DEST001952MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 31. Mai 1938 Bekanntgemacht am 27. Oktober 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft Mineralschmieröle und -schmierfette für hohe Belastungen, insbesondere für Stahllager.

Seit langen Jahren besteht der Wunsch, die Belastungsfähigkeit von Kohlenwasserstoffschmiermitteln, wie Schmierölen, Schmierfetten u. dgl., zu steigern; man hat dies durch Zusätze verschiedener Stoffe, wie Fettsäuren, fetten Ölen, Seifen, zu erreichen versucht. Besonders haben sich unter derartigen Zusätzen schwefelhaltige Stoffe als wertvoll erwiesen, doch ist es schwer, natürliche Öle mit einem -für die Wirkung genügend hohen Schwefelgehalt zu erhalten. Die Verwendung von Schwefelverbindungen mit niedrigem Siedepunkt, die eher erhältlich sind, verbietet sich auf Grund ihres Eigengeruches und der Schwierigkeiten, die sich unter Umständen aus ihrer Flüchtigkeit ergeben. Hochsiedende schwefelreiche und geruchlose Verbindungen sind zwar erreichbar, doch ist es überaus schwierig, solche in für den vorliegenden Zweck genügender Öllöslichkeit zu erhalten. Außerdem sind derartige Naturstoffe stark teerhaltig und dunkel gefärbt, so daß man sie nicht gut als Zusatzmittel verwenden kann.

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Erfmdungsgemäli werden als schwefelhaltige Zusätze für den angegebenen Zweck synthetische, Iu ich molekill are organische Schwefelverbindungen verwendet. Hie Zusatzstoffe lassen sich in guter Farbe, fast geruchlos und rein im Sinne der Abwesenheit von teerigen oder dunkelfarbigen Verunreinigungen gewinnen. Unter diesen synthetischen Stollen sind solche mit einem Siedepunkt über 260⁰ bzw. im allgemeinen im Siedebereich der Schmieröle siedende vorzuziehen. Die hoher siedenden Stoite dieser Art neigen dazu, sich bei oder in der Nähe ihres normalen Siedepunktes zu zersetzen, so daß es besser ist, eine etwa notwendige Destillation im Vakuum vorzunehmen. Die Widerstandsfähigkeit für starke I .agerbelastungen ist hervorragend, und die Tragfähigkeit von damit versetzten Schmierölen in schwer belasteten Lagern ist auf das vierbis fünffache gesteigert.

Die erfmdungsgemäß veredelten öle können für alle Zwecke dienen, bei denen Mineralschmieröle verwendet werden. Besonders wertvoll sind sie indessen zur Schmierung von Stahl-auf-Stahl-Lagern bei sehr hoher Belastung. Als Zusatz zu gewöhnlichen Schmierölen ebenso als Zusatz zu Motorcnölen, Schneid- und Bolirölen, Transmissionsseinnieren u. dgl. werden sie mit Erfolg verwendet. Die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgeniäßeu Schwefelverbindungen liegen nicht nur in der Form, in der der Schwefel als Sulfid, llvdrosullid und besonders l'olysulfid gebunden ist, sondern auch in der hohen Reinheit dieser Verbindungen, wir dem Fehlen der tiefdunkelen glimmen- und harzartigen Stoffe, deren Gegenwart in Schmierölen störend ist und die in ziemlich erheblichem Malle in allen hochschwefelhaltigen Naturprodukten vorkommen. Diese Stoffe sind aber überaus schwer von den Schwefelverbindungen zu trennen, so dall es viel vorteilhafter ist, mit den Schwefelverbindungen gemäß Erfindung zu arbeiten.

Bei der I lerstellung der Polysulfide oder anderer schwefelhaltiger Stoffe geht man in erster Linie von den Kohlenwasserstoffen, ζ. Β. Erdöldestillaten, wie Kerosin, Gasölen, Schmierölen, insbesondere auch festen Kohlenwasserstoffen, wie Paraffin oder Vaseline, aus. Werden gesättigte Kohlenwasserstoffe verwendet, so muli in diese zunächst eine geeignete reaktionsfähige Gruppe eingeführt werden. Dies kann in der Weise geschehen, dall man den Kohlenwasserstoff durch Spaltung, Dehydrierung oder Halogenierung in einen ungesättigten oder reaktionswilligen überführt. Die Dehydrierung kanu durch Chlorierung und Salzsäureabspaltung oder durch starkes Erhitzen in Gegenwart von dehydrierenden Katalysatoren erfolgen; sie ist der Spaltung vorzuziehen, weil man so den ungesättigten Zustand mit einem Minimum von Umlagerungen im Kohlenstoffaufbau des Moleküls erreicht. Jedoch ist die Spaltung immerhin für die Zwecke des Verfahrens brauchbar. Oleline und Monohalogenide sind für das Verfahren geeignete Ausgangsstoffe; vorzuziehen sind aber I )iolefme oder höhere I lalogenide. . I )t-r eine reaktionsfähige Gruppe enthaltende organische Stoff wird zur Einführung des Schwefels mit einer anorganischen Schwefelverbindung in Reaktion gebracht. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, z. B. durch Behandlung mit anorganischen Schwefelverbindungen, von denen Wasserstoff-Polysulfidverbindung oder ihre Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze besonders brauchbar zur Gewinnung der organischen Polysulfide sind. Auch mit anderen anorganischen Schwefelverbindungen, wie Sulfide oder Hydrosulfide der Alkalien oder Erdalkalicn können organische Sulfide, Disulfide oder Hydrosulfide erhalten werden, auch können zu diesem Zweck Mischungen der anorganischen Sulfide, Polysulfide oder Hydrosulfide verwendet werden.

Die Reaktion geht bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen vor sich. Eine brauchbare Arbeitsweise besteht z. B. darin, daß man die Reaktionskomponenten in einer nicht wäßrigen Flüssigkeit, wie absolutem Alkohol, der beide Komponenten löst, am Rückflußkühlcr erhitzt. Andere Flüssigkeiten für diesen Zweck sind sonstige Alkohole, Äther, Ketone. Unter Umständen können sogar wäßrige Lösungsmittel benutzt werden. Die Reaktion des Schwefelaustausches ist meist in 2 bis 3 Stunden vollendet, doch ist es zur Gewinnung geeigneter Präparate nicht notwendig, sämtliches Chlor gegen Schwefel auszutauschen oder die doppelten Bindungen restlos abzusättigen. So entsteht z. B. ein für die Zwecke der Erfindung ganz hervorragendes, chlor- und schwefelhaltiges Produkt, wenn man die Reaktion unterbricht, bevor alles Chlor durch Schwefel ersetzt ist. Derartige Verbindungen können etwa gleiche Teile Chlor und Schwefel, jedoch auch je nach Bedarf das eine oder andere Substitut im Überschuß enthalten.

Im allgemeinen werden erfindungsgemäß als Quelle für die Polysufide und sonstigen Schwefelverbindungen Kohlenwasserstoffe benutzt. Doch können diese Schwefelverbindungen auch aus jeder organischen Verbindung gewonnen werden, die aliphatische Ketten und besonders solche mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen im Molekül enthalten. Solche Verbindungen sind ■/.. B. Alkohole, Aldehyde, Ketone, Säuren, Ester, in die durch entsprechende Behandlung die Polysulfid- oder sonstigen Schwcfelgruppen eingeführt werden. Sie sind, wenigstens in genügendem Maße, in Kohlenwasserstoffölen löslieh, in manchen Fällen sind sie sogar den nur aus Schwefel, Kohlenstoff und Wasserstoff bestehenden Verbindungen vorzuziehen. Werden die beschriebenen Schwefel- bzw. Polysulfidverbindungen flüssigen ölen, /.. B. Transmissionsölen und sonstigen Ölen zugesetzt, so machen sie diese z. B. erheblich widerstandsfähiger gegen hohe Lagerdrucke über 1750 kg/cm hinaus (bei Polysulfiden). Dabei sind die Zusätze stabil, von gutem Aussehen und Geruch und guter Farbe.

Im folgenden wird ein Beispiel für die Herstellung und Verwendung der erfindungsgeinäßen Schwefelverbindungen gegeben; Ein Hartparaffin mit einem Schmelzpunkt von 50⁰ wurde bis zu 25% mittels Durchleiteu eines chlorreichen Gases cliloriert. Zu 100 Teilen dieses Produktes wurden dann

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72 Teile Natriumpolysulfid zugesetzt, und die Mischung wurde mit 1000 Teilen 99°/oigem Isopropylalkohol aufgenommen. Die Masse wurde dann 1V2 Stunden am Rückflußkühler erhitzt, wobei sich nur geringe Mengen Schwefelwasserstoff entwickelten. Die Masse wurde dann abgekühlt; die festen Stoffe wurden sich absetzen gelassen. Die Flüssigkeit wurde dekantiert und der Alkohol abdestilliert. Das so gewonnene Öl hat folgende Konstanten: Viskosität bei 38⁰ 51° Engler, Viskosität bei 95° 4,8° Engler, Fließpunkt 27⁰, Schwefel 13 °/o, Chlor 15 %>.

Bei diesem Versuch war zu beobachten, daß nicht nur eine Substitution von Chlor durch Schwefel stattfand, sondern auch noch eine Polymerisation eintrat. Infolgedessen hatte das Produkt ein Molekulargewicht und einen Siedepunkt von erheblich höherer Größenordnung.

Um die Wirkung der so gewonnenen Sulfide als Bestandteile für Hochdruckschmiermittel zu bestimmen, wurde 1 Teil davon 15,6 Teilen eines guten geradkettigen Kohlenwasserstoffschmieröles zugesetzt, so daß die Mischung 0,8 % Schwefel enthielt. Das Öl mit und ohne den Sulfidzusatz wurde unter genau parallelen Bedingungen in einer Almenmaschine mit Stahlzapfen geprüft. Die Probe wurde nach den Vorschriften vorgenommen, die in den National Petroleum News vom 2. November 1932. aufgestellt sind.

Das Öl ohne Zusatz versagte bereits bei 3 bis 4 Gewichtseinheiten, das Öl mit Sulfidzusatz hielt 15 Gewichtseinheiten ohne Versagen aus.

Zu einem weiteren Versuch wurde ein Zusatzmittel verwendet, das in gleicher Weise wie im vorigen Beispiel hergestellt war, nur daß als Lösungsmittel absoluter Alkohol verwendet wurde und die Erhitzungszeit etwas verlängert war. Das

hier erhaltene Öl enthielt 22,6% Schwefel und kein Chlor. Wurde von diesem Produkt einem Mineralschmieröl mit gerader Kette so viel zugesetzt, daß die Mischung 1 % Schwefel enthielt, so betrug die Belastungsfähigkeit der Mischung das dreifache der des Schmieröls ohne Zusatz.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schwefelhaltige Mineralschmieröle und -schmierfette für hohe Belastungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese synthetische, hochmolekulare organische Sulfide, Polysulfide oder Hydrosulfide enthalten.

2. Schwefelhaltige Mineralschmieröle und schmierfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Umsetzungsprodukt reaktionsfähiger, substituierte Alkylgruppen enthaltender Kohlenwasserstoff verbindungen mit anorganischen Sulfiden enthalten.

3. Schwefelhaltige Mineralschmieröle und -schmierfette nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Umsetzungsprodukt aus einer in der Kohlenwasserstoffgruppe halogenieren organischen Verbindung mit einem anorganischen Sulfid enthalten.

4. Schwefelhaltige Mineralschmieröle und -schmierfette nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Umsetzungsprodukt, das neben dem Schwefel noch gebundenes Halogen oder sonstige reaktionsfähige Gruppen aufweist, enthalten.

5. Schwefelhaltige Mineralschmieröle und -schmierfette nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an schwefelhaltigen Umsetzungsprodukten, die im gleichen oder annähernd dem gleichen Siedebereich wie die zu veredelnden Schmieröle oder -fette sieden.