dichte nach dem Kalipressen g/cm³	Dichte nach dem Erhitzen		86		82
60	3,14	-		72		-
75	-	3,92	Verschleißwerte kaltgepreßt k X IO'¹³ cm'V'cm"¹ R	-	Verschleißwerle nach dem Erhitzen kX 10"^l3 cm~³g 'cm"¹ R	85
80	3,91	3,73	-	-
.85	5,7	-	8,1	0,5
90	5,32	5,23	3,8	1,9
7,6	-
3,6	4,9

^uelsP'^e[z 20 Tabelle

Eine Reihe von pulverförmigen Gemischen von Zinn

und Graphit wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene % zinn Weise unter Verwendung von Zinn an Stelle von Blei hergestellt. Die Adsorptionswärme dieser Pulver ist nachstehend in Tabelle 3 angegeben. 25 _.

Druck 2882 kg/cm²

Dichte R-

Härte

Tabelle 3

Zinn im BET-Ober-Graphit, fläche,
Gew.-% m²/g

1,68

20 1.R4

2,25

60 2,66

cal/g, GesamtfeslstolT cal/g 80 3,83

Adsorptionswärme aus h-Heptan

cal/g Graphit Druck 4570 kg/cm²

Dichte R-

Härte

53	1,73
60	1,90
65	2,28
67	2,71
78	3,80

62 65 67 69

n-C₃₂

n-ButanoI

0
10
26
40
60
70
80
90

ca. 100

119

105

84

66

52

36

17

1,4

2,04

1,56

1,20

0,69

0,35

0,48

0,40

0,14 0,14 0,13 0,06 0,06 0,09 0,05

1,4

2,26

1,96

2,00

1,72

1,15

2,39

4,00 Beispie! 3

Eine Reihe von Graphit-Zink-Gemischen wurde auf

die in Beispiel 1 beschriebene Weise unter Verwendung von Zink an Stelle von Blei hergestellt. Die Adsorptionswärme dieser Pulver ist nachstehend in Tabelle

angegeben.

Tabelle

Preßlinge wurden aus diesen Pulvern durch Kaltpressen bei zwei verschiedenen Drücken hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle4 genannt.

Tabelle 4

⁴⁵ Zink im
Gemisch,
Gew.-%

50

% Zinn Druck 2882 kg/cm²

Dichte

R-Härte

Druck 4570 kg/cm Dichte

R-Härte

10	1,73
20	1,90
40	2,36
60	3,04
80	4,23
90	5,08

56	1,81
60	1,97
65	2,40
72	3,11
80	4,26
81	5,19

64 69 76 83 80 BET-Oberfläche
des Graphits,
m²/g»)

Adsorptionswärme aus n-Heptan

cal/g Gesamtfeststoff

n-ButanoI

10 30 40 80 90

1,78

83
0,54
0,54

0,48

0,095
0,063
0,054

*) Bestimmt durch ^-Adsorption.

eo

Beispiel 4

cal/g Graphit

n-C₃₂

1,98

1,37 2,71 5,44

Eine Reihe von Eisen-Graphit-Gemischen wurde Einige dieser Proben wurden unter Stickstoff 90 Mi- 65 auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise unter Verwendung von Eisen an Stelle von Blei hergestellt. Die Adsorptionswärme und die Oberfläche wurden

nuten bei 250⁰C gehalten. (Zinn hai einen Schmelzpunkt von 232°C.) Die Eigenschaften dieser Preßlinge sind in Tabelle 5 genannt

gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 genannt

Tabelle 7 Tabelle 8

Gew.-%
Eisen
im
Gemisch

BET-Obernäche,
m²/g
Graphit*)

Adsorptionswärme aus n-Heptan

cal/g GesamtfeslslofT

n-BulanoI

cal/g Graphit

n-C₃₂

160

120

1,67
1,49
1,40
0,92
0,53
0,16
0,075

0,048 0,072 0,072 0,056 0,045 0,017 0,010

1,86 1,86 2,34 2,30 2,64 1,57 1,50

*) Bestimmt durch Nj-Adsorption.

Beispiel 5

Eine Reihe von Küpfer-Graphit-Gemischen wurde auf die in Beispiel 1 geschriebene Weise unter Verwendung von Kupfer an Stelle von Blei hergestellt. Die Adsorptionswärme und die Oberflächen wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 genannt. Gew.-%
Kupfer
im
Gemisch

BET-Ober- Adsorptionswärme aus n-Heptan

fläche,

m²/g cal/g GcsamtfeststolT

Graphit*)

n-Butanol

cal/g Graphit

n-0,2

20
40
60
80
90
I* 95

20 131
136
160
142
130

1,67
1,61
1,36
0,81
0,21
0.19
0,08

0,065 0,063 0,066 0,054 0,030 0,026 0,023

1,86

2,01

2,27

2,02

1,587

1,90

1,68

*) Bestimmt durch ^-Adsorption.
Beispiel 6

Schmierfette wurden hergestellt, indeir. einige· der gemäß Beispiel 1 bis 5 hergestellten ivtetall-Graphit-Gemische in einem Schmieröl-Grundöl dispergiert wurden, das eine Redwood 1-Viskosität von 160 Sekunden bei 60 C und einen Viskositätsindex von 95 hatte.

Ferner wurden Graphit-Metall-Gemischej die Nickel und Antimon enthielten, auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt. Die Zusammensetzung der Fette und die Ergebnisse ihrer Prüfung sind nachstehend in Tabelle 9 genannt

Tabelle 9	Zusammensetzung des	Ruh	Walk	DTD-
Konzentration	Eindickungsmittels	penetration	penetration,	Aus-
des Eindickungs			60 Hübe	bluten
mittels		mm	mm
Gew.-%	100% Graphit		309	5,6
17,5	40% Sb 60% Graphit	256	302	3,8
17,5	40% Sn 60% Graphit	279	335	5,4
17,5	40% Zn 60% Graphit	276	320	5,4
17,5	20% Zn 80% Graphit	290	298	3,8
17,5	20% Ni 80% Graphit	306	317	5,3
17,5	20% Fe 80% Graphit	302	317	5,2
17,5	20% Cu 80% Graphit	313	328	6,2
17,5	20% Sn 80% Graphit	211	264	1,1
17,5	20% Pb 80% Graphit		245	0
17,5	60% Pb 40% Graphit	298	313	5,4
25

Das Fett das 25 Gew.-% eines aus 60% Blei und40% Graphit bestehenden Eindickungsmittels enthielt enthieltst Vol.-% Eindickungsmittel. Im Fett, das 17,5 Gew.-% des aus 20% Blei und 80% Graphit bestehenden Eindickungsmittel enthielt betrug das Volumen des Eindickungsmittels 4,5%.

Tabelle 10

Einige der Schmierfette wurden im Shell-Vierkugelprüfgerät 60 Sekunden geprüft Die Verschleißkalotten in mm wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 genannt Die Konzentration des Eindickungsmittels betrug 17,5 Gew.-%.

Zusammensetzung des Eindickungsmittels	Prüfbelastung, kg 100 150 200 Durchmesser der Verschleißkalotten, mm	1,48 1,00	1,82 U5	300	15 (Prüfdauer 60 Minuten)
Oleophiler Graphit 20% Pb 80% Graphit	0,96 0,70	2,50 2,30	0,82 0,85

Fortsetzung

Zusammensetzung des Eindickungsmittel	Prüfbelastung, 100	kg 150	200	300	15 (Prüfdauer 60 Minuten)
	Durchmesser c	ler Verschleißkalotten,	mm
60% Pb 40% Graphit	0,63	1,90	1,02	1,64	0,75
40% Zn 60% Graphit	0,70	0,90	1,8	2,6	0,39
40% Sn 60% Graphit	0,62	1,7	1,8	2,3	0,50
40% Sb 60% Graphit	0,90	1,22	1,40	1,78	0,48

Das Fett, welches das aus 60% Blei und 40% Graphit bestehende Eindickungsmittel enthielt, hatte eine Schweißbelaslurig von 430 kg und eine mittlere Hertzsche Last von 58 kg.

Claims

Patentansprüche:

1. Graphit-Metall-Mischungen mit einer Oberfläche von mindestens 5 nr/g, dadurchgekennzeichnet, daß sie aus 1) oleophilem Graphit und

2) Metallen der Gruppen IB, 2 B, 3, 4, 5 des Periodischen Systems der Elemente oder Übergangsmetallen bestehen, wobei für das jeweilige Gemisch das Verhältnis der Adsorptionswärme von n-Dotriacontan aus n-Heptan zur Adsorptionswärme von n-Butanol aus n-Heptan mindestens 3,5:1 beträgt

2. Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von innig vermischtem Graphit und Metall, bzw. entsprechenden Feststoffgemischen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Metall zusammen mit natürlichem oder synthetischem Graphit in einer im wesentlichen mit einer organischen Mahlflüssigkeit gefüllten Mahlkammer vermählt, bis die Graphit-Metallmischung eine Oberfläche von wenigstens 5 m²/g erreicht hat und gegebenenfalls anschließend die organische Mahlflüssigkeit entfernt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metalle Kupfer, Zink, Aluminium, Zinn, Blei, Antimon, Nickel, Kobalt, Eisen oder Legierungen davon verwendet.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung aus Graphit, Metall und organischer Mahlflüssigkeit eine Menge von 2 bis 20 Gewichtsprozent Graphit und Metall - bezogen auf die Gesamtmischung verwendet wird.

5. Verwendung der Mischung von oleophilem Graphit und Metall nach Anspruch 1 als Schmiermittelzusatz in Schmierölgemischen oder als Verdicker in Schmierfetten.