DE2750980A1

DE2750980A1 - Schmiermittel fuer kaeltemaschinen

Info

Publication number: DE2750980A1
Application number: DE19772750980
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Chem Dr Leupold; Gerwig Dipl Chem Dr Marquardt; Karl Dipl Chem Dr Schnurrbusch; Hans-Horst Dipl Chem Steinbach
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-11-15
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1979-05-17

Description

Schmiermittel für Kältemaschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft Schmiermittel mit guten Anti-Abnutzungseigenschaften und gutem Schmierverhalten, insbesondere bei tiefen Temperaturen.
Die industrielle Kälteerzeugung im Tieftemperaturgebiet bis ca.-1000C hat sich in den vergangenen Jahren stark ausgeweitet. Ein beträchtlicher Anteil entfällt hierbei auf Laboreinrichtungen, Kryostate und Prüfkammern für Werkstoffuntersuchungen im Tieftemperaturbereich. Aber auch in der Medizin, Chemie und Verfahrenstechnik sowie bei der Stahlvergütung werden Kälteanlagen für den erwähnten Temperaturbereich in zunehmendem Umfang und auch für größere Leistungen benötigt.
Als Schmiermittel in Kälteanlagen diente lange Zeit einfaches Mineralöl, das jedoch in vieler Hinsicht (keine extreme Temperaturbelastbarkeit, stark wechselnde Viskosität) nicht befriedigen konnte. Eine wesentliche Verbesserung stellten die synthetischen Flüssigkeitsschmier- L { ivivv mittel, z.B. Butylester von Polykieselsäuren, dar. Derartige Flüssigkeitsschmiermittel zeigen jedoch eine gewisse Hydrolyseempfindlichkeit, die zum Gelieren des Schmiermittels führen kann.
Organopolysiloxane als Schmiermittel zu verwenden,wäre ein Ausweg, um die Hydrolyseempfindlichkeit zu erniedrigen. Es ist aber allgemein bekannt, daß z.B. Dimethylpolysiloxane an sich schlechte Schmiermittel darstellen, obwohl ihr Viskositäts-Temperatur-Verhalten Vorteile für ein Flüssigschmiermittel in Tieftemperaturanlagen bieten könnte.
Phenyl-, Halophenyl- und Trifluorpropyl-substituierte Siloxane zeigen zwar gute Schmiereigenschaften, aber gegenüber Dimethylpolysiloxanen ein schlechtes Viskositäts-Temperatur-Verhalten (vgl. z.B. J. of Chem. and Engng. Data 6 (1961), 155). Solche Siloxane fanden zwar Verwendung bei der Herstellung von Hochtemperatur-Schmierfetten, aber nicht als Tieftemperatur-Schmiermittel.
Aus der US-PS 3 642 626 sind ebenfalls Schmiermittel bekannt, die in einem sehr weiten Temperaturbereich beständig sind. Dabei handelt es sich um polymere Fluorsilicone mit relativ hohen Polymerisationsgraden, die wegen der hohen Viskosität bei niedrigen Temperaturen als Tieftemperatur-Schmiermittel keine Verbesserung bringen; zudem ist ihre Herstellung kompliziert und aufwendig.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind nun Schmiermittel auf der Basis von Fluorsiloxanen, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus Verbindungen der allgemeinen Formel RFR2SiOSiR2RF wobei R gleich oder verschieden-für einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1-4 C-Atomen oder für einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6-10 C-Atomen steht und RF den Rest C F n n 2n+1 -CH2-CH2- (n =1-12) bedeutet, alleine oder gegebenenfalls im Gemisch mit an sich bekannten Schmiermitteln bestehen.
Es hat sich überraschend gezeigt, daß die genannten Schmiermittel sich hervorragend für den gewünschten Zweck eignen.
Sie besitzen eine extrem niedrige Viskosität, weisen eine nur geringe Temperaturabhängigkeit der Viskosität auf, besitzen einen sehr niederen Stockpunkt bei hervorragenden Schmiereigenschaften. Auch die an ein Tieftemperaturschmiermittel zu stellende Forderung der guten Löslichkeit in Kältemitteln, wie z.B. in CF3Cl, wird von den erfindungsgemäßen Schmiermitteln erfillt.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schmiermittel erfolgt in einfacher Weise durch Anlagerung von Fluoralkanen an Si-H-haltige Chlorsilane, Abtrennung der gebildeten fluoralkylsubstituierten Silane, Hydrolyse der fluoralkylsubstituierten Silane und Kondensation zu den entsprechenden Siloxanen.
Beispiele für derartige Schmiermittel sind [C6F13CH2CH2(CH3)2Si]o, LC2F5CH2CH2 2 2 ZC8F17CH2CH2(CH3)2S~720 oder Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmiermittel sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben (im Vergleich dazu bekannte Schmiermittel): 1 2 3 4 5 Stockpunkt 0C -86 -80 -81 -63 -52 Viskosität 200C 55 40 35 120 300 (cSt) Viskosität -200C 500 120 150 5000 10000 (cSt) Viskosität -400C 2000 200 300 20000 500000 (cSt) Druckfestigkeit 4000 9000 19000 >20000 -in N (Almen-Wieland) In der Tabelle bedeuten die einzelnen Substanzen: 1 = Sek. Polykieselsäurebutylester 2 = 3 = #C6F13CH2CH2(CH3)2S#i/2O 4= (CH)3SiO[Si(CH3)2O]10[Si(CH3)CH2CH2C6F13O]10 Si0(CH3)3 5= (CH3)3SiO[Si(CH3)2O]15,7 OSi(CH3)3 Die erfindungsgemäßen Schmiermittel können nicht nur alleine sondern auch im Gemisch mit an sich bekannten Schmiermitteln wie z.B. solchen auf Basis von Polykieselsäureestern oder Phenylgruppen-haltigen isomerisierten Paraffinen eingesetzt werden.

Claims

Patentanspruch Schmiermittel auf Basis von Fluorsiloxanen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Verbindungen der allgemeinen Formel RFR2SiOSiR2RF wobei R -gleich oder verschieden- für einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1-4 C-Atomen oder für einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6-10 C-Atomen steht und RF den Rest CnF2n+1#CH2#CH2 (n = 1-12) bedeutet, alleine oder gegebenenfalls im Gemisch mit an sich bekannten Schmiermitteln bestehen.