DE3687214T2

DE3687214T2 - Schmiermittelzusammensetzung für Kraftübertragung.

Info

Publication number: DE3687214T2
Application number: DE3687214T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Hata; Tomoo Ishihara; Hisashi Machida
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1985-09-03
Filing date: 1986-08-30
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2006-08-31
Also published as: DE3687214D1; JPH04518B2; EP0220426B1; JPS6253399A; KR870003186A; US4704216A; EP0220426B2; EP0220426A2; KR900000917B1; EP0220426A3; CA1267133A

Description

Die Erfindung betrifft Schmiermittelzusammensetzungen für die Kraftübertragung, insbesondere Schmiermittelzusammensetzungen, die eine ausgezeichnete Beständigkeit und einen hohen Traktionskoeffizienten aufweisen und die zweckmäßigerweise als Schmiermittel für die Kraftübertragung mit einem Traktionsantriebsmechanismus verwendet werden können.
In den letzten Jahren wurden Traktionsantriebe (traction drive) (den Rollkontakt nutzende Reibungsantriebsvorrichtung) als stufenlose Übertragung für Kfz- und Industrieausstattungen usw. angewendet. Als Fluid für den Traktionsantrieb ist ein Fluid mit einem hohen Traktionskoeffizienten und einem hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung erforderlich.
Bei dieser Sachlage wurde eine Vielzahl von Vorschlägen gemacht, um Fluids für Traktionsantriebe mit einem hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung zu erhalten (z. B. Japanische Patentveröffentlichungen Nrn. 46-338, 46-339, 47-35763, 53-36105, 58-27838, offengelegte Japanische Patentveröffentlichungen Nrn. 55-40726, 55-43108, 55-60596, 55-78089, 55-78095, 57-155295, 57-155296, 57-162795 und dergleichen)
EP-A-0 218 086 betrifft eine Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung, die im wesentlichen besteht aus (A) einem Basisöl, (B) Zinkdithiophosphat und/oder Oxymolybdänorganophosphor-dithioatsulfid, (c) Alkenylsuccinimid oder einem seiner Derivate, das als Dispersionsmittel benutzt wird und (D) einem Rostschutzmittel wie Calciumsulfonat oder Bariumsulfonat, die die Oxydationsstabilität der Zusammensetzung verbessern.
In der US-A-4,329,529 werden Traktionsfluids zur Traktions-Antriebs-Übertragung beschrieben, die durch Hydrieren eines Alkylierungsprodukts, das durch die Reaktion von Xylol und/oder Toluol mit oder ohne Ethylbenzol mit Styrol erhalten wurden. Solche Zusammensetzungen weisen jedoch keine zufriedenstellenden Eigenschaften bei der praktischen Anwendung auf.
FR-A-2 261 334 betrifft die Verwendung bestimmter Fluids bei der Schmierung von Rollenlagern, die eine erhöhte elastohydrodynamische Filmdicke und eine verbesserte Dauerhaltbarkeit der Lager bereitstellen. Solche Fluids entsprechen nicht den Anforderungen nach einem hohen Traktionskoeffizienten und einem hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung und sie verleihen den Metallmaterialien, die den Traktions-Antriebs- Mechanismus des Getriebes und die Lager bilden, keine Haltbarkeit.
Es ist notwendig, den Traktionsantriebsmechanismus mit einem einzigen Öl zu schmieren, weil der Traktionsantriebsmechanismus als Vorrichtung der Kraftübertragung gebaut ist, die im selben System die Mechanismen für das Getriebe und den Öldruck, Wälzlager usw. enthalten.
Die zuvor genannten Schmiermittel der Kraftübertragung sind jedoch in der Praxis nicht zweckdienlich, wenn sie nicht den Metallmaterialien, die den Traktionsantriebsmechanismus, das Getriebe, die Lager und dergleichen bilden, Haltbarkeit verleihen. Um den Materialien Haltbarkeit zu verleihen, ist es unerläßlich, das Metallmaterial mit einer ausgezeichneten Tragfähigkeit und Strapazierfähigkeit auszustatten und die Dauerhaltbarkeit des Metallmaterials zusätzlich zu den zuvor genannten Eigenschaften zu verlängern und darüberhinaus ist es notwendig, daß das Schmiermittel eine zufriedenstellende Oxidationsstabilität aufweist und daß es insbesondere keine Schlammablagerungen bildet. Zugleich verleiht das Schmiermittel dem Metallmaterial vorzugsweise ausgezeichnete Rostbeständigkeit, ohne diese Eigenschaften zu stören.
Die zuvor aufgezählten herkömmlichen Fluids für Traktionsantriebe verschlechtern jedoch die Haltbarkeit des Metallmaterials, das den Traktionsantriebsmechanismus, das Getriebe, die Lager und dergleichen bildet, beträchtlich, obwohl sie einen verbesserten Wirkungsgrad der Kraftübertragung aufweisen, und sie sind wegen des Auftretens von Festfressen, Verschleiß oder Schäden durch Materialermüdung zur Anwendung nicht geeignet oder sie verschlechtern die thermische Oxidationsstabilität des Schmiermittels und halten insbesondere der praktischen Anwendung nicht ausreichend Stand weil nach der Bildung einer großen Menge an Schlammablagerungen Betriebsstörungen auftreten.
Unter diesen Umständen wurde, um die vorhergehenden herkömmlichen Probleme zu überwinden, ein Mischen (Verschneiden) der Zusatzstoffe, wie Hochdruckzusatz (EP-Additiv), Antiverschleißmittel und Antioxidans, mit dem zuvor beschriebenen Fluid für Traktionsantrieb in Betracht gezogen.
Wenn aber ein Additiv wie ein EP-Additiv dem Fluid für Traktionsantrieb nur zugefügt wird, treten Schwierigkeiten auf, wie die Verkürzung der Dauerhaltbarkeit des Traktionsantriebsmechanismus oder eine beträchtliche Verschlechterung des Wirkungsgrads der Kraftübertragung oder es wird Korrosion verursacht und folglich steht kein Schmiermittel zur Verfügung, das in der Lage ist, alle die Merkmale in ausreichendem Maße zu erfüllen, die in der Praxis zweckdienlich sind.
Ein Ziel der Erfindung ist es, die zuvor genannten herkömmlichen Probleme zu vermeiden und Schmiermittelzusammensetzungen für die Kraftübertragung bereitzustellen, die in der Lage sind, wirksam die Schmierung der Kraftübertragung mit einem Traktionsantriebsmechanismus, der einen ausgezeichneten Traktionskoeffizienten und einen hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung aufweist, zu nutzen und die Haltbarkeit zu verbessern, indem sie dem den Traktionsantriebsmechanismus bildenden Metall Verschleißwiderstand, Tragfähigkeit und Dauerhaltbarkeit verleihen und auch eine hohe Oxidationsstabilität sowie Rostschutz-Eigenschaften aufweisen.
Die Erfindung soll in erster Linie eine Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung bereitstellen, die im wesentlichen besteht aus (A) einem synthetischen Basisol, dessen Hauptkomponente ein gesättigter Kohlenwasserstoff mit einem kondensierten und/oder nichtkondensierten Ring ist, (B) 0,05 bis 5,0 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung Zinkdithiophosphat, der folgenden allgemeinen Formel
worin R¹, R², R³ und R&sup4; eine primäre Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeuten, eine sekundäre Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeuten oder eine alkylsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeuten, mit der Maßgabe, daß R¹, R², R³ und R&sup4; gleich oder verschieden sein können, wobei die Menge an Zinkdithiophosphat, in dem R¹ - R&sup4; eine primäre Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnet, mehr als 30 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamt-Zinkdiothiophosphat und/oder Oxymolybdän-organophordithioat-sulfid, der folgenden allgemeinen Formel
worin R&sup5; und R&sup6; eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeuten, eine Cycloalkylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen bedeuten und worin x und y eine positive reelle Zahl bedeuten, die der Gleichung x + y = 4 genügen, mit der Maßgabe, daß, daß R&sup5; und R&sup6; gleich oder verschieden sein können und (C) 0,01 bis 5,0 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung aus wenigstens einer der Verbindungen, ausgewählt aus den Estern der Phosphorsäure, den Estern der phosphorigen Säure und ihrer Aminsalze.
In zweiter Linie soll die Erfindung eine Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung bereitstellen, in der ein Rostschutzmittel als Komponente (D) der zuvor genannten ersten Erfindung zugemischt ist.
Erfindungsgemäß wird als (A)-Komponente das Basisöl verwendet, dessen Hauptkomponente ein synthetischer gesättigter Kohlenwasserstoff mit einem kondensierten Ring und/oder einem nichtkondensierten Ring ist. Als zuvor erwähnter synthetischer gesättigter Kohlenwasserstoff kann eine Vielzahl von Verbindungen genannt werden, wobei insbesondere gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Cyclohexylund/oder Decalylgruppe und gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 10 bis 40 Kohlenstoffatomen bevorzugt sind. Als gesättigte Kohlenwasserstoffe, die eine Cyclohexyl- und/oder Decalylgruppe aufweisen, werden die folgenden Verbindungen angegeben; Beispielhaft genannt werden 2-ethyl-2,4-dicyclohexylbutan, der folgenden Formel 1-Decalyl-1-cyclohexylethan der folgenden Formel 2-Methyl-2,4-dicyclohexylpentan der folgenden Formel Alkylcyclohexan der folgenden Formel
in der R&sup9; eine Alkylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt. Als Beispiele werden die Verbindungen Isododecylcyclohexan und Isopentadecylcyclohexan genannt.
Als gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einem kondensierten Ring und/oder einem nichtkondensierten Ring, der die erfindungsgemäße (A)-Komponente darstellt, können ferner die folgenden Verbindungen angeführt werden. 1,2-Di (dimethylcyclohexyl) propan der folgenden Formel 2,3-Di (methylcyclohexyl)-2-methylbutan der folgenden Formel 1,2-Di (methylcyclohexyl)-2-methylpropan der folgenden Formel 2,4-Dicyclohexylpentan der folgenden Formel Cyclohexylmethyldecalin der folgenden Formel 1-(Methyldecalyl)-1-cyclohexylethan der folgenden Forineln 1-(Dimethyldecalyl)-1-cyclohexylethan der folgenden Formeln 2-Decalyl-2-cyclohexylpropan der folgenden Formel Cyclohexylmethyl-perhydrofluoren der folgenden Formel 1-Perhydrofluorenyl-1-cyclohexylethan der folgenden Formel Cyclohexylmethyl-perhydroacenaphthen der folgenden Formel 1,1,2-Tricyclohexylethan der folgenden Formel Bisdecalin der folgenden Formel 2,4,6-Tricyclohexyl-2-methylhexan der folgenden Formel 2-(2-Decalyl)-2,4,6-trimethylnonan der folgenden Formel 1,1-Didecalylethan der folgenden Formel Tercyclohexyl der folgenden Formel 1,1,3-Trimethyl-3-cyclohexyl-hydrindan der folgenden Formel und 2-Methyl-1,2-didecalylpropan der folgenden Formel
die einzeln oder in Kombination von mehr als zwei Verbindungen verwendet werden können. Unter diesen Verbindungen ist insbesondere 1-Decalyl-1-cyclohexylethan der folgenden Formel
bevorzugt.
Von der zuvor genannten Verbindung ist diejenige bevorzugt, die einen hohen Anteil an cis-Form aufweist, und die Verbindung mit mehr als 50 % cis-Form ist besonders bevorzugt.
Die Komponente (A) der Erfindung ist das Basisöl, dessen Hauptkomponente aus dem zuvor genannten gesättigten Kohlenwasserstoff mit einem kondensierten Ring und/oder einem nichtkondensierten Ring besteht, und sie kann zusätzlich, in einem Verhältnis von weniger als 50 %, Mineralöl, insbesondere naphthenisches Mineralöl oder synthetische Öle wie Polybuten oder Alkylbenzol, enthalten.
Desweiteren werden erfindungsgemäß als (B)-Komponente ein oder mehr Zinkdithiophosphate, dargestellt durch die allgemeine Forinel (I) und/oder Oxymolybdän-organophosphordithioatsulfid, dargestellt durch die allgemeine Formel (II), verwendet.
Das durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Zinkdithiophosphat schließt sowohl Verbindungen ein, in denen alle Substituenten R¹ bis R¹ gleich sind, als auch Verbindungen, in denen alle Substituenten R¹ bis R&sup4; verschieden sind, und sie können einzeln oder in Kombination von mehr Arten verwendet werden, nachdem sie gemischt wurden.
Üblicherweise werden zwei oder mehr als zwei Arten des Zinkdithiophosphats, dessen Substituenten R¹ bis R&sup4; gleich sind, verwendet, nachdem sie gemischt wurden. Die Verbindung kann aber auch alleine verwendet werden und es können auch zwei oder mehr als zwei Arten des Zinkdithiophosphats, die die vier verschiedenen Substituenten R¹ bis R¹ aufweisen, einzeln verwendet werden oder es können Zinkdithiophosphate mit den vier verschiedenen Substituenten R¹ bis R&sup4; verwendet werden, nachdem sie mit der zuvor genannten Verbindung gemischt wurden.
Es wird jeweils vorausgesetzt, daß das Zinkdithiophosphat der primären Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen mit mehr als 30 Gew.-% vorliegt, bezogen auf das gesamte verwendete Zinkdithiophosphat es ist bevorzugt, wenn es mit mehr als 50 Gew.-% vorliegt.
Wie zuvor beschrieben, ist, wenn die Verbindung verwendet wird, in der das mit primären Alkylgruppen mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen substituierte Zinkdithiophosphat zur Gesamtmenge an R¹- R¹ des gesamten Zinkdithiophosphats, das mit mehr als 30 Gew.-% des gesamten verwendeten Zinkdithiophosphat vorliegt, sind seine Verschleißfestigkeit und Tragfähigkeit verbessert, die Dauerhaltbarkeit wird verlängert und die Beständigkeit verbessert.
Als Zinkdithiophosphat des zuvor genannten Typs können Verbindungen verwendet werden, die bereits auf dem Markt sind, z. B. Lubrizol 1097, hergestellt von Nippon Lubrizol KK (eine Verbindung, in der R¹ bis R&sup4; primäre Octylgruppen als Hauptkomponente aufweisen), Lubrizol 1395 (eine Verbindung, in der R¹ bis R&sup4; primäre Butylgruppen und Amylgruppen als Hauptkomponente aufweisen); OLOA 267, hergestellt von Kalonite Chemical KK (eine Verbindung, in der R¹ bis R" primäre Hexylgruppen als Hauptkomponente aufweisen); Hitec E 682, hergestellt von Nippon Couper Co. (eine Verbindung, in der R¹ bis R&sup4; primäre Hexylgruppen als Hauptkomponente aufweisen); Amoco 198, hergestellt von Amono Chemical Inc. (eine Verbindung, in der R¹ bis R&sup4; eine primäre Butylgruppe und Amylgruppe als Hauptkomponenten aufweisen). Diese Verbindungen werden einzeln oder in Kombination verwendet und werden zum Einstellen verwendet werden, damit das Verhältnis des Zinkdithiophosphats, in dem die Substituenten R¹ bis R&sup4; primäre Alkylgruppen sind, mehr als 30 Gew.-% des gesamten Zinkdithiophosphats ist und bevorzugt mehr als 50 Gew.-% beträgt.
Im Rahmen der Erfindung wurde das Oxymolybdän-organophosphordithioat-sulfid der allgemeinen Formel (II) als (B)-Komponente, zusammen mit einem oder mehr der Zinkdithiophosphate der allgemeinen Formel (I) verwendet. Dieses oxymetallorganische Phosphordithioat wird durch ein Verfahren hergestellt, das beispielsweise in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 44-27366 beschrieben ist, und als konkrete Verbindungen können Oxymolybdän-diisopropylphosphordithioatsulfid, Cxymolybdän-diisobutyl-phosphordithioatsulfid, Oxymolybdän-di- (2-ethylhexyl) phosphordithioat-sulfid, Oxymolybdän-di (p-tert.-butylphenyl)phosphordithioat-sulfid und Oxymolybdän-di- (nonylphenyl)phosphordithioat-sulfid genannt werden.
Zinkdithiophosphat der allgemeinen Formel (I) und/oder Oxymolybdän-organophosphor-dithioatsulfid der allgemeinen Formel (II), das die (B)-Komponente der Erfindung darstellt, ist die Verbindung, die als Hochdruckadditiv (EP-Additiv) dient (Verbesserung der Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit und des Verschleißwiderstands) und sein Mischverhältnis liegt im Bereich von 0,05 bis 5,0 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, vorzugsweise 0,1 bis 2,0 Gew.%, wobei 0,2 bis 1,5 Gew.-% noch bevorzugter sind. Falls das Mischverhältnis weniger als 0,05 Gew.-% beträgt, tritt kein hinreichender Additionseffekt auf und andererseits kann auch kein beträchtlicher Effekt erzielt werden, wenn eine Mischung von mehr als 5,0 Gew.-% hergestellt wird, es zeigt sich eher eine Verringerung der Wirkung.
Als (C)-Komponente der Erfindung werden auch Ester der Phosphorsäure, nämlich wenigstens ein Phosphorsäureester-Derivat, Ester der phosphorigen Säure und ihrer Aminsalze verwendet.
Besonders bevorzugt sind Phosphorester, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (III) und (IV) dargestellt werden.
In den vorstehenden Formeln (III) und (IV) bedeuten R&sup7;, R&sup8; und R&sup9; Wasserstoff oder eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine alkylsubstituierte Arylgruppe mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen, wobei R&sup7;, R&sup8; und R&sup9; gleich oder verschieden sein können.
Als konkrete Beispiele für die Phosphorester werden Ester der Phosphorsäure oder der phosphorigen Säure genannt wie Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Trixylenylphosphat, Tri (isopropylphenyl) phosphat, Butansäurephosphat, 2-Ethylhexansäurephosphat, Laurylphosphat, Ölsäurephosphat, Stearinsäurephosphat, Dibutylhydrogenphosphit, Dioctylhydrogenphosphit, Dilaurylhydrogenphosphit, Dioleylhydrogenphosphit, Distearylhydrogenphosphit und ihre Aminsalze wie Laurylaminsalz, Oleylaminsalz, Kokosnußaminsalzund Rindertalgaminsalz.
Unter diesen ist Tricresylphosphat besonders bevorzugt.
Die Phosphorester, die die (C)-Komponente bilden, werden in einem Verhältnis von 0,01 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 1,0 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, gemischt. Wenn dieses Mischverhältnis weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, verschlechtert sich der Verschleißwiderstand und die Dauerhaltbarkeit verkürzt sich, und wenn es 5,0 Gew.-% überschreitet, dann kann keine Verbesserung des durch den Zusatz hervorgerufenen Effekts mehr festgestellt werden, sondern der Verschleiß wird vielmehr beschleunigt, was nicht wünschenswert ist.
Die erste erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung setzt sich aus den drei Komponenten (A), (B) und (C) zusammen.
Die zweite erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung wird durch Mischen eines Rostschutzmittels als (D)-Komponente mit der ersten Erfindung hergestellt.
Als Rostschutzmittel können verschiedene Arten von Verbindungen angeführt werden. Als Beispiele werden Calciumsulfonat, Bariumsulfonat, Natriumsulfonat und zusätzlich Alkyl- oder Alkenylbemsteinsäure, ihre Derivate, Alkylamine wie Tri-n-butylamin, n-Octylamin, Tri-n-Octylamin, Cyclohexylamin oder Alkylaminsalze oder Ammoniumsalze von Carbonsäuren wie Fettsäuren mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, aromatischen Carbonsäuren und zweibasigen Säuren mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und darüberhinaus Kondensate jeder der Carbonsäuren und Amine angegeben, wobei Calciumsulfonat oder Bariumsulfonat bevorzugt verwendet werden.
Das Rostschutzmittel, das die (D)-Komponente bildet, wird in einem Verhältnis von 0,01 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 1,0 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, zugemischt. Falls das Mischverhältnis weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, kann Rost nicht verhindert werden, und falls die Mischrate mehr als 5,0 Gew.-% beträgt, kann ebenfalls keine Verbesserung der Rostschutzwirkung erwartet werden, es zeigt sich im Gegenteil eine Tendenz zur Verschlechterung des Verschleißwiderstandes, was nicht wünschenswert ist.
Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung ist aus den zuvor genannten (A)-, (B)- und (C)-Komponenten bzw. (A)-, (B)-, (C)- und (D)-Komponenten zusammengesetzt, aber darüberhinaus kann, falls nötig, eine angemessene Menge einer Vielzahl von Additiven zugefügt werden. Als Beispiele seien Phenolantioxidantien wie 2,6-Ditertiärbutyl-p-kresol und 4,4'-ethylenbis(2,6-ditert.-butylphenol) angeführt. Als Fließpunkt-Verbesserer oder Viskositätsindex- Verbesserer wird Polymethacrylat angeführt, wobei insbesondere Verbindungen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 10 000 bis 100 000 bevorzugt sind. Zusätzlich können Olefin- Copolymere wie Ethylen-Propylen-Copolymere oder Styrolpropylen-Copolymere verwendet werden. Diese Antioxidantien vom Phenoltyp oder Fließpunktverbesserer oder Viskositätsindex-Verbesserer werden üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 10,0 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zugefügt.
Ferner können geeignete Mengen Antischaummittel, EP-Additiv, Mittel zur Erhöhung der Schmierfähigkeit, Korrosionsschutzmittel oder Mittel zur Verbesserung der Dauerhaltbarkeit zugefügt werden.
Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung, die aus Zusammensetzungen der zuvor genannten Komponenten besteht, ist genau die Zusammensetzung, die die Haltbarkeit der Metallmaterialien verbessert, die den Traktionsantriebsmechanismus oder das Getriebe und die Lager bilden und die beim Gebrauch ein solchen Verhalten aufweist, die in der Praxis verwendet werden kann.
Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung verbessert den Verschleißwiderstand, die Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit der den Traktionsantriebsmechanismus bildenden Metallmaterialien und bewirkt eine Verlängerung der Dauerhaltbarkeit. Darüberhinaus weist die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung eine ausgezeichnete Oxidationsstabilität und Rostschutz-Eigenschaften auf und es treten keine Problem, wie die Bildung von Schlammablagerungen oder Korrosion, auf.
Natürlich weist die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung einen hohen Traktionskoeffizienten und einen hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung auf.
Demgemäß kann die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung kann nicht nur für den Traktionsantrieb alleine außerordentlich wirksam angewendet werden, sondern auch für das Schmieren des Traktionsantriebsmechanismus einschließlich des Getriebemechanismus, des hydraulischen Mechanismus oder der Rollenlager, mit anderen Worten, für die Kraftübertragung mit dem Traktionsantriebsmechanismus.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Beispiele näher erläutert.
Herstellungsbeispiel (Herstellung der Basisöle A und B)
1000 g Tetralin (Tetrahydronaphthalin) und 300 g konzentrierte Schwefelsäure wurden in einen 3-Liter-Glaskolben gegeben und die Innentemperatur des Kolbens in einem Eisbad auf 0ºC gekühlt. Dann wurden 400 g Styrol 3 Stunden lang unter Rühren in die Lösung getropft und die Reaktion nach einer weiteren Stunde Rühren beendet. Danach wurde das Rühren eingestellt, zum Abscheiden der öligen Schicht stehengelassen, und diese ölige Schicht wurde jeweils dreimal mit 500 cm³ 1N wäßriger Natriumhydroxidlösung und 500 cm³ gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und dann mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nacheinander wurde erst nicht umgesetztes Tetralin abdestilliert und dann unter reduziertem Druck destilliert, wobei 750 g einer Fraktion mit einem Siedepunkt von 135 bis 148ºC/22,67 Pa (0,17 mmHg) erhalten wurden. Das Analysenergebnis bestätigte, daß diese Fraktion eine Mischung aus 1-(1-Tetralyl)-1-phenylethan und 1-(2-Tetralyl)-1-phenylethan war.
Danach wurden 500 cm³ der Fraktion in einen 1-Liter-Autoklaven gegeben und 50 g eines aktivierten Nickel-Hydrierkatalysators zugegeben (Handelsname Katalysator N-113, hergestellt von Nikki Chemical Co.) und die Hydrierung wurde 4 Stunden lang unter Reaktionsbedingungen von einem Wasserstoffdruck von 20 kg/cm² und einer Reaktionstemperatur von 150ºC ausgeführt. Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionslösung filtriert und der Katalysator abgetrennt. Nacheinander wurden leichte Bestandteile vom Filtrat abgetrieben und die Analyse des Endprodukts ergab eine Hydrierungsrate von über 99,9 %, und auch dieses Produkt erwies sich als Mischung aus 1-(1-Decalyl)-1-cyclohexylethan und 1-(2-Decalyl)-1-cyclohexylethan. Die Dichte der erhaltenen Mischung betrug 0,94 (15/4ºC), die Viskosität 4,4 mm²s&supmin;¹ (cSt) (100ºC), der Brechungsindex nD²&sup0; betrug 1,5032 und das cis-Verhältnis betrug 63 %. Dieses Produkt wurde als Basisöl A verwendet. Danach wurde das erhaltene Produkt durch Änderung der Bedingungen des Hydrierungsvorgangs als Basisöl B hergestellt, in der gleichen Weise wie zuvor unter Verwendung eines 5%igen Ruthenium-Kohlenstoff-Katalysators bei einem Wasserstoffdruck von 20 kg/cm² und einer Reaktionstemperatur von 120ºC. Das Basisöl B wies eine Dichte von 0,94 (15/4ºC) auf, eine Viskosität von 4,9 mm²s&supmin;¹ (cSt) (100ºC) und einen Brechungsindex nD²&sup0; von 1,5048 und ein cis-Verhältnis von 88 %.
Beispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiele 1 bis 8
Als Basisöl ((A)-Komponente) wurden die im vorstehenden Herstellungsbeispiel erhaltenen Basisöle A oder B oder das Basisöl C (Mineralöl) verwendet und die Schmiermittelzusammensetzung wurde durch Zusetzen der in Tabelle 1 aufgeführten Komponenten in einem vorbestimmten Verhältnis zum Basisöl ((A)-Komponente) hergestellt und eine Vielzahl von Tests mit der so erhaltenen Schmiermittelzusammensetzung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das Prüfverfahren ist im folgenden beschrieben.

Prüfverfahren

(1) Haltbarkeitsprüfung

Die Haltbarkeitsprüfung der Tabelle wurde mittels eines stufenlosen Schnellgetriebes ausgeführt, wobei die folgende Vorrichtung unter folgenden Bedingungen verwendet wurde, wobei die folgende Auswertung erhalten wurde.
Vorrichtung: stufenloses Schnellgetriebe vom Kegel- Roller-Toroid-Typ (Cone-Roller Toroidal type continuously variable speed gear), beschrieben in ASME 83-WA/DSC-33 "Electro-Hydraulic Digital Control of Cone-Roller Toroidal Drive Automatic Power Transmission"...H. Tanaka und T. Ishihara.
Bedingungen: Umdrehungen der Antriebswelle 3000 Upm Eingangs-Drehmoment 29,4 Nm (3,0 kgf-m) Geschwindigkeits-Verhältnis 1 : 1 Öltemperatur 90ºC
Auswertung: Die Auswertung wurde über die Gesamtkontakt-Frequenz bis zur Bildung von Ablösungen der Rolloberfläche durchgeführt. In den Anmerkungen sind auch die Beobachtungsergebnisse mit dem Öl und der Rolloberfläche in der Mitte (nach 10&sup6; Mal oder zur Zeit der Bildung von Ablösungen) angegeben.

(2) Dauer-Haltbarkeits-Prüfung

Vier Stahlkugeln einer Oberflächen-Rauheit von Rmax 1,5 µm wurden in einem Vier-Kugel-Prüfapparat nach JIS K-2519 verwendet und der Versuch wurde unter den folgenden Bedingungen ausgeführt. Öltemperatur 80ºC Umdrehungen 1500 Upm Hertz'scher Kontakt-Druck 6,97 x 10&sup9; Pa (711 kgf/mm²

(3) Shell Vier-Kugel-Test

Entsprechend ASTM D-2785. In Tabelle 1 sind CL, LWI und WP wie folgt definiert. CL.... korrigierte Ladung (corrected bad) LWI......Ladungsverschleißzahl (load-wear index) WP...... Schweißpunkt

(4) Verschleißwiderstand

Der Shell Vier-Kugel-Versuch nach ASTM D-4172 wurde unter den folgenden Bedingungen ausgeführt und die Verschleißmenge (mm) ausgewertet. Bedingungen: Umdrehungen 1800 Upm Ladung 294 N (30 kg.f) Zeit 2 Stunden Öltemperatur 120ºC

(5) Oxidationsstabilitätstest für Schmiermittel für Verbrennungsmotoren (ISOT)

Der Versuch wurde entsprechend 3.1 des JIS K 2514 (150ºC x 96 Stunden) durchgeführt und nach Vorhandensein von Schlammablagerungen auf der Wandoberfläche eines Zylinders und der Veränderung eines Kupfer-Katalysators ausgewertet.

(6) Rostschutz-Eigenschaften Der Versuch wurde entsprechend JIS K 2246 durchgeführt.

(7) Traktionskoeffizienten

Der Versuch wurde mit einem 2-Zylinder-Rollreibungs- Prüfapparat (2-cylinder type rolling friction testing machine) durchgeführt. Zylinder A, der eine Krümmung (Durchmesser 52 mm, Krümmungsradius 10 mm) aufwies und Zylinder B, der eine flache Oberfläche (Durchmesser 52 mm) hatte, wurden mit 68,6 N (7000 gf) in Kontakt gebracht, der Zylinder A wurde so angebracht, daß er bei einer festen Geschwindigkeit lief (1500 Umdrehungen pro Minute) und der Zylinder B wurde so angebracht, daß die Geschwindigkeit von 1500 Umdrehungen pro Minute anstieg und die zwischen den beiden Zylindern bei einer Gleitrate (slip rate) von 5 % entwickelnde Zugkraft wurde gemessen, um den Traktionskoeffizienten herauszufinden.
Die Qualität des Materials der beiden Zylinder war Lagerstahl SUJ-2, die Oberfläche wurde mit Aluminiumoxid (003 Mikrometer) glanzgeschliffen, die Oberflächen-Rauheit betrug weniger als Rmax 0,1 Mikrometer und der Hertz'sche Kontakt-Druck betrug 1,098 x 10&sup9; Pa (112 kgf/mm²). Das Probenöl wurde unter Temperaturkontrolle bei 100ºC gehalten, um die Messung durchzuführen. Tabelle 1 Zusammensetzung (Gewichts-%) Ergeebis Komponente Haltarkeitstest Dauerhaltbarkeit (Minuten) Shell-4-Kugel Verscheißmenge Rostschutzeigenschft. Trationskoeffizient Basis-Öl Sulfonat Haltbarkeit (Anzahl) Anmerkung Auftreten von Schlamm Veräderung des Kupferkatalysators Beispiel gut nein keine Anderung kein Rost Rost (wenig) Schwärzung Vgl. Bsp. viel Verschleißpulver Schlammbildung Festfresser Tabelle 1 (Fortsetzung) Zusammensetzung (Gewichts-%) Ergeebis Komponente Haltarkeitstest Dauerhaltbarkeit (Minuten) Shell-4-Kugel Verscheißmenge Rostschutzeigenschft. Trationskoeffizient Basis-Öl Sulfonat Haltbarkeit (Anzahl) Anmerkung Auftreten von Schlamm Veräderung des Kupferkatalysators Vergleichsbeispiel Schwärzung kein Rost keine Veränd nein Festfressen keine Anderung Rost viel Verschleißpulver Schlamm Verfestigung keine Veränderung handelsüblisches Product (Traktionsöl)
*1 Zu dem Basisöl wurden 5 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung Polymethacrylat (Molekulargewicht 40 000) zugefügt.
Basisöl A: 1-Decalyl-1-cyclohexylethan (cis-Gehalt 63 %) der folgenden Formel:
Basisöl B: Ähnlich dem Basisöl A, cis-Gehalt 88 %.
Basisöl C: Mineralöl, dessen Viskosität 5,32 mm²S&supmin;¹ (cSt) bei 100ºC betrug.

*2 ZnDTP

Pri: Verbindung, worin R¹ bis R&sup4; primäre Hexylgruppen bedeuten
sek.: Verbindung, worin R¹ bis R&sup4; sekundäre Hexylgruppen bedeuten
Aryl: Verbindung, worin R¹ bis R&sup4; Dodecylphenylgruppen bedeuten.
Diese ZnDTP wurden durch die folgende Umsetzung unter Verwendung von Alkohol als synthetischem Rohmaterial hergestellt,
worin als ROH Hexylalkohol, sek.-Hexylalkohol oder Dodecylphenylalkohol verwendet und die zuvor genannten drei Arten ZnDTP hergestellt wurden.

*3 MoDTP

Molyvan L (R. T. Vanderbilt)

*4 TCP

Tricresylphosphat (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)

*5 Sulfonat

Ca-Sulfonat: Sulfol R-10 (Matsumura Oil Co.) Ba-Sulfonat: NASUL-BSN (R. T. Vanderbilt)

Claims

1. Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung, im wesentlichen bestehed aus (A) einem Basisöl, dessen Hauptkomponente ein synthetischer gesättigter Kohlenwasserstoff mit einem kondensierten Ring und/oder einem nichtkondensierten Ring ist, (B) 0,05 bis 5,0 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, Zinkdithiophosphat der folgenden allgemeinen Formel

in der R¹, R², R³ und R&sup4; eine primäre Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeuten, eine sekundäre Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine alkylsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeuten, mit der Maßgabe, daß R¹, R², R³ und R&sup4; gleich oder verschieden sein können, wobei die Menge an Zinkdithiophosphat, in der R¹ bis R&sup4; eine primäre Alkylgruppe bedeuten, mehr als 30 Gew.-% beträgt, bezogen auf das gesamte Zinkdithiophosphat und/oder Oxymolybdän-organophosphordithioat-sulfid der folgenden allgemeinen Formel

in der R&sup5; und R&sup6; eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen bedeuten und in der x und y eine positive reelle Zahl bedeuten, die der Gleichung x + y = 4 genügt mit der Maßgabe, daß R&sup5; und R&sup6; gleich oder verschieden sein können und (C) 0,01 bis 5,0 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, von wenigstens einer Verbindungsart, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Estern der Phosphorsäure, Estern der phosphorigen Säure und ihren Aminsalzen.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der gesättigte Kohlenwasserstoff mit einem kondensierten Ring ein gesättigter Kohlenwasserstotf mit einer Decalylgruppe ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der gesättigte Kohlenwasserstoff mit einem nichtkondensierten Ring ein gesättigter Kohlenwasserstoff mit einer Cyclohexylgruppe ist.

4. Schmiermittelzusammensetzung für die Kraftübertragung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung ein Rostschutzmittel enthält.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin das Rostschutzmittel Calciumsulfonat oder Bariumsulfonat ist.