EP2816099A1 - Sägekettenschmiermittel - Google Patents

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EP2816099A1
EP2816099A1 EP14172998.8A EP14172998A EP2816099A1 EP 2816099 A1 EP2816099 A1 EP 2816099A1 EP 14172998 A EP14172998 A EP 14172998A EP 2816099 A1 EP2816099 A1 EP 2816099A1
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EP
European Patent Office
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saw chain
oil
use according
chain oil
derivative
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14172998.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Pöttinger
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Eurollubricants Tribologie GmbH
Original Assignee
Eurollubricants Tribologie GmbH
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Publication date
Application filed by Eurollubricants Tribologie GmbH filed Critical Eurollubricants Tribologie GmbH
Publication of EP2816099A1 publication Critical patent/EP2816099A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure

Definitions

  • the present invention relates to the use of organic sulfur compounds as saw chain lubricants.
  • oil-based lubricating oils have mostly been used as saw chain oils for lubricating the chain of power saws, biodegradable natural or synthetic oils such as e.g. based on vegetable oil or glycerol.
  • Suitable adhesives are, for example, other natural or synthetic polymers, such as polyvinylpyrrolidone (PVP).
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • EP 2.180.034 A1 disclosed as an adhesive in a saw chain oil otherwise composed mainly of glycerol, water, methanol and surfactant (in well-defined proportions).
  • corrosion inhibitors and / or fragrances may be included, for example.
  • EP 594,320 A1 discloses an industrial oil which is useful as a saw chain oil and optionally sulfides based on fatty acid glycerides (and other esters) and dialkylpentasulfides as extreme pressure additives and sulfur-nitrogen heterocycles and sulfonates as Metallivivators, ie as a corrosion inhibitor contains. Any lubricating or wear-reducing effect of these sulfur-containing compounds is not mentioned.
  • the aim of the invention was the development of a saw chain oil with new, the wear-reducing additives.
  • This object is achieved by the present invention by providing the novel use of at least one 1,3,4-thiadiazolethiol derivative represented by the following formula (1): wherein R 1 is selected from -H, C 1-4 alkyl and -SR 3 , wherein R 3 is C 1-4 alkyl, and R 2 is selected from -SH and the options for R 1 , or a salt of which as a lubricant additive or wear-reducing additive in a glycerin, water and at least one adhesive chain saw oil, wherein the at least one 1,3,4-Thiadiazolthiol derivative is present in the saw chain oil in a dissolved state.
  • formula (1) wherein R 1 is selected from -H, C 1-4 alkyl and -SR 3 , wherein R 3 is C 1-4 alkyl, and R 2 is selected from -SH and the options for R 1 , or a salt of which as a lubricant additive or wear-reducing additive in a glycerin, water and at least one adhesive chain saw oil,
  • the inventor assumes for the operation of the invention that, in operation, at least partial decomposition of the 1,3,4-thiadiazolethiol derivatives in the oil occurs, whereby in situ new compounds of sulfur arise, which develop a similar lubricating effect as a sulfide-containing solid lubricant, even if the starting compound itself shows no such effect.
  • Suitable C 1-4 -alkyl are any linear, branched, cyclic, saturated or unsaturated C 1-4 -alkyl radicals, such as, for example, methyl, ethyl, vinyl, ethynyl, propyl, isopropyl, cyclopropyl, allyl, propargyl, n Butyl, isobutyl, tert-butyl and cyclobutyl.
  • the C 1-4 alkyl is selected from methyl and tert-butyl, because there are strong differences in solubility between these two representatives of the group.
  • the C 1-4 alkyl is, of course, methyl, which provides the best solubility in a polar base oil.
  • the 1,3,4-thiadiazolethiol derivative of the formula (1) -SR 1 and / or R 2 are thiolate-deprotonatable thiol -SH or a salt thereof, since the presence of ionic groups solubility of the Compound in the polar glycerol / water mixture increased.
  • salts are used, wherein the use of ammonia, alkali metal or alkaline earth metals as base partners of such salts compared to the use of other inorganic or organic bases reduces the costs and is largely harmless in terms of any environmental impact, which is why these bases are preferred.
  • the at least one 1,3,4-thiadiazolethiol derivative is present as mono- or disodium or ammonium salt.
  • the at least one 1,3,4-thiadiazolethiol derivative selected from 1,3,4-thiadiazole-2,5-dithiol and salts thereof, in particular its disodium salt, 5-methyl-1,3,4-thiadiazole 2-thiol and salts thereof, especially its sodium salt, and 2-tert-butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazole, since the inventor has already achieved excellent results with these compounds.
  • 1,3,4-thiadiazolethiol derivative selected from 1,3,4-thiadiazole-2,5-dithiol and salts thereof, in particular its disodium salt, 5-methyl-1,3,4-thiadiazole 2-thiol and salts thereof, especially its sodium salt, and 2-tert-butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazole, since the inventor has already achieved excellent results with these compounds.
  • all three compounds are commercially available, e.g. Sigma-Aldrich, both in the former two cases as free dithiols and
  • the synthesis to be accomplished in a relatively simple manner is accomplished by reacting the respective free (di) thiol with e.g. aqueous NaOH not to be preferred.
  • the amount of the at least one 1,3,4-thiadiazolethiol derivative is generally not particularly limited, and one skilled in the art will readily be able to determine the preferred and optimal amounts of the particular derivative without undue experimentation but simply by serial experimentation.
  • a preferable range is 0.1 to 2% by weight, more preferably 0.4 to 1% by weight. , revealed.
  • the proportions to be chosen depend logically on the other composition of the saw chain oil and its intended conditions of use.
  • the ratios between glycerin, water and adhesive (s) are not particularly limited as long as the saw chain oil as a whole shows the desired effect. This depends largely on the viscosity of the oil and the operating conditions during its use. So can well known and proven conditions, eg as in the above cited DE 31 23 726 A1 and EP 2.180.034 A1 described, wherein a saw chain oil according to the invention due to the solubility of the at least one 1,3,4-Thiadiazolthiol derivative as dissolved lubricating additive therein tends to have a slightly lower viscosity than about a prior art oil with heterogeneous present solid lubricant additive.
  • At least one adhesive can also be made a selection of the known and proven means, for which in addition to the aforementioned representatives polyacrylamide and polyvinylpyrrolidone, other natural or synthetic polymers come into question.
  • the saw chain oil of the present invention is not particularly limited as long as the beneficial effects of the invention and other desired properties are not impaired.
  • further constituents of the oil may consist of common mineral and vegetable lubricants, for example sulfated plant lubricants, surfactants, corrosion inhibitors, viscosity regulators, pH regulators, antioxidants, dyes and fragrances.
  • blends of a saw chain oil of the invention with the above-recited base composition and one or more mineral and vegetable oils may be advantageous for certain applications and therefore are preferred embodiments of the invention.
  • the saw chain oil of the present invention also preferably comprises at least one surfactant as an additional component to improve the miscibility of the aqueous glycerol-based oil of the invention with such more apolar oils and the solubility of the at least one 1,3,4-thiadiazolethiol derivative and Increase adhesive in the mixture.
  • the amount of the at least one surfactant varies from its own nature as well as in dependence on the other components of the saw chain oil according to the invention.
  • a content of at least 2% by weight of the at least one surfactant has been found to be advantageous to achieve the above miscibility or solubility benefits so that, for example, there is no segregation of the saw chain oil in the oil tank of the saw.
  • the saw chain oil is to be mixed with a relatively non-mineral mineral or vegetable oil, e.g. with 5% by weight of rapeseed oil, at least 3% by weight of the at least one surfactant have proven useful.
  • an "immutable impurity" of the glycerol used in such mixtures usually methanol in a proportion of up to about 0.5 wt .-% is included. However, since this can vary quite a bit depending on the manufacturer, and sometimes even batch-to-batch, it is not mentioned separately here.
  • Example 1 To a part of the mixture prepared in Comparative Example 1 (100 parts by weight) was added 0.5 parts by weight of 1,3,4-thiadiazole-2,5-dithiol disodium salt (Example 1), 5-methyl-1,3,4-thiadiazole-2 -thiol-sodium salt (Example 2) or 2-tert-butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazole (Example 3) added as an additional lubricant according to the present invention and homogeneously dissolved therein by stirring for 2 minutes at room temperature.
  • Example 1 1,3,4-thiadiazole-2,5-dithiol disodium salt
  • Example 2 5-methyl-1,3,4-thiadiazole-2 -thiol-sodium salt
  • Example 3 2-tert-butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazole
  • VKA stands for "four-ball apparatus", a test instrument for determining the extreme pressure ("EP") properties and the wear characteristics of Liquids. It is on a rotating ball (running ball), which slides on three identical other balls (stationary balls), left from above a force acting, which is gradually increased until it comes to welding of the balls due to the friction-induced heating. The force measured immediately before the welding of the balls is given as Gutkraft, those thereafter as welding force.
  • the wear of defined, pressed together and relatively moving friction surfaces is measured using a lubricant.
  • the measured value given is the quotient of the contact force and the (projected) wear surface generated with it.
  • Example 3 In order to test the miscibility of the saw chain oil from Example 1 with customary more hydrophobic lubricating oils, the surfactant-containing mixtures indicated in Table 3 below were prepared by simply mixing the respective components at room temperature. ⁇ u> Table 3 ⁇ / u> component Example 5 Example 6 Example 7 Example 8 glycerin 94 93.5 92.5 90.5 water 3 3 3 3 PVP 1 1 1 1 surfactant 1.5 2 3 5 TDDN 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
  • a surfactant content of at least 2% by weight is preferred in order to ensure sufficient miscibility of the saw chain oil according to the invention with conventional, relatively hydrophobic lubricating oils. Even more preferred is at least 3% by weight, in particular at least 5% by weight, of surfactant.
  • the present invention thus provides the use of 1,3,4-thiadiazolethiol derivatives as lubricating additives in saw chain oils which cause the lubricating performance of the oil to be practically doubled. With appropriate surfactant addition, these saw chain oils are also well compatible with conventional lubricating oils.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung zumindest eines 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivats der nachstehenden Formel (1): worin R 1 ausgewählt ist aus -H, C 1-4 -Alkyl und -S-R 3 , worin R 3 für C 1-4 -Alkyl steht, und R 2 ausgewählt ist aus -SH und den Optionen für R 1 , oder eines Salzes davon als als Schmierzusatz bzw. verschleissreduzierendes Additiv in einem Glycerin, Wasser und zumindest einen Haftstoff umfassenden Sägekettenöl, wobei das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat im Sägekettenöl in gelöstem Zustand vorliegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von organischen Schwefelverbindungen als Sägekettenschmiermittel.
    • STAND DER TECHNIK
  • Während früher als Sägekettenöle zur Schmierung der Kette von motorgetriebenen Sägen zumeist Schmieröle auf Mineralölbasis eingesetzt wurden, werden aufgrund des verstärkten Umweltfokus seit einigen Jahren zunehmend biologisch abbaubare-natürliche oder synthetische - Öle, wie z.B. auf Pflanzenöl- oder Glycerin-Basis, eingesetzt.
  • Zur Verringerung des Abschleuderns des Sägekettenöls von der rotierenden Kette sowie zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Schmierfilmdicke werden diesen Ölen seit Langem Haftstoffe zugesetzt. So wird etwa in DE 31 23 726 A1 ein unter anderem als Sägekettenöl dienendes Haftöl offenbart, das unter anderem auf Glykolen oder Glycerin oder wässrigen Gemischen davon basieren kann und bis zu 2,0 Gew.-% Polyacrylamid als Haft(kleb)stoff umfasst.
  • Weitere geeignete Haftstoffe sind beispielsweise andere natürliche oder synthetische Polymere, wie z.B. Polyvinylpyrrolidon (PVP). Letzteres wird z.B. in EP 2.180.034 A1 als Haftstoff in einem ansonsten hauptsächlich aus Glycerin, Wasser, Methanol und Tensid (in genau definierten Anteilen) aufgebauten Sägekettenöl offenbart. Zusätzlich können beispielsweise Korrosionsschutzmittel und/oder Duftstoffe enthalten sein.
  • Zur weiteren Verringerung des Verschleißes der Kettensäge ist es weiters bekannt, Sägekettenölen Festschmierstoffe zuzusetzen. Dies ist jedoch insofern nachteilig, als es sich dabei einerseits in der Regel um Schwermetallsulfide, wie z.B. MoS2, handelt, die eine starke Umweltbelastung darstellen.
  • Abhilfe könnten organische Schwefelderivate schaffen. Hierzu wird in DE 32 11 352 A1 ein Sägekettenöl offenbart, das unter anderem ein Sulfonsäuregruppen enthaltendes Acrylamid-Copolymer als Haftvermittler sowie mitunter auch verschiedene Sulfonsäurederivate als Korrosionshemmer und Verschleissschutz enthält. Als Letztere bevorzugt werden jedoch schwefelfreie organische Verbindungen sowie Molybdänverbindungen, z.B. wiederum MoS2.
  • In EP 594.320 A1 wird ein Industrieöl offenbart, das sich als Sägekettenöl eignet und gegebenenfalls Sulfide auf Basis von Fettsäureglyceriden (und anderen Estern) und Dialkylpentasulfide als Extremdruck-Additive sowie Schwefel-Stickstoff-Heterozyklen und Sulfonate als Metallpassivatoren, d.h. als Korrosionshemmer, enthält. Eine etwaige Schmier- oder verschleissreduzierende Wirkung dieser schwefelhältigen Verbindungen wird nicht erwähnt.
  • Ziel der Erfindung war vor diesem Hintergrund die Entwicklung eines Sägekettenöls mit neuen, den Verschleiss senkenden Additiven.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Dieses Ziel erreicht die vorliegende Erfindung durch Bereitstellung der neuen Verwendung zumindest eines 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivats der nachstehenden Formel (1):
    Figure imgb0001
     worin R1 ausgewählt ist aus -H, C1-4-Alkyl und -S-R3, worin R3 für C1-4-Alkyl steht, und R2 ausgewählt ist aus -SH und den Optionen für R1, oder eines Salzes davon als als Schmierzusatz bzw. verschleissreduzierendes Additiv in einem Glycerin, Wasser und zumindest einen Haftstoff umfassenden Sägekettenöl, wobei das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat im Sägekettenöl in gelöstem Zustand vorliegt.
  • Durch Verwendung eines oder mehrerer, im Basisgemisch aus Glycerin und Wasser löslicher 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivate der Formel (1) als zusätzliche(s) Schmiermittel wird die Schmierung gegenüber einem herkömmlichen Sägekettenöl deutlich verbessert, wobei sich der Erfinder zum einen die bekannte Schmierwirkung von Schwefel als Bestandteil gängiger Schmierstoff-Additive zunutze macht und zum anderen die Löslichkeit der 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivate der Formel (1) im Öl bewirkt, dass sich diese nicht vom Öl absondern können, bevor sie ihre schmierende und damit verschleissreduzierende Wirkung entfalten.
  • Ohne sich auf eine bestimmte Theorie einschränken zu wollen, nimmt der Erfinder für die Wirkungsweise der Erfindung an, dass es im Betrieb zu einer zumindest teilweisen Zersetzung der 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivate im Öl kommt, wodurch in situ neue Verbindungen des Schwefels entstehen, die eine ähnliche Schmierwirkung wie ein sulfidhältiger Festschmierstoff entfalten, auch wenn die Ausgangsverbindung selbst keine solche Wirkung zeigt.
  • Dabei verbessert die Gegenwart mehrerer Schwefelatome im Molekül einerseits tendenziell die Schmierwirkung, und andererseits steuert die Gegenwart des organischen Heterozyklus die Polarität des Moleküls. Bei zu hoher Polarität eines Schmiermittelzusatzes besteht nämlich allgemein die Gefahr, dass bei Vermischung des Sägekettenöls auf Glycerin/Wasser-Basis mit Mineralölen oder relativ apolaren Pflanzenölen der Zusatz aus dem Gemisch ausfällt und es im laufenden Betrieb wiederum zu einer Absonderung der festen aus der flüssigen Phase kommen kann. Dies wird durch die erfindungsgemäße Verwendung der Thiadiazolthiol-Derivate wirksam vermieden.
  • Als C1-4-Alkyl kommen jegliche lineare, verzweigte, zyklische, gesättigte oder ungesättigte C1-4-Alkyl-Reste in Frage, wie z.B. Methyl, Ethyl, Vinyl, Ethinyl, Propyl, Isopropyl, Cyclopropyl, Allyl, Propargyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl und Cyclobutyl. Durch die Wahl des Alkylrests lässt sich die Löslichkeit der Verbindung in gewissen Grenzen steuern, da mit zunehmender/-m Kettenlänge und Verzweigungsgrad die Hydrohilie abnimmt. Vorzugsweise ist das C1-4-Alkyl aus Methyl und tert-Butyl ausgewählt, da zwischen diesen beiden Vertretern der Gruppe starke Löslichkeitsunterschiede existieren. Insbesondere ist das C1-4-Alkyl freilich Methyl, das die beste Löslichkeit in einem polaren Basisöl bewirkt.
  • Vorzugsweise stehen bzw. steht im 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat der Formel (1) -SR1 und/oder R2 für zu Thiolat deprotonierbares Thiol -SH oder für ein Salz davon, da die Gegenwart von ionischen Gruppen die Löslichkeit der Verbindung im polaren Glycerin/Wasser-Gemisch erhöht. In besonders bevorzugten Ausführungsformen werden Salze eingesetzt, wobei der Einsatz von Ammoniak, Alkali- oder Erdakalimetallen als Basenpartner solcher Salze gegenüber der Verwendung anderer anorganischer oder organischer Basen die Kosten verringert und im Hinblick auf etwaige Umweltbelastungen weitgehend unbedenklich ist, weswegen diese Basen bevorzugt werden. Insbesondere liegt das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat als Mono- oder Dinatrium- oder -ammoniumsalz vor.
  • Besonders bevorzugt ist das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat ausgewählt aus 1,3,4-Thiadiazol-2,5-dithiol und Salzen davon, insbesondere dessen Dinatriumsalz, 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-thiol und Salzen davon, insbesondere dessen Natriumsalz, sowie 2-tert-Butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazol, da der Erfinder mit diesen Verbindungen bereits ausgezeichnete Ergebnisse erzielt hat. Dies auch, da alle drei Verbindungen im Handel erhältlich sind, z.B. von Sigma-Aldrich, und zwar in den beiden ersteren Fällen sowohl als freie Dithiole und auch als deren (Di-)Natriumsalze. Da Letztere sogar zu einem niedrigeren Preis angeboten werden als die freien Thiole und gemäß vorliegender Erfindung aus obigen Gründen bevorzugt werden, ist die auf relativ einfache Weise zu bewerkstelligende Synthese durch Umsetzung des jeweiligen freien (Di-)Thiols mit z.B. wässriger NaOH nicht zu bevorzugen.
  • Die kommerzielle Verfügbarkeit beruht auf der Eignung von 1,3,4-Thiadiazol-2-thiol-Derivaten als Zusätze zu Flammschutzmitteln sowie als Reagens zur Synthese komplexerer Heterozyklen aufgrund der hohen Nucleophilie der drei Heteroatome. Der Erfinder hat demgegenüber nun überraschenderweise eine ausgezeichnete Wirksamkeit der Verbindung als Schmierölzusatz festgestellt.
  • Die Menge des zumindest einen 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivats ist allgemein nicht speziell eingeschränkt, wobei der Fachmann ohne übermäßiges Experimentieren, sondern mittels einfach durchzuführender Reihenversuche problemlos in der Lage ist, die bevorzugten und optimalen Mengen des jeweiligen Derivats zu bestimmen. Für 1,3,4-Thiadiazol-2,5-dithiol-dinatriumsalz und die beiden anderen besonders bevorzugten Verbindungen hat sich ein bevorzugter Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, noch bevorzugter 0,4 bis 1 Gew.-%, ergeben. Allgemein hängen die zu wählenden Mengenverhältnisse logischerweise maßgeblich von der sonstigen Zusammensetzung des Sägekettenöls und dessen geplanten Einsatzbedingungen ab.
  • Die Verhältnisse zwischen Glycerin, Wasser und Haftstoff(en) sind dabei nicht speziell eingeschränkt, solange das Sägekettenöl als Ganzes die gewünschte Wirkung zeigt. Diese hängt maßgeblich von der Viskosität des Öls und den Betriebsbedingungen bei seiner Verwendung ab. So können durchaus bekannte und bewährte Verhältnisse, z.B. wie in den eingangs zitierten DE 31 23 726 A1 und EP 2.180.034 A1 beschrieben, eingestellt werden, wobei ein erfindungsgemäßes Sägekettenöl aufgrund der Löslichkeit des zumindest einen 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivats als gelöster Schmierzusatz darin tendenziell eine etwas niedrigere Viskosität aufweisen kann als etwa ein Öl nach dem Stand der Technik mit heterogen vorliegendem Festschmierstoffzusatz.
  • Für den zumindest einen Haftstoff kann ebenfalls eine Auswahl aus den bekannten und bewährten Mitteln getroffen werden, wofür neben den eingangs erwähnten Vertretern Polyacrylamid und Polyvinylpyrrolidon auch andere natürliche oder synthetische Polymere in Frage kommen.
  • Was weitere Komponenten des Sägekettenöl der Erfindung außer den oben angeführten anbelangt, ist das erfindungsgemäße Sägekettenöl ebenfalls nicht speziell eingeschränkt, solange die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung und sonstige gewünschte Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Beispielsweise können weitere Bestandteile des Öls aus gängigen Mineral- und Pflanzenschmierstoffen, z.B. sulfatierten Pflanzenschmierstoffen, Tensiden, Korrosionshemmern, Viskositätsreglern, pH-Reglern, Antioxidantien, Farbstoffen und Duftstoffen ausgewählt sein. Insbesondere Gemische aus einem erfindungsgemäßen Sägekettenöl mit der oben angeführten Grundzusammensetzung und einem oder mehreren Mineral- und Pflanzenölen können für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein und stellen daher bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • Aus diesem Grund umfasst das erfindungsgemäßen Sägekettenöl auch vorzugsweise zumindest ein Tensid als zusätzliche Komponente, um einerseits die Mischbarkeit des auf wässrigem Glycerin basierenden Öls der Erfindung mit derartigen apolareren Ölen und anderseits die Löslichkeit des zumindest einen 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivats und des Haftstoffs im Gemisch zu erhöhen.
  • Die Menge des zumindest einen Tensids variiert dabei von dessen eigenen Natur sowie in Abhängigkeit von den übrigen Komponenten des erfindungsgemäßen Sägekettenöls. Bei Verwendung von Polyvinylpyrrolidon oder anderer synthetischer Kunststoffe als Haftstoff in einem erfindungsgemäßen Sägekettenöl auf GlycerinM/asser-Basis, hat sich ein Gehalt von zumindest 2 Gew.-% des zumindest eines Tensids als vorteilhaft herausgestellt, um die obigen Mischbarkeits- bzw. Löslichkeitsvorteile zu erzielen, damit es beispielsweise zu keiner Entmischung des Sägekettenöls im Öl-tank der Säge kommt.
  • Falls das Sägekettenöl darüber hinaus mit einem verhältnismäßig apolaren Mineral-oder Pflanzenöl vermischt werden soll, z.B. mit 5 Gew.-% Rapsöl, haben sich zumindest 3 Gew.-% des zumindest eines Tensids bewährt.
    • BEISPIELE
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von nichteinschränkenden Beispielen im Detail beschrieben.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Als Vergleichsbeispiel wurde ein Sägekettenöl nach dem Stand der Technik basierend auf der Offenbarung von EP 2.180.034 A1 hergestellt. Dabei wurden die in der folgenden Tabelle 1 angeführten Komponenten in den angegebenen Mengen miteinander bei Raumtemperatur vermischt: Tabelle 1
    Komponente Menge (Gew.-%)
    Glycerin 96
    Wasser 3
    Haftstoff: PVP 1
  • Als "unvermeindliche Verunreinigung" des eingesetzten Glycerins ist in solchen Gemischen in der Regel auch Methanol in einem Anteil von bis zu etwa 0,5 Gew.-% enthalten. Da dieser jedoch je nach Hersteller, und mitunter sogar von Charge zu Charge, relativ stark schwanken kann, wird er hierin nicht gesondert angeführt.
    • Beispiele 1 bis 3
  • Einem Teil des in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Gemischs (100 Gewichtsteile) wurden 0,5 Gewichtsteile 1,3,4-Thiadiazol-2,5-dithiol-dinatriumsalz (Beispiel 1), 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-thiol-natriumsalz (Beispiel 2) bzw. 2-tert-Butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazol (Beispiel 3) als zusätzliches Schmiermittel gemäß vorliegender Erfindung beigemengt und durch 2-minütiges Rühren bei Raumtemperatur darin homogen gelöst.
    • Beispiel 4
  • Die vier so hergestellten Sägekettenöle wurden gemäß den folgenden Normen getestet:
    Dichte bei 20 °C DIN 51757
    Viskosität bei 40 °C DIN 53015
    Viskosität bei 100 °C DIN 51562
    VKA-Gutkraft und -Schweißkraft: DIN 51350
    Belastbarkeit (Brugger-Test): DIN 51347
  • VKA steht dabei für "Vier-Kugel-Apparat", ein Testgerät zur Bestimmung der Extremdruck- ("extreme pressure", EP-) Eigenschaften und der Verschleißkennwerte von Flüssigkeiten. Dabei wird auf eine rotierende Kugel (Laufkugel), die auf drei identischen weiteren Kugeln (Standkugeln) gleitet, von oben eine Kraft einwirken gelassen, die schrittweise erhöht wird, bis es aufgrund der reibungsbedingten Erhitzung zum Verschweißen der Kugeln kommt. Die unmittelbar vor dem Verschweißen der Kugeln gemessene Kraft wird als Gutkraft angegeben, jene danach als Verschweißkraft.
  • Im Brugger-Test wird der Verschleiß definierter, aneinander gepresster und relativ zueinander bewegter Reibflächen unter Verwendung eines Schmiermittels gemessen. Als Messwert wird der Quotient aus der Anpresskraft und der damit erzeugten (projizierten) Verschleißfläche angegeben.
  • Die Ergebnisse aller Tests sind zusammen mit dem äußeren Erscheinungsbild, d.h. der Färbung der Öle gemäß Sichtprüfung, in nachstehender Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
    Vergl. 1 Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3
    Färbung gelb grün grün grün
    Dichte bei 20 °C (g/cm3) 1,223 1,230 1,230 1,230
    Viskosität bei 40 °C (mm2/s) 105 102 102 102
    Viskosität bei 100 °C (mm2/s) 11,2 11,8 11,8 11,8
    VKA-Gutkraft (N) 1200 2500 2000 1800
    VKA-Schweißkraft (N) 1300 2700 2100 1900
    Belastbarkeit (N/mm2) 25 46 32 28
  • Man erkennt, dass - bei ansonsten annähernd gleichen Werten für die Dichte und die Viskosität - die Sägekettenöle der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 3 im Vier-Kugel-Apparat und im Prüfgerät nach Brugger erheblich bessere Ergebnisse in Bezug auf die Gutkraft, die Schweißkraft und die Belastbarkeit lieferten als das Vergleichsbeispiel. Das beste Ergebnis wurde mit Beispiel 1 erzielt, wo ein Dinatriumsalz eingesetzt wurde, gefolgt von einem ionisierbaren freien Thiol in Beispiel 2 und schließlich dem nichtionisierbaren Disulfid in Beispiel 3, das aber dennoch deutlich bessere Werte liefert als der Vergleichsbeispiel.
  • Der Zusatz von nur 0,5 Gewichtsteilen der 1,3,4-Thiadiazol-2-thiol-Derivate bewirkte somit überraschenderweise eine enorme Verbesserung der Werte für Gutkraft, Schweißkraft und Belastbarkeit, bis hin zu einer (nahezu) Verdopplung in Beispiel 1.
    • Beispiele 5 bis 8
  • Um die Mischbarkeit des Sägekettenöls aus Beispiel 1 mit üblichen hydrophoberen Schmierölen zu testen, wurden die in nachstehender Tabelle 3 angegebenen tensidhaltigen Gemische durch einfaches Vermischen der jeweiligen Komponenten bei Raumtemperatur hergestellt. Tabelle 3
    Komponente Beispiel 5 Beispiel 6 Beispiel 7 Beispiel 8
    Glycerin 94 93,5 92,5 90,5
    Wasser 3 3 3 3
    PVP 1 1 1 1
    Tensid 1,5 2 3 5
    TDDN 0,5 0,5 0,5 0,5
  • Die jeweiligen Mengen sind wiederum in Gew.-% angegeben, als Tensid wurde jeweils Türkischrotöl (sulfoniertes Rizinusöl) eingesetzt, und TDDN steht für 1,3,4-Thiadiazol-2,5-dithiol-dinatriumsalz.
  • Jeweils 100 Gewichtsteile dieser vier Beispiele für erfindungsgemäße Sägekettenöle wurden mit 10 Gewichtsteilen Rapsöl bzw. Mineralöl 1 min lang homogen vermischt, danach stehen gelassen und beobachtet, ob und wann es zu einer Entmischung unter Ausbildung einer zweiten flüssigen Phase kam. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 4 angeführt. Tabelle 4
    Gemisch aus Beispiel 5 6 7 8
    Rapsöl Entmischung nach 10 min 30 min 12 h keine
    Mineralöl Entmischung nach 5 min 40 min 12 h keine
  • "Keine" Entmischung für das Gemisch aus Beispiel 8 bedeutet, dass selbst nach 24 h keine zweite Phase zu beobachten war, wonach die Tests jeweils abgebrochen wurden.
  • Wiewohl in den obigen Gemischen jeweils Türkischrotöl als Tensid eingesetzt wurde, hat der Erfinder in weiteren Vorversuchen mit anderen, gängigen Tensiden (Natriumlaurylethersulfat, Polyalkylenglykolethern mit 25-30 Kohlenstoffatomen sowie weiteren sulfatierten Pflanzenölen) in der Mehrzahl der Fälle ähnliche Ergebnisse erzielt.
  • Aus den Ergebnissen in Tabelle 4 folgt jedenfalls, dass ein Tensidgehalt von zumindest 2 Gew.-% bevorzugen ist, um ausreichende Mischbarkeit der erfindungsgemäßen Sägekettenöle mit herkömmlichen, relativ hydrophoben Schmierölen zu gewährleisten. Noch bevorzugter sind zumindest 3 Gew.-%, insbesondere zumindest 5 Gew.-%, Tensid.
  • Die vorliegende Erfindung stellt somit die Verwendung von 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivaten als Schmierzusätze bzw. verschleissverringernde Additive in Sägekettenölen bereit, die bewirken, dass sich die Schmierleistung des Öls praktisch verdoppeln lässt. Bei entsprechendem Tensidzusatz sind diese Sägekettenöle zudem gut mit herkömmlichen Schmierölen verträglich.

Claims (9)

  1. Verwendung zumindest eines 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivats der nachstehenden Formel (1):
    Figure imgb0002
     worin
    R1 ausgewählt ist aus -H, C1-4-Alkyl und -S-R3, worin R3 für C1-4-Alkyl steht, und
    R2 ausgewählt ist aus -SH und den Optionen für R1,
    oder eines Salzes davon als Schmierzusatz bzw. verschleissreduzierendes Additiv in einem Glycerin, Wasser und zumindest einen Haftstoff umfassenden Sägekettenöl, wobei das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat im Sägekettenöl in gelöstem Zustand vorliegt.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -SR1 und/oder R2 für -SH oder ein Salz davon stehen/steht.
  3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat als Mono- oder Dinatrium- oder -ammoniumsalz vorliegt.
  4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das C1-4-Alkyl aus Methyl und tert-Butyl ausgewählt ist.
  5. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine 1,3,4-Thiadiazolthiol-Derivat ausgewählt ist aus 1,3,4-Thiadiazol-2,5-dithiol und Salzen davon, 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-thiol und Salzen davon sowie 2-tert-Butyldithio-5-methyl-1,3,4-thiadiazol.
  6. Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sägekettenöl eine oder mehrere weitere Komponenten, ausgewählt aus Mineral- und Pflanzenschmierstoffen, z.B. sulfatierten Pflanzenschmierstoffen, Tensiden, Korrosionshemmern, Viskositätsreglern, pH-Reglern, Antioxidantien, Farbstoffen und Duftstoffen umfasst.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sägekettenöl zumindest ein Tensid umfasst.
  8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sägekettenöl zumindest 2 Gew.-% des zumindest eines Tensids umfasst.
  9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sägekettenöl zumindest 3 Gew.-% des zumindest eines Tensids umfasst.
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