DE1147345B

DE1147345B - Schmieroel und Schmierfett

Info

Publication number: DE1147345B
Application number: DEST15265A
Authority: DE
Inventors: Robert J Rosscup; Hubert J Liehe
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1958-07-21
Filing date: 1959-06-20
Publication date: 1963-04-18
Also published as: FR1230115A; US3015625A; NL240323A; GB914769A; US2925387A

Description

Die Erfindung betrifft Schmiermittel (Schmieröle und -fette), die Gelier- oder Verdickungsmittel auf der Basis von Warmstoffverbindungen enthalten.

Erfindungsgemäß enthält ein Schmieröl oder Schmierfett auf der Basis eines Schmieröls, insbesondere eines Kohlenwasserstoffschmieröls, eines acyclischen Esters einer aliphatischen Dicarbonsäure oder eines Silikonpolymerisats im Schmierölviskositätsbereich mindestens eine Harnstoffverbindung der folgenden allgemeinen Strukturformel:

HOH HOH

1 j

R — N — C — N — R' — N — C — N — R" I

worin R und R" ein Dehydroabietylrest, ein Dihydroabietylrest, ein Tetrahydroabietylrest oder ein Gemisch derselben und R' ein Alkylenrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder ein Arylenrest ist.

Bevorzugt enthält das Schmieröl oder Schmierfett eine Harnstoffverbindung, in der R und R" als Deiiydroabietylrest und R' als Arylenrest vorliegt.

Eine weitere bevorzugte Form des Schmieröls oder Schmierfetts besteht darin, daß die Hamstoffverbindung als Gemisch vorliegt, das 60 Gewichtsprozent solcher Verbindungen, in denen R und R" in der allgemeinen Formel Dehydroabietylreste 30% solcher Verbindungen, in denen R und R" Dihydroabietylreste und 10 Gewichtsprozent solcher Verbindungen, in denen R und R" Tetrahydroabietylreste sind, enthält. ■■■■- ■■ · "-·

Bevorzugt enthält ein erfindungsgemäßes Schmierfett etwa 25 Gewichtsprozent an der Harnstoffverbindung.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Konzentrat zur Herstellung von Schmierölen oder Schmierfetten, das aus dem Basis-Schmieröl mit einem Gehalt an der Harnstoffverbindung zwischen 25 und 60 Gewichtsprozent besteht.

Die Harnstoffverbindungen erhält man dadurch, daß ein Gemisch aus einem Dehydroabietylamin, einem Dihydroabietylamin, einem Tetrahydroabietylamin oder einem Gemisch derselben, und ein PoIyisocyanat, das einen Alkylrest mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen oder einen Arylenrest enthält, im Äquivalentverhältnis 1:1 auf etwa 21 bis höchstens 232° C erwärmt wird. Diese Herstellung erfolgt nach üblichen Methoden und wird hier nicht unter Schutz gestellt.

Es ist bekannt, arylsubstituierte Harnstoffverbindungen als Verdickungsmittel für Schmiermittel zu verwenden. Von diesen bekannten Verdickungsmitteln wird jedoch die 2- bis 4fache Menge gegenüber den

Anmelder:

Standard Oil Company,
Chicago, IU. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin-Grunewald, Auguste-Viktoria-Str. 65

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Juli 1958 (Nr. 750 050)

Robert J. Rosscup, Chamblee, Ga.,

und Hubert J. Liehe, Whiting, Ind. (V. St, A.),

sind als Erfinder genannt worden

erfindungsgemäßen Verdickungsmitteln benötigt, wenn man zu der gleichen Endkonsistenz gelangen will. Ein Nachteil der bekannten Schmiermittel liegt ferner in ihrer verhältnismäßig geringen Scherfestigkeit, d. h. ihre Konsistenz verändert sich nach der Bearbeitung. Die Konsistenz der erfindungsgemäßen Schmiermittel bleibt dagegen nach der Bearbeitung praktisch unverändert. Auch von bekannten Schmiermittelverdickern, die aus Alkylaminen durch Umsetzung mit aromatischen Diisocyanaten erhalten werden, muß mindestens die doppelte Menge gegenüber den erfindungsgemäßen Verdickungsmitteln verwendet werden, wenn die gleiche Endkonsistenz erzielt werden soll. Auch sie sind weniger scherfest als die erfindungsgemäßen Mittel.

Es ist ferner bekannt, Lithiumsalze langkettiger Fettsäuren und Hydroxyfettsäuren, z. B. Lithiumhydroxystearat, als Verdickungsmittel für Schmierfette zu verwenden. Diese Mittel haben jedoch gegenüber den erfindungsgemäßen Schmiermittelverdickern den Nachteil, daß ihre Wirkung bei höherer Temperatur schlechter wird.

Die gemäß der Erfindung verwendeten Harnstoffverbindungen verbessern Schmierfette so weit, daß sie bei erhöhten Temperaturen von etwa 121 bis 232° C beständig sind und eine ausgezeichnete Schmierwirkung zeigen.

Die Reste der R, R' und R" in der angegebenen allgemeinen Formel können Substituenten, z. B. Alkyl-, Alkoxy-, Cyan-, Aryl-, Oxy-, Carboxyl-, HaIo-

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3 4

gem-, Nitro- und andere Gruppen, enthalten. Der Al- oder mehrkernig sein, so z. B. Phenylen-, Biphenykylenrest kann eine gerade und bzw. oder eine ver- len-, Naphtylen-, Anthrylen- und Phenanthrylenreste zweigte Kette haben und die Arylenreste können ein- sein.

Die allgemeinen Strukturformeln der Abietylreste sind folgende:

H₃C .. s CH₂ — H₃C ~_v

II

- CH₂

I !

H₃C

Dihydroabietyl

CH₃

C-H

CH₃

H₂C

CH

IV

Tetrahydroabietyl

Ein besonders gut geeignetes Au&gangsamin ist das 30 Beispiele für geeignete Isocyanate sind Toluylen-

Produkt folgender Zusammensetzung, nachfolgend diisocyanat, ρ,ρ'-Diisocyanatodiphenyl, 1,4-Diisocya-

mit »AminA« bezeichnet: natobenzol, ρ,ρ'-Diisocyanatodiphenyhnethan, 1,6-

Dehydroabietylamin 60% Diisocyanatohexan, 1,12-Diisocyanatododecan, 1,3,5-

Dihydroabietylamin 30% Benzoltriisocyanat, Naphtylendiisocyanat, Ditoluylen-

Tetrahydroabietylamin 10% 35 diisocyanat und Tris-p-isocyanatophenyhneUian.

Die folgenden Reaktionsgleichungen veranschaulichen die wahrscheinlich erfolgende Umsetzung: H₃C.. ^CH₂NH₂ CH₃ CH₃

O=C=

-N=C=O

Ditoluylendiisocyanat

Dehydroabietylamin

H O

CH,

V-N- C — N — CH

CHo- N- C — N—'

Substituierter Harnstoff

Die Umsetzung wird im allgemeinen in der Weise Da Schmiermittel für höhere Temperaturen erfor-

ausgeführt, daß Abietylamin, Isocyanat und ein or- derlich sind, weil Maschinen und Motoren höhere ganisches Lösungsmittel zusammen erwärmt werden. Geschwindigkeiten erreichen und Düsentriebkraft so-

wie Atomenergie als Energiequelle nutzbar gemacht werden, wurde es immer schwieriger, Schmierfette herzustellen, die den Anforderungen an derartige Schmiermittel genügen. Beim Versuch zur Herstellung derartiger Schmierfette ging die Technik von Erdölschmieimitteln als Träger aus, die mit Metallsalzen von langkettigen Fettsäuren bzw. Hydroxyfettsäuren, z. B. Lithiumoxystearat, verdickt worden waren, und ging dann zu thermisch beständigen synthetischen Schmierölen, wie den aliphatischen Diestern von Dicarbonsäuren, Silikonpolymerisaten usw. über, die mit den vorstehend erwähnten Metallsalzen oder anorganischen Substanzen, wie Kieselsäuregel, verdickt wurden. Der Fortschritt in der Entwicklung von Verdickungsmitteln hat jedoch im allgemeinen nicht mit der Entwicklung von Schmiermittelträgern Schritt gehalten. Es gibt wenige oder gar keine Schmierfette, die ihre Konsistenz und Schrnierwkkung bei 204 bis 232° C längexe Zeit beibehalten.

In den letzten Jahren wurden verschiedene synthetische Schmiermittelträger, z. B. die Silikone, Fluorkohlenstoffe usw., als möglicherweise wertvoll für Schmierfette erkannt, die bei sehr hohen Temperaturen angewendet werden können, weil sie thermisch sehr beständig und verhältnismäßig wenig flüchtig sind. Wenn jedoch kein Verdickungsmittel mit praktisch dem gleichen Maß an !heimischer Beständigkeit vorhanden ist, um aus einem derartigen Öl ein Schmierfett herzustellen, hat dieses nur geringen Wert. Die erfindungsgemäß eingesetzten Harnstoffverbindungen sind außergewöhnlich wirksame Ölverdickungsmittel für Schmierfette, die gute Theologische Eigenschaften, große thermische und Wasserbeständigkeit, hohe Tropfpunkte haben und bzw. oder nicht in Schmelzen übergehen. Derartige Schmierfette werden erhalten, indem einem geeigneten, normalerweise flüssigen öligen Schmiermittelträger etwa 2 bis 25 Gewichtsprozent mindestens, einer Harnstoffverbindung der oben angegebenen allgemeinen Formel I einverleibt werden. Das Schmierfett kann durch Herstellen der Harnstoffverbindung in situ in dem öligen Schmiermittelträger hergestellt werden, oder ein Konzentrat der Harnstoffverbindung in einem öligen Träger kann zunächst hergestellt und das vorbereitete Verdickungsmittel dann mit der notwendigen Menge des Schmierölträgers zu einem Schmierfett vermischt werden, das die erforderliche Konzentration an Verdickungsmittel enthält. Konzentrate, die 25 bis etwa 60% des Harnstoffverdickungsmittels enthalten, können verwendet werden; Konzentrate, die etwa 40 bis 50% des Hamstoffverdickungsmittels enthalten, werden bevorzugt.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des Schmierfetts in situ wird die gewünschte Menge Polyisocyanat in einen Hochtemperaturschmierfettkessel oder eine andere zum Erhitzen geeignete Vorrichtung gegeben, die einen größeren Mengenanteil des flüssigen Schmiermittelträgers enthält, gegeben und das Gemisch zur vollständigen Auflösung erwärmt. Zu der erwärmten Lösung wird das Abietylamin und der Rest des Öls oder eine Lösung des Abietylamins in dem Rest des flüssigen Schmiermittelträgers gegeben und das Gemisch auf etwa 93 bis 232° C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten, bis das Produkt die gewünschte Konsistenz erreicht hat. Die Temperatur, bei der sich das Gemisch verfestigt, hängt weitgehend von der Natur des flüssigen Schmierfettmittelträgers ab. Wenn ein Kohlenwasserstofföl, z. B. eine Erdölfraküon, verwendet wird, verfestigt sich das Gemisch bei 177 bis 124° C bzw. erreicht dort die gewünschte Konsistenz, während bei Verwendung eines synthetischen Öls, z. B. eines Dialkylesters einer zweibasischen Carbonsäure, wie Diisooctylazelat, Dialkylsebazat usw., die gewünschte Konsistenz durch Erwärmen auf 104 bis 160⁰C erreicht wird. Das Schmierfett wird dann abgekühlt und gemahlen. Die Herstellung von Schmierfetten gemäß

ίο der vorliegenden Erfindung eignet sich außerordentlich gut für kontinuierliche Verfahren. Ein geeignetes Verfahren besteht darin, daß die Reaktionsteilnehmer und das Öl in einem Schmierfettkessel vermischt und das Gemisch bei etwa 104 bis 232° C, je nach dem verwendeten Ölträger, durch eine Wärmevorrichtung erhitzt, die erhaltene Substanz durch eine Kühlvorrichtung geleitet und dann das Produkt gemahlen wird. An Stelle der hier verwendeten Wärmevorrichtung kann eine andere geeignete kontinuierlich zu betreibende Vorrichtung verwendet werden.

Die, wie oben erwähnt, erhaltenen reinen 100%igen Harnstoffverbinduiigen sind als- solche nicht besonders gut als Ölve.rdiekungsmittel zur Herstellung von Schmierfetten geeignet. Wenn jedoch eine 70 bis 80%ige Lösung des Abietylamins und eine 30- bis 20%ige Lösung des Polyisocyanats in einem Öl, z. B. einem Erdöl von geeigneter Viskosität, bei etwa 21 bis 149° C, bevorzugt bei etwa 93° C, vereinigt werden, werden wirksame Verdickungsmittel für Schmierfette erhalten. Das Konzentrat kann zweckmäßig hergestellt werden, indem eine Lösung des Abietylamins in einem Öl, z. B. einem Erdöl von geeigneter Viskosität, bei etwa 27° C und eine Lösung des Polyisocyanats in dem Öl bei etwa 93° C gehalten wird und diese beiden Lösungen in einer Sprühdüse vereinigt und die versprühten Tröpfchen der reagierenden Lösungen frei in einen Sprühturm fallen gelassen werden. Durch Regelung der Fließgeschwindigkeit in dem Inneren der Sprühdüse wird die reagierende Lösung ausgepreßt, ehe die Kristallisation erfolgt, und das entstehende Reaktionsprodukt fällt weitgehend während des, Herabsinkens in dem Sprühturm aus. Die ausgefallenen Tröpfchen werden zweckmäßig in flachen Pfannen am Boden des Sprühturms aufgefangen und die aufgefangene Substanz in unbewegtem Zustand auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Konzentrate von etwa 25 bis 60% der Harnstoffverbindung in Öl können nach dem obigen Verfahren hergestellt werden, obgleich natürlich das Verfahren auch· zur Herstellung kleinerer oder größerer Konzentrationen der Hametoffverbindung in Ölen geeignet ist.

Schmierfette können leicht mit den oben beschriebenen Harnstoffkonzentraten hergestellt werden, indem das Harnstoffkonzentrat in einen Mischkessel gegeben, ein Teil des Ölträgers zugesetzt und unter Rühren die Temperatur auf etwa 93 bis 121° C, erhöht wird. Bei dieser Temperatur wird der Rest des Ölträgers, der erforderlich ist, um das Schmierfett auf die gewünschte Verdickungsmittelkonzentration zu bringen, zugesetzt und die Temperatur der Mischung auf etwa 177 bis 210° C, bevorzugt auf etwa 201,6° C erhöht, wo sie etwa 5 bis 60 Minuten, bevorzugt etwa 30 Minuten, gehalten wird. Das Schmierfett wird dann auf etwa 79 bis 149° C, bevorzugt auf etwa 93°C, abgekühlt und mit gegebenenfalls gewünschten Zusätzen versetzt. Das Schmierfett wird dann durch eine Kolloidmühle geschickt und verpackt.

Ölige Schmiermittelträger, die mit den hier beschriebenen Harnstoffverbindungen zu den erfindungsgemäßen Schmierfetten verdickt werden können, können Silikonöle, Mineralschmieröle, Schmieröle aus synthetischen Kohlenwasserstoffen, synthetische Schmieröle, wie Polyalkylenglykole und deren Derivate, hochmolekulare Ester von Dicarbonsäuren, Polyfluorderivate von organischen Verbindungen, z. B. Trifluorvinylchloiidpolymerisate und Trifluorchloräthylenpolymeriisate, und andere Schmiermittelträger sein.

Andere ölige Träger, die hier verwendet werden können, sind z. B. Mineralöle im Viskositätsbereich der Schmieröle, d. h. zwischen etwa 50 SUS bei 37,8° C und 300 SUS bei 98,9° C. Diese Mineralöle können zweckmäßig mit Phenol, Furfurol, /3,/J-Dichlordiäthyläther, flüssigem SO₂ oder Nitrobenzol usw. extrahiert werden. Synthetische Schmieröle, die durch Polymerisation von ungesättigten Kohlenwasserstoffen oder anderen öligen Stoffen innnerhalb des Viskositätsbereiches der Schmieröle erhalten werden, z. B. hochmolekulare Polyoxyalkylenverbindungen, wie Polyalkylenglykole und deren Ester, aliphatische Diester von Dicarbonsäuren, wie die- Butyl-, Hexyl-, 2-Äthylhexyl-, Decyl- und Laurylester von Sebacdnsäure, Adipinsäure oder Azelainsäure können mit den erfindungsgemäß verwendeten Harnstoffverbindungen zu ausgezeichneten Schmierfetten verdickt werden. Polyfluorderivate von organischen Verbindungen, insbesondere Kohlenwasserstoffen, und Dicarbonsäureester von H(CF₂)_nCH₂OH im Schmierölviskositätsbereich können mit den erfmdungsgemäßen Verbindungen gleichfalls verdickt werden. Andere synthetische Öle, wie Ester von aliphatischen Carbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen, z. B. Pelargonsäuretrimethylolpropylester, Pentaerythritester der Hexansäure, können als geeignete Ölträger verwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung von Schmiermitteln gemäß der Erfindung.

Beispiel 1

3 g Ditoluylendiisocyanat werden mit einem großen Mengenanteil der Gesamtmenge eines mit Lösungsmitteln extrahierten Mineralöls vermischt. Das Gemisch wird auf etwa 65,6⁰C erwärmt, um das Isocyanat in dem Öl aufzulösen. Zu der Lösung werden 7 g Dehydroabietylamin und so viel Grundöl gegeben, daß dessen Gesamtmenge 90 g beträgt, das Gemisch auf 193 bis 199° C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten, bis es die gewünschte Konsistenz angenommen hat. Das in Öl gelöste Reaktionsprodukt wird dann durch eine Mühle geschickt und ergibt ein gutes Schmierfett.

Beispiel 2

Ein Schmierfettprodukt wird aus 7 g Amin A, 3 g Ditoluylendiisocyanat und einem Ölträger hergestellt, der aus 45 g Pelargonsäuretrimethylolpropylester und 45 g Pentaerythritester der Hexansäure bestand, indem das Ditoluylendiisocyanat mit der Hauptmenge des Öls vermischt und zunächst auf etwa 65,6° C bis zur vollständigen Lösung und hierauf auf etwa 127° C erwärmt wird, bis die Umsetzung beendet und die gewünschte Konsistenz erreicht ist. Das gemahlene Schmierfett hat eine unbearbeitete Penetration von 268 bei 25° C.

Beispiel 3

Ein Schmierfettprodukt wird aus 7 g Amin A, 3 g Ditoluylendiisocyanat und 90 g Diisooctylazelat nach dem Verfahren von Beispiel 2 hergestellt. Das fertige Schmierfett hat eine unbearbeitete Penetration von 250 bei 25° C.

Beispiel 4

Zu 2020 g einer 21%igen Lösung von Ditoluylendiisocyanat in einem mit Lösungsmittel extrahierten SAE-10-Mineralöl werden bei etwa 93° C 2540 g einer 37,5%igen Lösung von Dehydroabietylamin ineinem mit Lösungsmittel extrahierten SAE-IO-Mineralöl von Raumtemperatur (etwa 22° C) gegeben, worauf das Gemisch durch eine Kolloidmühle oder eine Mischvorrichtung geschickt wird. Das entstandene Produkt ist ein 30%iges Konzentrat der Harnstoffverbindung in dem Grundmineralöl SAE-10. Teile des Konzentrats werden zu mit Lösungsmittel extrahiertem Mineralöl mit einer Viskosität von etwa 800 SUS bei 38° C gegeben und die Mischungen etwa 30 Minuten auf 193,4 bis 204,4° C erwärmt. Auf diese Weise werden Schmierfette hergestellt, die 6, 7, 8 und 10% der Harnstoffverbindung als Verdickungsmittel enthalten. Zu Vergleichszwecken werden bei der endgültigen Vermischung des Konzentrats mit dem Mineralölträger auch Temperaturen von 149 bis 177° C angewendet.

In der folgenden Tabelle sind Vergleichsprüfwerte über diese Schmierfettprodukte aufgeführt.

Beispiel 5

Ein vorbereitetes Abietylamin-Polyisocyanat-Konzentrat wird wie folgt hergestellt: Eine 25%ige Lösung von Ditoluylendiisocyanat in einem mit Lösungsmittel extrahierten SAE-10-Grundmineralöl wird durch Erwärmen der Bestandteile auf 93° C und eine 75%ige Lösung von Amin A in einem mit Lösungsmittel extrahierten SAE-10-Grundmineralöl durch Vermischen bei etwa Raumtemperatur hergestellt. Die Isocyanatlösung von 71 bis 88° C und die Aminlösung von 21-38° C werden dann rasch in einer Mischkammer vermischt, und ehe das Reaktionsprodukt ausfallen kann, wird das Gemisch durch eine Sprühdüse geschickt und in den oberen Teil eines Sprühturms ausgespritzt. Das Reaktionsprodukt fällt beim Absinken der versprühten Tröpfchen durch den Sprühturm aus. Das ausgefallene Verdickungsmittelkonzentrat, das sich in einem Auffangbehälter am Boden des Sprühturms gesammelt hat, wird aus dem Turm entfernt und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das Verdickungsmittelkonzentrat, das etwa 45% des Isocyanat-Amin-Reaktionsproduktes enthielt, ist eine hellgelbe, körnige Substanz, die wie hellgelber Zucker aussieht.

Ein Schmierfett wird aus dem vorbereiteten Verdickungsmittelkonzentrat hergestellt, indem durch Vereinigen von 20 Teilen des obigen Verdickungsmittelkonzentrats und 15 Teilen eines mit Lösungsmittel extrahierten SAE-10-Grundmineralsöls in einem Schmierfettkessel eine schwere Grundmasse bereitet, diese Masse auf 93° C erwärmt und in 65 Teile eines mit Lösungsmittel extrahierten SAE-40-Grundmineralöls eingetragen wurde. Das entstandene fließfähige Gemisch, das etwa 10% der Harnstoffverbindung enthielt, wird 30 bis 45 Minuten auf 193,4 bis 204,4° C erwärmt, auf 93° C abgekühlt und durch eine Kolloidmühle geschickt.

Tabelle I zeigt die Eigenschaften der nach Beispiel 4 erhaltenen Schmierfette.

Tabelle I

Versuch Nr.

Verdickungsmittelzusatz, %
Verarbeitungstemperatur, ⁰C
Penetration, 0/60 (Hübe) ...
Ablauf, °/o

Wälzbeständigkeit *, Stunden

0

4

100

150

200

10 204

199/226 0

220 243 (10,4%)

267

269 267 (21 «/ο)

8 199

252/245 0,9

263 273(3,8%)

296

203 302 (11%) 6
193

345/347
3,0

339
363 (9%)

7
199

267/276
2,2

284
300(5,7%)

320
320 (11,2%)

149
zu weich

177
zu weich

* Die Wälzbeständigkeitsprüfung, bei der die Beanspruchung eines Wälzlagerfetts im Betrieb nachgeahmt wird, ist ein Maß für die mechanische Beständigkeit eines Schmierfetts. '

Die Vorrichtung und das Verfahren sind in »Institute Spokesman«, Bd. 6, Nr. 12, S. 1 bis 4, 5 (1943), beschrieben. Die Untersuchung umfaßt die Bestimmung der Mikropenetration des Schmierfetts bei 25° C, nachdem es mit 60 Schlagen bearbeitet worden ist, die Überführung des Schmierfetts (etwa 100 g) in den >>Prä\zi'sions<<-Shen-Wälzpriifer und Inbetriebnahme der Vorrichtung für 4 Stunden, während welcher Zeit das Schmierfett geknetet wird. Nach 4 Stunden wird die Mikropenetration des Schmierfetts bei 25° C ermittelt. Der Anfangs- und Endwert werden angegeben und der Unterschied als Abnahme oder Zunahme in % angegeben. Die Bewertung erfolgt folgendermaßen:

40

45

°/o Änderung — Zunahme oder Abnahme	Bewertung
0 bis 10% 10,1 bis 25,0% 25,1 bis 60,0% über 60,1 %	ausgezeichnet gut befriedigend schlecht

Die Prüfung kann auf bis zu 200 Stunden ausgedehnt werden, um die weitere mechanische Beständigkeit des Schmierfetts zu bestimmen.

Schmierfette, die derart hergestellt wurden, daß das Harnstoffverdickungsmi'ttel in situ gebildet wurde, und solche, bei denen das Verdickungsmittel wie in den Beispielen 4 und 5 als Konzentrat vorbereitet wurde, sind vergleichbar, wie die Werte von Tabelle II zeigen:

Tabelle II

Verdickungsmittelzusatz, %
Mechanische Beständigkeit,

% Änderung

Ablaufbeständigkeit,

% Verlust

Wasserbeständigkeit
(ASTM D 1264-53 T)

Tropfpunkt, ⁰C

(ASTM D 566-42)

Harnstoffverdickungsmittel vorbereitet I in situ

5 2,5

ausgezeichnet

480

7 5 2,0

ausgezeichnet

480

Das Schmierfettprodukt des Beispiels 2 wurde den in Tabelle III aufgeführten Prüfungen unterworfen.

Tabelle III

Marine-Zahnradabnutzungsprüfung W
Gewichtsverlust, mg
2,27 kg .

links 0,82

rechts 0,83

4,53 kg

links 2,1

rechts —

(2,27 kg Durchgang = 2,5 - Durchgang = 3,5) Tropfpunkt ο), ⁰C 232

Lagerprüfung bei hoher Geschwindigkeit, 121⁰C(S), Stunden 950

(1) MIL-G-3278 — Untersuchung [Ausführung beschrieben bei Ninos, N. J., Inst. Spokesman, 15, Nr. 3, S. 8 (1951)].

(2) ASTM-Verfahren D 566-42.

(3) ABEC-NLGI Technical Bulletin Nr. 5, November 1944.

Es folgen nun Vergleiche der physikalischen Eigenschaften von erfindungsgemäßen Schmiermitteln mit denen von Schmiermitteln, die bekannte Verdickungsmittel enthalten. Aus ihnen läßt sich eindeutig die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Schmiermittel ablesen.
Die anliegenden elektronenmikroskopischen Aufnahmen lassen erkennen, daß die Faserstruktur der erfindungsgemäßen Schmierfette sich deutlich von der Faserstruktur bekannter Schmierfette unterscheidet, die aus Arylaminen hergestellte Verdickungsmittel enthalten. (Mit der Faserstruktur von Lithiurnseifen-Schmierfetten besteht eine gewisse Ähnlichkeit; die erfindungsgemäßen Schmierfette sind aber den Lithmmseifen-Schmierfetten in den Hochtemperatureigenschaften stark überlegen.).

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Tabelle IV

ölbasis	Harnstoffverbindung, erhalten aus Amin \| Isocyanat	Toluoldiisocyanat	Verdickungs- mittelzusatz %	unbearbeitet	Penetration bearbeitet (Hübe) 60 I 5000 j 100 000	357	313
1. Lösungsmittelextrahiertes Mineralöl SAE 40	(D	Toluoldiisocyanat	15	halbflüssig		360
2. Lösungsmittelextrahiertes Mineralöl SAE 40	(D	Toluoldiisocyanat	20	219	302
3. Lösungsmittelextrahiertes Mineralöl SAE 40	(2)	Toluoldiisocyanat	10	252	293
4. Lösungsmittelextrahiertes Mineralöl SAE 40	(3)	Toluoldiisocyanat	10	249	296
5. Lösungsmittelextrahiertes Mineralöl SAE 40	(4)	5	292	307

(1) 0-Toluidin.

(2)' Gemisch aus primären Alkylaminen (RNH₂); R = 92% Ci₆.

(3) Gemisch aus primären Alkylaminen (RNH₂); R = 90% Ci₈.

(4) Gemisch von Abietylaminen in folgenden angenäherten Mengenanteilen: Dehydroabietylamin = 60 %, Dihydroabietylamin = 30%, Tetrahydroabietylamin = 10% (Amin A).

TabelleV

Art des Versuchs

Erfindungsgemäßes Schmiermittel	»Lithiumseifen« Schmiermittel
8 19 keine	-4 18 5
1,36 4,30	2,27
kein Verlust	kein Verlust
60%	90%
gut	befriedigend
237,8° C	198,9° C
53 gut befriedigend	60 schlecht schlecht
2400+ Stunden	400 Stunden
300 bis 600+ Stunden	100 Stunden
200 Stunden	nicht gut
sehr gut	sehr gut

Mechanische Stabilität; Veränderung der Penetration;

bei 60 Hüben

bei 100000 Hüben

Walzentest, 4 Stunden

Oxydationsstabilität ö>:

4 kg Verlust, 100 Stunden

4 kg Verlust, 400 Stunden

Wasserbeständigkeit®

Wasserabsorption ®

Antirosteigenschaften

Tropfpunktc«

Versuche bei erhöhter Temperatur:
Veränderung der Penetration

bei 100°C

Dünnfilmtest, 148,9⁰C

Dünnfilmtest, 176,7° C .

Lagerschmierprüfung ο)

10 000 Umdrehungen je Minute, 121,1⁰C ... Lagerschmierprüfung

■ 10 000 Umdrehungen je Minute, 148,9⁰C ... Lagerschmierprüfung

10 000 Umdrehungen je Minute, 176,7° C ...

Radlagerprüfung«), 121,1° C

(1) ASTM-Verf ahren D 952-50.
' (2) ASTMD 1264-53 T.

(3) ANG-3-Prüfung — Destilliertes Wasser wird 1-ccm-weise ser mehr von dem Schmierfett aufgenommen wird.

(4) ASTM-Verfahren D 566-42.

(5) ABEC-NLGI Technical Bulletin Nr. 5, November 1944.

(6) ASTM-Verfahren 1263-53 T.

Das erfindungsgemäße Schmierfett kann einen oder mehrere bekannte Zusätze oder zusätzliche Bestandteile enthalten, um ihm verschiedene gewünschte in eine Probe von 20 g Schmierfett eingerührt, bis kein Was-

Eigenschaften zu verleihen, so z. B. Alterungsschutzmittel, Korrosionsinhibitoren, Antiaiblaufmittel, Antischaummittel.

Es folgen Beispiele für Schmierfette, die Zusätze enthalten, die dem Schmierfett »Hochleistungseigenschaften« verleihen.

Dehydro- ι r

abietylamin I Harnstoff- I

Ditoluylen- [verbindung |
diisocyanat J I

Mineralölträger

Bleitallat

Sulfuriertes Walratöl

Chlorierte Kohlenwasserstoffe

Dodecylhexasulfid

Gewichtsprozent

2,45 ! 3,15 3,85

1,05 86,9 6,5 1,5

1,5 0,1

1,35 85,9 6,5 1,5

1,5 0,1

1,65 84,9 6,5 1,5

Schmierfette der hier beschriebenen Art, insbesondere mit Kohlenwasserstoffschmierölen, können unter Bedingungen verwendet werden, wie sie bei normaler Anwendung in Automobilen und in der Industrie auftreten, und erfüllen die an Vielzweck-Schmierfette gestellten Anforderungen.

Wenn nicht anders angegeben, sind alle Prozentzahlen und Teile in der Beschreibung und den Patentansprüchen Gewichtseinheiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schmieröl und Schmierfett auf der Basis eines Schmieröls, insbesondere eines Kohlenwasserstoffschmieröls, eines acyclischen Esters einer aliphatischen Dicarbonsäure oder eines Silikonpolymerisats im Schmierölviskositätsbereich mit einem Gehalt an Harnstoffverbindungen, da durch gekennzeichnet, daß es mindestens eine

Harnstoffverbindung der allgemeinen Formel
HOH HOH

R_N—C — N — R' — N — C — N — R"

enthält, worin R und R" ein Dehydroabietyhlrest, ein Dihydroabietylrest, ein Tetrahydroabietylrest oder ein Gemisch derselben und R' ein Alkylenrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder ein Arylenrest ist.

2. Schmieröl und Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Harnstoffverbindung R und R" Dehydroabietylreste und R' ein Arylenrest sind.

3. Schmieröl und Schmierfett nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Harnstoffverbindung als Gemisch vorliegt, welches 60 Gewichtsprozent solcher Verbindungen, in denen R und R" in der allgemeinen Formel Dehydroabietylreste, 30% solcher Verbindungen, in denen R und R" Dihydroabietylreste, und 10 Gewichtsprozent solcher Verbindungen, in denen R und R" Tetrahydroabietylreste sind, enthält.

4. Schmierfett nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 25 Gewichtsprozent an der Hamstoffverbindung.

5. Konzentrat zur Herstellung von Schmierölen oder Schmierfetten nach Anspruch 1 bis 4, bestehend aus dem Basis-Schmieröl mit einem Gehalt an der Harnstoffverbindung in Mengen von 25 bis 60 Gewichtsprozent.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 710 839, 2 710 840,
710 841.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen