DE2163548B2

DE2163548B2 - Schmierfett

Info

Publication number: DE2163548B2
Application number: DE2163548A
Authority: DE
Inventors: Bill Bartlesville Okla. Mitacek (V.St.A.)
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1973-12-06
Also published as: US3728261A; GB1353500A; ES397970A1; FR2119059B1; BE777199A; FR2119059A1; IT944004B; JPS5035083B1; DE2163548C3; CA953282A; DE2163548A1

Description

4) üblichen Zusätzen. _ao Verfahren. Für Mischpolymerisate mit einem Mole

kulargewicht unterhalb 5000 sind Verfahren, bei denen

2. Schiiiieifett gemäß Anspruch 1, dadurch gc- ein Dampfdruckosmometer. wie das von Mechrolab kennzeichnet, daß es als Komponente 3) 1 bis 2 Ge- Inc., 1062 Linda Vista Avenue, Mountain Vicv., wicntsprozent Mischpolymerisat enthält. California/USA, erhältliche, verwendet wird, geeignet.

3. Schmierfett gemäß Anspruch 1 oder 2, da- 25 Die erfindungsgemäß eingesetzten hydrierten M ischdurch gekennzeichnet, daß es 0,1 bis 10 Gewichts- polymerisate können in an sich bekannter Weise herprozent Polyäthylen enthält. gestellt werden. Zum Beispiel kann eine Butadien-

Styrol-Monomerenmischung unter Verwendung von Butyllithium als Katalysator polymerisiert werden.

30 Die Hydrierung kann mit Hilfe eines Nickeloctoattri-

äthylaluminium-Katalysatorsystems erfolgen. In der USA.-Patentschrift 2 864 809 ist ein Verfahren zur

Die Erfindung betrifft Schmierfette, die zum Zwecke Hydrierung von butadienhaltigen Polymerisaten beder Verbesserung der Ausblutungseigenschaften, der schrieben. Die erfindungsgemäß eingesetzten hyc rierten Wassersbeständigkeit und des Leckverlustes aus Rad- 35 Butadien-Styrol-Mischpolymerisate sind Polymerisate, lagern von Schmierfetten hydrierte Butadien/Styrol- die derart hydriert sind, daß sie keine olefinische Mischpolymerisate enthalten. Die Erfindung betrifft Ungesättigtheit, sondern nur noch aromatische Ungeferner Alkalimetallseifen-Schmiermittel, die gege- sättigtheiten enthalten.

benenfalls ein Polyolefin enthalten und die durch Das erfindungsgemäß zugesetzte Mischpolymerisat

Zugabe einer geringen Menge eines hydrierten Butadien- 40 wird im allgemeinen in Mengen von etwa 0,5 bis etwa Styrol-Mischpolymerisats, das bestimmte Mengen 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmiermittel, von Butadien und Styrol enthält, verbesserte Eigen- vorzugsweise in Mengen von 1 bis 5 Gewichtsprozent, schäften, insbesondere ein besseres Ausblutungs- dem Schmiermittel zugesetzt,
verhalten, eine bessere Beständigkeit gegenüber dem Im allgemeinen kann erfindungsgemäß ein übliches

Auswaschen durch Wasser und einen besseren Leck- 45 und im Handel erhältliches Schmierfett verwendet verlust aus Radlagern aufweisen. werden. Das angewandte Schmierfett kann in an sich

Es wurden sehr viele Anstrengungen unternommen, bekannter Weise verdickt worden sein, z. B. durch um die physikalischen Eigenschaften von Schmier- die Verwendung von Seifen und/oder durch Auflösen fetten zu verbessern. Ein häufig bei bekannten Schmier- von Olefinpolymerisaten bei Temperaturen von fetten angetroffenes Problem ist das Ausbluten wäh- 50 mindestens 118°C in dem öl.
rend der Verwendung einschließlich des Leckverlustes Geeignete Schmierfette umfassen im wesentlichen

aus Radlagern. Ein weiteres bedeutendes Problem, alle von der National Lubricating Grease Institute insbesondere von Automobil-Schmierfetten besteht (NLGI) definierten fließfähigen Schmierfettqualitäten, insofern, als diese bette durch Wasser ausgewaschen Zum Beispiel können N LGI-Schrnierfettqualitäten von werden, so daß ein starker Schmierfettverlust eintritt. 55 000 bis 6 erfindungsgemäß eingesetzt werden. Es können Es wurde nun gefunden, daß die Zugabe von hydrierten auch Schmierfette, die einen Penetrationswert bei Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten zu Schmiermittel- 60 Doppelhüben gemäß ASTM D 217-68 im Bereich zusammensetzungen im wesentlichen das Schmier- von 85 bis 475 aufweisen, eingesetzt werden,
mittel im Hinblick auf das Ausbluten, die Wasser- Die Schmieröl-Grundlagen, die zur Herstellung der

auswasch-Beständigkeit und den Leckverlust aus Rad- 60 erfindungsgemäßen Schmiermittel verwendet werden lagern verbessert. können, können anorganischer, pflanzlicher oder

Die erfindungsgemäß eingesetzten hydrierten Misch- tierischer Natur sein, wobei man vorzugsweise polymerisate besitzen ein Molekulargewicht in einem Schmiermittel-Grundlagen verwendet, die mindestens Bereich von etwa 10 000 bis etwa 200 000, vorzugsweise einen Hauptanteil mineralischen Ursprungs aufweisen. 20 000 bis 100 000. Die Mischpolymerisate enthalten 65 Derartige Öle umfassen raffinierte Öle mit einer 30 bis 75 Gewichtsteile Butadien-Comonomerenein- Viskosität von etwa 3 bis 50 Centistokes bei 99⁰C. heiten pro 100 Gewichtsteile der Monomeren. Somit Weißes Mineralöl als auch andere Spezialöle können 'rann sich der Bereich des Butadien-Styrol-Verhält- verwendet werden und gehören zu den bevorzugten

Ölen. Im allgemeinen kann die Viskosität sich von 20 bis 55 Centistokes bei 99°C und von 1 bis 10 Stokes bei 38 ⁰C erstrecken.

Es können Verdickungsmittel in Mengen bis zn 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das öl, eingesetzt werden. Beispielsweise können verschiedene Seifen, die normalerweise zur Verdickung von Schmiermitteln verwendet werden, eingesetzt werden, und diese Seifen umfassen Metallsalze von Säuren mit hohem Molekulargewicht, z. B. Säuren mit 10 bis 30, vorzugsweise 16 bis 24 Kohlenstoffatomen, die entweder synthetischen oder pflanzlichen oder tierischen Ursprungs sind. Andere Carbonsäuren, die zur Herstellung von Metallsalzseifen geeignet sind, umfassen die von Talg, hydriertem Fischöl, Rizinusöl, Wollfett und Harz (Kolophonium) abgeleiteten Säuren. Im allgemeinen werden Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Aluminiumoder Blei-Salze von Säuren, wie Laurinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Stearinsäure od. dgl., eingesetzt. Eine der bevorzugten Seifen ist die Lithiumsdfe von 12-Hydroxystearinsäure. Obwohl erfindungsgemäß Seifen verwendet werden können, können auch seifenlose Schmiermittel, die im wesentlichen aus Olefinpolymerisaten und Öl bestehen, verwendet werden, wobei geringe Zusätze aus Additiven, wie Rostinhibitoren, Antioxydantien, Füllstoffe u. dgl., zugegeben werden können. Dazu können Polymerisate, wie Polyäthylen und Polypropylen, als Verdickungsmittel allein oder zusammen mit anderen Verdickungsmitteln, wie Seifen, eingesetzt werden.

Andere Materialien, die normalerweise in Schmiermitteln verwendet werden, können erfindungsgemäß auch angewandt werden. Zum Beispiel können Additive, wie Rostinhibitoren, Antioxydantien, Füllstoffe, Pigmente, Duftstoffe u. dgl., eingesetzt werden. Einige Beispiele für derartige Materialien sind Propylendiamin, Phenyl-Ä-naphthylamin, Phenothiaziu, Glimmer, Asbest, Bleipulver, Zinkpulver, Talkum, Aluminiumoxyd, Titandioxyd, Molybdändisulfid, Bentonit-Tone, Ruß, Nitrobenzol u. dgL Im allgemeinen beträgt die Menge, in der diese Modifizierungsmittel verwendet werden, weniger als etwa 10 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittels. __ Die verwendeten Polyolefine sind vorzugsweise Ätbylenhomopolymsrisate, Propylenhomopolymerisate oder nicht kautschukartige Mischpolymerisate

ίο von Äthylen und Propylen. Es können auch Mischungen von Homopolymerisaten und/oder Mischpolymerisaten verwendet werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Äthylenpolymerisate sind Polymerisate mit hoher Dichte, cL h. mit einer Dichte von mindestens

>5 0,94 g pro ecm bei 25° C. Die Propylenpolymerisate können eine Dichte von 0,890 bis 0,920 g pro ecm bei 25° C aufweisen. Die Menge der in die erfindungsgemäßen Schmiermittel eingearbeiteten Polymerisate liegt im allgemeinen in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmiermittel.

Geeignete Schmiermitteizusammensetzungen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind in der USA.-Patentschrift 3 432 431 beschrieben. Es liegt jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, auch andere bekannte Schmierfette, die mit anderen Verdickungsmitteln verdickt sind, einzusetzen.

Die Butadien-Styrol-Mischpolymerisate können unter Anwendung üblicher, bei der Herstellung von Schmiermitteln eingesetzter Mischeinrichtungen in die Schmiermittel eingearbeitet werden. Dazu können mit Rührern versehene, geheizte Reaktoren, Hochgeschwindigkeitsmischeinrichtungen und Mahlvorrichtungen verwendet werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.

	Penetration¹)	nicht in	60 Doppel-	10000 Doppel	Tabelle	I	\Vi.sser-	Leckverlust aus	163°C	Druckverlust Norma
	Betrieb	hUbe	hübe	Tropf	ASTM- Ausblut-	auswasch- verhalten⁴)	Radlaßem⁵), g	4,00	Hoffman") in 265 Std.
	264	264	268	punkt¹¹)	ver- halten»)	%	127° C	3,55	kg/cm⁸
	257	260	274	⁰C	%	3,75
AS M-Schmiermittel				188	2,78	0	8,4	3,85	—
-f 2 % Paratone N	221	248	263	192	1,37
(Polyisobutylen)						1,25	8,6	3,35	2,88
+ 2% Acryloid909	264	264	278	196	2,10
(Methacrylat)						0	1,8		0,35
+ 2% Butadien-				194	0
Styrol-Mischpoly-
merisat (40% Buta
dien und 60 % Styrol)

') ASTM D 217-68.
') ASTM D 566-64.
^a) ASTM D 1742-64.
') ASTM D 1264-63.
^s) ASTMD 1263-61.
·) ASTM D 942-58.

Beispiel 1

Ein erfindungsgemäß verwendetes Butadien-Styrol-Mischpolymerisat wurde mit einer Anzahl anderer bekannter Schmiermittelzusätze verglichen. Das verwendete Schmiermittel war ein Automobil-Schmiermittel, das 89,74% eines Schmieröls mit einer Visko-

sität von 108 Centislokes bei 38° C und einen Viskositätsindex von 80 besaß (Philube ASM, Produkt der Phillips Petroleum Company, Bartlesville, Oklahoma/ USA), dem 1% Polyäthylen zugesetzt worden war. Die Menge jedes Additivs betrug 2%, bezogen auf das Gesamtschmiermittel. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.

Aus der oben angegebenen Tabelle isi ersichtlich, daß alle Zusätze die Eigenschaften des ASM-Schmiermittels, insbexondere mit Hinsicht auf die Klebrigkeit, die Konsistenz als auch die übrigen Eigenschaften, die in der Tabelle angegeben sind, verbesserten. Das beste Eregbnis wurde jedoch mit dem erfindungsgemäßen Butadien-Styrol-Zusatz erreicht.

Beispiel 2

Zu ASM-Schmiermitteln wurden Butadien-Styrol-Mischpolymerisate mit unterschiedlichen Molekulargewichten und unterschiedlichen Butadien-Styrol-Verhältnissen zugesetzt, wobei die dabei bestimmten Werte in der folgenden Tabelle II angegeben sind. Die verwendeten Schmiermittel enthielten 89,74% eines Schmieröls mit einer Viskosität von 108 Centistokes bei 38° C und einem Viskositätsindex von 80. ίο Das Schmiermittel enthielt ferner 1% Polyäthylen 6% Methyl-2-hydroxystearat und 2% hydriertes Riu nusöl, die mit 1,2% Lithiumhydroxyd und 0,06% Natriumhydroxyd verseift waren.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.

	Tabelle	Ver hältnis	%^l)	nicht in Be trieb	U	10000 Doppel hübe	best. b. -19⁰C	Tropf	ASTM- Ausblut-	Wasser- aus- wasch-	Leck verlust
	Schmiermittel, versetzt mit einem			264		268	160	punkt C	ver- halten %	ver- halten /o	aus Rad- lagern g
	Butadien-Styrol- Polymerisat							188	2,78	3,75	4,0
Ansatz	Zahlen- mitüere» Molekular gewicht	41/59	1	260		268	158
1		41/59	1	257	Butadien-Styrol-Polymerisat	272	155	221	1,43	2,50	4,30
(Vergleich)		41/59	2	264	Penetrationswerte	278	153	194	1,0	0	3,75
2	64 000	41/59	3	267	60 Doppel- hübe	305	160	194	0	0	1,8
3	64 000	41/59	1	252	264	257		190	0,23	2,50	11,4
4	64 000	38/62	1	260		270	—	199	—	—	—
5	64 000	75/25	1	260	265	272	—	201	0	1,25	3,35
6	64000			262		194	0,74	1,25	3,7
7	100 000	264
8	20 000	297
	256
	254
	256

*) Der angegebene Polymerisat-Prozentsatz ersetzte den entsprechenden des Schmiermittels.

Aus der oben angegebenen Tabelle ist ersichtlich, daß das Ausblutangsverhalten, das Verhalten gegenüber dem Auswaschen durch Wasser als auch der Leckverlust in Radlagern bei allen angegebenen Ansätzen, bei denen erfindungsgemäß das Butadien-Styrol-Mischpolymerisat verwendet wurde, eine wesentliche Verbesserung erzielt wurde, mit Ausnahme des Ansatzes, bei dem 3% des Mischpolymerisats eingesetzt wurden. Bei diesem Ansatz, dem Ansatz 5, war die Ausblutungsbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber dem Auswaschen durch Wasser besser, als es bei dem ASM-Schmiermittel der Fall war, jedoch war der Leckverlust aus Radlagern nicht so gut.

Bei geringeren Prozentsätzen des Butadien-Styrol-Mischpolymerisats werden alle Eigenschaften erheb-Hch verbessert.

Beispiel 3

Ein Butadien-Styrol-Mischpolymerisat, das hydriert worden war und 41 % Butadien und 59 % Styrol enthielt, wurde zu einem Vorschmiermittel und einem Philube-Schmiermittel zugegeben und in der Weise, wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben, untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden so Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle ITI

Eigenschaften von Vot schmiermitteln und PHILUBE-MW-Schmiermitteln, die mit Butadien-Siyrol-Polymerisaten

versetzt waren

Ansatz	Butadien-Styrol- Polymerisat¹) — "/„)*	nicht in Betrieb	Penetration 60 Doppelhübe	10000 Doppelhübe	Tropf punk t ⁰C	Ausbluten nach 94 Stunden ml
1 Vorschmiermittel⁸) 2 Vorschmiermittel²) 3 Philube MW³) 4 Philube MW³)	3 2	248 255 248 247	284 275 275 265	290 288 283	129 146 196 203	20,0 11,0 5,0 3,0

^l) Zahlenmittleres Molekulargewicht des Polymerisats: 64 000.

^!) 91 % eines Schmiermittels mit einer Viskosität von 8,2 Stokes bei 38° C und 44 Centistokes bei 99° C und 9 % Polyäthylen (Prelube).

"> 59,46% eines Schmiermittels mit einer Viskosität von 2,7 Stokes bei 38⁰C und 22 Centistokes bei 99° C, 27,14% eines Schmiermittels mit einer Viskosität von 108 Centistokes bei 38° C und einem Viskositätsindex von 80, 5% Methyl-12-hydroxystearat, 4,10% Polyäthylen, 0,74% LiOH, 0,02% NaOH, 2,5 % Bleidiamyldithiocarbamat, 0,04% Rostinhibitor und 1,0% MoS,.

') Der angegebene Polymerisat-Prozentsatz ersetzte den entsprechenden Prozentsalz an öl.

Aus der oben angegebenen Tabelle ist ersichtlich, daß der Zusatz des Butadien-Styrol-Mischpolymerisats im wesentlichen die Ausblutungseigenschaften jedes der untersuchten Schmiermittel verbesserte und den Tropfpunkt erheblich verbesserte.

Bei den oben angegebenen Beispielen wurden alle verwendeten Butadien-Styrol-Mischpolymerisate, die als Additive für die Schmiermittel verwendet wurden, vor der Verwendung hydriert. Die Hydrierung wurde derart durchgeführt, daß weniger als etwa 10% der

ursprünglich vorhandenen Doppelbindungen verblieben. Eine Hydrierung auf einen Gehalt der verbliebenen Unsättigung von etwa 5 % oder weniger isi dabei zufriedenstellend.

Das Ausmaß der Hydrierung der olefinischen Doppelbindungen und der Phenylgruppen in den Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten kann vor und nach der Hydrierung mit Hilfe von Infrarotspektren untersucht werden.

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Claims

nisses in dem Mischpolymerisat von etwa 30:70 bis Patentansprüche: etwa 75: 25 erstrecken. Das in bezug auf die hydrierten Mischpolymerisate

1. Schmierfett, bestehend aus angegebene Molekulargewicht ist das zahlenmittlere

5 Molekulargewicht. Das zahlenmittlere Molekular-

1) Schmieröl überwiegend mineralischer Herkunft gewicht eines bestimmten Butadien-Styrol-Mischpoly- ' „ ., ,, . _ , . _c merisats wird durch an sich bekannte Verfahrens-

2) Seifen und/oder Polyolefinen _{wejsen bestimmt Zum} Beispiel bestimmt man in

3) 0,5 bis 10 Gewichtsprozent hydriertem. Bu- üblicher Weise das Molekulargewicht von Mischpolytadien/Styrol-Mischpolymerisat mit einem Mo- _{10 mer}i_saten mit einem Molekulargewicht von etwa lekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 15 qoo bis 200 000 mit Hilfe des Membranosmometers. 200 000, das aus 30 bis 75 Gewichtsprozent _Ein Verfahren dieser Art wurde von R. E. S t e e 1 e Butadieneinheiten und — zu 100 Prozent er- _{et a] bei} jer Pittsburgh Conference on Analytical gänzt — aus Styroleinheiten aufgebaut ist, Chemistry and Applied Spectroscopy im März 1963 wobei das Mischpolymerisat so hydriert wor- _l5 veröffentlicht. Für Mischpolymerisate mit einem den ist, daß im wesentlichen alle olefinischen, Molekulargewicht von 5000 bis 15 000 sind ebulliojedoch im wesentlichen keine aromatischen skopische Verfahren geeignet, wie z. B. das von Doppelbindungen entfernt sind,und gegebenen- R. L. A r η e 11 et al. in Journal of Polymer Science, ^faJ)s Teil A, Bd. T, S. 2753 bis 2764 (Ί963), beschriebene