DEST007459MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 9. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 8. Dezember 1955
Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung von Schmiermitteln hoher Schmierfähigkeit auf der
Basis von Ricinusöl, die ein Verdünnungsmittel sowie gegebenenfalls ein Antioxydationsmittel enthalten.
Ricinusöl ist wegen seiner großen Schmierfähigkeit ein bekanntes Schmiermittel. Es hat erheblich
bessere Schmiereigenschaften als Mineralöle der gleichen Viskosität, z. B. kann es starke Lagerbelastungen
aushalten; es hat indessen zwei Nachteile. Einmal ist es gegen Oxydation und oxydative
Polymerisation empfindlich, so daß es bei seiner Verwendung klebrig und fadenziehend wird.
Zum anderen ist Ricinusöl ein viskoses Material und führt deshalb zu beträchtlichen Reibungsverlusten.
Es wurde nun gefunden, daß Ricinusöl verdünnt werden kann und trotzdem seine Schmiereigenschaften
beibehält, wenn man ein geeignetes Verdünnungsmittel wählt, und daß ferner die Oxydationsbeständigkeit
solcher Gemische mit bestimmten Gruppen von bekannten Antioxydationsmitteln erhöht werden kann.
Die als Verdünnungsmittel dem Ricinusöl unter Bildung der erfindungsgemäßen Gemische zuzusetzenden
Stoffe sind bestimmte flüssige Mono- und Diester, die im Ricinusöl löslich sind und eine niedrigere
Viskosität als dieses haben. Die Löslichkeit
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wird durch einfache Versuche bestimmt, indem l'.stcr und Ol miteinander vermischt werden. Die
Mono- und Diester bestellen aus Alkoholen und Mono- oder Dicarbonsäuren bzw. aus Monocarbonsäuren
und Glykolcn mit bis zu 20 C-Atomen. Vorteilhaft verwendet man aliphatische Alkohole mit
weniger als 20, vorzugsweise mit 3 bis i6 C-Atomen. IVvorzugtc Heispiele hierfür sind Isopropanol,
rolu· Laurylalkoholc aus Kokosiiußölen und
ίο die verschiedenen, durch Oxosynthese von monomeren
Rutoncii und Propenen und Polymeren sowie
Copolymere^ derselben gewonnenen Alkohole. Andere geeignete Alkohole sind die Ätheralkoholc, die
durch Reaktion eines Glykols, vorzugsweise eines
• 5 Propylen- oder Äthyleiiglykols oder eines PoIyglykols,
mit einem Alkohol entstehen. Kino bevorzugte Klasse der Glykole sind die Alkylenglykole,
bei denen die Hydroxylgruppen an eine Kohleiiwasserstoffgruppc
mit 2 bis i6 C-Atomen gebunden sind. Innerhalb dieser Klasse sind insbesondere
diejenigen verzweigtkettigen Alkylenglykole bevorzugt, bei denen die Hydroxylgruppen an benachbarte
C-Atome gebunden und beide veresterbar sind. Kiiie weiter bevorzugte Klasse sind die PoIyoxyalkyleiiglykole,
die aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd und Gemischen dieser beiden abgeleitet
sind und 2 bis 20 C-Atome enthalten. Als Monocarbonsäuren werden in den listern und Dicstern
gemäß <Wr Erfindung vorzugsweise die Fettsäuren
mit K bis 22 C-Atomen verwendet. Als Dicarbonsäuren werden vorteilhaft solche der Polymethylenbernsteinsäurereihe
wie Adipin- und Sebacinsäure verwendet. Bevorzugte Beispiele sind Isopropyloleal,
l)i-2-äthylhexylscbacat oder -adipat und Dinoiiylscbacat
oder -adipat.
Während die oben angegebenen Ester mit Erfolg als Verdünnungsmittel für Ricinusöl verwendet
werden können und diese Gemische als solche einen bemerkenswerten Fortschritt darstellen, wurde darüber
hinaus festgestellt, daß man die Oxydationsbeständigkeil dieser Gemische außerordentlich erhöhen
kann, indem man ihnen bestimmte chemische Zusätze einverleibt.
Die gemäß der Erfindung verwendbaren Zusatzstoffe sind folgende:
ι. Alkohole mit einem aromatischen Kern, z. B. ein , zwei- oder dreiwertige Phenole und deren
Substitutionsprodukte, insbesondere alkyl- und alkoxysubstitutiertr
Phenole, Bisphenole,
2. aromatische Nitroverbindungen, wie Nitrophenole und -benzole,
3. aromatische Amine und aliphatische primäre Amine, einschließlich Phenolamine, primäre,
sekundäre und tertiäre Amine und Amide sowie Gemische derselben,
4. organische Schwefelverbindungen, insbesondere Thioalkohole, Thioamide, cyclische Verbindungen,
die zweiwertigen Schwefel enthalten, wie Thiophene und Thiazole, sowie Aminsulfide sowie
insbesondere Thiodiphcnylamin,
5. organische Verbindungen, die sowohl Phosphor als auch Schwefel enthalten, wie die Thiophosphate
und die Reaktionsprodukte von Phosphorsulfiden mit organischen Stoffen, wie Mineraloder
natürlichen ölen, Terpenen.
Besondere Beispiele für Produkte, die die Oxydation der Schmiermittel gemäß der Erfindung
wirksam herabsetzen, sind:
Phenole: Phenol, 2, 4, 6-Tri-tert-butyl-phenol,
2, 4-Methyl-6, tert.-butyl-phenol, 2, 6-Di-tert.-butylpara-kresol,
2-tert.-Butyl-4-methoxy-phcnol, 3-tert.-Butyl-4-methoxy-phenol,
2, 2'-Methylen- bis (4-mcthyl, o-tert.-butyl-phenol), a-Naphthol, /i-Naphthol,
4, 4'-Isopropylen- bis (2, ö-di-tert.-butyl-phcnol),
Brenzcatechin, Dioxytoluol, Hydrochinon, n-Dodecylgallat, o-Oxy-diphenyl, Rufigallol, Eugenol.
Aromatische Nitroverbindungen: 2, 4, 6-Trinitrophenol,
o-Nitrophenol, 11-Dinitrobenzol, T, 5-D1-nitro-iiapht
haiin.
Aromatische Amine: N-Lauroyl-p-amino-phenol,
N - Stearyl - ρ - amino - phenol, ο - Phenylendiamin, β- Naphthylamiii, Phenyl -/9-naphthalin, Phcnyla-naplithylamin,
N-Amyl-p-Aoluidin, Diät'hylo-naphthylamiii,
ρ-Amino-phenol p-Amino-dimethylanilin,
Aminobenzaldehyd, Anilin, p-Di-isopropyl, o-amino-methyl-phenol.
Organische Schwefelverbindungen: Thio-diphenylamin,
Di-thio-oxamid, Mercaptobenzthiazol, Diphenyl-thiazin, Diphenyl-thiophen, p-Thio-kresol,
Bis-(5-methyl-2-oxyphenol)-sulfid.
Organische, Phosphor und Schwefel enthaltende Verbindungen: Diese Verbindungen können in bekannter
Weise durch Reaktion von Phosphor und Schwefel in elementarer oder gebundener Form
mit organischen Verbindungen bzw. Gemischen erhalten werden. Beispiele für organische Verbindungen
sind die Terpene, z. B. ot-Pinen und Dipeiiten,
natürliche öle, Wachse und Fette, wie Spermöl, Lardöl, Kokosnußöl, Leinsaatöl, Rüböl,
Baumwollsaatöl, Walrat, Carnauba- und Candcllilla-Wachs,
Lanolin, Lecithin und die sulfuriertcn oder chlorierten Derivate derartiger natürlicher
öle, Wachse und Fette. Andere Stoffe, die sich zur Behandlung mit Phosphor und Schwefel eignen,
sind z. B. die Paraffine, Olefine oder Ölefinpolymere,
Diolefine, Acetylen, Aromaten oder Alkylaromaten, Cycloaliphaten, Erdölfraktionen,
wie Benzine, Heizöle oder Kondensationsprodukte von Erdölfraktionen, Lösungsmittelextrakte von
Erdölfraktionen u. dgl.
Die Wahl des Antioxydationsmittels hängt von dem Verwendungszweck des Schmiermittels ab.
Zum Beispiel kann eine Verbindung, die wie Phenol einen Siedepunkt von 181,3° hat, nicht geeignet
sein, wenn das Schmiermittel höheren Temperatüren als dem angegebenen Wert unterworfen werden
muß. Ebenso sind Antioxydationsmittel für Verwendung bei Temperaturen oberhalb ihrer Zersetzungstemperatur
im allgemeinen ungeeignet. Aus dem oben angegebenen Bereich kann indessen für jede gebräuchliche Einsatztemperatur ein geeigneter
Vertreter ausgewählt werden, im übrigen hängt dessen Wahl von den dem Fachmann bekannten
Bedingungen ab.
Die verwendete Menge des Antioxydationsmittels hängt von dessen Wirksamkeit und dem
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St 7 459 IVc/23 c
Verweildungzweck ab, für den das Schmiermittel bestimmt ist. Im allgemeinen beträgt die
Menge weniger als 5, vorteilhaft weniger als 2 Gewichtsprozent, z.B. i, 0,5 oder 0,1 Gewichtsprozent,
bezogen auf das gesamte Schmiermittel.
Der Gehalt an den beiden wesentlichen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Gemische, nämlich
des Ricinusöls und des Esters, kann beträchtlich variieren und hängt natürlich von der gewünschten
Viskosität des Schmiermittels sowie derjenigen der Bestandteile ab. Im allgemeinen liegt das Verhält-'
nis des Ricinusöls zu dem Estergehalt zwischen 95 : 5 und 5 : 95 Gewichtsprozent, vorzugsweise
zwischen 90 : 10 und 10 : 90, insbesondere 80 : 20 bis 20 : 80 Gewichtsprozent.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verbessert die Anwesenheit des Esters die Löslichkeit
des Gemisches in Mineralöl. Mineralöle, die aus verschiedenen Gesichtspunkten an sich als geeignete
Verdünnungsmittel für Ricinusöl anzusehen wären, sind nämlich im allgemeinen in diesem nicht löslich. Indessen kann man nunmehr
Mineralöle in Mengen von 10, 20, 40 oder sogar 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte
Schmiermittel, beimischen. Der Mischungsbereich läßt sich in jedem Falle experimentell sehr einfach η0
bestimmen.
Die Gemische gemäß der Erfindung haben auffallend gute Schmiereigenschaften. Sie wurden auf
ihre Wirksamkeit erprobt, indem man sie als Getriebeschmiermittel in einem Doppeldeckerbus verwendete.
Der Bus wurde gleichmäßig mit der Geschwindigkeit 48,3 km/h in der Ebene sowie einen
steilen Hügel hinaufgefahren. Es wurden der Temperaturanstieg der Hinterachse sowie die Zeit aufgezeichnet,
die zum Hinauffahren auf den Hügel notwendig war. Man erhielt folgende Ergebnisse:
Zusammensetzung | Mineralöl ewichtsprozen |
Isopropyl- oleat t |
Brennstoff verbrauch m. p. g. |
Temperatur anstieg der Hinterachse Sek. |
Zeitdauer der Hügel auffahrt Sek. |
Kinematiscl bei 37,8° |
ie Viskosität bei 98,9° |
Mineralschmiermittel | 24 16 18 |
16· . II 12 |
18,9 | 33 | 8l,6 | 25,2 | 4,5 |
Ricinusöl G |
20,4 19,8 19,8 |
17 26 26 |
77,4 78,8 |
48,6 8l,2 68,1 , |
6,7 8,3 8,0 |
||
6O 73 70 |
Man sieht, daß die Gemische gemäß vorliegender Erfindung geringere Reibungsverluste als ein
Mineralschmieröl von erheblich niedrigerer Viskosität ergaben, was an dem geringeren Temperaturanstieg
und der kürzeren Zeitdauer der Hügelauffahrt zu erkennen ist.
Es wurde ferner gefunden, daß man bei Verwendung eines Antioxydationsmittels aus der oben
als Beispiel genannten Gruppe der Phenole in Kombination mit einem Antioxydationsmittel aus der
Gruppe der organischen, Phosphor und Schwefel enthaltenden Substanzen, für die ebenfalls oben
Beispiele genannt wurden, in synergistischer Zusammenwirkung eine größere Oxydationsbeständigkeit
erhält, als man sie durch Verwendung dieser beiden Gruppen für sich allein erzielen
würde.
Diese Feststellung geht noch klarer aus dem nachfolgenden Beispiel hervor. Ein Gemisch von
60 Gewichtsprozent Ricinusöl und 40 Gewichtsprozent Isopropyloleat hat folgende Kennzahlen:
spezifisches Gewicht , 0,992
Viskosität, cSt
bei 37,8° 42,8
bei 98,9° 6,81
Viskositätsindex (V.-I.) 123,0
Fließpunkt, 0C 18,0
N.V 3,3
Verseifungszahl 178,0
Flammpunkt (P.M.)
verschlossen, 0C I77>o
Dieses Gemisch wird einer Oxydationsprüfung unterworfen, indem 40 cm3 öl 12 Stunden auf log
I2i° erhitzt werden. Das Verfahren weicht von der in dem I.P.-Handbuch 48 »Standard Methods
of Testing Petroleum« beschriebenen Methode insofern ab, als die Temperatur, wie angegeben, 1210
beträgt. Die nachfolgende Tabelle gibt die Werte für das Viskositätsverhältnis des Gemisches vor
und nach der Oxydation an. Augenscheinlich soll dieses Verhältnis so nahe wie möglich bei 1 liegen.
Man ersieht daraus, daß die Verwendung eines Antioxydationsmittels der Phenolgruppen (bei-
Zusatz | Viskositäts verhältnis |
keiner | > 2,6 1,71 1,41 2,02 |
ϊ °/o 2, 6-Di-tert.-butyl-kresol 2% 2, 6-Di-tert.-butyl-kresol ....... 2% phosphorsulfuriertes a-Pinen .. ι °/o 2, 6-Di-tert.-butyl-kresol ι % phosphorsulfuriertes a-Pinen .. |
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Claims (10)
1. Schmiermittel auf der Basis von Ricinusöl,
gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem flüssigen, in kicinusöl löslichen Mono- oder
Diester von einer niedrigeren Viskosität als der des Rieinu.söls aus einem einwertigen aliphatischen
Alkohol mit einer Monocarbonsäure bzw. Dicarbonsäure oder einer Monocarbonsäure und einem Glykol mit bis zu 20 C-Atomen.
2. Schmiermittel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Ester
eines aliphatischen Alkohols mit weniger als 20, /.. B. 3 bis ιC) C-Atomen mit einer Fettsäure
von K bis 22 (!-Atomen bzw. einer Dicarbonsäure aus der l'olymethylenbernsteinsäurereihe.
3. Schmiermittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen Gehalt an einem Ester aus Propylen-, Äthylen-, Polypropylen- oder PoIyäthylenglykol
mit einer Fettsäure von 8 bis 22 C-Atomen.
4. Schmiermittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester Isopropyloleat,
Di-2-äthyl-hexyl-scbacat oder -adipat
oder Dinonylsebacat oder -adipat ist.
5. Schmiermittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von
Ricinusöl zu Ester zwischen 95 : 5 und 5 : 95, vorzugsweise zwischen 90 : 10 und 10 : 90,
insbesondere zwischen
wichtsprozent beträgt.
wichtsprozent beträgt.
So : 20 und 20 : 80 Ge6. Schmiermittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß es außerdem ein bckanntes Antioxydationsmittel folgender Gruppen
enthält: Alkohole mit einem aromatischen Kern, z. B. ein-, zwei- oder dreiwertige Phenole
und deren Substitutionsprodukte, insbesondere alkyl- und alkoxysubstituierte Phenole, Bisphcnole
u. dgl.; aromatische Nitroverbindungen, wie Nitrophenole und -benzole; aromatische
Amine und aliphatisch«: primäre Amine, einschließlich von Phenolaminen, primären, sekundären
und tertiären Aminen und Amiden sowie Gemischen derselben; organische Schwefelverbindungen,
insbesondere Thioalkohole, Thioamide, cyclische Verbindungen, die zweiwertigen Schwefel enthalten, wie Thiophene und
Thiazole, sowie Aminsulfide sowie insbesondere
Thiodiphenylamin; organische Verbindungen, die sowohl Phosphor als auch Schwefel
enthalten, wie die Thiophosphate und die Reaktionsprodukte von Phosphorsulfiden und
organischen Stoffen, wie Mineral- oder natür- ^0
liehen ölen, Terpenen.
7. Schmiermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antioxydationsmittel
ein Gemisch aus einem Phenol und einer organischen, Phosphor und Schwefel enthaltenden
Substanz ist.
8. Schmiermittel nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antioxydationsmittel
2, 6-Di-tert.-butyl-kre.sol und bzw. oder phosphorsulfuriertes a-Pinen ist.
9. Schmiermittel nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge an
Antioxydationsmittel weniger als 5, vorteilhaft weniger als 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das
gesamte Schmiermittel, beträgt.
10. Schmiermittel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu 50 Gewichtsprozent
Mineralöl, bezogen auf das gesamte Schmiermittel, enthält.
Angezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 944 320,
Französische Patentschriften Nr. 944 320,
968596, 974374;
USA.-Patentschriften Nr. 2595170, 2550406,
2594279, 2494592; " " g5
deutsche Patentschriften Nr. 843 852, 831 577.
O 509 598/126 11.55
Family
ID=
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