DE1594363A1 - Schmiermittelzubereitung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Schmiermittelzubereitung und Verfahren zu deren Herstellung

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DE1594363A1
DE1594363A1 DE1966B0089076 DEB0089076A DE1594363A1 DE 1594363 A1 DE1594363 A1 DE 1594363A1 DE 1966B0089076 DE1966B0089076 DE 1966B0089076 DE B0089076 A DEB0089076 A DE B0089076A DE 1594363 A1 DE1594363 A1 DE 1594363A1
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graphite
grinding
oleophilic
greases
lubricating
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Groszek Aleksander Jerzy
Walter Morrison
Pethrick Samuel Richard
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BP PLC
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Description

Britanηic House, Finsbury Circus, London E.C.2 (England)
Schtnierraittelzubereitung und Verfahren zu deren
Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf neuartige Schmiermittel, insbesondere sowohl auf Schmierfette als auch auf fließfähige Schmieröldispersionen mit verbesserten Schmiereigenschaften.
Es ist bekannt, Graphit in Dispersionen und in Kombination mit anderen Eindickungsmittel in Schmierfette einzuarbeiten. Bis jetzt ist es nicht möglich gewesen, ohne die; Verwendung oberflächenaktiver Mittel als Stabilisatoren stabile Dispersionen zu erhalten, die mehr als eine kleine Menge Graphit enthalten.
Es wurde nun gefunden, daß Schmierfette allein unter Verwendung von Graphit als Eindickungsmittel hergestellt werden können, und daß dabei die Menge des notwendigen Eindickungsmittels überraschend niedrig ist*
Π09843/1 5 20 BAD
A*ußerdem wurde gefunden, daß Graphit-in-öl-Dispersionen unter Verwendung von Graphit allein hergestellt werden können, und daß diese Dispersionen bemerkenswert stabil sind und verbesserte Schmiereigenschaften besitzen.
Erfindungsgemäß werden dementsprechend Schmiermittel auf Basis mineralischer oder synthetischer Schmieröle geschaffen, die einen nachstehend definierten sogenannte! oleophilen Graphit enthalten.
Oleophller Graphit
Der oleophile Graphit, welcher als Eindickungsmittel in den erfindungsgemäßen Schmierfetten bzw. als disperse Phase in den' erfindungsgemäßen Dispersionen verwendet wird, wird "hergestellt durch Mahlen von natürlichem oder synthetischem Graphit eingetaucht in einer niedrig siedenden niedrig viskosen organischen Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung. Das auf diese Weise hergestellte Graphitprodukt wird nachstehend als "oleophiler Graphit" bezeichnet, um ihn vom unbehandelten Ausgangsmaterial zu unterscheiden. Oleophiler Graphit adsorbiert im Gegensatz zum unbehandelten Ausgangsmaterial n-Dotriacontan stärker alsn-Butanol. Sowohl natürlicher als auch synthetischer Graphit sind bekannt und stehen leicit zur Verfügung. Das synthetische Material wird beispiels-
koks
weise aus Petroy hergestellt, und zwar durch Erhitzen
auf lOjDO bis 30000C im Vakuum oder in einem Inertgas. Es enthält in der Regel 95 bis 100 Gew.-% Kohlenstoff. Das natürliche Material kann einen etwas niedrigeren Kohlenstoffgehalt als das synthetische Material besitzen und weist gewöhnlich größere Kristalle auf.
Befriedigende oleophile Produkte können durch Vermählen in den meisten organischen Flüssigkeiten erhalten werden, doch ist es erwünscht, organische Flüssigkeiten zu verwenden, deren Hauptmasse vom oleophilen Graphit leicht
0 0 98 43/1520
BAD ORIGINAL *
entfernbar ist. Unterhalb 5000G destillierende Flüssigkeiten mit einer Viskosität unterhalb von 600 Centi- * stokes bei 380C werden daher bevorzugt. Weiterhin sind Flüssigkeiten mit einer Oberflächenspannung unterhalb 72 dyn/cm, vorzugsweise von 10 bis 40 dyn/cm bei 2$°C bevorzugt.
Geeignete organische Flüssigkeiten sind niedermolekulare geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffe, gesättigte oder ungesättigte Alkylverbindungen, gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylverbindungen und substituierte oder unsubstituierte aromatische Verbindungen* Beispiele solcher Verbindung sind n-Heptan, Octen-2, 2,2, ^Trimethylpentan, Cyclohexane Benzol oder Toluol. Verzeigte Alkylverbindungeri Werden besonders bevorzugt. Andere geeignete organische Flüssigkeiten sind diejenigen Verbindungen, die Fluor, Chlor öder Phosphor und Chlor enthalten, beispiels-Teträchlörkohlenstoff.
Andere geeignete organische Flüssigkeiten sind die polaren Sauerstoffverbindungen wie Isopropylalkohol. Flüssige Silicone können ebenfalls verwendet werden.
Für beste Ergebnisse sollte die Graphitmenge in dem Gemisch aus Graphit und organischer Flüssigkeit 50 Gew.-.$ nicht übersteigen; vorzugsweise sollte sie 2 bis 20 Gewi-%> betragen.
Das Vermählen innerhalb der Mahlhilfsflüssigkeit kann In jeder geeigneten Mühle bzvi. Mahlvorrichtung durchgeführt werden, und es ist -.erwünscht, das Mahlen fortzusetzen, bis ein oleophiler Graphit mit einer Oberfläche von 20 bis 800, vorzugsweise von J>0 bis 200 m /g (bestimmt durch Stickstoffadsorption) entstanden ist. Gewöhnlich kann dies durch Vermählen bei normaler Temperatur in der erforderlichen Zeitspanne erreicht werden,-
doch kann gegebenenfalls die Temperatur des Gemisches 009843/1520
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künstlich gesteigert werden, beispielsweise bis zu 400°C. In diesem Falle kann man Flüssigkeiten mit Viskositäten bis zu 600 cS bei 380C verwenden, beispielsweise Mineralschmieröle im Bereich vom Spindelöl. bis zu den Brightstocks.
Eine der schnellsten und wirksamsten Methoden besteht darin, das Vermählen in einer Kugelschwingmühle durchzuführen.
Es ist erwünscht, während des Vermählens Luft soweit wie möglich auszuschließen. Dies kann am leichtesten erreicht werden, in dem man die Mühle zunächst mit der organischen Flüssigkeit und dann mit den Kugeln und dem Graphit füllt. Geeignet ist eine Arbeitsweise, bei der man in die Mühle die Flüssigkeit, die Hälfte der Kugeln, dann den Graphit und schließlich den Rest der Kugeln gibt.
Bei Verwendung einer Kugelmühle ist es natürlich erwünscht, Kugeln aus einem Material zu verwenden, das mit dem Graphit nicht reagiert und während des Mahlens nicht übermäßig verschleißt. Kugelschwingmühlen enthalten gewöhnlich Stahlkugeln, und diese sind für den vorliegenden Zweck geeignet. Bevorzugt wird für die Kugeln ein harter Stahltyp.
Zur Entfernung von kleinen Stahlteilchen aus der Aufschlämmung kann ein magnetisches Filter verwendet werden. Man kann auch ein Umwälzsystem verwenden, bei dem die Aufschlämmung durch ein äußeres Magnetfilter und dann zurück zur Mühle,gepumpt wird.
Eine geeignete Kugelschwingmühle ist die Vorrichtung "Megapact" der Firma Pilamec Limited. Der Mahleffekt wird durch den Aufprall der Kugeln auf den Graphit und auf die Kugeln untereinander hervorgerufen.
Die Aufschlämmung des oleophilen Graphits kann von den Kugeln durch Sieben oder durch Verdrängen mit einer anderen Flüssigkeit und Sieben abgetrennt werden.
009843/152 0' BADORJGtNAt.
Wenn für das Mahlen eine relativ hochsiedende organische Flüssigkeit verwendet wird, wird diese Flüssigkeit vorzugsweise durch eine niedrigsiedende Flüssigkeit verdrängt. Diese Flüssigkeit kann dann durch Siedln entfernt werden. Vorzugsweise läßt man hierbei kräftig sieden.
Es ist auch möglich, die Aufschlämmung zu filtrieren, wobei man einen Filterkuchen aus oleophilem Graphit erhält.
In jedem Falle entfernt man vorzugsweise die letzten Lösungsmittelspuren, indem man den Filterkuchen einige Stunden in einem
und 1 mm Hg.
den in einem Vakuumofen erhitzt, beispielsweise bei 1000C
Weitere Einzelheiten bezüglich der Herstellung oleophilen Graphits sind *in der deutschen Patentanmeldung P 1 5^2 6^3-2 geschildert.
Das Grundöl
Als Schmieröl-Grundöl können Mineralöle oder Syntheseöle verwendet werden.
Geeignete Mineralöle sind raffinierte Mineralöle aus Erdöl, beispielsweise solche mit einer Viskosität von 2 bis 50 cS, vorzugsweise von 4 bis 40 cS bei 99 C.
Zu den synthetischen Schmierölen zäMen organische Ester, Polyglykoläther, Polyphenyläther, fluorierte Kohlenwasserstoffe, Silicatester, Silikonöle und deren Gemische.
Die wichtigste Klasse von Syntheseölen bilden die organischen flüssigen Polyester, insbesondere die neutralen Polyester mit einer Viskosität von 1 bis JO cS bei 99°C. Der Ausdruck "Polyester" dient zur Bezeichnung von Estern, die mindestens zwei Esterbindungen im Molekül aufweisen. Der Ausdruck "neutral" soll hier bedeuten, daß es sich um ein völlig verestertes Produkt handelt. Beispiele von geeigne 009843/1520
ten Polyestern sind die flüssigen Diester von aliphatisehen Dicarbonsäuren und einwertigen Alkoholen (beispielsweise Dioctylsebacat, Dinonylsebacat, Octylnonylsebacat und die entsprechenden Azelate und Adipate), flüssige Diester von aliphatischen Dicarbonsäuren und Phenolen (beispielsweise diejenigen der britischen Patentanmeldungen 29292/63, 19687/63, 40176/63, 10486/64 und"31249/65), und kompl-exere Polyester (beispielsweise diejenigen der britischen Patentschriften 666 697, 743 571, 780 034, 86I 962, 933 721, 971 901 und 986 068 sowie der deutschen Patentschriften .. (Patentanmeldungen P 15 94 343.8) und ....
.... (Patentanmeldung P 15 94 350.7).
Die erfindungsgemäßen Schmierfette
Die Menge des oieophilen Graphits, die zum Verdicken des Grundöls erforderlich ist, hängt von der Natur des Öls und der erforderlichen Konsistenz des Schmierfetts ab. Für die meisten Zwecke wird eine Menge bis zu 50 Gew.-#, bezogen auf das fertige Schmierfett, verwendet. Es ist jedoch bemerkenswert, daß oleophiler Graphit schon bei Konzentrationen von nur 10 bis 20 Gew.-^, bezogen auf das fertige Schmierfett, öle eindickt und Schmierfette mit sehr guten Eigenschaften bildet. Dieser Bereich von 10 bis 20 Gew.-# Graphit ist bevorzugt.
Der oleophile Graphit kann in das Schmierfett in verschiedener Weise eingearbeitet werden. Vorzugsweise wird der oleophile, Graphit unmittelbar nach dem Mahlen in das Fett eingearbeitet. Wenn.jedoch der oleophile Graphit einige Zeit vor der Einarbeitung/das Schmierfett hergestellt wird, wird er vorzugsweise unter Luftausschluß gelagert,um eine Verschlechterung seiner Eigenschaften zu verhüten.
Die Aufschlämmung des gemahlenen oieophilen Graphits kann z.B. auf folgende Weise in ein Schmierfett umgewandelt werden:
009843/152 0 BAD ORIGINAL
a) Die Mahlhilfsflüssigkeit wird abfiltriert. Der erhaltene Filterkuchen wird gemahlen, indem er beispielsweise durch eine Kolloidmühle gegeben wird. Das erhaltene Pulver wird in das öl eingerührt. Das gebildete Schmierfett wird durch Mahlen in der Kolloidmühle fertigbehandelt.
b) Die Mahlhilfsflüssigkeit wird zur Vermeidung der Ausbildung eines Graphitkuchens rasch abgedampft; das sich ergebende Pulver wird in das öl eingerührt und das Schmierfett durch Mahlen in der Kolloidmühle fertigbehandelt.
c) Zu der Graphitaufsehlämmung wird öl gegeben und die Mahlflüssigkeit abdestilliert.
d) Zu der Graphitaufschüämmung-wird öl gegeben. Dann wird das Gemisch so durch einen Homogenisator (beispielsweise des Typs Manton-Gaulin) geleitet, daß Temperaturen bis oder über l4o°e erzeugt t*erden. Die Temperatur muß so hoch sein, daß die Mahlhilfsflüssigkeit abgetrieben wird.
e)Der Graphit kann auch direkt im Grundöl für das Schmierfett gemahlen werden. Beispielsweise kann man ein Mineralschmieröl mit niedriger Oberflächenspannung, niedrigem Siedepunkt und mit einer Viskosität bis zu 600cS bei 380C verwenden. Während des Mahlens können erhöhte Temperaturen bis zu ^000C angewandt werden.
Die Methoden c), d) und e) werden besonders bevorzugt. Im
■■..»■"."
allgemeinen können die oleophilen Graphite in das Grundöl entweder bei Umgebungstemperaturen oder, wenn gewünscht, bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bis zu 400°C eingearbeitet werden.
Die erfindungsgemäßen Schmierfette besitzen bemerkenswert hohe Tropfpunkte. Wenn ihre Tropfpunkte nach IP- oder ASTM-Standarämethoden gemessen werden, ergeben sich Werte von mehr als 400°C. Solche Schmierfette werden als "unschmelzbar" bezeichnet und sind schwierig nach herkömmlichen
009843/1520
Methoden herzustellen. Unter Verwendung sorgfältig ausgewählter Grundöle, beispielsweise synthetischer öle mit hoher Oxydationsbeständigkeit und thermischer Stabilität, kann man Schmierfette mit einer einzigartigen Kombination von Eigenschaften herstellen.
Es wurde gefunden, daß es unnötig ist, Zusätze zur Stab!- * lisierung der erfindungsgemäßen Schmierfette vorzusehen, wenn die Schmierfette bei Temperaturen bis zu l40°C benutzt werden. Für den Gebrauch bei Temperaturen oberhalb l40°C kann man den erfindungsgemäßen Schmierfetten Antioxydantien zusetzen. Unter bestimmten Umständen kann es vorteilhaft sein, dem Graphit entweder vor dem Mahlen oder nach dem Mahlen dem oleophilen Graphit Dispergiermittel zuzusetzen. Auf diese Weise kann die Dispergierung des oleophilen Graphits unterstüzt werden. Viskositätsindexver besserer, Metalldeaktivatoren, Antikorrosionsmittel und weitere Zusätze können den Schmierfetten ebenfalls zugesetzt werden. Hochdruckzusätze können den erfindungsgemässen Schmierfetten gleichfalls zugesetzt werden.
Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmierfette
Grundsätzlich gibt es zwei Klassen von Prüfmethoden für Schmierfette: erstens die sog. PrüfStandsversuche und zweitens Prüfungen in speziell konstruierten Lagerprüfmaschinen.
i' daß die eri>indunßsßemäßen Schmierfette, die/den NLGl-Qualitäten 0 oder 1 (gemessen durch ASTM-Methode D217 oder IP50) hergestellt sind, in Lagern Leistungen ergeben, die man von hochwertigen üblichen Schmierfetten der Qualitätsgrade 2 oder 3 erwarten würde. Es wurde ferner festgestellt, daß bei Tests unter Verwendung des ASTM1092-Viskosimeters ein Graphitschmierfett mit einer Walkpenetration von 325 (NLGl-Qualität 1) eine Fließkurve ergibt, die einem üblichen Lithiumhydroxystearat-
C C 9 δ 4 3 / 1 520
BADORIGINAL,
" Schmierfett mit einer Walkpenetration von 265 (NLGl-Qualität 2) entspricht. Es ergibt sich somit, daß die Pließeigenscliaften der erfindungsgemäßen Schmierfette sich in gewissem Ausmaß von denen herkömmlicher Schmierfette unterscheiden.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Schmierfette "unschmelzbar" sind, das heißt, sie zeigen bei Temperaturen bis zu 400°C (entweder unter Verwendung des IPJl-Tests oder der ASTM-Methode D 566-42) keinen Tropfpunkt. Es hat sich gezeigt, daß die Kombination von temperaturstabilen synthetischen Grundölen, beispielsweise der Polyphenyläther, mit oleophilem Graphit bemerkenswerte Hochtemperatureigenschaften zeigt.
Die Schmierfette gemäß der Erfindung wurden der strengen Prüfung mit der SKF 4A-LagerprÜfmaschine unterworfen. Bei dieser Prüfung wird ein Lager mit dem zu prüfenden Schmierfett gefüllt. Man läßt die Prüfmaschine 600 Stunden laufen, wobei die Lagertemperatur auf 1200C eingestellt wird. Ein Schmierfett, das Anzeichen eines "Durchgehens" der Temperatur zeigt (Überschreitung der eingestellten Temperatur) oder im Lager vor Ablauf von 600 Stunden versagt, gilt als ungeeignet im Sinne dieses Tests. Der Zustand des Schmierfetts nach der Prüfung-wird ebenfalls festgestellt.
Es wurde^festgestellt, daß mit den Schmierfetten gemäß der Erfindung die eingestellte Temperatur während der Prüfzeit von 600 Stunden nicht überschritten wurde, und daß die Schmierfette bis zir Beendigung der Prüfung in ausgezeichnetem Zustand blieben. Die Schmierfette zeigten eine viel geringere Oxydation, als sie bei nicht-inhibierten Fetten Üblich ist. Die Lager blieben sauber und zeigten wenig Verschleiß.
009843/1520 BAD
Bei der nachstehend beschriebenen Prüfung der Schmierfette gemäß der Erfindung mit dem Vierkugel-Prüfgerät wurde ferner ein höheres Lastaufnahmevermögen im Vergleich zu üblichen Lithiumseifen verdickten Schmierfetten gefunden.
Dispersionen
Oleophiler Graphit kann in Grundöle in Mengen bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, eingearbeitet werden, wobei Dispersionen mit überraschend guten Schmiereigenschafton gebildet werden. Die Dispersionen sind bemerkenswert stabil,und es ist nicht erforderlich, Dispergiermittel zur Stabilisierung der Dispersion zuzusetzen. In einigen Fällen können jedoch oberflächenaktive MitteLusw. dem oleophilen Graphit entweder während des Mahlens oder nach dem Mahlen zugesetzt werden,und die Leichtigkeit der Dispergierung des oleophilen Graphits kann hierdurch gesteigert werden.
Die Dispersionen können sehr einfach gebildet werden, indem man den oleophilen Graphit in das Grundöl einrührt. Es ist auch möglich, mechanische Hilfsmittel, ζ, B. eine Kolloidmühle, zum Dispergieren zu verwenden.
Die für die Dispersionen verwendeten Grundöle sind die gleichen, wie sie für Schmierfette verwendet werden und oben beschrieben wurden.
Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionen
Die Eigenschaften der Schmiermitteldispersionen können zweckmäßig mit der bekannten Vierkugel-EP-Schmiermittelprüfmaschine ermittelt werden . Die Prüfmethode ist beschrieben in U.S.-Federal Test Method Standard No. 791a, Methode 6503.I. Dj.s Las tauf nahmevermcigen der erfindungsgemäßen Dispersionen wird zweckmäßig durch Messen des Durchmessers der Anschliff-Flächen auf den Kugeln dieser
009843/1520
BAD
- Ii - "Ι 594363
Maschine, die mit den Dispersionen unter verschiedenen Belastungen geschmiert wird, nach bekannten Zeitabständen ermittelt.
Es wurde gefunden, daß die Dispersionen gemäß der Erfindung im Bezug auf das Lastaufnahmevermögen und die Druckaufnahmefähigkeit den Suspensionen von luftgemahlenem Graphit stark überlegen sind.
Dispersionen von Graphiten, die in Lösungsmitteln, wie fluorierten oder chlorierten Kohlenwasserstoffen oder Lösungen von chlorierten Kohlenwasserstoffen oder schwefelhaltigen öder phosphorhaltigen Verbindungen in Kohlenwasserstoffen wie Tetrachlorkohlenstoff gemahlen worden sind, haben verbessertes Lastaufnahmevermögen und Drückaufnähmevermögen.
Beispiel 1
12®r Einfluß der Art des Mahlhilfsmittels auf 'das'EindLlekungsvermögen von oleophilem Graphit wurde untersucht. Bas Eindickungsvermögen ifuräe jeweils durch Messen der ν Penetration des Schmierfettes verglichen» Die Ergebnisse ηίηά nachstehend in Tabelle 1 zusammengestellt«
0 0 9 8 Λ 3/1 5 2 0 BAD ORIGINAL
Tabelle 1 Penetration des Schmierfettes, 150/75, nun-1
BET- hergestellt aus 17,5 Gew.-^ gewalkt
Mahlhilfsmittel Oberfläche Graphit-in BG keine Schmier
(Mahldauer 8 Std.) des Graphits,
2 /		 ungewalkt fettbildung
m /g keine Schmier 306
fettbildung 290
LUI υ ■ 294 290
n-Pentan 120 287 302
n-Hexan 114 272
n-Heptan 100 287 276
n-Oetan/n-Heptan 125 290
min. 252 298
2,2,4-Tremethylpen-
tan (11Isooctan")		 111 252 290
2,2,5-Trimethyl-
hexan		 113 283 283
Cyclopentan 88 276 298
Cyclohexan 90 264 290
Äthylcyclohexan 102 279 283
Hepten-3 67 272 331
Octen-1 81 272 290
Octen-2 73 313 302
Diisobutylen 48 264 298
Tctiol 105 287
Benzol 103 279
TetrachlorkohlenstoJ Tf 87
Nur 30 Minuten gemahlen
0 0 9 8 Λ 3/1520
Es ist ersichtlich, daß oleophile Graphite dem luftgemahlenen Graphit im Eindickungsvermögen überlegen sind. Es ist ferner ersichtlich, daß die verzweigten Kohlenwasserstoffe, insbesondere Isooctan, oleophile Graphite mit besonders gutem Eindickungsvermögen ergeben.
Das Mahlen wurde in einer modifizierten "'Megapac t"-Kugel-■ schwingmühle durchgeführt, die an modifizierten flexiblen Halterungen montiert und von einem stärkeren Motor als dem in Beispiel 2 genannten angetrieben wurde.
Beispiel 2
Eine Anzahl von Schmierfetten gemäß der Erfindung wurde hergestellt, wobei als Eindickungsmittel ein oleophiler Graphit verwendet wurde, der durch vierstündiges Mahlen eines Gemisches von 15 Gew.~$ synthetischem Graphit und 85 Gew.-% n-Heptan in einer "Megapacf-Kugelschwingmühle hergestellt worden war. Zum Mahlen wurde eine Kugelschwingmühle verwendet, die vom Hersteller (jPilamec
wird Limited) als "Megapacf-Mühle bezeichnet/. Bei dem Typ, der bei dem hier beschriebenen Versuch verwendet wurde, bestanden die Mahlräume aus Stahlzylindern aus 31*2 mm Innendurchmesser und 381 mm Länge, die mit Stahlkugeln von 6,35 mm Durchmesser fast gefüllt waren. Die Mühle war mit einem l/8PS-Elektromotor versehen,und die Schwingamplitude konnte auf 1 bis 5 mm eingestellt werden, Zum Mahlen wurde jeder Zylinder mit n-Heptan und den Stahlkugeln vollständig
■ ■ ■ '»
gefüllt, worauf 25 bis 30 g Graphit zugesetzt wurden.
Hierbei verblieben etwa I50 bis 200 ml n-Heptan in Jedem Zylinder. Die Enden wurden dann mit Metallkappen vepschlossen, die mit Gummidichtungsringen versehen waren, worauf gemahlen wurde. Nach dem Mahlen wurde der Inhalt der Zylinder in Siebe gegossen, die die Kugeln zurückhielten. Das n-Heptan wurde durch schnelles. Abdampfen vom oleophilen Graphit entfernt.
009843/152 0 BAD ORIGINAL
Das oleophile Graphitprodukt hatte eine Oberfläche von
70 m2/g, g
adsorptiQn
70 m /g, gemessen nach der BET-Methode durch Stickstoff-
Zur Herstellung der .Schmierfette wurden die folgenden Grundschmieröle verwendet:
A) Ein raffiniertes Schmieröl des Typs ΐβθ/95 aus einem Mittelost-Rohöl. Die Bezeichnung"l6o/95" bedeutet, daß das öl eine Viskosität von l6o Redwood I - Sekunden (38,9 cS) bei 600C und einen Viskositätsindex von 95 hat.
B) Eine 50 Gew.-$-Fraktion eines Mittelost-Schmieröls 620/95» das.durch Perkolation des Schmieröls durch Kieselgel und Auffangen der ersten durchlaufenden 50 Gew.-% erhalten worden war. Diese Fraktion enthält
die stärker gesättigten Komponenten, die einen hohen Viskos! tat sindex haben.
C) Ein unter der Bezeichnung MS55O im Handel erhältliches flüssiges Silicon.
D) Ein unter der Bezeichnung "0S124" im Handel erhältlicher Polyphenyläther (Hersteller Monsanto Chemical Company).
E) Di-o-tert*-butylphenylazelat (hergestellt gemäß der britischen Patentanmeldung 10486/64 der Anmelderin).
F) Trimethylolpropan-tricaprylat.
G) Dodecyldiphenylsilan ·,
In allen Fällen wurde das Schmierfett hergestellt, indem der oleophile Graphit bei Raumtemperatur in das Grundöl eingerührt und das Gemisch durch eine Kolloidmühle gegeben wurde.- Die Zusammensetzung und die Eigenschaff el") der Schmierfette sind in der folgenden Tabelle genannt
009843/15 20
BADORlGiNAL
- 15 Tabelle 2
Schmierfette 1 2 3 4 5 6 7 8 j
Grundöl A A B C S d E F G j
Konzentration des oleophi-
len Graphits, Gew.-% 		25 30 31 25 25 25 33 33
Ruhpenetration (IP 50)
mm/10
Walkpenetration
60 Stöße mm/10		 307
311		 241
258		 265
248		 248
252		 223
211		 29O
290		 230
230		 245
236
i
*Tropfpunkt (IP 31)°C U U U U U U U U
Ausbluten bei 1000C,
Gew.-^		 5.9 2.7 3.4 1.5 2.1 4.7 1.3 2.9
Rollstabilitatstest
Penetration nach 4 Std.
bei Raumtemperatur
bei 1000C		 281
302		 273
283
U e unschmelzbar (d.h. über 3000C)
Die Tropfpunlete aller Schmierfette wurden mit einem Thermometer annähernd bestimmt. Sie lagen über 400°C.
009843^4
Aus oleophilem Graphit wurden erfindungsgemaße Schmierfette hergestellt, die 10 bis 20 Gew.-% oleophilen Graphit, bezogen auf das £*ettgewicht, enthielten. Der Graphit wurde durch achtstündiges Mahlen von synthetischen Graphit in der Mahlhilfsflüssigkeit hergestellt. In Jedem Fall wurde der Graphit von der Mahl flüssigkeit , durch schnelles Abdampfen der Mahlflüssigkeit getrennt. Das trockene Pulver wurde in das öl eingerührt und das Schmierfett durch Mahlen in der Kolloidmühle fertigbehandelt. Die Schmierfette hatten eine Konsistenz von 1 bis 3, gemessen auf der NLGl-Skala.
Die Oberfläche der verwendeten oleophilen Graphite ist nachstehend in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Zum Mahlen verwen Mahldauer Oberfläche
detes Lösungsmittel Stunden m2/g
Graphit Straight-run-Benzin 8 85
A Cyclohexan 8 90
B n-Heptan 8 97 ·
C n-Heptan 8 100
D n-Heptan 8 100
E Isooctan 8 111
P ISOOCtan 8 116
G
Die in Prüfstandversuchen und in Versuchen in Lagerprüfmaschinen ermittelten Eigenschaften der unter Verwendung der in Tabelle j5 beschriebenen oleophilen Graphite hergestellten Schmierfette sind in Tabelle k angegeben.
009843/-1 520 BAD ORIGINAL
Schmier
fett Nr.		 Graphit Graph!t-
gehalt
des Schmles
fettes Gev$		 verwen
detes
öl		 Ruhpene
tration		 Tabelle 4 Aus- .
bluten
Gew.-^		 Tropf
punk: t		 SKP 4A-
Läger-
test		 Hooh-
ge-
schwin-
digkeits-
test nact
Hoffman		 Hitze-
test
1000C
nach
•Hoff
man .
1 P 17,5 3G 150/75 252 Wälkpene-
tration		 U
2 E 17,5 BG 150/75 272 276 U
3 B 17,5 BG 150/75 276 290 U
O 4 ' C 16,7 BG 150/75 279 290 " 6.3 U besteht,
sehrgutr ,
CD
CO		 5 P 18,0 BG 150/75 294 294 U gute Sta
bilität
und Sau
berkeit		 besteht
gut
3/152 6^ G 15,0 BG 150/75 330 317 U besteh^
gute Sai
berkeit
O 75 A 14,5 BG 150/75 343 348 U
8 D 16,7 Polyphenyl
äther
(0S124)		 - 219 362 1.1 U
9 13,3 Polypheny]
äther
(0S124)		 - 309 234 5.4 U CT1
CD
4>
Ca>
10 D 16,7 Siliconöl
(MS710)		 234 335 1.4 U CO
OO
248 - besteht
gut
"2
X-
1. Nach der Prüfung in der SKP (Skefko) 4A-Maschine hatte das Fett eine Mikro-Ruhpenetration von 245 und eine Mikro-walkpenetration von 272. Der Ausblutwert (DTD 825) betrug 6,3 Gew.-%. ·
2. Ein sehr sauberes Lager wurde erhalten. Ein geringer Verschleiß trat auf, wahrscheinlich durch einen Gehalt an Metallteilchen, die beim Mahlen des oleophilen Graphits in der Kugelmühle entstanden waren.
3. Die Schmierfette G und A wurden hergestellt durch Zugabe des Grundöls zur Aufschlämmung des oleophilen Graphits und der Mahlhilfsflüssigkeit und Abdestillieren der Mahlhilfsflüssigkeit.
Aus der Tabelle ist deutlich ersichtlich, daß die Schmierfette gemäß der Erfindung mit den seifengedickten Hochtemperatur-Schmierfetten, z.B. mit den/Lithiumhydroxystearat gedickten Fetten hinsichtlich Härte und Stabilität in Hochtemperaturlagern direkt konkurrenzfähig sind. HinsicWlich des Tropfpunktes sind die Fette gemäß der Erfindung diesen seifengedickten Schmierfetten überlegen.
Es wurde ferner gefunden, daß das Schmierfett Nr. 5 ein höheres Last- und Druckaufnahmevermögen (gemessen mit dem Vierkugel-Prüfgerät) hatte als ein mit Lithiumhydroxystearat gedicktes Fett. Das Schmierfett Nr. 5 hatte eine mittlere.. Hertzsche Last von 26 kg und eine Schweißbelastung von 282 kg, während das seifengedickte Fett (Bezeichnung LS 2) eine mittlere Hertzsche Last von 26 kg und eine Schweißbelastung von 158 kg hatte.
Beispiel 4
Das Lastaufnahmevermögen und die Druckaufnahmefahigke.lt von Dispersionen von oleophilem Graphit, der durch Mahlen in verschiedenen Mahlhilfsflüssigkeiten herge-
■009843/1520
stellt worden war, wurden mit einem Vierkugel-Prüfgerät ermittelt. Die oleophilen Graphite wurden in einem mineralischen Schmieröl-Grundöl BG 16Q/95 dispergiert, das eine Redwood I-Viskosität von I60 Sek bei 6o°C und einen Viskositätsindex von 95 hatte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
Tabelle
Mahlmedium
Durchmesser der Ausschleifflächen für 5 Gew^-ige Dispersionen von oleophilem Graphit in BG ΐβΟ/95 in mm
100 kg/lMin. 150 kg/lMin. 200 kg/lMin. I5 kg/60 Min
BG I6O/96
.n-Heptan1 (2 SM.)
2,50 .2/46
1,85
verschweißt verschweißt - 0,75
2,68
2,55
verschweißt
2,75
0,78
n-Heptan <8.std.)
ρ Octen-1 (8 Std.)
Toluol2 (8 Std«)
Tetrachlor-, kohlenstoff' (8 Std.)
2,85 3,52 2,52
2,18
2,74 verschweißt 0,78 2,84 verschweißt 0,78 2,6o verschweißt 0,82
2,44 verschweißt 0,80
1. Beide Graphite hatten BET-Oberflachen von 70 m /g.
2. Diese Graphite wurden in einem Grundöl BG ΐβθ/95 aus einem anderen Rohöl dispergiert.
Ό098Α3/ 1 5 BAD ORlGINAU
Wenn man Vergleiche zwischen Dispersionen von Graphiten in Grundölen aus den gleichen Rohölen anstellt, können einige Schlußfolgerungen gezogen werden. Erstens werden mit Graphit, der in n-Heptan gemahlen worden ist, Dispersionen erhalten, die höheres Lastaufnahmevermögen und höhere Druckaufnahmefähigkeit haben als luftgemahlene Graphite. Zweitens (wie die untere Hälfte der Tabelle zeigt) haben Dispersionen von oleophilen Graphiten,"die in Tetrachlorkohlenstoff gemahlen worden sind, besonders günstige Hochdruckeigenschaften.
0 0 9 843/1 5 2 0 BAD ORIGINAL

Claims (2)

  1. Patentansprüche \
    1* Schmiermittel auf Basis eines mineralischen oder synthetischen Schmieröl-Grundöls, dadurch gekennzeichnet, daß es oleophilen Graphit enthält, der durch Mahlen von natürlichem^ oder synthetischem Graphit innerhalb einer" organischen Flüssigkeit hergestellt worden ist.
  2. 2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den oleophilen Graphit in Mengen bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 10 bis 22 Gew.-^, jeweils bezogen auf das Gewicht der Gesamtmischung, enthält.
    3« Schmiermittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es oleophilen Graphit enthält, der durch Vermählen des Ausgangsgraphits eingetaucht in eine unterhalb 5000C siedende organische Flüssigkeit mit einer Viskosität unter 600 cS bei 380C und einer Oberflächenspannung unter 72 dyn/cm, vorzugsweise von 10 bis 40 dyn/cm bei 250C, hergestellt worden ist und eine Oberfläche im Bereich von 20 bis 800 m /g, vorzugsweise von
    jO bis 200 m /g (gemessen durch Stickstoffadsorption) aufweist. .
    W Schmiermittel nach Ansprüchen 1 bis y, dadurch gekennzeichnet, daß es einen oleophilen Graphit enthält, der
    durch Vermahlung unter Ausschluß von Luftzutritt zum -'-■""-.■*■■■
    Mahlgut hergestellt worden ist, wobei vorzugsweise ein oleophiler Graphit vorliegt, der in einer mit der organischen Flüssigkeit vollständig ausgefüllten Mahlkammer auf die angegebene Teilchengröße vermählen worden Ist.
    009 8 43/1520
DE1966B0089076 1965-09-24 1966-09-24 Schmiermittelzubereitung und Verfahren zu deren Herstellung Pending DE1594363A1 (de)

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