DE3400769C2 - Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur - Google Patents
Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher TemperaturInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel, das zur Verwendung bei hoher Temperatur geeignet ist und folgende Komponenten enthält: (A) 25 bis 98 Gew.-% eines Arylalkylsilikons mit einer durch die nachstehende allgemeine Formel (I) dargestellten wiederkehrenden Einheit $F1 und (B) 75 bis 2 Gew.-% eines Esters eines gehinderten Alkohols und einer Fettsäure. Das erfindungsgemäße Schmiermittel ist als Maschinenöl geeignet. R1 = Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen R2 = Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Wasserstoffatom
Description
worin R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
oder ein Wasserstoffatom ist, mit einer kinematischen Viskosität, bestimmt bei 1000C,
von 5 x 10"6 bis 300 x 10"6 m2/s (5 bis 300 Centistokes); und
75 bis 2 Gew.-% eines Esters eines gehinderten Alkohols und einer Fettsäure sowie gflT. (C) üblichen
Zusätzen.
2. Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur nach Anspruch 1, in dem das Arylalkylsilikon
eine kinematische Viskosität, bestimmt bei 1000C, von 10 x 10"6bisl00 x 10"6m2/s(10bis 100 Centistokes)
aufweist.
3. Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur nach Anspruch 1 oder 2, in dem das
Arylalkylsilikon eine Verbindung ist, ausgewählt aus der Gruppe von Phenylmethylsilikon, Methylphenylmethylsilikon,
Ethylphenylmethylsilikon, Phenylethylsilikon, Phenylpropylsilikon, Phenylbutylsilikon und
Propylphenylhexylsilikon.
4. Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur nach Anspruch 1,2 oder 3, bei dem der
gehinderte Alkohol eine der Verbindungen ist, dargestellt durch die allgemeine Formel (II)
CH2R3
R4CH2-C-CH2R6
R4CH2-C-CH2R6
CH2R5
worin RJ bis R" jeweils ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine die Hydroxygruppe enthaltende
Alkylgruppe oder eine Alkylgruppe ist, vorausgesetzt, daß mindestens eine der Gruppen R1 bis R'1 eine
Hydroxygruppe oder eine die Hydroxygruppe enthaltende Alkylgruppe ist.
5. Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur nach Anspruch 1 oder einem der
Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Ester eines gehinderten Alkohols und einer Fettsäure eine kinematische Viskosität,
bestimmt bei 1000C, von mindestens 5 x 10"6 mVs (5 Centistokes) aufweist.
6. Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur nach Anspruch 1 oder einem der
Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Menge der vermischten Komponente (B) 10 bis 30 Gew.-% der Gesamtmenge
der Komponenten (A) und (B) beträgt.
50
55
60
65
Synthetische Öle auf Silikonbasis wurden bisher als Schmiermittel zur Verwendung bei hoher Temperatur
beschrieben und es wurde festgestellt, daß ihr Verdampfungsverlust bei hohen Temperaturen gering ist. Übliche
synthetische Öle auf Silikonbasis weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihre Fähigkeit Belastungen zu tragen sehr
gering ist und daß ihnen Charakteristika wie eine Reinigungskraft fehlen, die für das Schmiermittel erforderlich
sind. Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden und darüber hinaus andere Charakteristika zu
verleihen, wurde versucht, verschiedene Schmierzusätze hinzuzufügen, jedoch mit begrenztem Erfolg, da die
Zusätze in den synthetischen Ölen auf Silikonbasis nicht löslich sind. Sie sind daher für die praktische Anwendung
nicht geeignet.
Für Schmiermittel, die in einer Maschine bzw. einem Motor vom adiabatischen Typ, für ein Super-I lochtempcratur-Gasturbineniäger,
einen Motor mit einer Turbobeiadung usw. verwendet werden, ist es erforderlich, dall
sie so hohen Temperaturen wie 2000C oder mehr widerstehen, obwohl die obere Temperaturgrenze der üblichen
Schmiermittel für Hochtemperaturzwecke 170 bis 1800C beträgt.
Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schmiermittels bzw. eines Gleitmittels, das frei von den vorstehend
beschriebenen Nachteilen von synthetischen Ölen auf Silikonbasis ist und beständig gegen hohe Temperaturen
von 2000C oder mehr ist.
Es wurde gefunden, daß dieses Ziel erreicht werden kann durch Zusatz von Estern von gehinderten Alkoholen
zu einem speziellen synthetischen Öl auf Silikonbasis.
34 OO 769
Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel geeignet zur Verwendung bei hohen Temperaturen, bestehend aus
(A) 25 bis 98 Gew.-% eines Arylalkylsilikons mit einer wiederkehrenden Einheit, dargestellt durch die allgemeine
Formel (I)
(worin R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
oder ein Wasserstoffatom ist), und mit einer kinematischen Viskosität, bestimmt bei 1000C,
von 5 x 10'* bis 300 x 10"6 m2/s (5 bis 300 Centistokes), und
75 bis 2 Gew.-% eines Esters eines gehinderten Alkohols und einer Fettsäure, sowie gegebenenfalls (C) üblichen
Zusätzen.
Im folgenden wird die Erfindung genauer beschrieben.
Die Komponente (A) des erfindungsgemäßen Schmiermittels ist ein Arylalkylsilikon mit einer wiederkehrenden
Einheit, wie sie durch die vorstehende allgemeine Formel (I) beschrieben wird. In der allgemeinen Formel
(J) stellt R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar, wie eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine
Propylgruppe, und eine Butylgruppe, und R2 stellt ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
dar, wie eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, und eine Propylgruppe. R2 kann an die Arylgruppc
der allgemeinen Formel (I) an jeder der o-, m- und p-Stellungen gebunden sein.
Die Komponente (A) sollte eine kinematische Viskosität, bestimmt bei 1000C, von 5 x 10"6 bis 300 x 10"6
nr/s (5 bis 300 Centistokes) vorzugsweise von 10 X 10"6 bis 100 x 10~6 m2/s (10 bis 100 Centistokes) aufweisen.
Als Komponente (A) ist ein Silikon, das die wiederkehrende Einheit der allgemeinen Formel (I) nicht aufweist,
und ein Silikon mit einer kinematischen Viskosität die außerhalb des bevorzugten Bereichs liegt, selbst
dann nicht bevorzugt, wenn es die wiederkehrende Einheit der allgemeinen Formel (I) aufweist. Da ein
Schmiermittel, das unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Silikons hergestellt wurde, Nachteile aufweist,
da die Wärmebeständigkeit unzureichend ist, ist die Schmierleistungsfähigkeit gering und es weist eine
unzureichende Fähigkeit auf, verschiedene Zusätze für den Schmiervorgang aufzulösen.
Andererseits ist ein Schmiermittel, das das hier verwendete Arylalkylsilikon enthält, welches eine wiederkehrende
Einheit, dargestellt durch die allgemeine Formel (1), und eine kinematische Viskosität innerhalb des vorstehend
definierten Bereichs aufweist, frei von den vorstehenden Nachteilen.
Geeignete Beispiele für die Komponente (A) umfassen Phenylmethylsilikon, Methylphenylmethyisilikon,
Ethylphcnylmethylsilikon, Phenylethylsilikon, Phenylpropylsilikon, Phenylbutylsilikon und Propylphenylhexylsilikon.
Die Komponente (B) des Schmiermittels gemäß der Erfindung ist wie vorstehend beschrieben ein Ester eines
gehinderten Alkohols und einer Fettsäure. Es können erfindungsgemäß verschiedene gehinderte Alkohole verwendet
werden, einschließlich solcher Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (II) dargestellt werden:
CH2R3 R4CH2-C-CH2R6
CH2RS
(worin R1 bis R''jeweils ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine die Hydroxygruppe enthaltende Alkylgruppe
bzw. eine oder mehrere Hydroxygruppen enthaltende Alkylgruppe oder eine Alkylgruppe sind, vorausgesetzt,
daß mindestens einer der Reste R3 bis R6 eine Hydroxygruppe oder eine die Hydroxygruppe enthaltende
Alkylgruppe ist). Von den durch die allgemeine Formel (II) dargestellten gehinderten Alkoholen sind die Verbindungen
bevorzugt, in denen die die Hydroxygruppe enthaltende Alkylgruppe und die Alkylgruppe 1 bis
3 Kohlenstoffatome enthalten. Bevorzugte Beispiele für die gehinderten Alkohole sind mehrwertige Alkohole
wie Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Pentaerythrit, Neopentylglykol, 2-Methyl-2-propyl-l,3-propandiol
und dergleichen. Als gehinderte Alkohole der allgemeinen Formel (II) können auch Verbindungen wie Dipeniueryihrii
verwendet werden.
Die hier verwendete Fettsäure ist nicht kritisch; dies bedeutet, daß jegliche Fettsäure verwendet werden kann,
so lange sie geeignet ist mit den vorstehend beschriebenen gehinderten Alkoholen unter Bildung der entsprechenden
Ester zu reagieren. Typische Beispiele sind Fettsäuren mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen wie gesättigte
geradkettige Fettsäuren (z. B. Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure,
Arachinsäure und Behensäure), oder die entsprechenden verzweigtkettigen Fettsäuren oder ungesättigten
Fettsäuren; zweibasische Säuren (z. B. Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure); und dimere Säuren,
das heißt, Polymere von ungesättigten Fettsäuren (z. B. Ölsäure). Von diesen Verbindungen sind ungesättigte
10
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
34 OO 769
Fettsäuren wie Ölsäure und Linolsäure und verzweigtkettige Fettsäuren wie Isostearinsäure bevorzugt. Diese
Fettsäuren können in Form ihrer Derivate (z. B. Säurehalogenide) verwendet werden. Kurz, können jegliche
Fettsäuren verwendet werden, die geeignet sind zur Bildung von Estern bei der Reaktion mit den gehinderten
Alkoholen wie vorstehend beschrieben.
Vorzugsweise weist die Komponente (B) eine kinematische Viskosität, bestimmt bei 1000C, von mindestens
5 X 10"6 nr/s (5 Centistokes), insbesondere von 8 X 10"6 bis 50 X 10"6 m2/s (8 bis 50 Centistokes) auf.
Die Menge der Komponente (B) sollte 2 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% der Gesamtmenge der
Komponenten (A) und (B) betragen. Wenn die Menge der Komponente (B) wenigerals 2 Gew.-% beträgt, so wird
die Wirkung der Verbindung (B) unzureichend ausgeübt, wohingegen, falls sie mehr als 75 Gew.-% beträgt, die
Oxidationsstabilität des endgültigen Schmiermittels in ungünstiger Weise verringert wird.
Dos erfindungsgemäße Schmiermittel enthält grundlegend die Komponenten (A) und (B). Falls nötig, können
jedoch verschiedene Zusätze zugefügt werden, wie Antioxidantien vom Amin-, Phenol- und Dithiophosphorsäuretyp,
Detergens-DispergiermiUel vom Sulfonat-, Phenat- bzw. Phenolat-, Phosphonat- und Salicylattyp,
Extremdruckmittel vom Schwefel/Phosphor- und Phosphattyp und Lubrizitätsmittel bzw. Öligkeitsmittel.
Wenn das erfindungsgemäße Schmiermittel bei so hohen Temperaturen wie 2000C oder mehr, besonders etwa 3000C verwendet wird, ist sein Verdampfungsverlust gering und es wird weniger Schlamm ausgebildet. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Schmiermittel eine große Fähigkeit auf, verschiedene Zusätze zu lösen, es besitzt eine hohe Lagerungsstabilität und seine Fähigkeit Ladungen bzw. Belastungen zu tragen ist überlegen.
Wenn das erfindungsgemäße Schmiermittel bei so hohen Temperaturen wie 2000C oder mehr, besonders etwa 3000C verwendet wird, ist sein Verdampfungsverlust gering und es wird weniger Schlamm ausgebildet. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Schmiermittel eine große Fähigkeit auf, verschiedene Zusätze zu lösen, es besitzt eine hohe Lagerungsstabilität und seine Fähigkeit Ladungen bzw. Belastungen zu tragen ist überlegen.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel ist daher geeignet zum Schmieren von Maschinenelementen, die
hohen Temperaturen von 2000C oaer mehr ausgesetzt werden, insbesondere von Brennkraftmaschinen bzw.
Innenverbrennungsmotoren; das heißt, es ist zur Verwendung als Maschinenöl geeignet.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsversuche dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsversuche 1 bis 6
Schmiermittel mit der in der Tabelle beschriebenen Formulierung wurden hergestellt und es wurden ihre physikalischen
Eigenschaften gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt.
Es wurden folgende physikalische Eigenschaften untersucht: Untersuchung der thermischen Stabilität:
Eine Probe von 30 g des Schmiermittels wurde in einen Becher entsprechend Fig. 153 des JIS K2839 cingesetzt und 3 Stunden bei 3200C gehalten. Am Ende dieser Zeit wurde der Verdampfungsverlust und die Schlammbildung bestimmt.
Es wurden folgende physikalische Eigenschaften untersucht: Untersuchung der thermischen Stabilität:
Eine Probe von 30 g des Schmiermittels wurde in einen Becher entsprechend Fig. 153 des JIS K2839 cingesetzt und 3 Stunden bei 3200C gehalten. Am Ende dieser Zeit wurde der Verdampfungsverlust und die Schlammbildung bestimmt.
Indiana-Rühroxidationstest:
gemessen gemäß JIS K2514.
gemessen gemäß JIS K2514.
Falex-Reibungstest und Ladungstragetest:
gemessen gemäß ASTM D 3233.
gemessen gemäß ASTM D 3233.
■»0 Beispiel
123456789
Das Schmiermittel aufbauende
Bestandteile (Gewichtsteil)
Bestandteile (Gewichtsteil)
Komponente (A)
Phenylmethylsilikon *1 30 50 50 70 70 90 90 95
4-Propylphenylhexylsilikon 2* 70
Dimethylsilikon *3
Komponente (B)
Ester von Trimethylolpropan 70 50 30 10 5 30
und Ölsäure
zusammengesetzter Ester von 50 30 10
Trimethylolpropan, Adipinsäure
und Stearinsäure
Ester von Pentaerythrit und
Ölsäure
und Stearinsäure
Ester von Pentaerythrit und
Ölsäure
Zusätze | = 25) | 1 | 1 | I | 1 | 1 | 5 |
Phenothiazin | 150) | 5 | |||||
Phenyl-ü-naphthylamin | = 170) | 3 | 3 | 5 | |||
Calciumsulfonat (TBN = | 5 | 5 | |||||
Calciumphenat (TBN = | 5 | 5 | 5 | 5 | |||
Bariumphosphat (TBN = | |||||||
Trikresylphosphat | |||||||
Fortsetzung | Beispiel | 2 | Beispiel | 11 | 34 00 | 1,9 | 769 | 5 | ι | 1,7 | 6 | 2 | 3 | 7 | 8 | 9 | 3,6 | 9 | v: | I | ■ | |
1 | 10 | ■:i | ||||||||||||||||||||
l'J | I | |||||||||||||||||||||
Physikalische Eigenschaften | 3 | 1.4 | 4 | 1,5 | 1,8 | 11.0 | ||||||||||||||||
Untersuchung der thermischen | 14 | 70 | 15 | 700 | 13 | 100 | 12 | 12 | ||||||||||||||
Stabilität | 15 | pin» | ||||||||||||||||||||
Vcrdampfungsverlust (Gew,-%) | 90 | gut | 0,2 | |||||||||||||||||||
ι | Schlammbildung Indiana-Rühroxidationstest |
1,3 | 19 | 14 | 1,6 | 1,8 | 600 | 1,8 | ||||||||||||||
Zunahme der Viskosität (Vis | 3,0 | 70 | ||||||||||||||||||||
kositätsverhältnis), bestimmt | gut | |||||||||||||||||||||
bei 400C | 0,8 | 1,8 | 1,7 | 1,5 | 30 | 0,2 | 1,5 | |||||||||||||||
Gcsamlsäurezahl | 3,9 | 70C | 700 | 600 | 700 | |||||||||||||||||
1 | F'alcx-Reibungstest des Ladungs | 900 | 5 | |||||||||||||||||||
tragevermögens (LBS) | gut | 0,9 | 1,0 | gut | gut | gut | ||||||||||||||||
Aussehen | gut | 700 | 700 | |||||||||||||||||||
Fortsetzung | 30 | Vergleichsversuche | ||||||||||||||||||||
10 | gut | gut | 1 | 4 | 6 | |||||||||||||||||
100 | ||||||||||||||||||||||
Das Schmiermittel aufbauende | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||
Bestandteile (Gewichtsteil) | 12 | |||||||||||||||||||||
Komponente (A) | 100 | 5 | 20 | |||||||||||||||||||
Phenylmethylsilikon *1 | (parafi- | |||||||||||||||||||||
4-Propylphenylhexylsilikon 2* | nisches | |||||||||||||||||||||
Mineralöl *4) | ||||||||||||||||||||||
70 | ||||||||||||||||||||||
Dimethylsilikon *3 | ||||||||||||||||||||||
Komponente (B) | 80 | |||||||||||||||||||||
Ester von Trimethylolpropan | 13 | -*5 | -*5 | 100 | ||||||||||||||||||
und Ölsäure | 10 | -*5 | -*5 | |||||||||||||||||||
zusammengesetzter Ester von | 4 | |||||||||||||||||||||
Trirncthylolpropan, Adipinsäure | -*5 | -*5 | ||||||||||||||||||||
und Stearinsäure | 1,9 | 30 | ||||||||||||||||||||
Ester von Pentaerythrit und | ||||||||||||||||||||||
Ölsäure | -*5 | -*5 | ||||||||||||||||||||
Zusätze | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||
Phenothiazin | ||||||||||||||||||||||
Phenyl-ff-naphthylamin | 3 | |||||||||||||||||||||
Calciumsulfonat (TBN = 25) | ||||||||||||||||||||||
Calciumphenat (TBN = 150) | 5 | |||||||||||||||||||||
Bariumphosphat (TBN = 170) | 17 | |||||||||||||||||||||
Trikresylphosphat | «- keine -> | |||||||||||||||||||||
Physikalische Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||
Untersuchung der thermischen | 3,3 | |||||||||||||||||||||
Stabilität | 8 | 16 | 70 | |||||||||||||||||||
Verdampfungsverlust (Gew.-%) | ► | gebildet | ||||||||||||||||||||
Schlammbildung | 6.7 | |||||||||||||||||||||
Indiana-Rühroxidationstest | 14 | 1,1 | 4,5 | |||||||||||||||||||
Zunahme der Viskosität (Vis- | — keine | |||||||||||||||||||||
siiülsverhältnis), bestimmt bei | ||||||||||||||||||||||
400C | 1,8 | 0.2 | 13.0 | |||||||||||||||||||
(icsamtsäurezahl | ||||||||||||||||||||||
1,5 | ||||||||||||||||||||||
34 OO
Fortsetzung
Beispiel Vergleichsversuche
IO 11 12 1 2
Falex-Reibungstest des Ladungs- 600 700 700 300 -*5 -*5 1000 1100 1000
tragevermögens (LBS)
Aussehen gut gut gut gut -*5 -*5 gut gut gut
Anmerkungen:
•1 30 x 10"" nr/s bzw. 30 Centistokes.
•2 150 x 10~6 mVs bzw. 150 Centistokes.
•3 20 x 10"" m2/s bzw. 20 Centistokes.
*4 Viskosität: 30 x 10"" nr/s (30 Centistokes) (1000C).
*5 Kann nicht gemessen werden, da unlöslich und Abscheidung.
Claims (1)
1. Schmiermittel, geeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur, bestehend aus
(A) 25 bis 98 Gew.-% eines Arylalkylsilikons mit einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel (I)
(A) 25 bis 98 Gew.-% eines Arylalkylsilikons mit einer wiederkehrenden Einheit der allgemeinen Formel (I)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP58004225A JPS59129294A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 高温用潤滑剤 |
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---|---|
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DE3400769C2 true DE3400769C2 (de) | 1986-12-18 |
Family
ID=11578640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JPS59129294A (de) |
DE (1) | DE3400769C2 (de) |
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GB (1) | GB2134922B (de) |
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- 1984-01-10 GB GB08400586A patent/GB2134922B/en not_active Expired
- 1984-01-12 DE DE3400769A patent/DE3400769C2/de not_active Expired
- 1984-01-17 FR FR8400665A patent/FR2539426B1/fr not_active Expired
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US4519927A (en) | 1985-05-28 |
GB2134922B (en) | 1985-11-13 |
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