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Mineralschmieröle Die Erfindung bezieht sich auf die Veredelung von
Schmierölen, Isolierölen und ähnlichen Ölen, insbesondere solchen, die bei der Verwendung
in hoher Temperatur der Gefahr der Zersetzung durch Oxydation ausgesetzt sind, wie
es bei Maschinen mit innerer Verbrennung der Fall ist. Das Ziel der Erfindung ist,
die Widerstandsfähigkeit solcher öle gegen Oxydation und Zersetzung zu erhöhen.
Zu diesem Zweck werden den Ölen als Mittel gegen Oxydation und Schlammbildung Stoffe
aus der Klasse der Alkylthio phosphite zugesetzt von der Formel P (XR)s, wo X Schwefel,
Selen oder Tellur und R einen Alkylrest mit q. bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet,
der auch substituiert sein kann.
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Motor- und andere Schmieröle leiden, wenn sie bei erhöhten Temperaturen
verwendet werden, durch Oxydation in ihrer Beständigkeit, indem Schlammabscheidungen
und sonstige Störungen auftreten. Diese Übelstände hat man bereits weitgehend durch
Zusatz gewisser als Antioxygene bekannter Stoffe und durch Zusatz von die Schlammbildung
unterdrückenden Mitteln zu vermeiden gesucht. Es ist indessen auch bekannt, daB
vielfach derartige Zusätze nur nach einer Richtung wirken, z. B. als Oxydationsschutz,
dabei aber auf der anderen Seite die Schlammbildung fördern oder sonstige störende
Einflüsse auf das Öl haben.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird nun eine neue Gruppe von chemischen
Verbindungen als Zusatz zu Schmierölen vorgeschlagen, die sich nicht nur als gute
Antioxygene erwiesen haben, sondern auch als Stabilisatoren für alle Temperaturgebiete,
in denen die Schmieröle verwendet werden. Diese Oxydationsverhinderer
fördern
nicht nur nicht die Schlammbildung, sondern wirken direkt schlammdispergierend.
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Die in Betracht kommenden Stoffe sind All,zylphosphite, in denen die
organischen Gruppen durch ein Schwefel-, Selen- oder Telluratom an den Phosphor
gebunden sind. Derartige Stoffe sind z. B. Trihexylthiophosphit, Triamylthiophosphit,
Tributyithiophosphit, Triamv iselenpliosphit, Trialkvftellurphosphit oder Mischungen
daraus. Die Alkyle können substituiert sein, z. B. mit Chlor.
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Verbindungen, wie Mono- und Dialkylthiophosphite, z. B. Monoamyl-
oder Dibutylthio phosphit, sind wirksam, besser sind aber die Trialkylthioverbindungen.
Solche Phosphite sieden oberhalb i25° C. Auch gemischte Alkvlgruppen, wie Monoamyldibutyl
oder Diamy lmonohexyl, können Bestandteile derartiger Thiophosphite sein.
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Die reinen Phosphite mischen sich mit den Mineralölen aller Typen,
gleich ob synthetischer oder natürlicher Herkunft. Die Alkylthiophosphite sind besonders
geeignet als Zu-s ätze i f# ir Schmieröle von vorwiegend paraffinischem Charakter.
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Die Menge des Thiophosphitzusatzes hängt ganz von dem jeweilig zu
behandelnden Öl ab und von den Bedingungen, unter denen das 01 verwendet
werden soll. Zusätze von o,oi 11/0 erwiesen sich bereits wirksam, doch wendet man
besser 0,2 bis o,511/0 an, und selbst 311/0 können unter Umständen in Betracht kommen.
Im Durchschnitt kann man mit Zusätzen um i11/0 immer gute Ergebnisse erreichen.
Andere Beimischungen zu den Ölen, wie Färbungsmittel, Fließpunktabsenker, Schmierungssteigerer,
stören nicht die Wirkung.
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Im folgenden sollen die Prüfungsresultate eines erfindungsgemäß gemischten
Schmieröles gegeben werden.
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Das Öl bestand aus einem gut raffinierten Schmieröl, mit dem die Prüfung
ohne und mit dem Zusatz von Triamylthiophosphit durchgeführt wurde. Folgende Prüfungen
wurden vorgenommen: Kegelprobe Ihr Zweck ist, die Neigung eines Öles zu Schlammabscheidung
auf einer erhitzten Metallfläche festzustellen. Die Probe wird so ausgeführt, daß
das zu prüfende 0I auf einen erhitzten, meist aus Stahl bestehenden Kegel langsam
auftropfen gelassen wird. In den Kegelmantel ist eine Spiralrinne eingeschnitten,
in der das a.ufgetro:pfte Öl so herabsteigt, daß das Ö1 etwa i Minute mit der erhitzten
Metalloberfläche in Berührung bleibt. Es wurden insgesamt 6o ccm Öl aus dem Tropftrichter
in .2 Stunden auf den Metallkegel auftropfen gelassen. Die Temperatur des Metallkegels
kann je nach dem Charakter und der Zweckbestimmung des Öls verschieden 'gewählt
werden. Für den vorliegenden Fall erschien eine Temperatur von etwa 25o° C richtig,
da das ungefähr der Temperatur entspricht, der die Schmieröle in den Maschinen mit
innerer Verbrennung ausgesetzt werden. Hat das zu prüfende Öl den Metallkonus passiert,
so wird dieser mit Naphtha gewaschen, um alles 0I abzuwaschen, ohne den etwa abgesetzten
Schlamm aufzurühren. Der Kegel wird dann gewogen. Der Gewichtszuwachs ist dann der
gebildete Schlamm und wird in Milligramm angegeben. Sligh-Probe Diese Probe dient
zur Feststellung der Neigung eines Öles zur Schlammbildung unter oxydierenden Einflüssen.
Die Prüfung ist in der Literatur beschrieben (4. S. T. M. Report Committee D 2,
Seite 2a, 1g27). Sie wurde nur insoweit abgeändert, als die Dauer von 21/_ Stunden
auf 24 Stundenerhöht wurde, um genauere Vergleichszahlen zu gewinnen. Bleitoleranz
Die Prüfung soll eine zahlenmäßige Angabe schaffen über die Menge Bleiolea.t, die
einem Schmiermittel zugesetzt werden kann, ohne d'aß dieses dauernd -korrosive Eigenschaften
bekommt. Die Prüfung geschieht in dem Underwood Corrosion Testing-Apparat. Die Underwoodprobe
wird wie folgt ausgeführt.
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i 5oo ccm des zu prüfenden, auf 153° C erhitzten Öles werden 5 Stunden
gegen je zwei Lager aus Kupfer-Silber- und Cadmium-Blei-Legierung verstäubt, wie
sie in Motoren benutzt werden. Das Öl wird aus einer Satnmelstelle durch ein Heizrohr
gepumpt und in konstant gehaltener Temperatur gegen die vier Haiblagerschalen von
Kupferblei und Cadmiumsilber gespritzt. Das Tropföl wird wieder in das Sammelgefäß
zurückgeführt und läuft wieder zur Heizvorrichtung zurück. Die Lagerschalen werden
vor und nach der Prüfung -gewogen, um einen etwaigen Gewichtsverlust festzustellen.
Die Prüfung wird zunächst ohne Bleioleatzusatz durchgeführt, alsdann nach jedesmal
um o,oo5 Gewichtsprozent steigenden Zusätzen (berechnet auf Bleioxyd:) mehrfach
wiederholt. Wenn sich ein Gewichtsverlust von 111l', an den Lagerschalen feststellen
läßt, so ist das Öl als korrosiv zu bezeichnen. Die Bleitoleranz ist dann überschritten,
und als Maß für sie gilt die Zusatzmenge des zuletzt vorhergegangenen Versuches.
Nach dieser Richtung durchgeführte Prüfungen an hochraffinierten Schmierölen in
automobilen Motoren unter
Betriebsbedingungen haben ergeben, daß
solche Öle mit einer Bleitoleranz unter o,o2o als ungenügend zu gelten haben.
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Oxydabilität Diese Probe soll einen zahlenmäßigen Ausdruck für die
Oxydationsneigung des Öles geben. Sie wird durchgeführt, indem Sauerstoff in geschlossenem
Kreislauf durch. roccm 0l in Blasen bei 2ooo C durchgeleitet wird. Von 15 zu 15
Minuten wird das Volumen des nicht verbrauchten Sauerstoffes gemessen und daraus
der verbrauchte Sauerstoff berechnet. Diese Prüfungen ergaben folgende Zahlen:
| Kegel- |
| probe |
| Mineralöl ......................... 0,40 |
| Mineralöl -f- o,20/, Triamylthiophosphit o,22 |
| Sligh- |
| Probe |
| Mineralöl ........................: 39,0 |
| Mineralöl +o,2%Triamylthiophosphit 37,7 |
| Blei- |
| toleranz |
| Mineralöl ......................... o,oo5 |
| Mineralöl + o,i% Triamylthiophosphit 0,030 |
| Sauerstoffaufnahme |
| des Öls bei 200° C |
| von 15 zu 15 Minuten |
| Mineralöl ............ 155 7o - - |
| Mineralöl + o,z% Tri- |
| amylthiophosphit ... 88 56 40 - |
Man hat bereits vorgeschlagen, Arylphosphate und Arylpho@sphite sowie Arylthiophosphate
als Zusätze zu Schmierölen zu verwenden. Diese Zusatzstoffe sind jedoch, wie d:e
nachstehende Zusammenstellung ergibt, den beanspruchten Zusätzen in der Wirkurig
unterlegen. Für die vergleichenden Versuche wurden stets 0,25 % der Oxydationsverhinderer
zu dem gleichen Schmieröl (einem guten Schmieröl des Handels) zugesetzt und die
Bleitoleranz gegenüber dem gleichen Schmieröl ohne Zusätze verglichen.