DE945468C - Zusaetze zu Schmiermitteln auf Mineraloelbasis - Google Patents

Description

• Zusätze zu Schmiermitteln auf Mineralölbasis Die üblichen Mineralschmieröle sind an hochbeanspruchten Schmierstellen nicht in der Lage, den dort herrschenden, örtlich begrenzten Drücken standzuhalten. Der Schmierfilm wird dann von diesen Stellen weggedrückt, und das Öl verliert damit seine schmierende Wirkung. Es ist deshalb bereits auf verschiedene Weise angestrebt worden, die Druckfestigkeit des Schmierfilms zu erhöhen. Besonders hohe Anforderung an die Druckfestigkeit des Schmierfilms wird vor allem an die Getriebeöle, die Schneidöle, Waffenschmieröle und verschiedene Spezialprodukte gestellt. Die Erhöhung der Druckfestigkeit wurde durch Zufügung verschiedener Zusatzmittel oder aber auch durch chemische Veränderung des Schmieröls selbst zu erreichen angestrebt.
• Es wurde z. B. auf verschiedene Weise versucht, elementaren Schwefel in physikalischer Lösung oder in chemischer Bindung in das Schmieröl einzubringen. Besondere Wirkung glaubte man dadurch zu erzielen, daß man fette tierische oder pflanzliche Öle oder auch durch Selektivextraktion erhaltene Mineralölextrakte bei höheren Temperaturen mit viel Schwefel anreichert und diese hochgeschwefelten Produkte den zur Herstellung von Schneidölen, Getriebeölen und Lagerölen vorgesehenen Grundölen beimischte. Auf diese Weise wurden zwar Schmieröle erhalten, welche gegenüber den reinen Mineralölen eine höhere Druckfestigkeit aufwiesen, jedoch noch nicht den höchsten Anforderungen genügten. , Andererseits wurde auch versucht, die Verbesserung der Schmierwirkung und die Erhöhung der Druckfestigkeit des Schmierfilms durch Zufügung verschiedenartiger Chemikalien zu erreichen. Zum Beispiel wurden zu diesem Zweck verschiedene aliphatische und aromatische Nitroverbindungen bzw. Halogen-Nitro-Verbindungen vorgeschlagen. Auch hierdurch konnte nur eine geringe Steigerung der Druckfestigkeit des Schmierfilms erzielt werden.
• Schließlich sind auch Zusätze zu Schmiermitteln vorgeschlagen worden, die sowohl schwefelhaltige Stoffe als auch organische Nitroverbindungen umfassen. Es zeigt sich aber, daß solche kombinierten Zusätze keine oder nur eine geringe Erhöhung der Druckfestigkeitswerte über die Summe der Werte der einzelnen Komponenten ergaben.
• Es wurde nun gefunden, daß man eine außerordentliche und nicht vorauszusehende Steigerung der Druckfestigkeit des Schmierfilms und Verbesserung der Schmierwirkung erzielen kann, wenn man Mineralölen geschwefelte Mineralölselektivextrakte, welche aus gewöhnlichen Mineralschmierölen durch Behandlung mit selektiven Lösungsmitteln und Anreicherung mit Schwefel bis zu einem Schwefelgehalt von 25 °/o gewonnen werden, zusammen mit Chlornitrobenzol, Bromdinitrobenzol, ß-Dinitrophenol oder Nitrobenzol zusetzt. Die hierdurch erzielbare Steigerung der Druckfestigkeit stellt nicht nur eine Addition der durch die beiden einzelnen Zusätze zu erzielenden Verbesserungen dar; sondern geht weit darüber hinaus. Möglicherweise beruht sie darauf, daß der eingebrachte Schwefel durch die Zufügung der organischen Nitroverbindungen aktiviert wird und dadurch eine außerordentlich druckfestigkeitssteigernde Wirkung zeigt. Trotzdem sind die korrodierenden Eigenschaften der so hergestellten Schmiermittel auf Metalle nicht stärker, als sie bei den lediglich geschwefelten Schmierölen beobachtet werden im Gegensatz zu verschiedenen anderen stark schwefelhaltigen Schmiermitteln, die auf die mit ihnen in Berührung kommenden Metalle eine -so starke Korrosionswirkung ausüben, daß sie für die praktische Anwendung ausscheiden müssen.
• Die druckfesten Schmieröle der durch die Erfindung. gekennzeichneten Art können naturgemäß auch als Bestandteile konsistenter Schmierfette sowie wachsartiger Produkte Verwendung finden und dann in deren Anwendungsbereichen ihre drucksteigernde Wirkung entwickeln.
• Für die Messungen der Druckfestigkeit von Schmierfilmen sind sehr viele Vorschläge gemacht worden. Als eine für diese Zwecke gut geeignete Ölprüfmaschine hat sich der von Boerlage entwickelte »Vierkugelapparat« (VKA) erwiesen (Automotive Industries vom 22. so. 38 sowie S. A. E. Journal Mai 193g). Bei diesem wird durch eine sinnreiche Anordnung von vier tetraedrisch gestellten Kugeln festgestellt, welche Belastung der Schmierfilm aushält, bevor er weggedrückt wird, und damit die Stahlkugeln miteinander verschweißen. Durch diese »VKA-Schweißbelastung« sollen im folgenden die Vorzüge der nach vorliegender Erfindung hergestellten druckfesten Schmieröle gekennzeichnet werden.
• Beispiel i Ein Maschinenöl mittlerer Viskosität weist eine VKA-Belastung von 16o kg auf. Dieses Öl wird mit 304 eines geschwefelten Mineralölextraktes, welcher io % Schwefel enthält, versetzt und zeigt dann eine VKA-Belastung von 22o kg. Nach Zufügung von 0,5 °/o Chlornitrobenzol steigt die VKA-Belastung auf 4oo kg. Beispiel 2 Das Grundöl aus Beispiel i mit einer VKA-Belastung von 16o kg wird mit 3 0/, eines geschwefelten Mineralölextraktes, welcher 2o % Schwefel enthält, versetzt und zeigt dann eine VKA-Belastung von 26o kg. Versetzt man diese Mischung weiterhin mit geringen Mengen organischer Nitroverbindungen, so werden außerordentlich hohe Steigerungen der Druckfestigkeit des Schmierfilms erzielt, und zwar

  VKA-Belastung

  mit 0,25°/a Bromdinitrobenzol.... 85o kg

  mit 0,5 °/o Bromdinitrobenzol.... i2oo kg

  mit 0,5 °/o Chlornitrobenzol ..... iioo kg

  mit 0,25 °/o ß-Dinitrophenol über . i2oo kg

  In einem weiteren Vergleichsversuch wurden zu einem Grundöl 0,5 0/p Nitrobenzol und abwechselnd j e 1,20/, geschwefelten Mineralölselektivextraktes, geschwefelten Rüböles, Thiophenol, Diphenyldisulfid oder Schwefelkohlenstoff zugegeben. Die Druckfestigkeitswerte der so erhaltenen Schmiermittel wurden mit dem Vierkugelapparat sowohl bei den Schmiermitteln mit beiden Zusätzen als auch vergleichsweise mit jeweils nur einem oder ganz ohne Zusatz gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt

  Tabelle (Druckfestigkeit in kg/VKA)

  ohne mit erfin-

  Schwefelsubstanz Nitro- Nitro- hö ung gemäßer

  benzol benzol

  Effekt

  ohne............. 140 Zoo -E- 6o -

  geschwefelter

  Mineralölselektiv-

  extrakt . . . . . . . . . 550 950 -I- 400 + 340

  Geschwefeltes

  Rüböl........... 420 550 + 130 + 70

  Schwefelkohlenstoff 420 510 --f- 9o + 30

  Dibenzylsulfid .... 550 6oo -f- 50 - 10

  Thiophenol ....... 240 290 + 50 - 10

  Aus der letzten Spalte der obigen Tabelle ist der große Vorteil des Schmiermittelzusatzes nach der Erfindung deutlich zu erkennen. Unter erfindungsgemäßem Effekt ist der über die berechnete Summenwirkung der erfindungsgemäß zusammengesetzten Zusatzmischung hinausgehende Effekt zu verstehen. Die durch die Verwendung der erfindungsgemäß zusammengesetzten Mischung als Zusatz zu Mineralschmierölen erzielbare, über die Summenwirkung hinausgehende Wirkungssteigerung ist aus der Kurve ersichtlich, die Druckfestigkeitswerte, gemessen auf dem Vierkugelapparat, darstellt, und zwar Kurve I : Druckfestigkeit von einem Grundöl, Kurve 2 : Druckfestigkeit von einem Grundöl -E- 0,5 °% Nitrobenzol, Kurve 3 : Druckfestigkeit von einem Grundöl steigende Mengen an geschwefeltem Mineralölselektivextrakt, Kurve 4: Druckfestigkeit von einem Grundöl * 0,5 °/o Nitrobenzol * steigende Mengen an geschwefeltem Mineralölselektivextrakt, Kurve 5 : berechnete Kurve, Addition der Kurven I + (2 - I) + (3 -1).
• Aus dieser Kurve ist zu erkennen, daß die Kombination von Nitrobenzol mit einem geschwefelten Mineralölselektivextrakt wesentlich höhere Druckfestigkeitswerte ergibt, als die Addition der Druckfestigkeitswerte der einzelnen Komponenten erwarten ließ. Der bei einer Zusatzmenge von z. B. 0,5°/0 Nitrobenzol und 1,2 % geschwefeltem Mineralölselektivextrakt erfindungsgemäß erzielte, über die Summenwirkung hinausgehende technische Effekt beträgt 950 - 61o = 34o kg/KVA (vgl. Tabelle, letzte Spalte, Zeile 2).

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung von geschwefelten Mineralölselektivextrakten, welche aus gewöhnlichen Mineralschmierölen durch Behandlung mit selektiven Lösungsmitteln und Anreicherung mit Schwefel bis zu einem Schwefelgehalt von 25 °/o gewonnen werden, zusammen mit Chlornitrobenzol, Bromdinitrobenzol, ß-Dinitrophenol oder Nitrobenzol, als Zusätze zu Schmiermitteln auf Mineralölbasis. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1913 3001, 1974 299, 2 196 =o1, 2 134 436, 2 136 885, 2 o66 173; britische Patentschrift Nr. 445 305; Kadmer: »Schmierstoffe und Maschinenschmierung«, 1941, S. 22o und 221; Journal of the Inst. of Petroleum (1941), S. 165 und 167; Öl und Kohle, vereinigt mit Erdöl und Teer, (1938), S. f=; kanadische Patentschrift Nr. 365 199.