DE1006996B - Schmierfett - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Schmierfette, welche nicht nur bei gewöhnlichen Temperaturen, sondern auch bei außergewöhnlich hohen Betriebstemperaturen verwendet werden können und welche gleichzeitig gegenüber einer Zersetzung in Anwesenheit von Wasser widerstandsfähig sind.

Die gewöhnlichen Schmierfette bestehen aus einem Schmieröl als Basis, welches mittels einer Seife zur Fettkonsistenz verdickt worden ist. Solche Fette können nur bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen und keinesfalls bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der betreffenden Seife angewendet werden. Bisher wurden Fette zur Verwendung bei hohen Temperaturen mittels anorganischer Gelierungsmittel hergestellt. Diese anorganischen Gelierungsmittel können amorphe Kolloide, wie Kieselsäure, oder in der Natur vorkommende kolloidale Produkte, wie gewisse Tonarten, sein. Anorganische Gelierungsmittel sind hydrophil. Wenn daher ein Schmierfett mit einem Gehalt an einem anorganischen Gelierungsmittel mit Wasser in Berührung kommt, so bewirkt letzteres eine Abtrennung desselben aus dem zugrunde liegenden Schmieröl und damit eine Zerstörung des Schmierfettes, In den vergangenen Jahren wurde versucht, den anorganischen Gelierungsmitteln hydrophobe Eigenschaften zu verleihen, indem man beispielsweise dem Schmierfett oberflächenaktive Mittel einverleibte oder die Gelierungsmittel mit Siloxanfilmen überzog.

Schmierfett

Anmelder:

N. V. De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, Den Haag

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 38, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. August 1955

Jack William Armstrong, Concord, Calif.,

und Harold Albert Woods, Martinez, Calif. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

wendung von Indogenverbindungen als Gelierungsmittel für Schmieröle, insbesondere Silikone. Während die aus diesen beiden Komponenten hergestellten Fette gute Hochtemperatureigenschaften zeigen, ist die Lebensdauer derselben doch begrenzt, und die Zusammensetzungen schmieren nach einer bestimmten

In dieser Weise hergestellte Schmierfette zeigen 30 Zeitspanne nicht mehr.

eine ziemlich befriedigende Wasserbeständigkeit, und Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, neue

sie sind genügend stabil bei solchen Temperaturen,
wie sie in normalen Vorrichtungen mit beweglichen
Teilen angetroffen werden. Es wurde jedoch gefunden, daß beim Auftreten von Temperaturen über etwa 35 sich bei Anwesenheit von Wasser nicht zersetzen. 204° während der Anwendung solcher Fette die eine Erfindungsgemäß können Schmierfettzusammen-

oder andere Komponente derselben sich zersetzt und Setzungen mit den gewünschten Eigenschaften erhalten so zu einer Zerstörung der Schmierfettstruktur oder werden, indem man ein Schmieröl mittels einer einer Herabsetzung bzw. völligen Vernichtung ihrer Indanthrenverbindung mit einem Schmelzpunkt oberschmierenden Eigenschaften Anlaß gibt. Es wurden 40 halb 121° bis zur Fettkonsistenz verdickt.

Schmierfettmischungen zur Verfügung zu stellen, die für den Betrieb bei extrem hohen Arbeitstemperaturen während relativ langer Zeiträume geeignet sind und

verschiedene Versuche unternommen, um diese Instabilität bei erhöhten Arbeitstemperaturen zu überwinden, beispielsweise durch Einarbeitung von thermoplastischen Harzen als Mittel zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit. Während durch diese Maßnähme der Arbeitsbereich in gewissem Maße erweitert wurde, hat man doch gefunden, daß solche Schmierfette für einen Betrieb bei Temperaturen wesentlich über 204° während einer längeren Zeitspanne nicht geeignet sind.

Ein weiterer Versuch, um die Anforderungen an solche Fette bei extrem hohen Temperaturen zu befriedigen, wird in der USA.-Patentschrift 2 679 480 beschrieben. Diese Patentschrift empfiehlt die An-Die Indanthrenfarbstoffe, die in den neuen Schmierfetten als Gelierungsmittel verwendet werden, enthalten pro Molekül zwei Einheiten der folgenden typischen Struktur:

Der aus drei Ringen bestehende Rest weist wenigstens ein Carbonyl radikal am mittleren Ring der gesamten Gruppe auf. Einige spezielle Vertreter dieser

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Gruppe von Indanthrenverbindungen, beispielsweise verwendet werden. Zu diesen gehören sowohl minedas Indanthron, enthalten zwei solche Carbonyl- rausche wie synthetische Schmieröle an sich bekannter radikale an dem Mittelring. Andere Vertreter, z. B. Art, beispielsweise die Phosphorester, Siliciumester Flavanthron, enthalten nur ein Carbonylradikal, wo- und aliphatischen Ester, welche durch Veresterung bei die Dreiringgruppe mittels einer Stickstoffbin- 5 aliphatischer Dicarbonsäuren mit einwertigen Alkodung an eine zweite solche Gruppe geknüpft wird, holen erhalten werden. Typische Vertreter solcher während im Fall des Pyranthrone die Verknüp- Substanzen sind die folgenden: Tricresylphosphat, Difung mittels Kohlenwasserstoffbindungen erfolgt. So octylphthalat, Bis - (2 - äthylhexyl) - sebacat, Tetrakönnen die beiden Dreiringkerne durch zwei (2-äthylhexyl)-silicat u. dgl.

—N-Gruppen, wie in Flavanthron, oder durch zwei io Bei Temperaturen oberhalb 204 oder 232° werden — NH-Gruppen, wie in indanthrenblau, oder durch Schmierfettbasen verwendet, die an sich thermisch zwei —GH-Gruppen, wie in Pyranthron, oder durch sehr stabil sind, einschließlich der Halogenkohlendazwischenliegende kondensierte Ringsystetne, wie in stoffe und der flüssigen siliciumorganischen Verbin-Violanthron, miteinander verbunden sein. Ein düngen. Als Halogenkohlenstoffe können die in der anderes charakteristisches Merkmal der Indanthren- 15 USA.-Patentschrift 2679479 genannten, insbesondere farbstoffe besteht darin, daß Stickstoff nicht als Kern- die Fluorkohlenstofföle, verwendet werden, welche element in denjenigen Ringen vorkommt, welche die vorzugsweise oberhalb 200° bei Atmosphärendruck Dreiringgruppe bilden. überdestillieren. Besonders geeignete Schmiermittel

Es hat sich gezeigt, daß die Indanthrenverbin- für Schmierfette weit oberhalb 204° sind die mit düngen am vorteilhaftesten in ihrer nichtmetallischen 20 einem organischen Rest substituierten hochsieden-Forrn verwendet werden, d.h. ohne Neutralisierung den Silikonflüssigkeiten mit Schmierölviskosität, welche der Carbonylgruppen in diesen Verbindungen mit im allgemeinen eine Viskosität bei 37,8° im Bereich von Ionen, wie Natrium, Kalium oder Calcium. Während 25 bis 3500 SSU aufweisen. Vorzugsweise werden es zwar möglich ist, teilweise oder vollständig neu- Öle mit einer Viskosität von 300 bis 1250 SSU bei tralisierte Indanthrenverbindungen als Fettverdik- 25 37,8° verwendet. Solche Produkte sind im allgemeinen kungsmittel zu verwenden, weisen doch diejenigen farblos und inert; sie zeigen eine geringe Flüchtigkeit Schmierfette die größte Schmierdauer bei erhöhten und weisen bei einer gegebenen Temperaturänderung Temperaturen auf, welche in ihren Carbonylgruppen nur eine relativ geringfügige Änderung in der Viskeine metallischen Substituenten enthalten. Folgende kosität auf. Relativ gut zugängliche öle dieser Art typische Indanthrenverbindungen sind unter anderem 30 sind die Methylsilioiumpolymere, Phenylmethylsilifür den vorliegenden Zweck geeignet: Indanthron, ciumpolymere und Chlorphenylmethylsiliciumpoly-Flavanthron, Pyranthron, Indanthrengelb GK, Viol- mere, wobei die Phenylmethylsiliciumpolymere voranthron, 3,3'-Dichk»rindanthren, 3-Chlorindanthren, zugsweise verwendet werden, sowie die halogen-Indanthrenblau R, Indanthrenblau RSA. substituierten, z. B. die chlorierten oder fluorierten

Indanthron wird besonders bevorzugt. 35 Silicone.

Die Indanthrenverbindungen werden in den Die Schmierfette gemäß vorliegender Erfindung

Schmierfettmischungen im allgemeinen in Mengen können gemäß irgendeinem der üblichen Verfahren zwischen 10 und 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die hergestellt werden, beispielsweise indem man das Ver-Gesamtmischung, verwendet. dickungsmittel und das Öl vermischt und diese

Zusätzlich zu den Indanthrenverbindungen können 40 Mischung anschließend in einer Kolloidmühle oder andere Gelierungsmittel verwendet werden, ins- auf einem Dreiwalzenstuhl vermahlt, besondere solche, die bezüglich ihrer Eigenschaft be- Ein typisches Schmierfett gemäß vorliegender Erkannt sind, einer Zersetzung bei erhöhten Tempe- findung wurde folgendermaßen hergestellt: Man verraturen zu widerstehen. mischte 70 g des Siliconöls, bestehend aus einem

Solche Gelierungsmittel sind die bekannten an- 45 polymeren Methylphenylsiliconöl mit einem Methylorganischen Mittel dieser Art, beispielsweise die phenylverhältnis von etwa 0,6 und einer Viskosität im amorphen Kolloide, wie Kieselsäure oder deren Bereich zwischen 300 und 400 SSU bei 37,8°, mit Mischung mit Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd, 143,5g einer 20,9 gewichtsprozentigen wäßrigen Paste sowie tonartige Kolloide, wie Bentoni t und Hectorit. von Indanthron. Diese Mischung wurde in einem Becher-Die Wasserbeständigkeit solcher Fette kann in jeder 50 glas auf einem Dampfbad so lange mit hoher Gebekannten Weise verbessert werden. schwindigkeit gerührt, bis die weitaus größte Menge Andere Gelierungsmittel sind die Seifen, Vorzugs- · des Wassers entfernt war. Sie wurde dann durch eine weise die Alkaliseifen, z. B. Natriumseifen, von ali- Dreiwalzenfarbmühle gegeben und in einem Ofen mit phatischen Monocarbonsäuren mit wenigstens Unterwindfeuerung während 3 Stunden auf 232° er-Kohlenstoffatomen pro Molekül, wie die Natrium- 55 hitzt. Die praktisch trockene Paste war dann hart und seifen derjenigen Säuren, welche aus Bienenwachs körnig. Sie wurde zu der geschmeidigen Konsistenz oder Degras erhalten werden. Diese Seifen können eines Schmierfettes mit einer Penetration zwischen mit geringeren Mengen von Alkalisalzen aromatischer 310 und 340 der Klasse Nr. 1 vermählen. Das Fett Carbonsäuren kombiniert werden, beispielsweise mit wurde mittels des ABEC-NLGI-Geschwindigkeits-Natriumbenzoat, wie es in der USA.-Patentschrift 60 Hochtemperatur-Lagertestes bei 232° und 10000 Um-676 149 beschrieben ist. In solchen Fetten wird die drehungen pro Minute geprüft. Bei Anwendung von Indanthrenverbindung vorzugsweise in Mengen von Arbeitscyclen, welche aus je 20 Stunden Betrieb und wenigstens 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das ge- 4 Stunden Ruhe bestanden, schmierte dieses Fett das samte Gelierungsmittel, verwendet. Lager während 850 Stunden ohne Betriebsstörung.

Während die vorliegende Erfindung sich insbeson- 65 Der hier genannte Lagertest wurde versuchsweise dere auf Schmierfette für extrem hohe Temperaturen während des letzten Weltkrieges von dem Coordinating bezieht, können solche Fette doch ebensogut bei nor- Research Council verwendet, und er wird im allgemalen Betriebsbedingungen zur Anwendung kommen. meinen als ABEC-NLGI-Test bezeichnet. Dieser Ver-So kann insbesondere bei Temperaturen unterhalb such wird folgendermaßen durchgeführt: 3,2 ecm 204° irgendeines der bekannten Schmieröle als Basis 70 Schmierfett werden in jedes der beiden Lager ein-

gefüllt, welche an der Testspindel angebracht sind. Eines derselben, welches aus einem speziell hitzebehandelten Präzisions-Marlin-Rockwell-204-S-17-Schnelldrehstahl besteht und ein silberblattiertes Bronzegehäuse aufweist, wird in einem Ofen einer Temperatur von 232° ausgesetzt. Das zweite Lager (Standard New Departure 204) befindet sich etwa auf Zimmertemperatur. Die Temperatur wird mittels eines Thermoelementes bestimmt, welches durch das Lagergehäuse eingeführt wird und mit dem äußeren Laufring des Prüflagers in Berührung steht. Als Störung wird gezählt, wenn das Lager mittels des Antriebsriemens von 1 inch/2,54 cm Breite zu Beginn eines Betriebscyclus nicht mehr in Rotation versetzt werden kann, wobei der Versuch in Cyclen von je 20 Stunden Betrieb und 4 Stunden Ruhe durchgeführt wird.

Die 20,9 Gewichtsprozent Indanthren enthaltende Paste enthält 20,9 °/o des Farbstoffes, während der Rest aus Wasser besteht. Dieses Material kann, wie angegeben, sehr gut zur Herstellung der Schmierfette Verwendung finden, doch kann auch der reine wasserfreie Farbstoff, welcher nicht in Pastenform vorliegt, zur Anwendung kommen.

Die Schmierfette gemäß der Erfindung können weitere übliche Zusatzstoffe enthalten, beispielsweise Antioxydationsmittel, Antikorrosionsmittel sowie Hochdruckzusatzmittel.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schmierfett, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Schmieröl und einer Indanthrenverbindung mit einem Schmelzpunkt oberhalb 121° besteht.

2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indanthrenverbindung in Mengen von 10 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, vorliegt.

3. Schmierfett nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Indanthrenverbindung Indanthron ist.

4. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl ein polymeres Siliconöl, z. B. ein Methylphenylsilicon, ist.

5. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es neben der Indanthrenverbindung ein an sich bekanntes Gelierungsmittel in einer Menge von nicht mehr als 50 Gewichtsprozent, berechnet auf das gesamte Gelierungsmittel, enthält.

® 709 505/387 4.57