DE69615654T2

DE69615654T2 - Hydraulische ölzusammensetzung

Info

Publication number: DE69615654T2
Application number: DE69615654T
Authority: DE
Inventors: Katsumi Hashimoto; Akira Sasaki
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: EP0799883A1; CN1166180A; DE69615654D1; WO1997014776A1; US5902777A; JPH09111277A; EP0799883B1; AU707469B2; CN1054627C; KR100425616B1; JP3935982B2; EP0799883A4; AU7333596A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Arbeitsölzusammensetzung. Genauer gesagt, betrifft sie eine hydraulische Arbeitsölzusammensetzung, welche hervorragende Oxidationsstabilität und Schmierleistung unter hohem Druck aufweist, über einen langen Zeitraum hinweg betriebsfähig ist und stabile Arbeitscharakteristika aufzeigt, indem das Phänomen der Zylinderwelligkeit eliminiert wird, d. h. ein Phänomen der Erzeugung von Vibration und/oder abnormalen Geräuschen zwischen einem Zylinder und einem Kolben, zwischen einer Stange und einer (Dichtungs)-Führung oder dergleichen in einem hydraulisch arbeitenden Abschnitt einer hydraulischen Maschinenanlage.

Fachlicher Hintergrund

Ein hydraulisches Arbeitsöl, welches ein Kraftübertragungsfluid ist, das für eine derartige Betätigung wie Kraftübertragung, Druckkraftregulierung und Druckkraftdämpfung in einem hydraulischen System einschließlich hydraulischer Maschinen und Geräte verwendet wird, erfüllt ebenfalls die Funktion des Schmierens von gleitenden Teilen.
Mit dem jüngsten Fortschritt in Richtung auf Miniaturisierung und hohe Leistungsabgabe von modernen hydraulischen Maschinen und Geräten hin hat man den Arbeitsdruck zunehmend höher angesetzt, zum Beispiel ist der frühere Druck von 14 bis 20 MPa auf den gegenwärtigen Druck von 30 MPa oder höher gesteigert worden, obgleich man einen Öltank zu einer kleinen Kapazität hingeführt hat. Da dies der Fall ist, hat man die auf ein Arbeitsöl ausgeübte Wärmebelastung drastischer als jemals zuvor gemacht, wodurch mehrere Probleme hervorgerufen werden, wie die vorzeitige Verschlechterung eines Arbeitsöls, eine darin erfolgende Schlammbildung, das Phänomen der Zylinderwelligkeit und der Fehlfunktion von hydraulischen Maschinenanlagen oder Geräten.
Der Stand der Technik enthält zahlreiche Beschreibungen von Ölzusammensetzungen. Die in der EP-A-0 630 960 beschriebenen Schmierölzusammensetzungen umfassen ein Basisöl und ein Copolymer von spezifischem Dispersionstyp als einen Viskositätsindex-Verbesserer. Die EP-A-0 453 114 beschreibt hydraulische Fluide für Automobil-Suspensionen, umfassend als ein Basisöl ein Mischöl, welches seinerseits (a) 70-90% eines Olefinoligomeren und (b) 10- 30% eines durch Kondensation einer zweiwertigen aliphatischen Säure erhaltenen Diesters umfaßt. Die WO 95/02027 lehrt Schmierölzusammensetzungen, umfassend eine Schmierölbasis-Stammlösung, mindestens eine Organomolybdänverbindung und mindestens eine Organozinkverbindung und wahlweise ein organisches Säureamid. Keines der zitierten Dokumente überwindet die obenstehend erwähnten Probleme.
Als ein hydraulisches Arbeitsöl ist bislang ein Zinkalkyldithiophosphat (ZnDTP) verwendet worden, welchem sowohl antioxidative als auch schmierende Fähigkeiten verliehen wurden. Im Falle eines solchen hydraulischen Arbeitsöls jedoch, wird das obenstehend erwähnte ZnDTP an lokal heißen Abschnitten thermisch zersetzt, welche verursacht werden durch die Wärme der Blasenkompression, welche den Trend zu einem hohen Druck begleitet. Die zuvor erwähnte Zersetzung führt zu mehreren Problemen, wie der Schlammbildung, der resultierenden Fehlfunktion von hydraulischen Maschinen und Geräten und/oder der Erzeugung eines abnormalen Geruchs.
Unter solchen Umständen ist eine Untersuchung über die gleichzeitige Verwendung des ZnDTP und eines metallischen Detergenz vorgenommen worden. Nichtsdestoweniger ist eine derartige Kombination hinsichtlich ihrer Nutzungslebensdauer nicht zufriedenstellend, und das Problem des Phänomens der Zylinderwelligkeit zur Zeit des Betriebs aufgrund von hohem Druck bleibt noch ungelöst.

Offenbarung der Erfindung

Es ist das allgemeine Ziel der Erfindung, bei solchen Umständen, eine hydraulische Arbeitsölzusammensetzung vorzusehen, welche zur effektiven Verhinderung der vorzeitigen Verschlechterung des Arbeitsfluids, die den Trend zu hohem Druck begleitet, und der dabei erfolgenden Schlammbildung fähig ist, welche während einer langen Zeitdauer betriebsfähig ist und welche zur gleichen Zeit stabile Arbeitscharakteristika aufzeigt, indem das Phänomen der Zylinderwelligkeit eliminiert wird.
Im Hinblick auf das vorausgehende wurden von den Anmeldern der vorliegenden Erfindung intensive Forschungen und Untersuchungen angehäuft, um ein hydraulisches Arbeitsöl mit günstigen Eigenschaften, wie hierin zuvor erwähnt, zu entwickeln. Als ein Ergebnis ist es festgestellt worden, dass das obenstehend erwähnte Ziel mit verbesserter Oxidationsstabilität und Schmierleistung unter hohem Druck durch Mischen eines aminischen Antioxidationsmittels, eines phenolischen Antioxidationsmittels, eines Phosphorsäureesters und eines Fettsäureamids oder eines auf mehrwertigem Alkohol basierenden Esters mit einem Basisöl, das jeweils bei einem spezifischen Anteil eine spezifische Eigenschaft aufweist, erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der obenstehend erwähnten Feststellung und Informationen bewerkstelligt worden.
Im genaueren sieht die vorliegende Erfindung (1) eine hydraulische Arbeitsölzusammensetzung vor, welche in der Form einer Mischung ein Basisöl mit einem CA-Gehalt von höchstens 5%, 0,01 bis 5 Gew.-%. von (A) einem aminischen Antioxidationsmittel, 0,01 bis 5 Gew.-% von (B) einem phenolischen Antioxidationsmittel, 0,01 bis 5 Gew.-% von (C) einem Phosphorsäureester und 0,001 bis 5 Gew.-% von (D) einem Fettsäureamid und/oder mehrwertigem Alkoholester, jeweils basierend auf der Gesamtmenge der Zusammensetzung, umfaßt.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließen ein:
(2) Die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei das Basisöl eine kinematische Viskosität bei 40ºC von 2 bis 500 mm²/Sekunde und einen Viskositätsindex von mindestens 100 aufweist; (3) Die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß den vorstehenden Punkten (1) und (2), wobei das aminische Antioxidationsmittel als die Komponente (A) ein alkyliertes Diphenylamin mit einer Alkylgruppe von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; (4) Die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß den vorstehenden Punkten (1) bis (3), worin es sich bei dem phenolischen Antioxidationsmittel als die Komponente (B) um eine monocyclische Phenolverbindung handelt; (5) Die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß den vorstehenden Punkten (1) bis (4), wobei der Phosphorsäureester als die Komponente (C) ein aromatischer Phosphorsäureester ist; und (6) die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß den vorstehenden Punkten (1) bis (5), wobei die Zusammensetzung für hydraulische Maschinen oder Geräte eingesetzt wird, welche bei einem Arbeitsdruck von 30 MPa oder höher betrieben werden.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Ein Basisöl mit einem CA-Gehalt von höchstens 5% wird in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
Der Begriff CA ist auf dem Fachgebiet gut bekannt und repräsentiert den Gehalt von aromatischem Kohlenstoff in dem Basisöl.
Das Basisöl mit einem CA-Gehalt von mehr als 5% ist von geringer Oxidationsstabilität, speziell hinsichtlich der Stabilität gegen den zeitlichen Einwirkungsverlauf unter unmittelbarer lokaler heißer Wärme. Vom Gesichtspunkt einer derartigen Oxidationsstabilität, weist das Basisöl bevorzugt einen CA-Gehalt von höchstens 3% auf, wobei der CA-Gehalt durch das n-d-M-Ring-Analyseverfahren gemessen wird. Darüber hinaus besitzt das Basisöl bevorzugt eine kinematische Viskosität bei 40ºC im Bereich von 2 bis 500 mm²/sec. Wenn es eine kinematische Viskosität bei 40ºC von weniger als 2 mm²/sec aufweist, ist das Basisöl von geringer Schmierleistung und bringt daneben die Besorgnis der Verursachung eines abnormalen Abriebs oder Festfressens und eine starke Feuerwahrscheinlichkeit mit sich. Andererseits bringt das Basisöl, wenn es eine kinematische Viskosität bei 40ºC von mehr als 500 mm²/sec aufweist, die Besorgnis der Erhöhung des Viskositätswiderstandes bei niedrigen Temperaturen mit sich, was Schwierigkeiten beim Absaugen mit einer Pumpe verursacht, und somit eine Fehlfunktion der Maschinen oder Geräte hervorruft. Ausgehend von der Beurteilung der Schmierleistung, der Feuergefahr und des Viskositätswiderstandes bei niedrigen Temperaturen, liegt die kinematische Viskosität bei 40ºC weiter bevorzugt im Bereich von 10 bis 100 mm²/sec.
In der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es besonders zu bevorzugen, ein Basisöl zu verwenden, welches nicht nur die Anforderungen hinsichtlich des Gehalts an CA und der kinematischen Viskosität bei 40ºC erfüllt, sondern auch die Anforderung danach, dass der Viskositätsindex, vom Standpunkt der Leistung der hydraulischen Arbeitsölzusammensetzung aus, mindestens 100 beträgt. Wenn das Basisöl einen Viskositätsindex von weniger als 100 besitzt, wird eine Verringerung der Viskosität und eine Abnahme der Schmierleistung bei hohen Temperaturen verursacht, wohingegen bei niedrigen Temperaturen eine Steigerung der Viskosität und ein schlechtes Absaugen mit einer Pumpe hervorgerufen wird. Wenn das Basisöl einen Viskositätsindex von 100 oder mehr aufweist, kann die Temperaturabhängigkeit der Viskosität vermindert und insbesondere der betriebsfähige Temperaturbereich von geringen zu hohen Temperaturen erweitert werden. Der Effekt wird deutlich in einem Basisöl beobachtet, das einen Viskositätsindex von 110 oder mehr aufweist. Ein herkömmliches Öl, welches hinsichtlich dem Viskositätsindex durch Einbringen eines Polymeren darin verbessert ist, wird durch das Brechen von Polymerketten während des Betriebs hinsichtlich seines Viskositätsindex gemindert, wohingegen das obenstehend erwähnte Basisöl mit einem inhärent hohen Viskositätsindex von einem solchen ungünstigen Phänomen, wie dem obenstehend erwähnten, völlig frei ist.
Als das zuvor genannte günstige Basisöl können ein raffiniertes Paraffinbasisöl, welches hergestellt wird durch Unterziehen eines Rohmaterials, wie dem Rückstand aus atmosphärischer Destillation oder dem aus dem Entschwefelungsschritt eines Brennstofföls erhaltenen Rückstand, unter eine Vakuumdestillation, Lösungsmitteldeasphaltierung, Entwachsung, gefolgt von hydrierender Raffination und Hydroforming und, wie es der Fall sein kann, Lösungsmittelextraktion, Schwefelsäurebehandlung, Tonbehandlung und dergleichen; ein Paraffinbasisöl mit einem hohen Viskositätsindex; ein aus dem Hydrokracken von Gatschkomponenten erhaltenes Paraffinbasisöl mit einem hohen Viskositätsindex; und dergleichen erwähnt werden.
In der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Basisöl auf Grundlage von synthetischem Öl, das verschieden von dem obenstehend erwähnten Basisöl auf Mineralöl- Grundlage ist, verwendbar. Beispiele des synthetischen Öls schließen Polybuten und Polyolefine, wie ein α-Olefin-Homopolymer/Copolymer, zum Beispiel ein Ethylen/α-Olefin-Copolymer; eine Vielzahl von Estern, wie Polyolester und zweiwertige Ester; eine Vielzahl von Ethern und Polyglykolen ein. Von diesen werden Polyolefine und Polyolester besonders bevorzugt.
Das obenstehend erwähnte Basisöl kann allein oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet werden.
Das aminische Antioxidationsmittel als die Komponente (A) in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht spezifisch eingeschränkt, sondern kann zur Verwendung aus den früher öffentlich bekannten aminischen Antioxidationsmitteln gewählt werden. Beispiele hierfür schließen eine Diphenylaminverbindung, spezifisch exemplifiziert durch Diphenylamin, alkyliertes Diphenylamin mit einer Alkylgruppe oder -gruppen mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Monooctyldiphenylamin; Monononyldiphenylamin; 4,4'-Dibutyldiphenylamin; 4,4'-Dihexyldiphenylamin; 4,4'-Dioctyldiphenylamin; 4,4'-Dinonyldiphenylamin; Tetrabutyldiphenylamin; Tetrahexyldiphenylamin; Tetraoctyldiphenylamin und Tetranonyldiphenylamin, eine Naphthylaminverbindung, spezifisch exemplifiziert durch α-Naphthylamin und Phenyl-α-naphthylamin, und mit einer Alkylgruppe oder -gruppen von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen substituiertes Phenyl-α-naphthylamin, wie Butylphenyl-α-naphthylamin; Hexylphenyl-α-naphthylamin; Octylphenyl-α-naphthylamin und Nonylphenyl-α- naphthylamin, ein.
Von diesen ist die Diphenylaminverbindung wirksamer als die Naphthylaminverbindung hinsichtlich des zeitlichen Einwirkungsverlaufs mit unmittelbarer heißer Wärme, und das alkylierte Diphenylamin mit einer Alkylgruppe oder -gruppen von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere 4,4'-Dialkyldiphenylamin mit einer Alkylgruppe oder -gruppen von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, ist bevorzugt.
Das obenstehend beispielhaft angegebene aminische Antioxidationsmittel kann allein oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet werden. Die in die Zusammensetzung beizumischende Menge davon wird im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% gewählt, basierend auf der Gesamtmenge der Zusammensetzung. Das Antioxidationsmittel in einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% bringt die Gefahr mit sich, darin zu versagen, den Arbeitseffekt der Beimischung von selbigem ausreichend zu erfüllen, wohingegen das Antioxidationsmittel in einer Menge von mehr als 5 Gew.-% den Arbeitseffekt nicht im Verhältnis zu der darin beigemischten Menge ausüben kann und daneben die Gefahr seiner Präzipitation bei geringer Temperatur mit sich bringt, wodurch ein wirtschaftlicher Nachteil hervorgerufen wird. Die beizumischende Menge des aminischen Antioxidationsmittels liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, basierend auf der Gesamtmenge der Zusammensetzung, ausgehend von der Beurteilung der Gesichtspunkte seines Arbeitseffektes, der Unterdrückung der Präzipitation bei einer niedrigen Temperatur, der wirtschaftlichen Effizienz und dergleichen.
Das phenolische Antioxidationsmittel als die Komponente (B) in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht spezifisch eingeschränkt, sondern kann zur Verwendung aus den zuvor öffentlich bekannten phenolischen Antioxidationsmitteln gewählt werden. Beispiele davon schließen monocyclische Phenole, wie 2,6-Di-tert-butyl-4- methylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,4,6-Tri-tert-butylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4- hydroxymethylphenol, 2,6-Di-tert-butylphenol, 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-Di-tert- butyl-4-(N,N-dimethylaminomethyl)phenol, 2,6-Di-tert-amyl-4-methylphenol, n-Octadecyl-3- (4'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)propionat, und polycyclische Phenole, wie 4,4'- Methylenbis(2,6-di-tert-butylphenol), 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-di-tert-butylphenol), 2,2'- Methylenbis(4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-Bis(2,6-di-tert-butylphenol), 4,4'-Bis(2- methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-Methylenbis(4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-Butylidenbis(3- methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-Thiobis(4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-Thiobis(3-methyl- 6-tert-butylphenol), ein.
Von diesen werden die monocyclischen Phenole wegen ihrer hohen Effektivität für den den zeitlichen Einwirkungsverlauf mit unmittelbarer heißer Wärme unter hohem Druck bevorzugt.
Das obenstehend beispielhaft angegebene phenolische Antioxidationsmittel kann allein oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet werden. Die Menge davon, welche in die Zusammensetzung beigemischt werden soll, wird im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% gewählt, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung. Das Antioxidationsmittel in einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% bringt die Besorgnis mit sich, darin zu versagen; den Arbeitseffekt des Beimischens des selbigen ausreichend auszuüben, wohingegen das Antioxidationsmittel in einer Menge von mehr als 5 Gew.-% den Arbeitseffekt nicht in Proportion zu der darin beigemischten Menge ausüben kann und daneben eine Besorgnis über dessen Präzipitation bei geringer Temperatur mit sich bringt, wodurch ein ökonomischer Nachteil hervorgerufen wird. Die beizumischende Menge des phenolischen Antioxidationsmittels liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf der Gesamtmenge der Zusammensetzung, unter Beurteilung ausgehend von den Gesichtspunkten von dessen Arbeitseffekt, der Unterdrückung der Präzipitation bei einer niedrigen Temperatur, der ökonomischen Effizienz und dergleichen.
In der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, das obenstehend erwähnte aminische Antioxidationsmittel und phenolische Antioxidationsmittel in Kombination zu verwenden. Die kombinierte Verwendung von diesen verbessert deutlich die unmittelbare Wärmestabilität unter hohem Druck und hoher Temperatur. Das Verhältnis des jeweils in der Zusammensetzung zu verwendenden aminischen Antioxidationsmittel zu dem phenolischen Antioxidationsmittel wird vorzugsweise in dem Bereich von 1 : 9 bis 9 : 1, bezogen auf das Gewicht, geeignet gewählt.
Ein Phosphorsäureester wird als die Komponente (C) in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Phosphorsäureester, welcher zum Zwecke des Steigerns der Schmierleistung der Zusammensetzung verwendet wird, ist in seiner Art nicht spezifisch eingeschränkt, sondern kann zur Verwendung aus den öffentlich bekannten Phosphorsäureestern gewählt werden, welche bislang als ein Extremdruckmittel oder dergleichen verwendet worden sind. Beispiele hierfür schließen aliphatische Phosphorsäureester mit einer Alkylgruppe oder einer Alkenylgruppe jeweils mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, wie Triisopropylphosphat, Tributylphosphat, Trihexylphosphat, Tri-2-ethylhexylphosphat, Trilaurylphosphat, Tristearylphosphat und Trioleylphosphat, ein Aminsalz von irgendeinem von diesen und aromatische Phosphorsäureester mit einer Arylgruppe von 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, wie Triphenylphosphat, Tricresylphosphat und Trixylenylphosphat, ein.
Unter diesen sind die aromatischen Phosphorsäureester wegen ihrer Überlegenheit hinsichtlich der Wärmestabilität ·bei hohen Temperaturen, des Verschleißbeständigkeitseffektes und dergleichen zu bevorzugen.
Der obenstehend beispielhaft angegebene Phosphorsäureester kann allein oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet werden. Die in die Zusammensetzung beizumischende Menge davon wird im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, gewählt. Der Phosphorsäureester in einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% bringt die Befürchtung mit sich, darin zu versagen, den Arbeitseffekt, wie die Verhinderung von Festfressen und die Verschleißverhinderung, ausreichend auszuüben, wohingegen der Phosphorsäureester in einer Menge von mehr als 5 Gew.-% den Arbeitseffekt nicht in Proportion zu der beigemischten Menge ausüben kann, wodurch ein wirtschaftlicher Nachteil verursacht wird. Die beizumischende Menge des Phosphorsäureesters liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, bei Beurteilung von den Gesichtspunkten von dessen Arbeitseffekt, wie Festfressensverhinderung und Verschleißverhinderung, der ökonomischen Effizienz und dergleichen aus.
Ein Fettsäureamid und/oder ein mehrwertiger Alkoholester werden als die Komponente (D) in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Komponente (D) fungiert hauptsächlich zur Verhinderung des Phänomens der Zylinderwelligkeit. Beispiele des Fettsäureamids als die Komponente (D) schließen ein Reaktionsprodukt einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure jeweils mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und eines aliphatischen Amins, eines aromatischen Amins oder eines Polyalkylen-Polyamins, wie Isostearinsäuretriethylentetraamid, Isostearinsäuretetraethylenpentamid, Ölsäurediethylentriamid und Ölsäurediethanolamid ein. Andererseits schließen Beispiele des mehrwertigen Alkoholesters ein vollständig oder teilweise verestertes Produkt aus einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure je mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und einem mehrwertigen Alkohol, wie Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Sorbitan, Sorbitol und Glycerol ein, wobei der Ester spezifisch beispielhaft durch Trimethylolpropanmonooleat, Trimethylolpropandioleat, Pentaerythritolmonooleat, Pentaerythritoltetraoleat, Ölsäuremonoglycerid, Sorbitanmonooleat und Sorbitansesquioleat veranschaulicht wird.
Als die Komponente (D) in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann das obenstehend erwähnte Fettsäureamid allein oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet werden; gleicherweise kann der zuvor zitierte mehrwertige Alkoholester allein oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet werden; und weiterhin kann mindestens eines unter den Fettsäureamiden in Kombination mit mindestens einem unter den mehrwertigen Alkoholestern verwendet werden.
Die in die Zusammensetzung beizumischende Menge der Komponente (D) wird in dem Bereich von 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, gewählt. Die Komponente (D) in einer Menge von weniger als 0,001 Gew.-% bringt eine Befürchtung mit sich, darin zu versagen, den Arbeitseffekt auf die Verhinderung des Phänomens der Zylinder-Welligkeit ausreichend aufzuzeigen, wohingegen die Komponente (D) in einer Menge von mehr als 5 Gew.-% den Arbeitseffekt nicht im Verhältnis zu der beigemischten Menge ausüben kann und daneben zu einer verminderten Oxidationsstabilität führt, wodurch ein wirtschaftlicher Nachteil hervorgerufen wird. Die darin beizumischende Menge der Komponente (D) liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, unter Beurteilung der Gesichtspunkte von dessen Arbeitseffekt auf die Verhinderung des Phänomens der Zylinderwelligkeit, der Oxidationsstabilität, der wirtschaftlichen Effizienz und dergleichen. Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, das Fettsäureamid und den mehrwertigen Alkoholester in Kombination zu verwenden, und zwar im Hinblick auf die Verhinderung des Phänomens der Zylinderwelligkeit. In diesem Falle wird das Verhältnis des Fettsäureamids zu dem mehrwertigen Alkoholester, welche jeweils in der Zusammensetzung zu verwenden sind, vorzugsweise geeignet in dem Bereich von 5 : 95 bis 95 : 5, bezogen auf Gewicht, gewählt.
Insofern als das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, kann die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung der vorliegenden Erfindung falls notwendig mit einem anderen Zusatzstoff gemischt werden, zum Beispiel einem Viskositätsindex-Verbesserer, wie einem Polymethacrylat und einem α-Olefin-Copolymer; einem Fließpunkt-Erniedriger, wie Polymethacrylat, und einem Kondensations-Reaktionsprodukt aus einem chlorierten Paraffin und Naphthalin; einem Öligkeitsmittel, wie verschiedenen Fettsäuren, Alkoholen und Estern; einem metallischen Detergenz, wie einem Sulfonat, Phenat, Phosphonat, Salicylat oder dergleichen von einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall; einem aschefreien Dispersionsmittel, wie Bernsteinsäureimid, borhaltigem Bernsteinsäureimid, Benzylamin und borhaltigem Benzylamin; einem Extremdruckmittel, wie geschwefeltem Fett und Öl, Polysulfid, Alkylphosphorsäureesteraminsalz und chloriertem Paraffin; einem Rostverhinderer, wie Alkenylbernsteinsäureester und -sulfonat; einem Metalldeaktivator, wie Benzotriazolderivaten und Thiadiazolderivaten; und einem Antischaummittel, wie Siliconöl, Polyacrylat und einer Organofluorverbindung.
Die Beimischungsmenge von jedem der obenstehend erwähnten verschiedenen Zusatzstoffe liegt im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-%, üblicherweise auf Basis der Gesamtmenge der Zusammensetzung.
Die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist von hervorragender Oxidationsstabilität und Schmierleistung unter hohem Druck, und wird in geeigneter Weise in hydraulischen Maschinen und Geräten verwendet, welche bei einem Arbeitsdruck von 30 MPa oder höher betrieben werden. Die obenstehende Zusammensetzung ist fähig, die vorzeitige Verschlechterung des Arbeitsöls, welche den Trend zu hohem Druck begleitet, und die dabei erfolgende Schlammbildung effektiv zu verhindern, wobei sie während einer langen Zeitdauer betriebsfähig ist und zur gleichen Zeit stabile Arbeitsmerkmale durch Eliminieren des Phänomens der Zylinderwelligkeit aufzeigt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher unter Bezugnahme auf Arbeitsbeispiele beschrieben werden.

Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Die Basisöle, welche darin verwendet wurden, waren das Basisöl I bis III, die jeweils die folgenden Eigenschaften aufweisen.
Basisöl I: Hydroformiertes Öl mit einer kinematischen Viskosität bei 40ºC von 46 mm²/sec, einem Viskositätsindex von 120 und einem CA-Gehalt von 0,1%
Basisöl II: Hydrierend-raffiniertes Öl mit einer kinematischen Viskosität bei 40ºC von 46 mm²/sec, einem Viskositätsindex von 105 und einem CA-Gehalt von 2,5%
Basisöl III: Lösungsmittel-raffiniertes Öl mit einer kinematischen Viskosität bei 40ºC von 46 mm²/sec, einen Viskositätsindex von 98 und einem CA-Gehalt von 7,0%
Es wurden hydraulische Arbeitsöle hergestellt, welche jeweils die chemische Zusammensetzung wie in der Tabelle 1 angegeben aufwiesen, und es wurden Auswertungen der Leistungen von jedem der Basisöle durch die Verfahren, wie hier nachstehend beschrieben, vorgenommen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.

< Auswertung der Leistungen>

(1) Test auf Wärmestabilität unter hohem Druck

Ein lokaler Wärme-Verlauf wurde auf das hydraulische Arbeitsöl in einem Tank in einem hydraulischen Kreislauf ausgeübt unter Verwendung einer Hochdruckpumpe mittels Einblasen von Luft in das Öl in dem Tank unter Bildung von Luftblasen und das unmittelbare Erhöhen des Drucks des Luftblasen-enthaltenden Öls auf bis zu 35 MPa, um Kompressionswärme zur Ausübung des Verlaufs lokaler Wärme zu erzeugen. Danach erfolgte eine Auswertung der Wärmestabilität unter Hochdruck des Arbeitsöls durch Messen der Schlamm- Menge (Millipore-Wert) in dem Öl, welche sich während 720 Stunden gebildet hatte.

(2) Test auf Verschleiß der Pumpe

Eine Messung der Verschleißverluste des in einer Flügelzellenpumpe (hergestellt von Vickers Co., Ltd., unter dem Handelsnamen V-104C), welche während einer Dauer von 250 Stunden bei 14 MPa betrieben worden war, enthaltenen Flügel- und Nockenrings wurde vorgenommen.

(3) Test auf Zylinderwelligkeits-Merkmale

Ein Zylinder-Futtermaterial wurde zu einer halb-spärischen Form gestaltet und durchlief eine Hin- und Herbewegung auf einem chromplattierten Stahlblech in Gegenwart von 25 mg des Arbeitsöls unter einer Belastung von 5 bis 20 Newton (N), wobei während dieser Zeitdauer eine Beobachtung des Variations-Zustands der Reibungskraft vorgenommen wurde, um zu beurteilen, ob ein Welligkeitsphänomen auftrat oder nicht. Tabelle 1-1 Tabelle 1-2

Bemerkungen:

Aminisches Antioxidationsmittel: 4,4'-Dioctyldiphenylamin
Phenolisches Antioxidationsmittel: 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol
Phosphorsäureester: Tricresylphosphat
Fettsäureamid: Isostearinsäuretriethylentetraamid
Mehrwertiger Alkoholester: Sorbitanmonooleat
Übrige Bestandteile: Rostverhinderer, Metalldeaktivator, Viskositätsindexverbesserer, aschefreies Dispersionsmittel und dergleichen Mittel.
Folgendes kann aus der Tabelle 1 ersehen werden. Es ist festzustellen, daß die Leistungsergebnisse in Beispiel 1 im Vergleich zu denjenigen in den Vergleichsbeispielen 1, 2 und 3 hervorragend hinsichtlich der Wärmebeständigkeit unter hohem Druck (geringere Menge an Schlamm) und ebenfalls zufriedenstellend hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit der Pumpe als auch hinsichtlich der Zylinderwelligkeits-Beständigkeitsmerkmale sind. Die Leistungsergebnisse in Beispiel 2 und 3 zeigen, daß obwohl die Verwendung von einem von beiden unter dem Fettsäureamid und dem mehrwertigen Alkoholester gute Ergebnisse hinsichtlich der Zylinderwelligkeitsmerkmale aufzeigt, die kombinierte Verwendung von den beiden vom Gesamtgesichtspunkt aus darüber hinaus effektiv ist. Die Leistungsergebnisse im Beispiel 4, in welchem das Basisöl mit einem CA-Gehalt von 2,5% verwendet wurde, sind verhältnismäßig gut hinsichtlich der Wärmestabilität unter hohem Druck. In den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 werden ungünstige Ergebnisse in jedem der Merkmale erkannt, einschließlich der Wärmestabilität unter hohem Druck, der Verschleißbeständigkeit der Pumpe und der Beständigkeit gegen Zylinderwelligkeit.

Vergleichsbeispiel 6

Die Vorgehensweisen in den vorstehenden Beispielen wurden wiederholt, um die Leistungsergebnisse auszuwerten, mit der Ausnahme, daß ein auf dem Markt erhältliches ZnDTP- basierendes verschleißbeständiges Arbeitsfluid verwendet wurde. Die Leistungsergebnisse zeigten eine Menge an gebildetem Schlamm von 300 mg/100 ml in dem Test hinsichtlich Wärmestabilität unter Hochdruck, einen Verschleißverlust von 5 mg im Test hinsichtlich Verschleiß der Pumpe, und bestätigten das Welligkeitsphänomen im Test auf Zylinderwelligkeits-Merkmale. Aus den obenstehend erwähnten Resultaten versteht sich, daß das ZnDTP als das Arbeitsöl unter Bildung einer besonders großen Schlamm-Menge im Test auf Wärmestabilität unter Hochdruck thermisch zersetzt wird, und daß das Phänomen der Zylinderwelligkeit unabgemildert bestehen bleibt.

Industrielle Anwendbarkeit

Die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausgezeichnet hinsichtlich Oxidationsstabilität und Schmierleistung unter hohem Druck. Sie ist in der Lage, vorzeitige Verschlechterung des Arbeitsöls, welche den Trend zu hohem Druck begleitet, als auch die Schlammbildung dabei effektiv zu verhindern, wobei sie während einer langen Zeitdauer betriebsfähig ist und zur gleichen Zeit stabile Arbeitsmerkmale durch Eliminieren des Phänomens der Zylinderwelligkeit aufzeigt.
Folglich wird die hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft als das Arbeitsöl für hydraulische Maschinen und Geräte in Konstruktionsmaschinen, allgemeinen industriellen Maschinenanlagen, Wasserschleusen, hydroelektrischen Kraftwerken etc. eingesetzt.

Claims

1. Hydraulische Arbeitsölzusammensetzung, welche in Form einer Mischung ein Basisöl mit einem CA-Gehalt von höchstens 5%, einer kinematischen Viskosität bei 40ºC von 2 bis 500 mm²/Sekunde und einem Viskositätsindex von mindestens 100; 0,01 bis 5 Gew.-% (A) eines aminischen Antioxidationsmittels, 0,01 bis 5 Gew.-% von (B) einem phenolischen Antioxidationsmittel, 0,01 bis 5 Gew.-% von (C) einem Phosphorsäureester und 0,001 bis 5 Gew.-% von (D) einem Fettsäureamid und/oder mehrwertigen Alkoholester, jeweils basierend auf der Gesamtmenge der Zusammensetzung, umfaßt.

2. Hydraulische Arbeitsölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das aminische Antioxidationsmittel als die Komponente (A) ein alkyliertes Diphenylamin mit einer Alkylgruppe von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist.

3. Hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem phenolischen Antioxidationsmittel als der Komponente (B) um eine monocyclische Phenolverbindung handelt.

4. Hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Phosphorsäureester als die Komponente (C) ein aromatischer Phosphorsäureester ist.

5. Hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zusammensetzung für hydraulische Maschinen oder Geräte eingesetzt wird, welche bei einem Arbeitsdruck von 30 MPa oder höher betrieben werden.

6. Hydraulische Arbeitsölzusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein von den Komponenten (A), (B), (C) und (D) verschiedener Zusatzstoff in die Zusammensetzung in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, basierend auf der Gesamtmenge der Zusammensetzung, beigemischt wird.