EP3820978A1 - Umweltverträgliches schmierfett für stahlseile - Google Patents

Umweltverträgliches schmierfett für stahlseile

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EP3820978A1
EP3820978A1 EP19740328.0A EP19740328A EP3820978A1 EP 3820978 A1 EP3820978 A1 EP 3820978A1 EP 19740328 A EP19740328 A EP 19740328A EP 3820978 A1 EP3820978 A1 EP 3820978A1
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EP
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weight
grease
biodegradable
mixtures
din
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Maximilian ERHARD
Patrick WITTMEYER
Stefan Seemeyer
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Klueber Lubrication Muenchen GmbH and Co KG
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Klueber Lubrication Muenchen SE and Co KG
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    • C10N2050/10—Semi-solids; greasy

Definitions

  • the invention relates to an environmentally compatible grease for steel cables, in particular galvanized steel cables.
  • the invention further relates to a method for producing the grease and its use.
  • Lubricants for steel cables are used to separate the individual rope strands from each other by a lubricating film, i. H. to lubricate and thereby reduce wear, as well as to protect the steel cable as a whole against corrosion.
  • a lubricating film i. H. to lubricate and thereby reduce wear, as well as to protect the steel cable as a whole against corrosion.
  • the lubricants In the field of application, the lubricants must also perform various additional tasks. For example, in the marine industry and in the oil and gas industry, it is necessary that the lubricants not only have a good lubricating effect, but can also be used in a wide temperature range and in the presence of water. Are galvanized
  • Environmentally compatible lubricants must be biodegradable and must have minimal toxicity and no bioaccumulation.
  • the CH 540331 A describes a lubricant for steel cables, which as
  • main component contains a saturated or unsaturated fatty acid having 5-30 carbon atoms or an ester of such an acid or a mixture thereof.
  • EP 0108536 A1 describes a corrosion protection composition comprising a corrosion inhibitor, a thickener and a thixotropic gel.
  • the anti-corrosion composition can be used to treat multi-wire electrical conductors, wire ropes or cables.
  • esters contains specific synthetic esters, namely polyol esters, trimellitate esters and polymeric fatty acid esters and a mixture of polyisobutylene polymers with different molecular weights.
  • Lubricant composition can also be used to treat wire ropes, among other things.
  • US 4486319 A describes a microporous lubricating composition containing an ionomer polymer and a liquid lubricant.
  • the ionomer polymer can be combined with other polymers and the composition may contain various additives to modify the performance and properties of the composition formed.
  • Composition can be used to lubricate mechanical components including wire ropes and bearings, such as B. plain bearings can be used.
  • CA 2364200 describes a lubricating composition for lubricating wire ropes comprising: (a) between 50 and 95 percent by volume of one
  • Base fluid (b) between 1 and 8 volume percent of a low acid lubricant; (c) between 0.2 and 5.0 volume percent of one
  • volume percent of an extreme pressure medium (e) between 0.1 and 10
  • US6329073 B1 describes a steel article treated with a corrosion-inhibiting and adhesion-resistant composition, the composition comprising: A) an oily or waxy carrier as a carrier of active components and B) active components, comprising: B1) a corrosion inhibitor in the form of a sulfonate of group IIA ; B2) a co-corrosion inhibitor selected from the group consisting of: (a) one or more fatty acids having 6 to 24 carbon atoms, aromatic acids and naphthenic acids, the acids having the free acid form or the salt form (b) one or more imidazoline derivatives with a C6-24 alkyl unit; and (c) one or more of C6-24 alkyl succinic anhydride compounds; and (d) mixtures of one or more of the compounds defined under (a), (b) and (c) or mixtures of multiple forms of the compounds defined under (a), (b) and (c); and C) optionally a compound selected from the group consisting of: C1) one
  • C2 a synthetic ester derived from a C1-10 alcohol with 1-12 hydroxyl groups and C6-24 fatty acids; and C3) a C6-18 alcohol; and C4) a mixture of one or more the compounds defined under C1), C2) and C3) or mixtures of several forms of the compounds defined under C1), C2) and C3); the elongated steel object being a hard-drawn steel wire.
  • a gel composition comprising a combination of: at least one base oil from about 45 to about 90 percent by weight; at least one polymer from about 10 to about 20% by weight at least partially miscible with the at least one base oil; and about 1 to about 50% by weight of at least one silicate thickener which comprises at least one compound selected from the group consisting of aluminum silicate, magnesium silicate,
  • CN 102102047 A describes a protective grease composition for a high-temperature resistant steel wire rope and a manufacturing process therefor.
  • the grease composition is made up of base oil (highly viscous mineral oil or synthetic oil), a thickener, an additive and a covering agent.
  • the grease for the steel wire rope is through
  • Thicken the base oil with a solid hydrocarbon thickener Thicken the base oil with a solid hydrocarbon thickener.
  • the thickener is bentonite.
  • a high molecular tackifier and a grease are used as a solid filler to make the
  • the protective grease for the steel wire rope is specially designed to protect steel wire ropes in an extreme
  • CN 102618371 A describes steel cable grease with a high dropping point and a preparation method for the steel cable grease.
  • the steel cable grease consists of the following components (in percentages by weight): 65% -85% base oil, 5% -20% Thickener, 2% -15% adhesive, 1% -6% rust inhibitor, 0-5%
  • Antioxidant 0-5% polar additive and 0.5% -6% solid lubricant.
  • CN 102827678 A describes a wire rope grease composition which, in addition to lubrication, also offers corrosion protection.
  • the composition consists of the following components: 51.0% to 72.5% calcium sulfonate composite fat No. 2, 25.0 to 38.0% base oil, 0.2 to 1.0% diphenylamine, 1, 3 to 5, 5% colloidal graphite and 1.0 to 4.5% ozocerite.
  • the product is suitable for the lubrication and protection of various wire ropes under oceanic climatic conditions such as seaport, sea ship, offshore drilling platforms, etc.
  • the abovementioned lubricants do not meet all of the abovementioned requirements, namely that they can be used in a wide temperature range and also in the presence of water in addition to a good lubricating effect and also the requirements for
  • the invention is therefore based on the object of a lubricant
  • an environmentally compatible grease comprising: a) from 50% by weight to 90% by weight of a biodegradable base oil, in particular a biodegradable ester as base oil, b) from 3% by weight to 25% by weight and / or 7 wt% to 20 wt% of a thickener selected from
  • polystyrene resin a polymer selected from polyisobutylene, polyisobutylene / butene copolymer, polymethacrylates, polyesters, preferably complex esters, in particular complex esters
  • the grease has a dropping point according to standard DIN ISO 2176 of over 150 ° C, for example from 150 ° C to 300 ° C and / or from 170 ° C to 300 ° C and / or from 200 ° C up to 290 ° C.
  • the grease has an upper service temperature (OGT) according to the DIN standard 58397 part 1 of at least 150 ° C, for example from 150 ° C to 200 ° C and / or from 150 ° C.
  • the lubricating grease there is preferably at least 75% by weight, for example from 75% by weight to 100% by weight, more preferably at least 80% by weight, for example from 80% by weight to 100% by weight and / or from 85% by weight to 100 %
  • the grease can also contain up to 25% by weight of non-biodegradable components, provided that they are not bioaccumulating and / or only minimally toxic.
  • the lubricating grease according to the invention therefore fulfills the criteria for environmentally compatible
  • components a) to c) have no negative influence on the zinc layer of galvanized steel cables and, in particular, do not react with the zinc layer.
  • the grease contains at least 50% by weight as component a),
  • component a) is based on the total amount of grease.
  • a biodegradable base oil or a biodegradable ester means a base oil and / or an ester which is biodegradable in accordance with the OECD 301 A-F or OECD 306 standard.
  • mixtures of different base oils and / or different esters can also be used. So that the lubricant
  • the base oil or the ester must also have no toxicity.
  • biodegradable base oils and in particular biodegradable esters can be used as component a), provided that they have sufficient thermal stability.
  • Preferred biodegradable base oils are base oils and in particular esters, which have thermal stability, which can be determined using TGA (DIN 51006;
  • Evaporation loss greater than 1% by weight means thermally unstable) of over 150 ° C, for example in the range from 150 ° C to 200 ° C.
  • the base oil and in particular the ester preferably also have a rather low volatility.
  • Preferred biodegradable base oils are therefore base oils and in particular esters, which have a volatility, measured according to DIN 58397 after 7d, 150 ° C. of ⁇ 10% by weight, preferably ⁇ 5% by weight.
  • the grease also has a rather low volatility.
  • Preferred lubricating greases are therefore lubricating greases which have a volatility, measured according to DIN 58397 after 7d, 150 ° C. of ⁇ 10% by weight, preferably ⁇ 5% by weight.
  • the base oil and especially the ester preferably show high hydrolytic stability.
  • preferred biodegradable base oils are base oils and / or esters which, measured in accordance with DIN ASTM D-2619 (with an extended running time of 400 h, 93 ° C.), have a TAN delta (change in acid content) of 0.0 mg KOH / g have from 20 to 20, more preferably from 0.0 to 15 mg KOH / g.
  • the base oils and especially the esters preferably show a low acid content (TAN) according to DIN EN 12634, preferred biodegradable base oils and in particular esters an acid content (TAN) of less than 5 mg KOH / g, for example from 0.01 mg to 5 mg KOH / g, more preferably less than 1 mg KOH / g, for example from 0.01 mg KOH / g to 1 mg KOH / g.
  • TAN low acid content
  • preferred biodegradable base oils and in particular esters an acid content (TAN) of less than 5 mg KOH / g, for example from 0.01 mg to 5 mg KOH / g, more preferably less than 1 mg KOH / g, for example from 0.01 mg KOH / g to 1 mg KOH / g.
  • the viscosity of the biodegradable base oil is preferably at least 18 mm 2 / s, for example from 18 mm 2 / s to 1200 mm 2 / s and / or at least 100 mm 2 / sec, for example from 100 mm 2 / sec to 1200 mm 2 / s s and / or from 120 to 500 mm 2 / sec and / or from 120 to 300 mm 2 / sec, each measured according to DIN EN ISO 3104 at 40 ° C.
  • the viscosity of preferred mixtures of base oils measured according to DIN 51562 part 1 at 40 ° C is at least 18 mm 2 / s, for example from 18 mm 2 / s to 1200 mm 2 / s and / or 18 mm 2 / s to 500 mm 2 / s and / or 18 to 200 mm 2 / s.
  • the viscosity of preferred biodegradable esters is preferably at least 50 mm 2 / sec, for example from 50 mm 2 / sec to 1000 mm 2 / s and / or from 50 mm 2 / sec to 1200 mm 2 / s, more preferably at least 100 mm 2 / sec, for example from 100 mm 2 / sec to 1000 mm 2 / s and / or from 100 mm 2 / sec to 1200 mm 2 / s and in particular from 130 to 1000 mm 2 / sec and / or from 130 mm 2 / sec up to 1200 mm 2 / s, each measured according to DIN EN ISO 3104 at 40 ° C.
  • the biodegradable ester is a synthetic ester.
  • the ester is particularly preferably an ester on a renewable basis.
  • a particularly preferred ester according to the invention is a polyol ester, in particular (Trimethylolpropane) esters, pentaerytrite esters, mixtures and / or complex esters thereof.
  • Particularly preferred (trimethylolpropane) esters are esters of
  • Cio-C22 carboxylic acids Trimethylolpropane and branched or unbranched and saturated or unsaturated Cio-C22 carboxylic acids.
  • the acids can be mono- and / or dicarboxylic acids.
  • Dicarboxylic acids can be used
  • Pentaerytrite esters are esters of pentaerytrite and branched or unbranched and saturated or unsaturated CIO-C22 carboxylic acids.
  • Very particularly preferred esters are esters of trimethylolpropane or pentaerythritol with saturated or unsaturated branched Ci8-carboxylic acids, in particular with oleic acid, isostearic acid mixtures and / or complex esters thereof.
  • esters are esters of trimethylolpropane with saturated or unsaturated, branched or unbranched, C8-C2o-carboxylic acids, and / or Cio-C22-carboxylic acids, in particular with sebacic acid, stearic acid and isostearic acid, mixtures and / or complex esters thereof.
  • esters are complex esters
  • Trimethylolpropane with saturated, branched or unbranched, C8-C20-carboxylic acids and / or Cio-C22-carboxylic acids, especially with
  • esters are complex esters
  • Trimethylolpropane with a mixture of at least two saturated or unsaturated, branched or unbranched, C8-C2o-carboxylic acids and / or Cio-C22-carboxylic acids, at least one first carboxylic acid being a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C20-dicarboxylic acid and / or Cio-C22 dicarboxylic acid and at least one second acid is a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C20 carboxylic acid and / or Cio-C22 carboxylic acid.
  • first carboxylic acid being a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C20-dicarboxylic acid and / or Cio-C22 dicarboxylic acid
  • at least one second acid is a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C20 carboxylic acid and / or Cio-C22 carboxylic acid.
  • esters are complex esters of trimethylolpropane with a mixture of at least two saturated, branched or unbranched, C8-C20 Carboxylic acids and / or Cio-C22-carboxylic acids, at least one first carboxylic acid being a saturated, unbranched C8-Ci2-dicarboxylic acid,
  • sebacic acid in particular sebacic acid
  • at least one second acid is a saturated, branched or unbranched Ci5-C2o-carboxylic acid, in particular
  • Stearic acid isostearic acid or a mixture thereof.
  • component a) is not a triglyceride, since triglycerides have unsatisfactory hydrolytic and oxidative or chemical stability, at least for some applications.
  • Suitable biodegradable base oils are polyalphaolefins and / or polyglycols.
  • biodegradable polyalphaolefins have a viscosity measured according to DIN 51562 part 1 at 100 ° C. of at most 6 mm 2 / s, for example from 2 mm 2 / s to 6 mm 2 / s and / or 2 mm 2 / s to 5 mm 2 / s and / or 2 to 4 mm 2 / s.
  • biodegradable polyglycols are oil-soluble
  • Polyglycols These preferably have a viscosity measured according to DIN 51562 part 1 at 40 ° C. of at most 150 mm 2 / s, for example from 18 mm 2 / s to 150 mm 2 / s and / or 18 mm 2 / s to 68 mm 2 / s and / or 18 to 46 mm 2 / s.
  • the grease contains a thickener selected from biodegradable calcium soaps (b1)) in an amount of 3 to 12% by weight, more preferably 4% to 10% by weight, in particular 4% to 7% by weight % By weight, bentonites (b2)) in an amount of 3% by weight to 25% by weight and / or 3.5% by weight to 20% by weight and / or 4 to 12% by weight, more preferably 4 % By weight to 10% by weight and mixtures thereof.
  • the amount of the thickener is, according to the invention, 3% by weight to 25% by weight and / or 7% by weight to 20% by weight.
  • the proportion of component b) is based on the total amount of grease.
  • An advantage of using calcium soap as a thickener is that it increases the resistance to water, especially in combination with component c2).
  • a biodegradable calcium soap is understood to mean a calcium soap which is biodegradable in accordance with the OECD 301 A-F and / or OECD 306 standard.
  • the calcium soap In order for the lubricant to meet the requirements for EAL, the calcium soap must also have no or only minimal toxicity.
  • Preferred calcium soaps are water-resistant, in particular they have a static water resistance according to DIN 51807 T1.
  • calcium soaps are preferred over bentonites because they have a higher thickening effect and better biodegradability. Mixtures of different calcium soaps or bentonites can also be used.
  • Calcium soaps of fatty acids in particular C8-C26 fatty acids, in particular calcium 12-hydroxystearate, are particularly preferred.
  • mixtures of calcium soaps and bentonites can also be used.
  • this embodiment is less preferred, at least when using galvanized steel cables, since zinc corrosion is deteriorated compared to the isolated use of calcium soaps or bentonites.
  • the base oil as component c) contains from 1% by weight to 40% by weight of additives.
  • the base oil contains 4% by weight to 40% % By weight, more preferably from 5% by weight to 40% by weight, more preferably from 7% by weight to 40% by weight and in particular from 10% by weight to 35% by weight
  • the proportion of component c) is based on the total amount of grease.
  • the additives of component c) comprise from 1 to 12% by weight and / or 4 to 12% by weight, preferably from 4% by weight to 10% by weight, of fumed silica and / or polytetrafluoroethylene as component c1).
  • the proportion of component d) is based on the total amount of grease.
  • the pyrogenic silicon dioxide is selected from silica with a specific surface area of 90 to 130 m 2 / g. Also preferred is hydrophobicized fumed silica, in particular one using dichlorodimethylsilane
  • Component c1) contributes to improving the dropping point of the grease and thereby to its temperature resistance in the sense of an increase in the upper service temperature (OGT).
  • component c1) has the advantage that it acts as a co-thickener and can thereby contribute to stabilizing the thickener system.
  • component c2) the additives of component c) include
  • polystyrene resin a polymer selected from polyisobutylene, polyisobutylene / butene copolymer, polymethacrylates, polyesters, preferably
  • a complex ester is understood to be a polyester which, by reaction of polyols with dicarboxylic acids, and optionally Monocarboxylic acids is produced.
  • the proportion of component c2) is 2% by weight to 45% by weight, preferably from 2% by weight to 25% by weight, more preferably from 5% by weight to 20% by weight and in particular from 7% by weight to 17 % By weight, based on the total amount of grease.
  • the polymers of component c2) preferably have a viscosity, measured according to DIN 51562 part 1 at 100 ° C., of at least 600 mm 2 / s, more preferably of at least 800 mm 2 / s and / or at least 1000 mm 2 / s and / or at least 1500 mm 2 / s and / or at least 4000 mm 2 / s,
  • Polyisobutylene / butene copolymer since these are inexpensive raw materials and have no hydrolyzable groups, such as ester groups. Polymers that are biodegradable are also preferred.
  • component c2) is advantageous since, as a toxicologically unobjectionable adhesion promoter, it still has the adhesion, measured according to ASTM D 4049, of ⁇ 50% by weight loss, for example of ⁇ 30% by weight loss
  • the lubricating grease therefore preferably has a weight loss in a water spray-off test according to ASTM D 4049 of ⁇ 50% by weight loss, for example of ⁇ 30% by weight loss, more preferably of ⁇ 25%% by weight.
  • component c3) the additives of component c) include
  • a solid lubricant preferably selected from alkaline earth salts, in particular calcium carbonate, calcium stearate, graphite, melamine cyanurate, zinc sulfide (ZnS), molybdenum sulfide (MoS2) and mixtures thereof.
  • the proportion of component c3) is based on the total amount of grease.
  • Solid lubricants which are less preferred according to the invention are dithiocarbamates, in particular ash-free dithiocarbamates, bis-stearoyl-ethylenediamine and mixtures thereof. It has been found in practical tests that the use of these compounds has a negative effect on the corrosion of the zinc layer. This is also disadvantageous from an environmental point of view, since zinc oxide is toxic to aquatic organisms, which is formed when zinc is corroded.
  • the lubricating grease prefferably be the first of 0.5% by weight and in particular of 0.5 to 2.8% by weight of succinic acid derivatives
  • component c4) Contains corrosion protection agents, in particular amidized succinic acid half-esters as component c4).
  • the proportion of component c4) is based on the total amount of grease.
  • the proportion of component c4) is based on the total amount of grease.
  • Component c4) has a neutralization number (NZ) (DIN 53402) of 70 to 100 mg KOH / g.
  • the grease contains as component c5) a second corrosion protection agent, preferably selected from alkaline earth oxides, in particular calcium oxide and / or
  • An advantage of the aforementioned components is that they offer good corrosion protection and are not toxic. Magnesium oxide, disodium sebaccate and / or mixtures thereof are particularly preferred.
  • component c5) has one
  • Particle size distribution d10 from 1 to 10 pm, more preferably from 3 to 8 pm, more preferably from 4 to 6 pm and in particular from 5 pm and / or a particle size distribution d50 from 10 to 30 pm, more preferably from 13 to 22 pm, more preferably from 15 to 20 pm and in particular from 17 pm and / or a particle size distribution d90 from 30 to 50 pm, yet
  • component c5) has a particle size distribution d50 of less than 25 pm, for example from 5 pm to 25 pm and / or from 5 pm to 20 pm.
  • component c5) The advantage of using component c5) is that it can act as a basic reserve in addition to increasing the corrosion protection of the grease. In addition, it was found in practical tests that magnesium oxide as component c5) in combination with c4) has a synergistic effect.
  • the proportion of component c5) is preferably in the range from 0.3 to 5% by weight, more preferably from 0.5 to 2.5% by weight and in particular from 1% by weight to 2.3% by weight.
  • the proportion of component c5) is in each case
  • the grease can also other common additives,
  • the grease contains an antioxidant as component c6).
  • This is preferably selected from non-toxic or only minimally toxic antioxidants.
  • the proportion of the antioxidant is preferably in the
  • Component c6 based on the total amount of grease.
  • Antioxidants which are particularly preferred according to the invention are phenolic and / or amine antioxidants.
  • the grease comprises: a) from 50% by weight to 90% by weight of a biodegradable ester as the base oil,
  • a thickener selected from b1) from 3% by weight to 12% by weight of biodegradable calcium soap, b2) from 4% by weight to 12% by weight of bentonite,
  • the grease comprises: a) from 50% by weight to 90% by weight, more preferably from 60% by weight to 80% by weight, even more preferably from 65% by weight to 75% by weight
  • Pentaerythritol esters in particular pentaerythritol esters from pentaerythritol and isostearic acid, as base oil,
  • c1) from 1% by weight to 12% by weight and / or from 4% by weight to 12% by weight, preferably from 4% by weight to 10% by weight of pyrogenic silicon dioxide, c2) from 2% by weight to 45% by weight .% and / or from 2% by weight to 25% by weight, more preferably from 5% by weight to 20% by weight and in particular from 7% by weight to 17% by weight, polyisobutylene,
  • % By weight, more preferably from 1% by weight to 9% by weight and in particular from 1.5% by weight to 8% by weight of calcium carbonate as the solid lubricant.
  • this comprises
  • Grease a) from 50% by weight to 90% by weight, more preferably from 60% by weight to 80% by weight, still more preferably from 65% by weight to 75% by weight
  • Pentaerythritol esters in particular pentaerythritol esters from pentaerythritol and isostearic acid, as base oil, b) from 3% by weight to 25% by weight of a thickener selected from b1) from 3% by weight to 12% by weight, more preferably from 4% by weight to
  • c1) from 1% by weight to 12% by weight and / or from 4% by weight to 12% by weight, preferably from 4% by weight to 10% by weight of pyrogenic silicon dioxide, c2) from 2% by weight to 45% by weight .% and / or from 2% by weight to 25% by weight, more preferably from 5% by weight to 20% by weight and in particular from 7% by weight to 17% by weight, polyisobutylene,
  • % By weight, more preferably from 1% by weight to 9% by weight and in particular from 1.5% by weight to 8% by weight of calcium carbonate as solid lubricant,
  • c6) from 0.3 to 3% by weight, more preferably from 0.5 to 2% by weight, and in particular from 0.8% by weight to 1.5% by weight of a phenolic antioxidant.
  • the grease comprises: a) from 50% by weight to 90% by weight, more preferably from 60% by weight to 80% by weight, even more preferably from 65% by weight to 75% by weight of complex esters , in particular complex esters of trimethylolpropane with a mixture of at least two saturated or unsaturated, branched or unbranched, C8-C20-carboxylic acids, at least one first carboxylic acid being a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C2o-dicarboxylic acid, and at least one second acid being a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C20-carboxylic acid, as base oil,
  • c1) from 1% by weight to 12% by weight and / or from 4% by weight to 12% by weight, preferably from 4% by weight to 10% by weight of pyrogenic silicon dioxide, c2) from 2% by weight to 45% by weight .% and / or from 2% by weight to 25% by weight, more preferably from 5% by weight to 20% by weight and in particular from 7% by weight to 17% by weight, polyisobutylene,
  • % By weight, more preferably from 1% by weight to 9% by weight and in particular from 1.5% by weight to 8% by weight of calcium carbonate as the solid lubricant.
  • this comprises
  • Lubricating grease a) from 50% by weight to 90% by weight, more preferably from 60% by weight to 80% by weight, even more preferably from 65% by weight to 75% by weight of complex esters, in particular complex esters of trimethylolpropane with a mixture of at least two saturated, or unsaturated, branched or unbranched, C8-C20-carboxylic acids, at least one first Carboxylic acid is a saturated, or unsaturated, branched or unbranched C8-C20-dicarboxylic acid, and at least one second acid is a saturated or unsaturated, branched or unbranched C8-C20-carboxylic acid as base oil,
  • a thickener selected from b1) from 3% by weight to 12% by weight, more preferably from 4% by weight to 10% by weight, even more preferably from 4% by weight to 7% by weight, Ca-12-hydroxystearate,
  • c1) from 1% by weight to 12% by weight and / or from 4% by weight to 12% by weight, preferably from 4% by weight to 10% by weight, pyrogenic silicon dioxide, c2) from 2% by weight to 45 % By weight and / or from 2% by weight to 25% by weight, more preferably from 5% by weight to 20% by weight and in particular from 7% by weight to 17% by weight, polyisobutylene,
  • % By weight, more preferably from 1% by weight to 9% by weight and in particular from 1.5% by weight to 8% by weight of calcium carbonate as solid lubricant,
  • c6) from 0.3 to 3% by weight, more preferably from 0.5 to 2% by weight, and in particular from 0.8% by weight to 1.5% by weight of a phenolic antioxidant.
  • Another object of the present invention is the use of the grease for coating steel cables, especially galvanized
  • Example 1 Production of a grease according to the invention
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2) and c3).
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 2 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity. This fulfills that
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), b2), c1), c2) and c3).
  • the components of the grease 3 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or minimal toxicity.
  • the lubricating grease 3 according to the invention therefore fulfills the criteria for environmentally compatible
  • Example 3 shows the physicochemical properties of Example 3:
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), b2) c1), c2) and c3).
  • the components of the grease 4 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity. This fulfills that
  • Grease 4 according to the invention the criteria for environmentally friendly
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2) and c3).
  • the components of the grease 5 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity. This fulfills that
  • Grease 5 according to the invention the criteria for environmentally friendly
  • An inventive grease is obtained by mixing components a), b1), b2) c1), c2), c3), c4), c5) and c6).
  • the components of the grease 6 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity. This fulfills that
  • Grease 6 according to the invention the criteria for environmentally friendly
  • Example 6 shows the physicochemical properties of Example 6:
  • Example 7 Production of a grease according to the invention
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b2), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 7 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity.
  • the grease 7 according to the invention meets the criteria for environmentally friendly
  • Example 7 shows the physicochemical properties of Example 7:
  • Example 8 Production of a grease according to the invention
  • a lubricating grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 8 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity.
  • the grease 8 according to the invention meets the criteria for environmentally friendly
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 9 according to the invention are also biodegradable, if not biodegradable then not bioaccumulating, and have no or only minimal toxicity.
  • the grease 9 according to the invention meets the criteria for environmentally friendly
  • Example 9 shows the physicochemical properties of Example 9:
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the lubricating grease 10 according to the invention are also biodegradable, if not then not biodegradable
  • Example 11 Production of a grease according to the invention
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b2), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 11 according to the invention are also biodegradable, if not then not biodegradable
  • Example 12 Production of a grease according to the invention
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 12 according to the invention are also biodegradable, if not then not biodegradable
  • Example 12 shows the physicochemical properties of Example 12:
  • a grease according to the invention is obtained by mixing components a), b1), c1), c2), c3), c5) and c6).
  • the components of the grease 13 according to the invention are also biodegradable, if not then not biodegradable
  • Example 13 shows the physico-chemical properties of Example 13:

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein umweltverträgliches Schmierfett für Stahlseile, insbesondere verzinkte Stahlseile, umfassend: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.% eines biologisch abbaubaren Grundöls, insbesondere eines biologisch abbaubaren Esters als Grundöl, b) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 7 Gew.% bis 20 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus b1) von 3 Gew.% bis 12 Gew.% biologisch abbaubarer Calciumseife, b2) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 3,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 4 Gew.% bis 12 Gew.% Bentonite, b3) und Gemischen hiervon, c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, vorzugsweise von 7 Gew.% bis 40 Gew.% Additive, umfassend c1) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder 4 Gew.% bis 12 Gew.% pyrogenes Siliciumdioxid und/oder Polytetrafluorethylen und Gemische hiervon, c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder 2 Gew.% bis 25 Gew.% eines Polymers ausgewählt aus Polyisobutylen, Polyisobutylen-/Buten-Copolymer, Polymethacrylaten, Polyestern, vorzugsweise Komplexestern, insbesondere Komplexestern aus Neopentylglykol/Dimersäure/2-Ethylhexanol und Gemischen hiervon, c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 1 Gew.% bis 10 Gew.% eines Festschmierstoffs.

Description

Umweltverträgliches Schmierfett für Stahlseile
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein umweltverträgliches Schmierfett für Stahlseile, insbesondere verzinkte Stahlseile. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Schmierfetts sowie seine Verwendung.
Schmiermittel für Stahlseile werden eingesetzt, um die einzelnen Seillitzen durch einen Schmierfilm voneinander zu trennen, d. h. zu schmieren und dadurch den Verschleiß zu vermindern, sowie um das Stahlseil als Ganzes gegen Korrosion zu schützen. In Abhängigkeit von ihrem jeweiligen
Anwendungsgebiet müssen die Schmiermittel noch verschiedene zusätzliche Aufgaben erfüllen. So ist es beispielsweise im Bereich der Marineindustrie sowie in der Öl- und Gasindustrie notwendig, dass die Schmiermittel sowohl eine gute Schmierwirkung zeigen als auch in einem breiten Temperaturbereich und auch in Gegenwart von Wasser einsetzbar sind. Werden verzinkte
Stahlseile eingesetzt, so dürfen die Schmiermittel ferner keinen negativen Einfluss auf die Zinkschicht des Stahlseils haben.
Darüber hinaus existiert prinzipiell ein steigender Bedarf nach
umweltverträglichen Schmiermitteln, insbesondere Schmiermitteln, die die Voraussetzungen für umweltverträgliche Schmiermittel (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit erfüllen und daher auch für Komponenten verwendbar sind, die in Kontakt mit Seewasser kommen können. Umweltverträgliche Schmiermittel müssen biologisch abbaubar sein und dürfen nur eine minimale Toxizität sowie keine Bioakkumulierbarkeit aufweisen.
In der Literatur werden die verschiedensten Schmiermittel für Stahlseile beschrieben.
Die CH 540331 A beschreibt ein Schmiermittel für Stahlseile, das als
hauptsächliche Komponente eine gesättigte oder ungesättigte Fettsäure mit 5- 30 C-Atomen oder einen Ester einer solchen Säure oder ein Gemisch davon enthält.
Die EP 0108536 A1 beschreibt eine Korrosionsschutzzusammensetzung, umfassend einen Korrosionsinhibitor, ein Verdickungsmittel und ein thixotropes Gel. Die Korrosionsschutzzusammensetzung kann zur Behandlung von mehrdrähtigen elektrischen Leitern, Drahtseilen oder Kabeln eingesetzt werden.
US 4589990 A beschreibt eine Schmiermittelzusammensetzung, die
spezifische synthetische Ester, nämlich Polyolester, Trimellitatester und polymere Fettsäureester und eine Mischung von Polyisobutylenpolymeren mit unterschiedlichen Molekulargewichten enthält. Die
Schmiermittelzusammensetzung kann unter anderem auch zur Behandlung von Drahtseilen verwendet werden.
US 4486319 A beschreibt eine mikroporöse Schmierzusammensetzung, die ein lonomerpolymer und ein flüssiges Schmiermittel enthält. Das lonomerpolymer kann mit anderen Polymeren kombiniert werden, und die Zusammensetzung kann verschiedene Additive enthalten, um die Leistung und Eigenschaften der gebildeten Zusammensetzung zu modifizieren. Die geformte
Zusammensetzung kann zur Schmierung von mechanischen Komponenten einschließlich Drahtseilen und Lagern, wie z. B. Gleitlagern eingesetzt werden.
CA 2364200 beschreibt eine Schmierzusammensetzung zur Schmierung von Drahtseilen umfassend: (a) zwischen 50 und 95 Volumenprozent einer
Basisflüssigkeit; (b) zwischen 1 und 8 Volumenprozent eines Schmiermittels mit niedrigem Säuregehalt; (c) zwischen 0,2 und 5,0 Volumenprozent eines
Korrosionsinhibitors mit geringer Azidität; (d) zwischen 0,1 und 10
Volumenprozent eines Extremdruckmittels; und (e) zwischen 0,1 und 10
Volumenprozent eines Antiverschleißmittels.
US6329073 B1 beschreibt einen Stahlgegenstand, behandelt mit einer korrosionshemmenden und haftungsbeständigen Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung umfasst: A) einen öligen oder wachsartigen Träger als Träger von aktiven Komponenten und B) aktive Komponenten, umfassend: B1 ) einen Korrosionsinhibitor in Form eines Sulfonats der Gruppe IIA; B2) einen Co-Korrosionsinhibitor, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (a) einer oder mehreren Fettsäuren mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, aromatischen Säuren und Naphthensäuren, wobei die Säuren die freie Säureform oder die Salzform aufweisen (b) ein oder mehrere Imidazolinderivate mit einer C6-24- Alkyleinheit; und (c) eine oder mehrere von C6-24-Alkylbernsteinsäureanhydrid- Verbindungen; und (d) Mischungen von einer oder mehreren der unter (a), (b) und (c) definierten Verbindungen oder Mischungen von Mehrfachformen der unter (a), (b) und (c) definierten Verbindungen; und C) gegebenenfalls eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: C1 ) einem
wasserabweisenden Mittel; C2) einem synthetischer Ester, der von einem C1 - 10-Alkohol mit 1 -12 Hydroxylgruppen und C6-24-Fettsäuren abgeleitet ist; und C3) einem C6-18-Alkohol; und C4) einer Mischung aus einer oder mehreren der unter C1 ), C2) und C3) definierten Verbindungen oder Mischungen mehrerer Formen der unter C1 ), C2) und C3) definierten Verbindungen; wobei das längliche Stahlobjekt ein hartgezogener Stahldraht ist.
US 6010985 A beschreibt eine nicht toxische Schmiermittel-, Fett- oder
Gelzusammensetzung, umfassend eine Kombination von: mindestens einem Grundöl von etwa 45 bis etwa 90 Gew.%; mindestens ein Polymer von etwa 10 bis etwa 20 Gew.%, das mindestens teilweise mit dem mindestens einen Basisöl mischbar ist; und etwa 1 bis etwa 50 Gew.% mindestens eines silikatischen Verdickungsmittels, das mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat,
Natriumsilicat, Calciumsilicat, Kaliumsilicat, Lithiumsilicat und Ammoniumsilicat umfasst.
CN 102102047 A beschreibt eine Schutzfettzusammensetzung für ein hochtemperaturbeständiges Stahldrahtseil und ein Herstellungsverfahren dafür. Die Schmierfettzusammensetzung wird aus Grundöl (hochviskoses Mineralöl oder synthetisches Öl), einem Verdickungsmittel, einem Additiv und einem Deckmittel hergestellt. Das Schmierfett für das Stahldrahtseil wird durch
Verdicken des Grundöls mit einem festen Kohlenwasserstoffverdickungsmittel hergestellt. Das Verdickungsmittel ist Bentonit. Es werden ein hochmolekularer Klebrigmacher und ein Schmierfett als fester Füllstoff eingesetzt, um die
Leistungsfähigkeit, die Hochtemperaturbeständigkeit und die Haftfestigkeit von Bentonit-Schmierfett zu verbessern. Das Schutzfett für das Stahldrahtseil wird speziell zum Schutz von Stahldrahtseilen in einer extremen
Hochtemperaturumgebung eingesetzt.
CN 102618371 A beschreibt Stahlseilfett mit hohem Tropfpunkt und eine Aufbereitungsmethode des Stahlseilfettes. Das Stahlseilfett besteht aus folgenden Komponenten (in Gewichtsprozenten): 65%-85% Grundöl, 5%-20% Verdickungsmittel, 2%-15% Haftmittel, 1 %-6% Rostschutzmittel, 0-5%
Antioxidans, 0-5% polares Additiv und 0,5%-6% Festschmierstoff.
CN 102827678 A beschreibt eine Drahtseil-Schmierfettzusammensetzung, die neben einer Schmierung auch Korrosionsschutz bietet. Die Zusammensetzung besteht aus den folgenden Komponenten: 51 ,0 % bis 72,5 % Calciumsulfonat- Verbundfett Nr. 2, 25,0 bis 38,0 % Grundöl, 0,2 bis 1 ,0 % Diphenylamin, 1 ,3 bis 5,5 % kolloidaler Graphit und 1 ,0 bis 4,5 % Ozocerit. Das Produkt eignet sich zur Schmierung und zum Schutz verschiedener Drahtseile unter ozeanischen Klimabedingungen wie Seehafen, Seeschiff, Offshore-Bohrplattformen, etc.
Die vorgenannten Schmierstoffe erfüllen jedoch nicht sämtliche der oben genannten Voraussetzungen, nämlich neben einer guten Schmierwirkung in einem breiten Temperaturbereich und auch in Gegenwart von Wasser einsetzbar zu sein und darüber hinaus die Voraussetzungen für
umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable
Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit zu erfüllen.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, ein Schmiermittel
bereitzustellen, das die vorgenannten Voraussetzungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein umweltverträgliches Schmierfett, umfassend: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.% eines biologisch abbaubaren Grundöls, insbesondere eines biologisch abbaubaren Esters als Grundöl, b) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 7 Gew.% bis 20 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus
b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.% biologisch abbaubare Calciumseife, b2) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 3,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 4 Gew.% bis 12 Gew.% Bentonite,
b3) und Gemischen hiervon,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, vorzugsweise von 7 Gew.% bis 40 Gew.% Additive, umfassend
c1 ) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder 4 Gew.% bis 12 Gew.%
pyrogenes Siliciumdioxid und/oder Polytetrafluorethylen und Gemische hiervon,
c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder 2 Gew.% bis 25 Gew.%
eines Polymers ausgewählt aus Polyisobutylen, Polyisobutylen-/ Buten-Copolymer, Polymethacrylaten, Polyestern, vorzugsweise Komplexestem, insbesondere Komplexestem aus
Neopentylglykol/Dimersäure/2-Ethylhexanol und Gemischen hiervon,
c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 1 Gew.% bis 10 Gew.% eines Festschmierstoffs.
In umfangreichen Versuchen wurde von der Anmelderin herausgefunden, dass es mit einem Schmierfett der vorgenannten Zusammensetzung möglich ist, ein umweltverträgliches Schmiermittel bereitzustellen, das herausragende
Schmiereigenschaften bei der Anwendung auf Stahlseilen, insbesondere verzinkten Stahlseilen, mit einer Einsetzbarkeit auch in Gegenwart von Wasser und in einem breiten Temperaturbereich kombiniert. So weist das Schmierfett in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Tropfpunkt gemäß Norm DIN ISO 2176 von über 150 °C, beispielsweise von 150°C bis 300°C und/oder von 170°C bis 300°C und/oder von 200°C bis 290°C, auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Schmierfett eine obere Gebrauchstemperatur (OGT) gemäß Norm DIN 58397 Teil 1 von mindestens 150°C, beispielsweise von 150°C bis 200°C und/oder von 150°C auf.
Erfindungsgemäß bevorzugt bestehen mindestens 75 Gew.%, beispielsweise von 75 Gew.% bis 100 Gew.%, noch bevorzugter mindestens 80 Gew.%, beispielsweise von 80 Gew.% bis 100 Gew.% und/oder von 85 Gew.% bis 100 Gew.% und/oder von 75 Gew.% bis 90 Gew.% des Schmierfetts aus biologisch abbaubaren und nicht toxischen Inhaltsstoffen. Das Schmierfett kann auch bis zu 25 Gew.% nicht biologisch abbaubare Komponenten enthalten, sofern diese nicht bioakkumulierend und/oder nur minimal toxisch sind. Mithin erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit. Somit kann das Schmierfett auch für Anwendungen verwendet werden, die in Kontakt mit Seewasser kommen können.
Darüber hinaus wurde gefunden, dass die Komponenten a) bis c) keinen negativen Einfluss auf die Zinkschicht von verzinkten Stahlseilen haben und insbesondere keine Reaktion mit der Zinkschicht eingehen.
Als Komponente a) enthält das Schmierfett mindestens 50 Gew.%,
beispielsweise von 50 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von mindestens 60 Gew.%, beispielsweise von 60 Gew.% bis 80 Gew.%, und insbesondere von 65 Gew.% bis 75 Gew.% eines biologisch abbaubaren Grundöls, insbesondere eines biologisch abbaubaren Esters als Grundöl. Dabei ist der Anteil der Komponente a) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
Unter einem biologisch abbaubaren Grundöl bzw. einem biologisch abbaubaren Ester ist erfindungsgemäß ein Grundöl und/oder ein Ester zu verstehen, der gemäß Norm OECD 301 A - F oder OECD 306 biologisch abbaubar ist. Erfindungsgemäß können auch Gemische verschiedener Grundöle und/oder verschiedene Ester eingesetzt werden. Damit der Schmierstoff die
Anforderungen für EAL erfüllen kann, darf das Grundöl bzw. der Ester darüber hinaus keine Toxizität aufweisen.
Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl an biologisch abbaubaren Grundölen und insbesondere an biologisch abbaubaren Estern als Komponente a) eingesetzt werden, sofern diese eine ausreichende thermische Stabilität aufweisen.
Bevorzugte biologisch abbaubare Grundöle sind Grundöle und insbesondere Ester, die eine thermische Stabilität, bestimmbar über TGA (DIN 51006;
Verdampfungsverlust größer 1 Gew.% heißt thermisch instabil) von über 150°C, beispielsweise im Bereich 150°C bis 200°C aufweisen.
Vorzugsweise weist das Grundöl und insbesondere der Ester ferner eine eher geringe Flüchtigkeit auf. Mithin sind bevorzugte biologisch abbaubare Grundöle Grundöle und insbesondere Ester, die eine Flüchtigkeit, gemessen nach DIN 58397 nach 7d, 150°C von <10 Gew.%, vorzugsweise <5 Gew.% aufweisen.
Vorzugsweise weist das Schmierfett ebenfalls eine eher geringe Flüchtigkeit auf. Mithin sind bevorzugte Schmierfette Schmierfette, die eine Flüchtigkeit, gemessen nach DIN 58397 nach 7d, 150°C von <10 Gew.%, vorzugsweise <5 Gew.% aufweisen.
Darüber hinaus zeigt das Grundöl und insbesondere der Ester bevorzugt eine hohe hydrolytische Stabilität. Aus diesem Grund sind bevorzugte biologisch abbaubare Grundöle Grundöle und/oder Ester, die gemessen nach DIN ASTM D-2619 (mit verlängerter Laufzeit von 400 h, 93°C) ein TAN Delta (Veränderung im Säuregehalt) von 0,0 mg KOH/g bis 20, noch bevorzugter von 0,0 bis 15 mg KOH/g aufweisen. Schließlich zeigen die Grundöle und insbesondere die Ester bevorzugt einen niedrigen Säuregehalt (TAN) nach DIN EN 12634, wobei bevorzugte biologisch abbaubare Grundöle und insbesondere Ester einen Säuregehalt (TAN), von kleiner 5 mg KOH/g, beispielsweise von 0,01 mg bis 5 mg KOH/g, noch bevorzugter von kleiner 1 mg KOH/g, beispielsweise von 0,01 mg KOH/g bis 1 mg KOH/g, aufweisen.
Die Viskosität des biologisch abbaubaren Grundöls beträgt vorzugsweise mindestens 18 mm2/s, beispielsweise von 18 mm2/s bis 1200 mm2/s und/oder mindestens 100 mm2/sec, beispielsweise von 100 mm2/sec bis 1200 mm2/s und/oder von 120 bis 500 mm2/sec und/oder von 120 bis 300 mm2/sec, jeweils gemessen nach DIN EN ISO 3104 bei 40°C.
Die Viskosität bevorzugter Gemische aus Grundölen gemessen nach DIN 51562 part 1 bei 40°C beträgt mindestens 18 mm2/s, beispielsweise von 18 mm2/s bis 1200 mm2/s und/oder 18 mm2/s bis 500 mm2/s und/oder 18 bis 200 mm2/s.
Die Viskosität bevorzugter biologisch abbaubarer Ester beträgt vorzugsweise mindestens 50 mm2/sec, beispielsweise von 50 mm2/sec bis 1000 mm2/s und/oder von 50 mm2/sec bis 1200 mm2/s, noch bevorzugter mindestens 100 mm2/sec, beispielsweise von 100 mm2/sec bis 1000 mm2/s und/oder von 100 mm2/sec bis 1200 mm2/s und insbesondere von 130 bis 1000 mm2/sec und/oder von 130 mm2/sec bis 1200 mm2/s, jeweils gemessen nach DIN EN ISO 3104 bei 40°C.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der biologisch abbaubare Ester ein synthetischer Ester. Ferner ist der Ester besonders bevorzugt ein Ester auf nachwachsender Basis. Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugter Ester ist ein Polyolester, insbesondere (Trimethylolpropan)ester, Pentaerytritester, Gemische und/oder Komplexester hiervon. Besonders bevorzugte (Trimethylolpropan)ester sind Ester aus
Trimethylolpropan und verzweigten oder unverzweigten sowie gesättigten oder ungesättigten Cio-C22-Carbonsäuren. Die Säuren können Mono- und/oder Dicarbonsäuren sein. Werden Dicarbonsäuren eingesetzt, können
Komplexester erhalten werden. Besonders bevorzugte Pentaerytritester sind Ester aus Pentaerytrit und verzweigten oder unverzweigten sowie gesättigten oder ungesättigten Cio-C22-Carbonsäuren. Ganz besonders bevorzugte Ester sind Ester aus Trimethylolpropan oder Pentaerythrit mit gesättigten oder ungesättigten verzweigten Ci8-Carbonsäuren, insbesondere mit Ölsäure, Isostearinsäure Gemische und/oder Komplexester hiervon. Ebenfalls
besonders bevorzugte Ester sind Ester aus Trimethylolpropan mit gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, C8-C2o-Carbonsäuren, und/oder Cio-C22-Carbonsäuren, insbesondere mit Sebacinsäure, Stearinsäure und Isostearinsäure, Gemische und/oder Komplexester hiervon.
Ebenfalls besonders bevorzugte Ester sind Komplexester aus
Trimethylolpropan mit gesättigten, verzweigten oder unverzweigten, C8-C20- Carbonsäuren und/oder Cio-C22-Carbonsäuren, insbesondere mit
Sebacinsäure, Stearinsäure und Isostearinsäure, und/oder Gemische hiervon. Ebenfalls besonders bevorzugte Ester sind Komplexester aus
Trimethylolpropan mit einem Gemisch aus mindestens zwei gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, C8-C2o-Carbonsäuren und/oder Cio-C22-Carbonsäuren, wobei mindestens eine erste Carbonsäure eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte C8-C20- Dicarbonsäure und/oder Cio-C22-Dicarbonsäure und mindestens eine zweite Säure eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte C8-C20- Carbonsäure und/oder Cio-C22-Carbonsäure ist. Ebenfalls besonders
bevorzugte Ester sind Komplexester aus Trimethylolpropan mit einem Gemisch aus mindestens zwei gesättigten, verzweigten oder unverzweigten, C8-C20- Carbonsäuren und/oder Cio-C22-Carbonsäuren, wobei mindestens eine erste Carbonsäure eine gesättigte, unverzweigte C8-Ci2-Dicarbonsäure,
insbesondere Sebacinsäure, und mindestens eine zweite Säure eine gesättigte, verzweigte oder unverzweigte Ci5-C2o-Carbonsäure, insbesondere
Stearinsäure, Isostearinsäure oder ein Gemisch hiervon, ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Komponente a) kein Triglycerid, da Triglyceride zumindest für einige Anwendungen eine nicht zufrieden stellende hydrolytische und oxidative bzw. chemische Stabilität aufweisen.
Ebenfalls geeignete biologisch abbaubare Grundöle sind Polyalphaolefine und/oder Polyglykole.
Besonders bevorzugte biologisch abbaubare Polyalphaolefine weisen eine Viskosität gemessen nach DIN 51562 part 1 bei 100 °C von höchstens 6 mm2/s, beispielsweise von 2 mm2/s bis 6 mm2/s und/oder 2 mm2/s bis 5 mm2/s und/oder 2 bis 4 mm2/s auf.
Besonders bevorzugte biologisch abbaubare Polyglykole sind öllösliche
Polyglykole. Diese weisen vorzugsweise eine Viskosität gemessen nach DIN 51562 part 1 bei 40 °C von höchstens 150 mm2/s, beispielsweise von 18 mm2/s bis 150 mm2/s und/oder 18 mm2/s bis 68 mm2/s und/oder 18 bis 46 mm2/s auf.
Als Komponente b) enthält das Schmierfett ein Verdickungsmittel ausgewählt aus biologisch abbaubaren Calciumseifen (b1 )) in einer Menge von 3 bis 12 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 10 Gew.%, insbesondere von 4 Gew.% bis 7 Gew.%, Bentoniten (b2)) in einer Menge von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 3,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 4 bis 12 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 10 Gew.% und Gemischen hiervon. Der Anteil des Verdickungsmittels beträgt erfindungsgemäß 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 7 Gew.% bis 20 Gew.%. Dabei ist der Anteil der Komponente b) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
Vorteilhaft an der Verwendung von Calciumseife als Verdickungsmittel ist, dass es insbesondere in Kombination mit der Komponente c2) die Beständigkeit gegenüber Wasser erhöht.
Unter einer biologisch abbaubaren Calciumseife ist erfindungsgemäß eine Calciumseife zu verstehen, die gemäß Norm OECD 301 A-F und/oder OECD 306 biologisch abbaubar ist. Damit der Schmierstoff den Anforderungen für EAL erfüllen kann, darf die Calciumseife darüber hinaus keine oder nur eine minimale Toxizität aufweisen. Bevorzugte Calciumseifen sind wasserbeständig, insbesondere weisen sie eine statische Wasserbeständigkeit nach DIN 51807 T1 auf. Erfindungsgemäß sind Calciumseifen gegenüber Bentoniten bevorzugt, da sie eine höhere Verdickungswirkung und bessere biologische Abbaubarkeit haben. Es können auch Gemische verschiedener Calciumseifen oder Bentonite eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt sind Calciumseifen von Fettsäuren, insbesondere C8- C26 Fettsäuren, insbesondere Calcium-12-hydroxystearat.
Grundsätzlich können auch Gemische aus Calciumseifen und Bentoniten eingesetzt werden. Diese Ausführungsform ist jedoch, zumindest bei der Verwendung von verzinkten Stahlseilen, weniger bevorzugt, da verglichen mit dem isolierten Einsatz von Calciumseifen oder Bentoniten die Zinkkorrosion verschlechtert wird.
Es ist denkbar, dass das Grundöl als Komponente c) von 1 Gew.% bis 40 Gew.% Additive enthält. Erfindungsgemäß enthält das Grundöl 4 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 40 Gew.% , noch bevorzugter von 7 Gew.% bis 40 Gew.% und insbesondere von 10 Gew.% bis 35 Gew.%
Additive. Dabei ist der Anteil der Komponente c) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
Die Additive der Komponente c) umfassen erfindungsgemäß von 1 bis 12 Gew.% und/oder 4 bis 12 Gew.%, bevorzugt von 4 Gew.% bis 10 Gew.% pyrogenes Siliciumdioxid und/oder Polytetrafluorethylen als Komponente c1 ). Dabei ist der Anteil der Komponente d ) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das pyrogene Siliciumdioxid ausgewählt aus Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 90 bis 130 m2/g. Ebenfalls bevorzugt ist hydrophobierte pyrogene Kieselsäure, insbesondere eine mittels Dichlordimethylsilan
hydrophobierte Kieselsäure.
Die Komponente c1 ) trägt zur Verbesserung des Tropfpunkts des Schmierfetts und hierdurch zu dessen Temperaturbeständigkeit im Sinne einer Erhöhung der oberen Gebrauchstemperatur (OGT) bei. Darüber hinaus weist Komponente c1 ) den Vorteil auf, dass sie als Co-Verdicker fungieren und hierdurch zu einer Stabilisierung des Verdickersystems beitragen kann.
Als Komponente c2) umfassen die Additive der Komponente c)
erfindungsgemäß ein Polymer ausgewählt aus Polyisobutylen, Polyisobutylen-/ Buten-Copolymer, Polymethacrylaten, Polyestern, vorzugsweise
Komplexestem, insbesondere Komplexestem aus
Neopentylglykol/Dimersäure/2-Ethylhexanol und Gemischen hiervon. Unter einem Komplexester wird erfindungsgemäß ein Polyester verstanden, der durch Reaktion von Polyolen mit Dicarbonsäuren, sowie gegebenenfalls Monocarbonsäuren hergestellt wird. Der Anteil der Komponente c2) beträgt 2 Gew.% bis 45 Gew.%, vorzugsweise von 2 Gew.% bis 25 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere von 7 Gew.% bis 17 Gew.%, jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
Die Polymere der Komponente c2) weisen vorzugsweise eine Viskosität, gemessen nach DIN 51562 part 1 bei 100 °C von mindestens 600 mm2/s, noch bevorzugter von mindestens 800 mm2/s und/oder mindestens 1000 mm2/s und/oder mindestens 1500 mm2/s und/oder mindestens 4000 mm2/s,
beispielsweise von 4000 mm2/s bis 10000 mm2/s und/oder von 4000 mm2/s bis 6000 mm2/s, insbesondere von 4000 bis 4700 mm2/s auf. Eine hohe Viskosität ist vorteilhaft, da hierdurch die Einsatzmenge gering gehalten werden kann. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist Polyisobutylen und/oder
Polyisobutylen-/ Buten-Copolymer, da diese preisgünstige Rohstoffe sind und keine hydrolysierbaren Gruppen, wie beispielsweise Estergruppen, aufweisen. Ebenfalls bevorzugt sind Polymere, die biologisch abbaubar sind.
Die Verwendung der Komponente c2) ist vorteilhaft, da sie als toxikologisch unbedenklicher Haftverbesserer die Haftung, gemessen nach ASTM D 4049 von < 50 Gew% Verlust, beispielsweise von <30 Gew% Verlust noch
bevorzugter von < 25% Gew% Verlust zwischen Schmierfett und Stahlseil, verbessern kann.
Erfindungsgemäß bevorzugt weist mithin das Schmierfett einen Gewichtsverlust bei einem Water Spray-off Test nach ASTM D 4049 von < 50 Gew% Verlust, beispielsweise von <30 Gew% Verlust noch bevorzugter von < 25% Gew% auf.
Als Komponente c3) umfassen die Additive der Komponente c)
erfindungsgemäß von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 1 Gew.% bis 10 Gew.%, noch bevorzugter von 1 Gew.% bis 9 Gew.% und insbesondere von 1 ,5 Gew.% bis 8 Gew.% eines Festschmierstoffs, vorzugsweise ausgewählt aus Erdalkalisalzen, insbesondere Calciumcarbonat, Calciumstearat, Grafit, Melamincyanurat, Zinksulfid (ZnS), Molybdänsulfid (MoS2) und Gemischen hiervon. Dabei ist der Anteil der Komponente c3) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
Die Verwendung der vorgenannten Festschmierstoffe, insbesondere von Calciumcarbonat, Grafit, Melamincyanurat und Calciumstearat als Komponente c3), ist besonders vorteilhaft, da diese Verbindungen toxikologisch
unbedenklich sind und die Reibeigenschaften des Stahlseils deutlich
verbessern können.
Erfindungsgemäß weniger bevorzugte Festschmierstoffe sind Dithiocarbamate, insbesondere aschefreie Dithiocarbamate, Bis-stearoyl-ethylendiamin und Gemische hiervon. In praktischen Versuchen wurde gefunden, dass sich die Verwendung dieser Verbindungen negativ auf die Korrosion der Zinkschicht auswirkt. Dies ist auch aus umwelttechnischer Sicht von Nachteil, da Zinkoxid für Wasserorganismen giftig ist, welches bei der Korrosion von Zink entsteht.
Ebenfalls denkbar ist, dass das Schmierfett von 0,5 Gew.% und insbesondere von 0,5 bis 2,8 Gew.% Bernsteinsäurederivate als erstes
Korrosionsschutzmittel, insbesondere amidisierte Bernsteinsäurehalbester als Komponente c4) enthält. Dabei ist der Anteil der Komponente c4) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen. Vorzugsweise weist die
Komponente c4) eine Neutralisationszahl (NZ) (DIN 53402) von 70 bis 100 mg KOH/g auf.
Die Verwendung der Bernsteinsäurederivate ist vorteilhaft, da sie biologisch abbaubar sind und eine hohe Korrosionsschutzwirkung haben. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Schmierfett als Komponente c5) ein zweites Korrosionsschutzmittel, vorzugsweise ausgewählt aus Erdalkalioxiden, insbesondere Calciumoxid und/oder
Magnesiumoxid, sowie Calcium-, Magnesium-, und/oder Natriumsulfonate bzw. -salze von C8-C20 Dicarbonsäuren, insbesondere Dinatriumsebacat. Vorteilhaft an den vorgenannten Komponenten ist, dass sie einen guten Korrosionsschutz bieten und nicht toxisch sind. Besonders bevorzugt sind Magnesiumoxid, Dinatriumsebaccat und/oder Gemische hiervon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Komponente c5) eine
Teilchengrößenverteilung d10 von 1 bis 10 miti, noch bevorzugter von 3 bis 8 pm noch bevorzugter von 4 bis 6 pm und insbesondere von 5 pm und/oder eine Teilchengrößenverteilung d50 von 10 bis 30 pm, noch bevorzugter von 13 bis 22 pm, noch bevorzugter von 15 bis 20 pm und insbesondere von 17 pm und/oder eine Teilchengrößenverteilung d90 von 30 bis 50 pm, noch
bevorzugter von 35 bis 45 pm und insbesondere von 40 pm auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Komponente c5) eine Teilchengrößenverteilung d50 von weniger als 25 pm, beispielsweise von 5 pm bis 25 pm und/oder von 5 pm bis 20 pm auf.
Vorteilhaft an der Verwendung der Komponente c5) ist, dass sie zusätzlich zu einer Erhöhung des Korrosionsschutzes des Schmierfetts als basische Reserve fungieren kann. Darüber hinaus wurde in praktischen Versuchen gefunden, dass Magnesiumoxid als Komponente c5) in Kombination mit c4) synergistisch wirkt.
Bevorzugt liegt der Anteil der Komponente c5) im Bereich von 0,3 bis 5 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 bis 2,5 Gew.% und insbesondere von 1 Gew.% bis 2,3 Gew.%. Dabei ist der Anteil der Komponente c5) jeweils auf die
Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen. Das Schmierfett kann darüber hinaus noch weitere übliche Additive,
beispielsweise Antioxidantien, enthalten, sofern sich diese nicht negativ auf die Umweltverträglichkeit des Schmierfetts auswirken. So enthält das Schmierfett in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Komponente c6) einen Antioxidanten. Dieser ist vorzugsweise ausgewählt aus nicht oder nur minimal toxischen Antioxidanten. Bevorzugt liegt der Anteil des Antioxidanten im
Bereich von 0,3 bis 3 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 bis 2 Gew.%, und insbesondere von 0,8 Gew.% bis 1 ,5 Gew.%. Dabei ist der Anteil der
Komponente c6) jeweils auf die Gesamtmenge des Schmierfetts bezogen.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Antioxidantien sind phenolische und/oder aminische Antioxidantien.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schmierfett: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.% eines biologisch abbaubaren Esters als Grundöl,
b) von 7 Gew.% bis 20 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.% biologisch abbaubarer Calciumseife, b2) von 4 Gew.% bis 12 Gew.% Bentonite,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.% Additive, umfassend
c1 ) von 4 Gew.% bis 12 Gew.% pyrogenes Siliciumdioxid und/oder Polytetrafluorethylen und Gemische hiervon,
c2) von 2 Gew.% bis 25 Gew.% eines Polymers ausgewählt aus
Polyisobutylen, Polyisobutylen-/ Buten-Copolymer, Polymethacrylaten, Komplexestem aus
Neopentylglykol/Dimersäure/2-Ethylhexanol und Gemischen hiervon,
c3) von 1 Gew.% bis 10 Gew.% eines Festschmierstoffs. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schmierfett: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von 60 Gew.% bis 80 Gew.%, noch bevorzugter von 65 Gew.% bis 75 Gew.%
Pentaerytritester, insbesondere Pentaerythritester aus Pentaerythrit und Isostearinsäure, als Grundöl,
b) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis
10 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 7 Gew.%, Ca-12- Hydroxystearat,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 40
Gew.%, noch bevorzugter von 7 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 35 Gew.% Additive, umfassend
c1 ) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder von 4 Gew.% bis 12 Gew.%, bevorzugt von 4 Gew.% bis 10 Gew.% pyrogenes Siliciumdioxid, c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder von 2 Gew.% bis 25 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere von 7 Gew.% bis 17 Gew.%, Polyisobutylen,
c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder von 1 Gew.% bis 10
Gew.%, noch bevorzugter von 1 Gew.% bis 9 Gew.% und insbesondere von 1 ,5 Gew.% bis 8 Gew.% Calciumcarbonat als Festschmierstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das
Schmierfett: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von 60 Gew.% bis 80 Gew.%, noch bevorzugter von 65 Gew.% bis 75 Gew.%
Pentaerytritester, insbesondere Pentaerythritester aus Pentaerythrit und Isostearinsäure, als Grundöl, b) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis
10 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 7 Gew.%, Ca-12- Hydroxystearat,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 40
Gew.%, noch bevorzugter von 7 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 35 Gew.% Additive, umfassend
c1 ) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder von 4 Gew.% bis 12 Gew.%, bevorzugt von 4 Gew.% bis 10 Gew.% pyrogenes Siliciumdioxid, c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder von 2 Gew.% bis 25 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere von 7 Gew.% bis 17 Gew.%, Polyisobutylen,
c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder von 1 Gew.% bis 10
Gew.%, noch bevorzugter von 1 Gew.% bis 9 Gew.% und insbesondere von 1 ,5 Gew.% bis 8 Gew.% Calciumcarbonat als Festschmierstoff,
c5) von 0,3 bis 5 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 bis 2,5 Gew.% und insbesondere von 1 Gew.% bis 2,3 Gew.% Magnesiumoxid als Korrosionsschutzmittel,
c6) von 0,3 bis 3 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 bis 2 Gew.%, und insbesondere von 0,8 Gew.% bis 1 ,5 Gew.% eines phenolischen Antioxidanten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schmierfett: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von 60 Gew.% bis 80 Gew.%, noch bevorzugter von 65 Gew.% bis 75 Gew.% Komplexester, insbesondere Komplexester aus Trimethylolpropan mit einem Gemisch aus mindestens zwei gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, C8-C20 -Carbonsäuren, wobei mindestens eine erste Carbonsäure eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte C8-C2o-Dicarbonsäure, und mindestens eine zweite Säure eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte C8-C20- Carbonsäure ist, als Grundöl,
b) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis
10 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 7 Gew.%, Ca-12- Hydroxystearat,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 40
Gew.%, noch bevorzugter von 7 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 35 Gew.% Additive, umfassend
c1 ) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder von 4 Gew.% bis 12 Gew.%, bevorzugt von 4 Gew.% bis 10 Gew.% pyrogenes Siliciumdioxid, c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder von 2 Gew.% bis 25 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere von 7 Gew.% bis 17 Gew.%, Polyisobutylen,
c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder von 1 Gew.% bis 10
Gew.%, noch bevorzugter von 1 Gew.% bis 9 Gew.% und insbesondere von 1 ,5 Gew.% bis 8 Gew.% Calciumcarbonat als Festschmierstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das
Schmierfett: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter von 60 Gew.% bis 80 Gew.%, noch bevorzugter von 65 Gew.% bis 75 Gew.% Komplexester, insbesondere Komplexester aus Trimethylolpropan mit einem Gemisch aus mindestens zwei gesättigten, oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, C8-C20 -Carbonsäuren, wobei mindestens eine erste Carbonsäure eine gesättigte, oder ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte C8-C20 -Dicarbonsäure, und mindestens eine zweite Säure eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte C8-C20- Carbonsäure ist als Grundöl,
c) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% eines Verdickungsmittels ausgewählt aus b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 10 Gew.%, noch bevorzugter von 4 Gew.% bis 7 Gew.%, Ca-12- Hydroxystearat,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 40
Gew.%, noch bevorzugter von 7 Gew.% bis 40 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew.% bis 35 Gew.% Additive, umfassend
c1 ) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder von 4 Gew.% bis 12 Gew.%, bevorzugt von 4 Gew.% bis 10 Gew.%, pyrogenes Siliciumdioxid, c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder von 2 Gew.% bis 25 Gew.%, noch bevorzugter von 5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere von 7 Gew.% bis 17 Gew.%, Polyisobutylen,
c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder von 1 Gew.% bis 10
Gew.%, noch bevorzugter von 1 Gew.% bis 9 Gew.% und insbesondere von 1 ,5 Gew.% bis 8 Gew.% Calciumcarbonat als Festschmierstoff,
c5) von 0,3 bis 5 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 bis 2,5 Gew.% und insbesondere von 1 Gew.% bis 2,3 Gew.% Magnesiumoxid als Korrosionsschutzmittel,
c6) von 0,3 bis 3 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5 bis 2 Gew.%, und insbesondere von 0,8 Gew.% bis 1 ,5 Gew.% eines phenolischen Antioxidanten.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des Schmierfetts zur Beschichtung von Stahlseilen, insbesondere verzinkten
Stahlseilen. Mit dem erfindungsgemäßen Schmierfett versehene Stahlseile eignen sich aufgrund ihrer hohen Beständigkeit hervorragend für die
verschiedensten Anwendungen, bei denen hochleistungsfähige Seile benötigt werden, beispielsweise in der Marineindustrie sowie in der Öl- und
Gasindustrie.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Beispiele näher erläutert. Sämtliche Beispiele zeigen herausragende Schmiereigenschaften bei der Anwendung auf Stahlseilen. Ferner weisen sie eine Einsetzbarkeit auch in Gegenwart von Wasser und in einem breiten Temperaturbereich auf.
Beispiel 1 : Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 1)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2) und c3) erhalten.
Sämtliche Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 1 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar, dann nicht
bioakkumulierend und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Mithin erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 1 die Kriterien für umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit. In Tabelle 1 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 1 gezeigt:
Beispiel 2: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 2)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 2 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Mithin erfüllt das
erfindungsgemäße Schmierfett 1 die Kriterien für umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 2 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 2 gezeigt:
Beispiel 3: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 3)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), b2), c1 ), c2) und c3) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 3 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Mithin erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 3 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 3 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 3 gezeigt:
Beispiel 4: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 4)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), b2) c1 ), c2) und c3) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 4 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Mithin erfüllt das
erfindungsgemäße Schmierfett 4 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 4 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 4 gezeigt:
Beispiel 5: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 5)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2) und c3) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 5 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Mithin erfüllt das
erfindungsgemäße Schmierfett 5 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 5 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 5 gezeigt:
Beispiel 6: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 6)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), b2) c1 ), c2), c3), c4), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 6 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Mithin erfüllt das
erfindungsgemäße Schmierfett 6 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 6 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 6 gezeigt:
Beispiel 7: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 7)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b2), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 7 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 7 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 7 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 7 gezeigt:
Beispiel 8: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 8)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 8 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 8 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit. In Tabelle 8 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 8 gezeigt:
Beispiel 9: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 9) Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 9 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 9 die Kriterien für umweltverträgliche
Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 9 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 9 gezeigt:
Beispiel 10: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 10)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 10 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht
bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 10 die Kriterien für umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable
Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit. In Tabelle 10 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 10 gezeigt:
Beispiel 11 : Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 11)
Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b2), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 11 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht
bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 11 die Kriterien für umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable
Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit. In Tabelle 11 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 11 gezeigt:
Beispiel 12: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 12) Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 12 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht
bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 12 die Kriterien für umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable
Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 12 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 12 gezeigt:
Beispiel 13: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmierfetts
(Schmierfett 13) Es wird ein erfindungsgemäßes Schmierfett durch Mischen der Komponenten a), b1 ), c1 ), c2), c3), c5) und c6) erhalten.
Auch die Komponenten des erfindungsgemäßen Schmierfetts 13 sind biologisch abbaubar, wenn nicht biologisch abbaubar dann nicht
bioakkumulierend, und weisen keine oder nur minimale Toxizität auf. Darüber hinaus erfüllt das erfindungsgemäße Schmierfett 13 die Kriterien für umweltverträgliche Schmierstoffe (EAL = Environmentally Acceptable
Lubricants) gemäß Appendix A des 2013 Vessel General Permit.
In Tabelle 13 sind physikalisch-chemische Eigenschaften des Beispiels 13 gezeigt:

Claims

Patentansprüche
1. Umweltverträgliches Schmierfett, umfassend: a) von 50 Gew.% bis 90 Gew.% eines biologisch abbaubaren Grundöls, insbesondere eines biologisch abbaubaren Esters als Grundöl, b) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 7 Gew.% bis 20 Gew.% eines
Verdickungsmittels ausgewählt aus
b1 ) von 3 Gew.% bis 12 Gew.% biologisch abbaubarer Calciumseife, b2) von 3 Gew.% bis 25 Gew.% und/oder 3,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 4 Gew.% bis 12 Gew.% Bentonite,
b3) und Gemischen hiervon,
c) von 4 Gew.% bis 40 Gew.%, vorzugsweise von 7 Gew.% bis 40 Gew.%
Additive, umfassend
c1 ) von 1 Gew.% bis 12 Gew.% und/oder 4 Gew.% bis 12 Gew.%
pyrogenes Siliciumdioxid und/oder Polytetrafluorethylen und/oder Gemische hiervon,
c2) von 2 Gew.% bis 45 Gew.% und/oder 2 Gew.% bis 25 Gew.%
eines Polymers ausgewählt aus Polyisobutylen, Polyisobutylen-/ Buten-Copolymer, Polymethacrylaten, Polyestern, vorzugsweise Komplexestem, insbesondere Komplexestem aus
Neopentylglykol/Dimersäure/2-Ethylhexanol und Gemischen hiervon,
c3) von 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und/oder 1 Gew.% bis 10 Gew.% eines Festschmierstoffs.
2. Schmierfett nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Tropfpunkt
gemäß Norm DIN ISO 2176 von über 150 °C.
3. Schmierfett nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine obere Gebrauchstemperatur (OGT) gemäß Norm DIN 58397 Teil 1 von mindestens 150°C.
4. Schmierfett nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierfett und/oder der Ester a) eine thermische Stabilität, bestimmbar über TGA (DIN 51006) von 150°C bis 200°C und/oder eine Flüchtigkeit, gemessen nach DIN 58397 von <10 Gew.%, bevorzugt < 5 Gew.% und/oder ein TAN Delta, gemessen nach DIN ASTM D-2619 (mit verlängerter Laufzeit von 400 h) von 0,0 mg KOH/g bis 20 mg KOH/g und/oder einen Säuregehalt (TAN) von kleiner 5 mg KOH/g aufweist.
5. Schmierfett nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Esters a) mindestens
50 mm2/sec beträgt.
6. Schmierfett nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abbaubare Calciumseife b1 )
ausgewählt ist aus Calciumseifen von Fettsäuren, insbesondere Calcium-12- hydroxystearat.
7. Schmierfett nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrogene Siliciumdioxid (c1 ) ausgewählt ist aus Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 90 bis 130 m2/g.
8. Schmierfett nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere der Komponente c2) eine Viskosität, gemessen nach DIN 51562 part 1 bei 100 °C von mindestens 600 mm2/s und/oder von mindestens 4000 mm2/s aufweisen.
9. Schmierfett nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Komponente c5) ein
Korrosionsschutzmittel, vorzugsweise ausgewählt aus Erdalkalioxiden, insbesondere Calciumoxid und/oder Magnesiumoxid, sowie Calcium-, Magnesium-, und/oder Natriumsulfonate bzw. -salze von C8-C20
Dicarbonsäuren, insbesondere Dinatriumsebaccat enthält.
10. Verwendung eines Schmierfetts nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche zur Beschichtung von Stahlseilen, insbesondere verzinkten Stahlseilen.
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