DE2528865A1

DE2528865A1 - Schmiermittelzubereitung

Info

Publication number: DE2528865A1
Application number: DE19752528865
Authority: DE
Inventors: Siegfried Guesmer; Rudolf Walter Heinemann
Original assignee: VEEDOL GmbH; Castrol Ltd
Current assignee: VEEDOL GmbH; Castrol Ltd
Priority date: 1974-06-28
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1976-01-15
Also published as: NO752345L; DK292575A; JPS5124603A; IT1039531B; AU8255175A; BE830775A; FR2276372A1; NL7507683A; SE7507408L

Description

DR. BFRG DIPL-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Dr. Berg Dipl -Ing. Stapf und Partner, 8 München 86. P. O. Box 86 02 45

Anwaltsakte Nr. 26 197

Ihr Zeichen Unser Zeichen 8 MÜNCHEN 80

Yourref. Ourref. Mauerkircherstraße 45 27· Juni 1975

• Castrol Limited

Swindon, Wiltshire, Großbritannien und Deutsche Veedol GmbH, Hamburg

Schmiermittelzubereitung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schmiermittelzubereitungen und insbesondere auf Schmiermittelzubereitungen, die sich zum Schmieren von Getrieben, wie Hypoidgetrieben eignen.

Bis vor kurzem haben Getriebeöle unter Verwendung von konventionellen "Extremdruck"-Additiven, wie phosphorsulfurisierten Terpenen, erfolgreich gearbeitet. Immer mehr Probleme sind aber aufgetaucht, insbesondere bei Verwendung von "grünen", d.h. unphosphatisierten Getrieben, als Folge der erhöhten Anforderungen, die unter den

V/bu - 2 -

f (0811) 98 82 72 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Banken: Bayerische Vereinsbank München 453 100

<B89>98 70 43 TELEX: 05 24 560 BERG d Hypo-Bank München ΓΙ89 2623

^{33 1} ° Postscheck München 653 43 -808

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gegenwärtigen Arbeitsbedingungen an das öl gestellt werden. So stellt beispielsweise die Verwendung von kleineren Getrieben größere Anforderungen an die Komponenten; die Getriebe werden in kleineren Gehäusen untergebracht, so daß wenig Raum für das Schmiermittel bleibt; die Hersteller von Motoren fordern öle, die weniger oft gewechselt werden müssen; die Getriebe werden mit höheren Geschwindigkeiten betrieben und der Hitzeverlust aus dem Getriebegehäuse wird herabgesetzt als Folge der beschränkten Luftströmung, die durch die Körperform verursacht wird. ALIe diese Faktoren führen zu höheren Arbeitstemperaturen der Getriebe.

Erfindungsgemäß wird eine Schmierölzubereitung geschaffen, die sich zum Schmieren von Getrieben eignet und die ein Schmieröl und eine Kombination von Schwefel und eines Viskositäts(VI) Verbesserers umfaßt.

Der Viskositätsindexverbesserer ist vorzugsweise von der Art, die als Dispergierungsmittel-Viskositätsindexverbesserer bekannt ist. Dieses sind üblicherweise öllösliche Polymerisate mit hohem Molekulargewicht, die sich von nicht-polaren Monomeren ableiten, wie Polymethacrylat, Polyiso-

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butylenen, Olefinmischpolymerisaten, Polystyrol und Styrol-Mischpolymerisaten, die mit kleineren Mengen von polaren Monomeren mischpolymerisiert worden sind oder auf die kleinere Mengen von polaren Monomeren aufgepfropft worden sind, um dem Polymerisat Dispergiervermögen zu verleihen. Ggf. kann das Dispergiervermögen durch partielle Hydrolyse verliehen werden oder durch Umsetzung mit anderen Chemikalien als Wasser oder Dampf.

Viskositätsindexverbesserer, die keine Dispergierungsmittel sind und die die oben erwähnten nicht-polaren Polymethacrylate usw. sind, können zwar verwendet werden, in derartigen Fällen ist es jedoch wünschenswert - wenn auch nicht wesentlich -, ein Dispergierungsmittel eines anderen Types, wie ein Succinimid oder dgl., zuzusetzen.

Die Kombination von Schwefel und des Viskositätsindexverbesserer, die in der erfindungsgemäßen Schmiermittelzubereitung enthalten ist, kann separat hergestellt werden, indem elementarer Schwefel mit dem Viskositätsindexverbesserer bei einer Temperatur von mindestens etwa 6O⁰C, vorzugsweise 70 bis 120°C, bevorzugter etwa 90°C erhitzt wird. Der Schwefel wird in kleineren

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Mengen, beispielsweise bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des reinen Viskositätsindexverbesserer, verwendet. Alternativ und vorzugsweise können aber die erfindungsgemäßen Schmiermittelzubereitungen direkt hergestellt werden, indem der Viskositätsindexverbesserer im Schmieröl gelöst wird, der Schwefel zugesetzt wird und das Gemisch auf eine Maximaltemperatur von etwa 120°C erhitzt wird.

Die Kombination von Schwefel und des Viskositätsindexverbesserers liegt vorzugsweise in der erfindungsgemäßen Schmiermittelzubereitung in einer Menge, ausgedrückt in Form eines reinen Viskositätsindexverbesserers, von 1 bis 90 Gew.-%, insbesondere 2 bis 50 Gew.-%, speziell 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung, vor.

Die verwendete Menge des Viskositätsindexverbesserers hängt naturgemäß von seinem Molekulargewicht ab oder - mit anderen Worten - von seiner Viskosität und ist normalerweise eine solche, daß das Gesamtgemisch den SAE 80-, 90- oder 140-Vorschriften entspricht, d.h. daß es eine Viskosität bei 98,9°C von etwa 10 bzw. 17 oder 30 cSt aufweist.

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Es wird angenommen, daß die verwendete Kombination von Schwefel und des Viskositätsindexverbesserers in den obigen Zubereitungen zur Bildung von neuen Reaktionsprodukten führt, wenn auch vermutet wird, daß dies nur bei den unter Arbeitsbedingungen erreichten Temperaturen, beispielsweise an den Getriebegrenzflächen, stattfindet.

Es wird bevorzugt, daß die erfindungsgemäßen Zubereitungen, die zur Verwendung in Hypoidgetrieben vorgesehen sind, auch bekannte Extremdruck-Additive, beispielsweise phosphorsulfurisierte und sulfurisierte Kohlenwasserstoffe, wie phosphor sulfurisierte und sulfurisierte Terpene, enthalten sollen.

Die sulfurisierten Viskositätsindexverbesserer der vorliegenden Erfindung können tatsächlich in Verbindung mit bekannten vollständig formulierten Additiv-Packungen verwendet werden. Derartige Packungen können verschiedene Anti-Abrieb-Additive und gewöhnlich auch Korrosionsinhibitoren, einschließlich Kupfer-Desaktivatoren, Antischaum-Additive und andere bekannte Additive enthalten. Derartige Packungen sind schwer zu analysieren und ihre genaue Zusammensetzung wird von den Herstellern geheimgehalten.

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Das Baslsöl ist normalerweise ein Mineralöl geeigneter Viskosität, aber in einigen Fällen kann es wünschenswert sein,synthetische Esterschndermittel und dgl. zu verwenden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In den folgenden Tabellen I und II sind die numerierten Beispiele erfindungsgemäße Zubereitungen, die anderen Zubereitungen dienen zum Vergleich.

Die Versuche wurden auf einer gut bekannten 4-Ktigel-Maschine durchgeführt und die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I angeführt.

Tabelle I

Beispiel Gemisch Schweißpunkt

WC	Basisöl allein	150/160
-	Basisöl + 0,5 % elementa rer Schwefel	4OO/42O
-	Basisöl 75 % Dispergierungsmittel VI-A	25% 160/170
1	Basisöl 75 % Dispergierungsmittel VI A (sulfurisiert) 25 %	65O/7OO
-	Basisöl 85 %* VI B 15 %	180/190
2	Basisöl 85 % STilfurislerter VI B 15 %	500/550

Fortsetzung Tabelle I

Beispiel	Gemisch	Schweißpunkt kq
-	Basisöl 85 % Dispergierungsmittel VI C 15 %	190/200
3	Basisöl 85 % sulfurisiertes Disper gierungsmittel VI C 15	% 650/700
-	Basisöl 90 % VI D 10 %	160/170
4	Basisöl 90 % sulfurisierter VI D 10	% 500/550
-	Basisöl 80 % VI E 20 %	120
5	Basisöl 79,5 % VI E 20 % Schwefel 0,5 %	560
-	Basisöl 80 % Dispergierungsmittel VI 20 %	F 130

Basisöl 79,5 % VI F 20 % Schwefel 0,5 %

680

Basisöl 75 % VI G 25 %

140

Basisöl 74,5 % VI G 25 % Schwefel 0,5 %

500

Basisöl 72,5 % VI G 25 % Schwefel 0,5 % Dispergierungsmittel X 2,0 %

600

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Fortsetzung Tabelle I	Gemisch	Schweißpunkt kg
Beispiel	Basisöl 97,5 % VI H 2,5 %	130
-	Basisöl 96,5 % VI H 2,5 % Schwefel 0,5 %	540
9

Basisöl 95,5 %

VI H 2,5 %

Dispergierungsmittel

X 2,0 %

Basisöl 94,5 % VI H 2,5 % Schwefel 0,5 % Dispergierungsmittel X 2,0 %

Basisöl 75 %

VI K 25 %

Basisöl 74,5 % VI K 25 % Schwefel 0,5 %

Das Basisöl war ein Lösungsmittel-raffineriertes Mineralöl mit einer Viskosität von 2,5° Engler bei 50°C.

VI A war ein im Handel erhältlicher VI-Verbesserer, bei dem es sich vermutlich um ein Polyalkylmethacrylat handelt, das mit einer kleineren Menge von N-Vinylpyrrolidon copolymerisiert wurde, um ein Dispergiervermögen zu schaffen. Er hatte

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ein Molekulargewicht von etwa 150 000.

VI B war ein im Handel erhältlicher VI-Verbesserer. Dabei handelt es sich um ein Nichtdispergierungs-Polvalkylmethacrylat.

VI C war ein VI-Verbesserer und stellt eine Modifikation von VI B dar.

VI D war ein im Handel erhältlicher VI-Verbesserer, bei dem es sich wahrscheinlich um ein Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von 1290 handelt.

VI E war ein VI-Verbesserer, bei dem es sich um ein Olefinmischpolymerisat handelt, wahrscheinlich um ein Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat.

VI F war ein VI-Verbesserer, der eine Modifikation von VI E ist.

VI G ist ein VI-Verbesserer, bei dem es sich um Polyisobutylen handelt.

VI H war ein VI-Verbesserer, bei dem es sich um ein Styrol/Butadien-Mischpolymeriat handelt.

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VI K war ein VI-Verbesserer, bei dem es sich um einen Dispergierungs-Styrol-VI-Verbesserer handelt.

Das Dispergierungsmittel X war ein Polyisobutenylsuccinimid eines Polyamins und hatte ein Molekulargewicht von 12OO.

Im Falle der Beispiele 1 bis 4 wurde die Sulfurierung des VI-Verbesserers durchgeführt, indem das handelsübliche Produkt mit 0,5 % Schwefel auf etwa 9O C erhitzt wurde.

Im Falle der Beispiele 5 bis 11 wurde der VI-Verbesserer im Basisöl mit 0,5 % Schwefel auf 9O°C erhitzt. Die handelsüblichen VI-Verbesserer wurden alle in Mineralöl konzentriert, im allgemeinen auf eine Konzentration von etwa 40°%, aber die in Tabelle I angegebenen Gewichtsprozente beziehen sich auf das jeweilige Gewicht des handelsüblichen Produktes. Der in allen Fällen verwendete Schwefel war im Handel erhältliche Schwefelblüte.

Es läßt sich aus den Ergebnissen ersehen, daß die Sulfurisierung des VI-Verbesserers den Schweißpaiatkt erheblich erhöht und daß dieser über den

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hinausging, der unter Verwendung von Schwefel oder des VI-Verbesserers allein erwartet wurde. Deshalb erhöht elementarer Schwefel den Basisöl-Schweißpunkt auf etwa 250 kg. Der VI-Verbesserer trug etwa 10 kg bei, während der zugesetzte sulfurisierte VI-Verbesserer um 350 bis 550 kg über dem Schweißpunkt des Basisöles lag und wenn auch die Absolutwerte nicht signifikant sein können, so sind doch die Vergleichswerte aussagekräftig genug.

Es ist zu ersehen, daß die Erfindung auf alle Arten von im Handel erhältlichen VI-Verbesserer angewendet werden kann. Ferner bringt ein Wechsel des Basisöltyps vom paraffinischen zum naphthenischen oder aromatischen Typ einen geringen oder gar keinen Effekt.

In einer weiteren Reihe von Versuchen, die mit Zubereitungen durchgeführt wurden, die auch eine im Handel erhältliche Additiv-Packung enthielten, wurden die Schweißpunkte nicht durch große Mengen erhöht, aber die Unterschiede zwischen der Verwendung eines sulfurisierten und nicht-sulfurisierten VI-Verbesserers waren signifikant.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II aufgeführt. - 12 -

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Beispiel Tabelle II

Gemisch

Schweißpunkt kg

Basisöl 68,5 %

VI A 25,0 %

Deograndel R 2098 6,5 %

260/280

12

16

Basisöl

sulfurisierter VI A 25,0 %

Deograndel R 2098 6,5 %

Basisöl 68,0 % VI A 25 % Schwefel 0,5 % Anglamol 99 6,5 %

280/300

-	Basisöl 78,5 % VI B 15,0 Deograndel R 2098	6,5 %	220/240
13	Basisöl 78,5 % sulfurisierter VI Deograndel R 2098	B 15,0 % 6,5 %	320/340
	Basisöl 78,5 % VI C 15,0 % Deograndel R 2098	6,5 %	240/260
14	Basisöl 78,5 % sulfurisierter VI Deograndel R 2098	C 15,0 % 6,5 %	280/300
1-	Basisöl 83,5 % VI D 10,0 % Deograndel R 2098	6,5 %	260/280
15	Basisöl 83,5 % sulfurisierter Vl Deograndel R 2098	D 10,0 % 6,5 %	460/480

440

17

Basisöl 68 % VI A 25 % Schwefel 0,5 % Anglamol 98A 6,5 %

18

Basisöl 68 %

VIA 25 %, Schwefel 0,5 %

HITEC E 320 6,5 %

450

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Deograndel R 2098 (Deograndel) Anglamol 99, Anglamol 98A (Lubrizol) und HITEC E 320 (Edwin Cooper & Co. Ltd.) sind sämtlich im Handel erhältliche Extremdruck-Packungen, hergestellt von den in Klammern angegebenen Firmen.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. Schmiermittelzubereitung zum Schmieren von Getrieben, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Schmieröl und die Kombination von Schwefel und eines Viskositätsindexverbesserers umfaßt.

2. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Viskositätsindexverbesserer ein Dispergierungsmittei-Viskositätsindexverbesserer ist.

3. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Viskositätsindexverbesserer auf einem öllöslichen Polymerisat, und zwar Polymethacrylaten und/oder Polyisobutylenen und/oder Olefinmischpolymerisäten und/oder Polystyrol und/oder Styrolmischpolymerisaten, basiert.

4. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von Schwefel und eines Viskositätsindexverbesserers durch Erhitzen von elementarem Schwe-

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fei mit dem Viskositätsindexverbesserer bei einer Temperatur von 70 bis 120°C erhalten wird.

5. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Lösen des Viskositätsindexverbesserers in dem Schmieröl, Zusetzen des Schwefels und Erhitzen des Gemisches auf eine Maximaltemperatur von etwa 120°C hergestellt wird.

6. Schmiermittelzuberaitung gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von Schwefel und eines Viskositätsindexverbesserers Schwefel in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Viskositätsindexverbesserers, enthält.

7. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von Schwefel und des Viskositätsindexverbesserers in einer Menge, ausgedrückt in Form des reinen Viskositätsindexverbesserers, von 1 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung, vorliegt.

8. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichn et, daß sie

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eine vollständig formulierte Additiv-Packung enthält,

9. Schmiermittelzubereitung gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl ein Mineralöl ist.

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