DE1056314B

DE1056314B - Hochdruckschmiermittel fuer Turbinenstrahltriebwerke und Turbinenpropellermaschinen von Flugzeugen

Info

Publication number: DE1056314B
Application number: DEE13852A
Authority: DE
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1956-03-21
Filing date: 1957-03-21
Publication date: 1959-04-30
Also published as: GB811813A; FR1173095A; US2889281A

Description

t 1OM 169/0OB 20

DEUTSCHES

PATENTAMT

E13852IVc/23c

ANME LDETAG: 21. MÄRZ 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHIUFr: 30. APRIL 195 9

Die Erfindung betrifft synthetische Hochdruckschmiermittel von einer außergewöhnlichen Fähigkeit, höchsten Drücken zu widerstehen, die Gemische von Dicarbonsäuredialkylcstern, Komplexestern und kritischen Mengen zweier polymcrisierter Alkylsilicone verschiedener Molekulargewichte enthalten.

Um die anspruchsvollen Anforderungen an Schmieröle zu erfüllen, die sich zur Schmierung bewegter Metallteile bei höchsten Drücken und Temperaturen eignen sollen, hat es sich als notwendig erwiesen, Schmiermittel von besonderer Beschaffenheit zu entwickeln. Mineralschmieröle sind, selbst wenn sie große Mengen verschiedener bekannter Zusätze enthalten, zur Schmierung von Turbinenstrahltriebwerken und TurbincnpiOpellermaschinen für Flugzeuge ungeeignet. Die Mineralschmieröle des Standes der Technik haben infolge ihrer mangelnden Beständigkeit bei hohen Temperaturen, ihres unzureichenden üruckaufnahmevermögens oder der zu starken Temperaturabhängigkeit ihrer Viskosität allgemein für diese Anwendungszweeke versagt.

Die Erfindung betrifft synthetische Schmieröle mit Eigenschaften, die sie fur derartige Anwendungszweeke äußerst geeignet machen. Diese Schmieröle besitzen eine günstige Beziehung zwischen Temperatur und Viskosität, gute Widerstandsfähigkeit gegen höchste Drücke und andere vorteilhafte Eigenschaften, infolge deren sie den strengen Normen entsprechen, die von der Heeresverwaltung für diese Anwendungszweeke aufgestellt worden sind. Die neuen synthetischen Schmiermittel enthalten im Gemisch einen Dicarbonsäuredialkylester, einen aus drei Bestandteilen, nämlich einem verzweigtkettigen Alkohol, einer Dicarbonsäure und einem Glykol hergestellten Komplexester und kritische Mengen zweier verschiedener polymerisierter Alkylsilicone. Für die Mengenanteile der verschiedenen Komponenten bestehen bestimmte kritische Grenzen, die nachstehend erörtert werden.

Der Hauptbestandteil ist ein Dialkylester einer Dicarbonsäure. Diese Ester entsprechen der allgemeinen Strukturformel

ROOC(CH₂)„COOR

Hierin bedeutet R eine verzweigtkettige Alkylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen. Diese Alkylgruppe kann von sekundären und bzw. oder primären Alkoholen wie Isohexyl-, sek. Hexyl-, 2-Äthylbutyl-, Isoheptyl-, sek. Heptyl-, Isooctyl-, Capryl-, 2-Äthylhexyl-, Isononyl-, Isodecylalkohol und ähnlichen Alkoholen abgeleitet sein. In Anbetracht der höheren Wärmebeständigkeit der Produkte bei hohen Temperaturen werden die Ester primärer Alkohole gegenüber denjenigen sekundärer Alkohole bevorzugt. Von den erfindungsgemäß verwendbaren verzweigtkettigen Alkoholen werden die bekannten >Oxo«-Alkohole und die durch Aldolkonden-Hochdruckschmiermittel

für Turbinenstrahltriebwerke

und Turbinenpropellermaschinen

von Flugzeugen

Anmelder:

Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,
Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. März 1956

sation erhaltenen Alkohole (2-Äthylhexylalkohol,2-Äthylbutylalkohol) bevorzugt. Der durch Carbonylierung eines Cj-Olefins in Gegenwart eines Kobaltkatalysators bei höheren Temperaturen und Drücken erhaltene Isooctylalkohol wird besonders für die Veresterung mit Adipinsäure und bzw. oder Azelainsäure bevorzugt, während für die Veresterung mit Sebacinsäure 2-Äthylhexylalkohol bevorzugt wird.

Als Dicarbonsäuren zur Herstellung der Diester kommen Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure in Betracht, von denen Azelainsäure und Sebacinsäure besonders bevorzugt werden. Die obige Formel gilt für die angegebenen Säuren unter der Voraussetzung, daß η einen Wert von 2 bis 8 besitzt.

Einen Komplexester als Bestandteil für das erfindungsgemäße Schmieröl erhält man durch Umsetzung eines verzweigtkettigen Alkohols mit 6 bis 10 C-Atomen (z.B. 2-Äthylhexanol, C₈-Oxoalkohol), einer Dicarbonsäure mit 4 bis 10 C-Atomen (z. B. Sebacinsäure oder Adipinsäure) und eines Glykols mit 4 bis 12 C-Atomen (z. B. Tetraäthylenglykol). Diese Komplexester besitzen die allgemeine Strukturformel

ROOC(C H₂J_xCOO (C₂H₄O)₂OC (C H₂)_XCOOR

Hierin bedeutet R eine von verzweigtkettigen Alkoholen abgeleitete Alkylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen, χ cine Zahl von 2 bis 8 und 2 eine Zahl von 2 bis 6.

Die Herstellung der Komplexester erfolgt nach dem Stande der Technik und bildet keinen Teil der Erfindung.

909

Sic kanu in einem <einstufig'';i Verfahr·!· ctlolg. η, indem man (1κ· ι rionWrhelie moUu\ Menge (W-. Alkohole (2 Mol), (U-, Glykols (1 Mol) und (It DicarlMiisoiiv (2 Mol) in Gegenwart eine-. Wasserschleppnnttcls und eines Verestcrtmgskatalvsators lvi T( mperatuicn von etwa 177 bis 210° C. miteinander unis-lzi, hi> die th <>i\-ti^rlic Wass 'rmenge abgetrreb η i-.c. Geg.'lv iciif.i'N kam ηι,ΐΊ auch nach einem Zwcisüifenvertalm n arb iteii. In diesem halle stellt man zunächst 2 Mol ein;-. Halb'-.teis der Dicarbousaure und des Alkohols her, uoiauf man d. n Halbester mit 1 .Mol des Glykols vollständig verestert, oder man setzt 2 Mol der Diearbonsaiire mit I Mol (Un Glykols zu einem lifter au-, Glvkol und I ^carbonsäure um, der dann nut dem Alkohol vollständig \etvstert wird. Diese vi rschiedcneii Vei fahren liefern hinsichtlich der Beschaffen!")-it im wesentlichen das gleiche Produkt.

Die Kombination aus Diesterbesta'idtcil ii:id Koinplexesterb.'standtc ll des synthetischen Schmieröls stellt die Grundlage des Schmieröls dar Die 111 'Hg 'nnialiigen Anteile beider Bestandteile können innerhalb verhältnismaßig enger (ironzen variieren. So kann man 80 bis 99 \'olumprozent Diester mit 1 bis 20 Vohunproz ·πΐ des Komplexesteis mischen, lievorzugt werden j.do.h Gemische, die 92 bis 97 Volumprozent Diester und ο bis 8 Volumprozent Komplexester enthalten Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform dir Erfindung ist die Schmicrolgrundlage aus 96 Volumprozent Diester und 4 Volumprozent Komplexester ziisaninicngc-v-t/.l

Zu dies:.-m Grundgemisch setzt man eine geringe Menge eines l)ekannten ()xydations\er/.o,i;er,rs /λ\, ,·.. Ii. gereinigtes Plienotliiazin, Plu-nyl-a-naphthvlamin, n-l>iityryl-p-aniinophenol, 2,6-l)i-tert. butyl-p-kr· so] usw. Die Menge des Oxvdationsverzogerers kann zwischen etwa 0,25 und 2 Gewichtsprozent schwanken. Knie für die meisten Anwendungszwecke ausreicb-nd·· Owdationsbestandigkeit erhalt man mit etwa 1,0 <ieuichtspro/,cnt FUenotliiazin.

Die Hoehdruekeigenschalten cles oh -n angegeb neu (irundgemisclu's genügen den meisten Anforderungen, die heute an Schmieröle fur Turbineiistrahltn.'luverke gestellt werden Es bat sich jedoch h'Tausgest'llt, d.il.i die auB^Tord'-ntlieb scharfen Arb 'ItS))Z(IiIIgUiIgCH, die bei der Schmierung heutiger und zukuiftiger l'urbinen-])n)pel]er-L'nterset/.ungsgetru b. aggreg.ite (ii'it"i höh τ l>clastimg) sowie von Turbinenstrahltriebwerk.ίι neuerer P>auart fm mit Überschallgeschwindigkeit !liegende Flugzeuge auftreten, eint weih rc Verheerung der Hoclidruckeigenscliaftcn dieser unter normalen litriebsbedingung> 11 ausrcich.nd ίι Schmiermittel erford τΐιοΐι machen, ohne daß die \isko>itat und korroilier.nd" Wirkung des Schmiermittels dadurch wrgrol.i ·π werden darf. Dies erreicht die vorlieg ud.' K'hndung durch Zusatz b "stinunter Mengen eines poly.UTisLtten Alkyl- ^ihcons eines liestimmten Molekula-g ·\\ itlitsb -reiehes zu der svnth; tisclv.-n Schmierolgruiidlag ·. 1>-so.id ·ιν bemerkenswert ist, daß hierdurch dl· nicht korrodierende Eigenschaft d'-r Schmieriilgrundlagv' mehl na'hleilig beeinrlußt wird, ein Ergebnis, das im Falle anderer, das Druckaufnahnievermogcn erhob -nd; r Mittel auli 'rst schwierig /Ai erzielen ist.

Dieses polymerisiert·..' Alkylsiheon ist ein Po h me res \on Dimetln'lsilicon der Strukturformel

C H₃,.

OCH,

Dieses Dirai thylsiliconpolvmcrc ist 1.) \% rsi-lii. denen \*iskc»sitatsgraden erhalihch, die Ai'satzn von wrsclii"denen MolekulargeWK-hten entspreeh ·π. Es wurde gcfir)d.';i. dal.) zur H Tst"llung der \ e>'b-s-, ί t"ii syntlietisjh 11 Schmiennitt'-l nach (Ut Erfindung nur Polymere mit MoU'kulargeuK.iit n m I> -traclit k>mm'n, di · einer Viskosität von 3 bis 20 cSt, gem ss.'n b -i 25° Γ, entspreeh 11. Xerwend't man ein Polvsilicon mit einem Molekulargewicht entspreeh mkI einem Viskosit.itsbjreieh oberhalb 20 cSt, so macht sich eine Wechselwirkung oder L'nvei traglichkeit zwi,clrMi d 111 Silio(jiii)olym.Teii und d'in Diester MKu.' <l ·η Komplexest ·πι bemerkbar, die zur L'nloslichkeit des Polymeren fuhrt. Arbeitet man dagegen mit einem Polvsilicou eines Mol 'kulargewichte.s, Welch's einem \'isko-.itatsb.'reicli imt; rlialb JcSt cnt-Sj)TK lit, si h steht z.va·· k 'ine Γιι\·.·ηΐΜ,Ίί< bkeit mit dem Esterschmi ro), jedo· h wird der Hamniounkt des icrtigen Gemisch.'s erh -blirli herabgesetzt. Außerdem muli man in Anbetracht dies r hohen l^;luchtigk-it (d. h des niedrigen Flammpunktes) mit einem hohen Verlust an Siliconb.'standieil b.i (U"- p: aktischen Verwendung des Öles re.hne'.i. f>ills man mit Silieren von niedrigem Molekulargewicht und iii 'dnger N'i^ko^itat arbitet Der emti\'tv'iide \erkist hangt natürlich auch v<n der jeweiligen Ko.iz.'iitratioii d.-> Silicons und von d"ii -Vrbeitsbedingung ·ιι<ιΙ), unterd-nendasSehmi-rol eilig 'setzt wird.

Das Dimctlivlsilieoiipolvmere ist in d ·ιπ erlindiingsgemaL'i, 11 ^rbinicnnittelgemiseli in Meng α von 2 bis 25 Gewi« htsprozeiit enthalten, wob ί M"iigen \ on 5 bis 20 Gewii bis|)roz"iit zur Erzielung d-s höchst-n Dnickauinahm.'Vermögens b sonders b'\or/.uut weid-n. Da das Dimethvkihcoü dem Olgemisjli ein ungewöhnlich hohes Druckaufnahmevermogeh verleiht, erhalt man b ·ί (.•mim Gehalt von c5 I)Is 5 Gewichtsproz-nt Silicon im allgemeinen ein fur die Schmierung der meisten Turbinentreibwerke ausreichendes I)ru(:kau(nabni.'verm(jge;i.

Im Gegensatz zu der bisher verbreiteten Ansicht hat sich herausgestellt, daß Gemische dieser Dim.'thyKiliconpolymeren mit der Schmienilgrundlage eine unerwünschte Schaum 'iituickhmg aufweisen. G ·πιί^· h ·, die diese Dnivtlivlsilieonpolvm reu enthalten, schaum- 11 starker als Gemische, die dies.· lOlynieren nicht enthalt"ti. i'"s hat sich daher als notwendig erwiesen, dem ^elimicrinittelgemisel) noch geringe Mengen eines zweiten Dmv.-thvlsihconpolymeri n < nv-s Molekularg.'wichtsbereiches zuzusetzen, der eiiK r \'isko-.itat von 10000 eSt oder darüber hinaus, vorzugsweise 60000 bis 20000OcSt, gemessen b.i 25° C, entspricht Gewöhnlich genügen etwa 0,001 bis 0,005 Gewichtsprozent dieses Siliconpolvmeren von hohem Molekulargewicht, um die Neigung (W's Siliconpolymeren von niedrigem Molekulargewicht zur Schaumbildung aufzuheben In gewissen Fallen sind jedoch Konzentrationen \ou etwa 0,05 bis 0,1 Gewichtsprozent erforderlich, um ein Ferligerzeugnis zu erhalten, das nur geringe Schaumbildung aufweist.

Die bevorzugten Schirmrmittel nach der Erlindung bestehen also aus <l η folgenden Fiestandteilen

('fcw'iolilslcilü

Grundgemisch 100

Diester 92 bis 97 Volumprozent

Komplexester 3 bis 8 Volumprozent

Oxvdationsverzogerei" 0 bis 2

Dimethylsiliconpolymeres

(3 bis 20 cSt bei 25³ C) 2 bis 25

Dimethylsiliconpolymeres

(lOOdO bis 200000 eSt bei 25" C) 0,001 bis 0,1

Tnkresvlphosphat 0 bis 3

Heispiele

Durch Mischen d r unten angegeben-n Komponenten und Erhitzen auf ttw.i 66 bis 82° C unter Ruhren wurden die folgenden Schmiermittel dargestellt

Bestandteile (Gewichtsteile)

Gemisch 1 Gemisch 2 Gemisch 3

Grundgemisch

Diisooctylazelat, Volumprozent ...

2-Äthylhexylsebacat, Volumprozent

Cg-Oxoadipat, Volumprozent

C₁₀-Oxoadipat, Volumprozent

Komplexester A*), Volumprozent .

Komplexester B**), Volumprozent

Dimethylsilicon (10 cSt bei 25° C)

Dimethylsilicon (60 000 cSt bei 25° C)..

Trikresylphosphat

Phenothiazin

100
95

100

38

57

5
0,001

0,001

ο 0,001

*) Komplexester A. 2-Athylhexanol—Sebacinsäure—Tetraathylenglykol—Sebacinsäure—2-Athylhexanol.
**) Komplexester B: C₈-OxOaIkOhOl—Adipinsäure—Tenraathylenglykol—Adipinsäure—C₈-OxOaIkOhOl.

Diesen Zusammensetzungen werden nachstehend in Tabelle I die gegenwärtig geltenden Normvorschriften der US-Heeresverwaltung gegenübergestellt, die unter den angegebenen Bezeichnungen von der Regierung der Vereinigten Staaten von Amerika veröffentlicht worden sind.

Tabelle I

Erfordernisse

der Normen

MIL-L-7808B

und MIL-L-25336

(USAF)

Gemische
2

Viskosität bei
Viskosität bei
Viskosität bei
Stockpunkt, ⁰
Flammpunkt,
Verkokung
bei 316° C,
bei 371° C,
bei 399° C,
Quellung von

98,9° C, cSt
37,8° C, cSt
—54° C, cSt
C
⁰C

3,0 Min.
11,0 Min.
000 Max.
<-59,4
177

Min.

mg
mg
mg
Kautschuk,

100

3,63
13,40
085

<-62,2
232

86
400

3,36
12,76
8 315
<-59,4
235

3,35 12,78 12 460 <-59,4 230

15

% ("H.-Verfahren)

Schaumprüfung

Folge 1

Folge 2

Folge 3

Kupferkorrosion, 50 Stunden bei 232° C, mg Silberkorrosion, 50 Stunden bei 232° C, mg SO D-Bleikorrosion, 1 Stunde bei 163° C, mg

D-664 Neutralisationszahl, mg K O H/g

Oxydations-Korrosionsbeständigkeit, 72 Stunden bei 175° C, mg/cm²

Kupfer

Magnesium

Stahl

Aluminium

Silber

Viskosität bei 37,8° C, cSt, nach der Prüfung

Viskositätsänderung, °/₀

Zunahme der Neutralisationszahl

Tieftemperaturbeständigkeit bei —54° C

Anfangsviskosität, cSt (35 Minuten)

Endviskosität, cSt (3 Stunden 37 Minuten) Viskositätsänderung, °/₀
df

g
Verdampfungsverlust, °/₀ bei 204° C

Ryder-Getriebebelastung, lbs/inch für MIL-L-7808B

Ryder-Getriebebelastung, lbs/inch für MIL-L-25336 (USAF) SAE-SOD-Prüfung, Belastung, lbs

bis 35

bis 0

3,0 Max.

Max.

±0,4
±0,2
±0,2
±0,2
±0,2

-5 bis +15
2,0

000 Max.
000 Max.
6,0 Max.
Max.
Min.·*)

1	21,4	10	25,2	10	24,6
5	bisO	25	bisO	0	bisO
10	bisO	15	bisO	0	bisO
10	bisO		bisO		bisO
	0,60		0,28		0,90
	0,42		0,32		0,52
	Q		1		15
	0,10	0,22	0,21

0,01
0,00
0,01
0,04
0,01
13,89
3,3
1,2

040
256

2,7
22,1
760
760
1275

0,01
0,02
0,01
0,01
0,01
13,17
3,2
0,90

8 315
8 315
0,0
26,1
3300
3 300
1300

0,04 0,01 0,02 0,02 0,01 13,1 3,1 0,56

12 460 12 475 0,1 36,6 2800 2 800 1 150

1700

800 Min.*)
550**)

Die Norm MIL-L-7808B betrifft Öle fur Turbinenstrahltriebwerke; die Norm MIL-L-25336 (USAF) betrifft Öle fiir Turbinen-Propellermaschinen, d. h. Öle nach der Norm MIL-L-7808B, jedoch mit höherem Druckaufnahmevermogen.
Die SAE-SOD-Prüfung ist kein Erfordernis der MIL-L-7808B-Normen. Ein Schmieröl, das bei dieser Prüfung einen Weit von etwa 550 lbs gibt, liefert bei der Ryder-Getnebeprüfung einen Wert von etwa 1700 lbs/inch. Die Prüfung wird in dem SAE-Schmierölprüfgerät ausgeführt. Das Gerät wird zunächst rait dem Schmieröl 2 Minuten bei einer Belastung von 50 lbs betrieben, worauf der Druck alle 10 Sekunden um 50 lbs erhöht wird, bis Fressen erfolgt. Die Belastung, bei der Fressen stattfindet, wird verzeichnet und stellt das Druckaufnahmevermogen des Schmieröls dar.

In Anbetracht dessen, daß die Normen MIK-L-7808 und MlL-L-25336 eine Höchstviskosität \on 1300OcSt bei —54° C verlangen, ist die Menge der zähflüssigeren Komplexester, die in den ertindungsgeinaßen Schmiermitteln enthalten scm dürfen, ohne daß die Anforderungen dieser Normen Überschlitten werden, beschrankt. Die Menge an Komplexester hangt natürlich \ on dem beabsichtigten Vjskositatsbereich sowie von den Viskositäten des Diesters und des Komplexeste! s ab. Die Viskositäten der fur die Anwendung vortcilhaltcivn Diester liegen im Hereich von 2,7 bis 3,5 cSt bei 98,¹V¹ C und 5000 bis 10000 cSt bei — ■ 54"T. Die Viskositäten der Komplexester betragen etwa 7 bis 11 cSt bei 98.0^c C und 100000 bis 50000OcSt (extrapoliert) bei - 54^; (\

bringt die Viskosität des (irimdgemisches im allgemeinen in den gewünschten Bereich von etwa 12000 bis )2500eSt !•ei --54"C In Anbetracht der Verdickiingswirkung anderer Komponenten odei Zusatzstoffe b. tra^t die .Menge an Komplexester im allgt meinen weniger als etwa 10" ₀. Der Komplexester allein nimmt erheblich mehr Druck auf als irgend· hier der üblichen Diester. Dies ergibt sirh aus den nachstehenden Werten, welche zeigen, daIJ das (iriiiidgcrniscli, welches aus o.V „ Diester und 5°₀ Komplexester h,-stellt, ein etwas besseres Dniekaiifnahnievermo^eii besitzt als der Diester allein. Es ist daher von Vorteil, wenn das lertige Schmieröl die größtmögliche Menge an Komplexester enthalt, die sich

nut den Anforderungen an die Viskosität bei tiefen Eine Mengt- von etwa 20 _:- 5°₀ an Komplexester 15 Temperaturen vertragt.

Druckaufnahnn vermögen von Estergeinisclien; (i,-wicht-teile

(irundgeinisch

Diester (Volumprozent)

Komplexester (Yoliimprozi nt)

Silicon

Ryder-dctriebcpnifniig. I>el;isUr,t.; Ib- inch
SAE-SOD-Piüfunti, lielas(u;.g m lbs

Dei Zusatz eine! genngi'i Menge ein, s Oxydiitioiisverzögerers, wie gi reinigten Phciothiazins, zu dem C.rundgeiinsch ist lki din Si hmi'-i mitteln mi Rahmen der Erlincluns notwendig, um einen oxydaiiven Abbau des Schmiermittels zu verhmdi rn.

Im Rahmen der Erfindung sind nur Diir.elhvlsilicoiipoiymere beschrankter Mol·, kulargew ich tsh· reiche anwendbar. Dieser Molekulargewichtsbereieh entspricht Viskositäten »wischen etwa 3 und 2OcSt, genu s-;-n bei 25° C. Dk nachsnhend angegebener: Wert» zeigin, daß das Siheonpolyniere mit dim Ansteige;* di> Mol· kularüber etwa 20(St hinaus immer unlöslicher in

100	100	0	100
(H)O)	._.		(95)
	(HX)I		(5)
	—	100	--
. 500 1700 '	3000 4000	300 500	1800 2200
400 500 '	750 800	100	450 550

100

(5)

100 (100)

3000 4000 2500 3500 1050 1300 1000 1200

dem »irundgi-misch wird und truhe I.osun:;iii gibt. Man sieht ferner, daß beim Allsinken d.- Molekulargewicht(s des Siliconpolynii reu unterhalb r|,\a 3 cSt der l-'lammpunkt des Olgouischis zu stark herabgesetzt wird. Das Ausmaß der Heiabsetzung des Flamm:Jii;>kt( s hangt natürlich wiitgeliend \i>n d.-r Kon/t i-tration des Silicons ab. Infolge der hohen Riichtigkeit <Ur Silicon·· 111. (Ing» 11 Molekulargewichts erejbt sich bei hohen Konzein rationell derselben ein -tarkt res Absinken des Flammpunktes. Dies w ird nachsu h-r,d unter \Ί r\\> ndimg eines Silicons einer Viskosität von 5 <:St gezeigt.

Tabelle A

< 'l^eiuisch	ΓΙ.ι DinjT.nki <'	Vll-.i lull lltl Zi'iiiin 1 u iiijH r.itiir
("icniisch ()")	2h> 213 218 207 I <>9 μ>3 185 177 154	klar klai k Un klar klar klar klar kiar klar
99°.₀ C.emisch O ) -- 1 " ₀ Sili.-oii (5 <-St) 98° ₀ (icmisch O ) -■ ⁹⁰ ₀ Sill, on (5 eSO 97°₀ (i( misch O ) - 3⁰OMIi₁On(SeSi) 96° ₀ Cicmisch ·> ) - 4" _n SiIkon (5 cst) 95° ₀ C.emisch O )- 5° „ Silic(-ii (5 cMi 90".₀ r.emisch ())-- 10%, ¹SiIi₁OH (5 cm) 85° ₀ (■> inisdi O) - 15° „ Mhcon (5 cm) 100% Silicon (5 eSt)

*) S5"„ J)Ii-(KKlV l.i/e). Ii - 15",, \(!i)>m-.un · - Kompli \( Mit I!

Die Einwirkung der Viskosität des Siinoiis bei ι mer 55 und auf das Aiws· Konzentration an Silicon von 4% auf <ki: Flammpunkt ratur ι rgibt sich

Tabelle 1!

der

Ohremi
lachst*

seiles be

heiv.Un

tieier ' libelle

ι] ΙΙΙ1ί[^·-ΙΗ1-, Il

iimpiinki	\ii-mIh η I	.24	κι C	-54
C	klar	klar
238	k Un	klar
207	klar	klar
204	klar	klar
2J0	k Un	leichte Trübung
213	klar	leichte Trübung
221	kiar	trüb
224	teilweise Trennung	Trennung
238	unverträglich	unverträglich
240

("irurKigci-iisch (lieniiscb Nr. 2, Sp. 5 6, obe.ni

(■,rui;<lg. misch - 4" ₀ Sihcor. (1 < St)

Grundg« misch —1° ₀ SiIk or, (2 ,StI

(".rundg, niiscli -- 4° ₀ Silicon (3 cSt)

(irundgemisch —1° ₀ Silicon (5 cSt)

Cirundgi misch 1° ₀ Silicon (10 cSt)

(iruiKlgemisch 1° ₀ Silicon (2Ö cSt)

("irundgaiiisch -- 4°._o Silicori (5OcSt)

C.rundgcmisch 1° ₀ Silicon (100 tStl

ίο

Gemische, die aus dem Grundgemisch nach der Erfindung und dem Siliconpolymeren niedrigen Molekulargewichtes bestehen, zeigen überraschenderweise eine Neigung zum Schäumen. Dies widerspricht der Ansicht des Standes der Technik, wonach Siliconpolymere Schaumverhinderungsmittel sein sollen. Um dieses unerwünschte Schäumen zum Verschwinden zu bringen, setzt man einen sehr geringen Betrag (0,0001 bis 0,01, vorzugsweise 0,001 bis 0,005 Gewichtsprozent) eines Dimethylsiliconpolymeren von hohem Molekulargewicht (Viskosität 10000 bis 1000000, vorzugsweise 60000 bis 20000OcSt bei 25° C) zu dem ölgemisch zu. Die nachstehenden Werte zeigen die verbessernde Wirkung dieses Zusatzes.

Tabelle C Schaumprüfung nach MIL-L-7808

	Folge '.	, 24° C	beim	End-	Folge .	I, 93°C	beim	End	Folge :	beim	End
	Schaum-	Volumen	Blasen	vohiraen	Schau m-	Volumen	Blasen	volumen	S, 24° C	Blasen	volumen
	ccm	100	o	ccm	25	0	Schaum-Volumen	100	0
	235	0	40	0	com	260	0
	200	0	35	o	210	0
Zulässige Grenze nach MIL-L-7808	130	0	20	0	100	0
Grundlage (ähnlich dem Grundgemisch Nr. 2)	30	0	15	0	30	0
Grundlage -f 0,001 % DC-200-Silicon (60 000 cSt)	20	0	10	0	20	0
Grundlage + 0,002% DC-200-Silicon (60 000 cSt)	15	0	10	0	15	0
Grundlage + 0,004 % DC-200-Silicon (60000 cSt)	10	0	10	0	15	0
Grundlage + 0,005 °/₀ DC-200-Silicon (60000 cSt)	20	0	15	0	20	0
Grundlage + 0,01 % DC-200-Silicon (60000 cSt)	20	0	10	0	20	0
Grundlage + 0,02 % DC-200-Silicon (60000 cSt)
Grundlage + 0,005 °/₀ DC-200-Silicon (10 000 cSt)	30	0	20	0	50	0
Grundlage + 0,005 °/₀ DC-200-Silicon (200 000 cSt)
Grundlage+0,005% DC-200-Süicon (500 00OcSt)	40	0	15	0	50	0
(leicht unlöslich)
Grundlage +0,005% DC-200-Silicon (1 000000 cSt)
(etwas unverträglich)

Die Wirkung des Siliconpolymeren niedrigen Molekulargewichtes auf das Druckaufnahmevermögen des Grundgemisches nach der Erfindung ist äußerst bemerkenswert, da die Ölgrundlage selbst und besonders auch das Silicon als solches im Vergleich dazu schlechte Schmiermittel sind. Die ausgezeichnete Schmierfähigkeit des Grundölgemisches mit einem niedrigen Gehalt an Siliconpolymeren ergibt sich aus den Werten der Tabelle D. Man sieht, daß das Druckaufnahmevermögen des Öles bei Erhöhung des Gehaltes an Siliconpolymeren ein Maximum erreicht und dann rasch auf einen Wert abfällt, der praktisch keine Verbesserung mehr darstellt.

Diese Widerstandsfähigkeit gegen Höchstdrücke zeigt sich sowohl bei dem bekannten SAE-SOD-Belastungsprüfverfahren als auch bei der Prüfung im Vierkugelapparat nach Shell. Diese Werte sind graphisch in Fig. 1 und 2 wiedergegeben. Aus Tabelle D und aus der Zeichnung ersieht man, daß eine maximale Widerslandsfähigkeit gegen Höchstdrücke bei Gemischen auftritt, die etwa 10 bis 20 Gewichtsprozent des Siliconpolymeren niederen Molekulargewichtes enthalten. In diesem Bereich besitzen die Dimethylsiliconmoleküle offenbar ihre größte Adhäsionsenergie.

Tabelle D

Druckaufnahmelahigkeit Silicongehalt von Estergemisclien

Vierkugel-Hoch-SAE-SOD-Prufung, Belastung (kg)

bis zum Fressen
der Lager

druckprüfung nach Shell (10 Sekunden) Minimalbelastung, kg bis zum Fressen

100% Grundöl (Gemisch Nr. 1, Sp. 5/6, oben) .
99% Grundöl + 1% Dimethylsilicon (10 cSt) .
98% Grundöl+ 2% Dimethylsilicon (10 cSt) .
97% Grundöl + 3% Dimethylsilicon (10 cSt) .
96% Grundöl + 4% Dimethylsilicon (10 cSt) .
95% Grundöl + 5% Dimethylsilicon (10 cSt) .
90°/₀ Grundöl + 10% Dimethylsilicon (10 cSt) .
85% Grundöl + 15% Dimethylsilicon (10 cSt) .
80% Grundöl + 20% Dimethylsilicon (10 cSt) .
75% Grundöl+25% Dimethylsilicon (10 cSt) .
50% Grundöl + 50% Dimethylsilicon (10 cSt) .
0% Grundöl + 100% Dimethylsilicon (10 cSt) 215,175
317,1
339,75
430,35
464,325
475,65
656,85
906
883,35
724,8
271,8
45,3

55

45

70

80

96

108; 114 108 110

136; 150 117

78

24

Man kann den erfindungsgemäßen Schmierölgemischen natürlich auch andere bekannte Zusätze, w^;e Rostschutzmittel, Schlamminhibitoren, Viskositätsindexverbesserer, Hilfsmittel zur Erhöhung des Druckaufnahmevermögens, beigeben.

909 503/403

Claims

Patentansprüche:

1. Hochdruckschmiermittel fur Turbinenstrahltriebwerke und Turbinenpropellerniaschinen von Flugzeugen aiii der Basis eines Gemisches eines [)iestcrs und eines Komplexeste] s, dadurch gekennzcichnet, daß es die folgenden Bestandteile enthalt.
1. eine Olgrundlagc, bestehend

a) zu 80 bis 99, vorzugsweise 92 bis 97 Volumprozent aus einem Diearbonsauredialkylcsler der Form« 1

ROOC(CH₂)„COOR.

in welcher R eine veizwcigtketti£e Alkylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und η eine ganze Zahl von 2 bis 8 bedeutet, oder einem ("iemisch derartiger Ester und

b) zu 20 bis 1, vorzugsweise 8 bis 3 Volumprozent aus einem Komplexester der Formel

ROOC(C Ho)₃-COO(C₂H₄O)-OC(C H,) _eC()O R

"

in der R eine verzweigtkettige Alkylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, λ eine ganze Zahl von 2 bis 8 und 2 eine gan/.e Zahl von 2 bis 6 bedeutet.

2. 2 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die Schmierolgrundlage eines Dialkylsiliconpoh mercn, vorzugsweise eines Dimethvlsilieonpolymcren, einer bei 25"' C gemessenen Viskosität von 3 bis 20 eSt, .-.OW 1«

3. 0,001 bis 0,1, vorzugsweise 0,001 bis 0,005 Gewirhtspio/.eiit, bi zogen ;mt du Schmurolgtundlage, eiiu s Djalkylsilioonpolvineren, vorzugsweise fines Dinicthylsiliconpolymcivi, einer bei 25⁵C gemessenen N'isko^it.it \on nnndesteiis 10000 cSt, \-orzugs\veise 60 000 bis 200 000 eSt

2 Hoibdrurksclnnierinilti 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem, bezogen auf die Sclunierolgriindlage, 0,25 bis 2, vorzugsweise etwa 1 Gewichtsprozent emo bekannten Oxydationsverzogerers, \orzugsweise Phenotlii.v.m, enthalt.

3. Hochdruckschmiermittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dalj es außerdem, bezogen auf die Schmierolgrundlage, 0 bis 3, vorzugsweise 1 Gewichtsprozent von als Schmiermittelbestandteil bekanntem Tnkresylphosphat enthält.

In Betracht bezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 087 532.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen