DE3401149C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmierölzusammensetzung für hohe Temperaturen, die enthält

• (A) einen Ester einer ungesättigten Fettsäure mit einem sterisch gehinderten Alkohol und
• (B) ein synthetisches Öl,

und deren Verwendung.

Bisher sind verschiedene synthetische Schmieröle als Schmiermittel zur Anwendung bei hoher Temperatur bekannt. Deren obere Temperaturgrenze liegt jedoch bei 170 bis 200°C. Wenn sie bei Temperaturen über 200°C verwendet werden, treten verschiedene Probleme auf; beispielsweise erfolgt eine heftige Verdampfung des Schmieröls, was zum Verlust des in Schmierteilen vorhandenen Schmiermittels führt oder wird die Schmierwirkung des Schmiermittels verringert oder geht sie durch die Bildung von Schlamm verloren. Daher sind übliche synthetische Schmieröle nicht zur Anwendung bei derart hohen Temperaturen geeignet.

Für Schmiermittel, die in Motoren bzw. Maschinen vom adiabatischen Typ, einem Superhochtemperatur-Gasturbinenlager, einem Motor mit Turbobeschickung verwendet werden, ist es notwendig, so hohe Temperaturen wie 200°C oder mehr, insbesondere so hohe Temperaturen wie 300°C oder mehr auszuhalten. Wesentliche Charakteristika, die für Schmiermittel zur Verwendung bei derart hohen Temperaturen erforderlich sind, sind: (1) der Verdampfungsverlust bei hohen Temperaturen muß gering sein; (2) es darf sich bei hohen Temperaturen kein Schlamm bilden; (3) die Stabilität gegen die Oxidation muß gut sein; und (4) das Vermögen Belastungen zu tragen muß groß sein.

Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schmiermittels bzw. Gleitmittels, das frei von den vorstehend beschriebenen Problemen ist und sämtliche zur Verwendung bei hohen Temperaturen wie vorstehend beschrieben erforderlichen Charakteristika besitzt.

Es hat sich gezeigt, daß das Ziel erreicht werden kann durch Vermischen bzw. Compoundieren eines speziellen gehinderten Esters und synthetischen Öls.

Die Erfindung betrifft eine Schmierölzusammensetzung für hohe Temperaturen, die enthält: als Komponente (A) 30 bis 95 Gew.-% eines Trimethylolpropan- oder Trimethylolethanesters einer ungesättigten Fettsäure mit 18 Kohlenstoffatomen und als Komponente (B) 70 bis 5 Gew.-% eines α-Olefinpolymeren mit einem Polymerisationsgrad von 20 bis 200 und mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 10×10^-6 bis 50×10^-6 m²/s oder eines Carboxylates.

Die zur Herstellung des gewünschten Esters durch Reaktion des vorstehend beschriebenen gehinderten Alkohols verwendete Säure sollte eine ungesättigte Fettsäure mit 18 Kohlenstoffatomen sein. Andere Säuren können keine Schmierölzusammensetzung mit den gewünschten Charakteristika ergeben. Geeignete Beispiele für ungesättigte Fettsäuren mit 18 Kohlenstoffatomen umfassen Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure. Diese Säuren können in Form ihrer Derivate (z. B. der Säurehalogenide) verwendet werden.

Geeignete Beispiele für die gehinderten Ester, die durch Reaktion der gehinderten Alkohole mit ungesättigten Fettsäuren mit 18 Kohlenstoffatomen, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden, umfassen Trimethylolpropantrioleat, Trimethylolpropantrilinolat und Trimethylolpropantrilinolenat.

Die Komponente (B) der erfindungsgemäßen Schmierölzusammensetzung ist synthetisches Öl. Es können auch verschiedene Arten synthetischer Öle verwendet werden. Beispiele für derartige synthetische Öle umfassen α-Olefinpolymere mit einem Polymerisationsgrad von etwa 20 bis 200, wie ein Ethylenhomopolymeres, ein Propylenhomopolymeres, ein Butenhomopolymeres und ein Ethylen-Propylen-Copolymeres und Carboxylate. Diese Carboxylate umfassen Ester, erhalten durch Reaktion zweibasischer Säuren wie Adipinsäure, Azelainsäure und Sebazinsäure, oder geradkettiger oder verzweigtkettiger gesättigter Fettsäuren mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, mit 2-Ethylhexanol, sec.-Butanol, 3-Methylbutanol oder gehinderten Alkoholen.

Die kinematische Viskosität des α-Olefinpolymeren wie vorstehend beschrieben ist bei 100°C im Bereich von 10×10^-6 bis 50×10^-6 m²/s (10 bis 50 Centistokes).

Die erfindungsgemäße Schmierölzusammensetzung enthält als Basis die Komponenten (A) und (B) wie vorstehend beschrieben. Der Anteil der Komponente (A) in der Schmierölzusammensetzung beträgt 30 bis 95 Gew.-% und vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-% und der Anteil der Komponente (B) beträgt 70 bis 5 Gew.-% und vorzugsweise 50 bis 10 Gew.-%. Wenn der Anteil der Komponente (A) zu gering ist, ist die erhaltene Zusammensetzung bei hoher Temperatur nicht stabil, wohingegen falls sie zu groß ist die Oxidationsstabilität verringert wird.

Außer den Komponenten (A) und (B) können - falls notwendig - verschiedene Zusätze zugefügt werden, wie Antioxidantien vom Amin-, Phenol- und Dithiophosphorsäuretyp, Detergens- Dispergiermittel vom Sulfonat-, Phenat- bzw. Phenete-, Phosphonat- und Salicylattyp, Extremdruckmittel vom Schwefel/ Phosphor- und Phosphattyp und Lubrizitäts- bzw. Öligkeitsmittel.

Selbst wenn die erfindungsgemäße Schmierölzusammenseztung bei so hohen Temperaturen wie 200°C oder mehr und insbesondere etwa 300°C verwendet wird, ist ihr Verdampfungsverlust gering und es wird weniger Schlamm gebildet. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Schmierölzusammensetzung eine überlegene Oxidationsstabilität auf; auch ist ihr Vermögen Belastungen zu tragen überlegen.

Die erfindungsgemäße Schmierölzusammensetzung ist daher geeignet zum Schmieren von Maschinenelementen, die hohen Temperaturen von 200°C oder mehr unterworfen werden, insbesondere in Brennkraftmaschinen bzw. Innenverbrennungsmotoren; das heißt, sie ist geeignet zur Verwendung als Maschinen- bzw. Motorenöl.

Die folgenden Beispiele und Vergleichsversuche dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiele 1 bis 13 und Vergleichsversuche 1 bis 5

Es wurden Schmierölzusammensetzungen mit den in der Tabelle angegebenen Formulierungen hergestellt und ihre physikalischen Eigenschaften wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt.

Es wurden folgende physikalischen Eigenschaften untersucht. Untersuchung der thermischen Stabilität: Eine Probe von 30 g Schmieröl wurde in einen Becher, wie in der Fig. 153 des JIS K 2839 beschrieben eingebracht und 3 Stunden bei 320°C gehalten. Am Ende dieser Zeit wurden der Verdampfungsverlust und die Schlammbildung bestimmt. Indiana-Rühroxidationstest: Gemessen gemäß JIS K 2514. Falex-Reibungstest des Vermögens Belastungen zu tragen: Gemessen gemäß ASTM D 3233.

Claims (5)

1. Schmierölzusammensetzung für hohe Temperaturen, die enthält

• (A) einen Ester einer ungesättigten Fettsäure mit einem sterisch gehinderten Alkohol und
• (B) ein synthetisches Öl,

dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält: als Komponente (A) 30 bis 95 Gew.-% eines Trimethylolpropan- oder Trimethylolethanesters einer ungesättigten Fettsäure mit 18 Kohlenstoffatomen und als Komponente (B) 70 bis 5 Gew.-% eines α-Olefinpolymeren mit einem Polymerisationsgrad von 20 bis 200 und mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C von 10×10^-6 bis 50×10^-6 m²/s oder eines Carboxylates.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die ungesättigte Fettsäure Ölsäure, Linolsäure oder Linolensäure ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, in der der Ester Trimethylolpropantrioleat, Trimethylolpropantrilinolat oder Trimethylolpropantrilinolenat ist.

4. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 als Maschinenöl.