DE942522C - Schmiermittel auf Siloxangrundlage - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 3. MAI 1956

D 14215 IVc/ 2 3 c

Neuzeitliche Kraftmaschinenanlagen, die mit hoher Geschwindigkeit laufen, erfordern Schmiermittel, welche in der Lage sind, einen Schmierfilm zwischen eng zusammengepreßten Schubflächen aufrechtzuerhalten. Für solche Zwecke werden sogenannte Hochdruck- oder Grenzschmiermittel verwendet. Gewöhnliche öle auf Erdölbasis sind für Hochdruckbedingungen im allgemeinen ungeeignet; bei stark erhöhten Temperaturen findet eine Oxydation dieser Schmiermittel statt, während sie bei niedrigen Temperaturen gefrieren oder zu dick werden.

In neuerer Zeit werden flüssige Siloxane, die bei Temperaturen von —50 bis über 150⁰ stabil bleiben,, als Schmiermittel verwendet. Die Süoxanschmiermittel, die hauptsächlich Methyl-, Äthyl- und Phenylmethylsiloxaneinheiten enthalten, sind jedoch im allgemeinen für Grenz- und Hochdruckschmierung, insbesondere für die Schmierung von Stahlflächen, weniger geeignet als die Schmiermittel auf Kohlenwasserstoffbasis. Eine diesbezügliche Verbesserung der Schmiereigenschaften konnte durch Verwendung der halogeniert« Arylreste enthaltenden Siloxan-Mischpolymerisate gemäß Patent 856 684 erzielt werden..

Gegenstand der Erfindung ist die Zusammensetzung von Schmiermitteln auf Siloxangrundlage, die flüssige, Halogenarylsiloxaneinheiten aufweisende Mischpolymerisate und Kupfer-, Blei- oder Magnesiumsalze bestimmter Fettsäuren enthalten und sich besser als Hochdruckschmiermittel bei normalen und extremen Temperaturverhältnissen als die bisher bekannten Siloxane eignen.

Die erfindungsgemäßen Schmiermittelgrundlagen sind Siloxanmischpolymerisate der allgemeinen Formel R_nSiQ 4_«

gemäß Patent 856684, worin R Methyl-, Phenyl- und halogenierte Phenyl- oder Diphenylylreste bedeutet η einen durchschnittlichen Wert von .mehr als 2 und weniger als 3 hat und die halogenierten Arylreste 1 bis 7 Chlor- oder Bromatome enthalten, jedoch das Verhältnis der Halogenatome zu den Siliciumatomen 0,03 bis 5 beträgt. Die restlichen an Silicium gebundenen Reste sind Methyl- oder Phenylreste, wobei mindestens 37% derR-Reste im Siloxan Methylreste, sind.

Die erfindungsgemäße zweite Schmiermittelkomponente sind Kupfer-, Blei- oder Magnesiumsalze von aliphatischen Carbonsäuren mit' 4 bis 9 C-Atomen, wie z. B. Butter-, Capron-, 2-Äthylcapron-, Pelargonsäure, bzw. von Cyclohexylderivaten solcher Carbonsäuren, wie Cyclohexylbutter-, Cyclohexylvalerian-, Cyclohexylcapron- und Cyclohexylpelargonsäure. Besonders geeignet sind die Kupfer-, Blei- oder Magnesiumsalze von 2-Äthylcapronsäure, weil diese im Handel erhältlich sind. Die besten Ergebnisse werden mit Kupfer-2-äthylhexanat erzielt.

Den erfindungsgemäßen Mischungen können in der Schmiermittelindustrie übliche Zusätze, wie z. B. korrosionsverhindernde Mittel und Antioxydanzien, zugegeben werden. Ferner können die Schmiermittel mit Verdickungsmitteln, wie z. B. Alkalimetallsalzen oder Erdalkalimetallsalzen von Fettsäuren, verarbeitet werden, wobei Fette mit ausgezeichneten Hochdruckeigenschaften erhalten werden.

In manchen Fällen kann die Herstellung von homogenen Mischungen des Salzes und des Siloxans auf rein mechanischem Wege erhebliche Schwierigkeiten bereiten. Es hat sich daher als vorteilhaft und zeitsparend erwiesen, kleine Mengen eines Lösungsmittels zu verwenden, das beide Komponenten löst. Diese Lösungsmittel, die dann in Mengen von wenigen Ge-.wichtsprozent in der Mischung vorhanden sind, können durch Erhitzen od. dgl. wieder entfernt werden, was jedoch nicht unbedingt notwendig ist. Die obengenannten aliphatischen Carbonsäuren werden "als Lösungsmittel für die Metallsalze bevorzugt, da die Metallsalze als Lösungen in ihren eigenen Säuren im Handel erhältlich sind. Zweckmäßig verwendet man Lösungen, die gleiche Gewichtsteile Salz und Lösungsmittel bis zu 4 Teilen Lösungsmittel auf 1 Teil Salz enthalten. Ein erheblich größerer Überschuß an Lösungsmittel sollte jedoch vermieden werden, falls das Lösungsmittel nicht wieder entfernt wird.

Die Kupfer-, Blei- oder Magnesiumsalze sind in dem Siloxan als solche oder als Lösung in den entsprechenden Fettsäuren in solchen Mengen enthalten, daß der Metallgehalt des Salzes ο,οΐ bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polysiloxan, beträgt. Ein Gehalt größerer Mengen dieser Metallsalze bewirkt eine Verschlechterung des Schmiereffekts.

Die erfindungsgemäß zusammengesetzten Schmiermittel wurden auf einer Falex-Schmierrnittel-Prüfmaschine geprüft. Diese Maschine und ihre Arbeitsweise ist in dem Aufsatz von Victor A. Ryan in der Zeitschrift »Lubrication Engineering«, September 1946, S. 102 bis 104, genau beschrieben. Die Prüfung beruht im wesentlichen darauf, daß man eine Welle zwischen zwei V-förmigen, belastbaren Blöcken laufen läßt. Die dabei auftretende Abnutzung der Welle und der V-förmigen Blöcke bei einer gegebenen Belastung und in einer gegebenen Zeit wird mittels eines Ratschenrades gemessen. Der Verschleiß ergibt sich durch Multiplikation der Anzahl Zähne, die am Ratschenrad nachgestellt werden müssen, mit dem Belastungsverlust. Eine Zahnnachstellung entspricht einem Verschleiß von 0,0014 mm.

Im folgenden Beispiel sind die während vier Zeitabschnitten 'erhaltenen Werte für Belastungsverlust und Zahnabnutzung summiert angegeben. Da beide Werte für die richtige Beurteilung der Schmiereigenschaften eines Schmiermittels sehr wichtig sind, ist außerdem noch der aus dem Produkt aus Belastungsverlust und Zahnabnutzung sich ergebende, durch 100 geteilte Wert angegeben, um bessere Vergleichsmöglichkeiten zu schaffen. Die Werte für das Siloxanmischpolymerisat ohne Metallsalzzusatz sind ebenfalls zum Vergleich aufgeführt. 100.

Beispiel

Einem flüssigen Mischpolymerisat, hergestellt aus 6 Molprozent Cl₂C₆H₃SiO_3/2, 5 Molprozent C₆H₅CH₃ SiO, 14 Molprozent (CHg)₃SiO₁Z₂ ^un<^ 75 Molprozent (CHg)₂SiO, werden die folgenden, in den entsprechenden Fettsäuren in einem Verhältnis von 1: 2 gelösten Metallsalze zugesetzt und durch Rühren darin dispergiert. Als Ergebnisse der Prüfung auf der Falexmaschine bei einer Belastung von 10 Minuten 22,6 kg und 10 Minuten 45,3 kg werden nachstehend die Belastungsverluste in kg und die Zahnabnutzungen in der Anzahl der Zahnnachstellungen aufgeführt:

Mischung	Zusatz	Gewichts prozent Metall	Belastungs verlust/kg	Zahn abnutzung	Belastungsverlust X Zahnabnutzung 100
I 2 3 4 5 6 7 8	keiner... ...	2,O I,o 0,25 o,5 0,25 0,25 0,5	34.9 II.3 3.17 0,9 5,4 ^7,7 25,8 24.9	68 29 7 6 9 36 63 51	23,73 3,27 0,22 0,04 0,48 $37 16,25 12,69
Kupfer-2-äthylhexanat Kupfer-2-äthylhexanat Kupfer-2-äthylhexanat Kupfercyclohexylcapronat Blei-2-äthylhexanat Magnesium-2-äthylhexanat Kupferbutyrat

Aus der Tabelle ergibt sich klar die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung.

Die Mischung 4 zeigt, daß die erzielte Verbesserung mehr als das 4oofache gegenüber dem Süoxanschmiermittel ohne Zusatz betragen kann.

Werden die oben angegebenen Metallsalze in der beschriebenen Weise einem flüssigen bromierten Arylsiloxan - Mischpolymerisat aus 6 Molprozent Br₂C₁₂H₇SiO₃Z₂, 5 Molprozent C₆H₅CH₃SiO, 14 Molprozent (CHg)₃SiO₁Z₂ und 75 Molprozent (CHg)₂SiO zugesetzt, so erhält man Schmiermittel mit ebenfalls wesentlich' verbesserten Eigenschaften.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schmiermittel auf Siloxangrundlage, in der Hauptsache bestehend aus flüssigen Siloxan-Mischpolymerisaten nach Patent 856 684, wobei das Verhältnis der an den Arylresten gebundenen Halogenatome zu den Siliciumatomen 0,05: 1 bis 5: τ beträgt, und 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gewichtsprozent (berechnet als Metall und bezogen auf das Polymerisat) Kupfer-, Blei- oder Magnesiumsalzen aliphatischer Carbonsäuren mit 4 bis 9 C-Atomen bzw. deren Cyclohexylderivaten,

2. Schmiermittel nach Anspruch 1, enthaltend das Kupfer- oder auch das Blei- bzw. Magnesiumsalz der 2^Äthylcapronsäure.