EP3431574A1 - Schmiermittelzusammensetzung - Google Patents

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EP3431574A1
EP3431574A1 EP17182700.9A EP17182700A EP3431574A1 EP 3431574 A1 EP3431574 A1 EP 3431574A1 EP 17182700 A EP17182700 A EP 17182700A EP 3431574 A1 EP3431574 A1 EP 3431574A1
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EP
European Patent Office
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thickener
water
lubricant composition
base oil
component
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17182700.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Figge
Lutz KOGEL
Tobias ASAM
Patrick DEGEN
Christopher FOLLAND
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Carl Bechem GmbH
Original Assignee
Carl Bechem GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Carl Bechem GmbH filed Critical Carl Bechem GmbH
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Priority to CN201880055345.3A priority patent/CN111315853A/zh
Priority to PCT/EP2018/069953 priority patent/WO2019016412A1/de
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Definitions

  • the invention relates to a base oil for a lubricant composition, in particular a lubricating grease composition and to processes for the preparation of this lubricant composition.
  • Greases typically consist of 65 to 95% of a base oil, 3 to 30% of a thickener component and 0 to 10% of additives ( Wilfried J. Bartz: Greases. Composition, properties, testing and application, Expert 2000, p. 33 ).
  • the base oils usually consist of natural or synthetic oils.
  • Such grease compositions are for example from WO08154997 A1 known.
  • the base oil for the preparation of a lubricant composition can be aqueous.
  • it is watery and oil-free.
  • the base oil may consist of water.
  • the base oil contains one or more polymers or salts thereof (polymer component).
  • polymer component By the polymer component and / or the proportions of water to polymer components, the chemical and / or physical properties of the base oil, in particular the viscosity can be influenced.
  • lubricant compositions having advantageous electrical conductivities can be formed.
  • the conductivities of the lubricants according to the invention are preferably in the range from 10 -12 to 10 -3 S / cm, preferably in the range from 10 -9 to 10 -3 S / cm, particularly preferably in the Range between 10 -7 and 10 -3 , in particular in the range between 10 -5 and 10 -3 S / cm.
  • the lubricant compositions according to the invention can serve as conductive seals, as described, for example, in US Pat EP 0962 675 A2 to be discribed.
  • the aqueous base oils according to the invention make it possible to reduce the oil content in the lubricant composition, advantageously dispensing with oils entirely.
  • the base oils according to the invention and the lubricant compositions produced therewith are oil-free, in particular mineral oil-free.
  • the base oils and lubricant compositions according to the invention can preferably be used in devices in which possible leaks would directly lead to contamination of the environment. This is particularly important in applications where contamination of surface water is to be feared.
  • a particularly preferred field of application is therefore the use of the lubricant compositions of the invention in underwater applications, such as in underwater turbines.
  • the invention therefore relates to a lubricant composition, preferably a grease composition, comprising water and a first component of one or more thickeners or salts thereof (thickener component), the relative proportion of water being at most 70% by weight, preferably at most 50% by weight, especially preferably not more than 40% by weight, very particularly preferably not more than 35% by weight, if the thickener component has a dropping point of not more than 260 ° C, preferably of not more than 280 ° C, particularly preferably of 300 ° C.
  • the base oil refers to a carrier medium, in particular a dispersion medium, which is suitable for receiving, in particular dispersing, the thickener component and any additives present.
  • the base oil in itself has friction-reducing properties. It may significantly affect the lubricating properties of the resulting lubricant composition, particularly grease composition, due to its chemical composition and properties.
  • the base oil contains a polymer component.
  • “Grease compositions” are semi-liquid to consistent dispersions of a thickener component in a liquid carrier medium, especially a base oil.
  • Grease compositions can resist external, shape changing forces.
  • Grease compositions have a yield point.
  • the molecules in grease compositions have a higher state of order as compared to the molecules in liquid lubricant compositions.
  • a “thickener” is a substance that has the ability to form a three-dimensional network in a medium.
  • This network may preferably consist of fibrous structural units (fibrils), which may in particular consist of crystallites and micelles. These can be formed by association as molecular aggregates.
  • the molecules of the base oil are preferably embedded in this three-dimensional network through molecular interactions, capillary forces and mechanical inclusions.
  • Thickeners can also be present as salts. Unless explicitly stated, the term “thickener” always covers the salts thereof.
  • the use of a thickener in the base oil preferably results in the grease composition having a defined yield point.
  • the reason for this is the above-described three-dimensional network formed by the thickener molecules as a result of physical interactions, as a result of which, in part, the molecules of the base oil can be bound or incorporated into the three-dimensional matrix.
  • the “melting point” refers to the temperature at which the liquid and solid phases of a substance are in equilibrium at normal pressure (1013 hPa). At the melting point of the material, preferably without changing chemically, from solid to liquid state.
  • the "drop point” refers to the meltability of solid fats, especially lubricants.
  • the dropping point is in the context of the invention, the temperature at which the lubricant drips under test conditions, for example, the standard IP 396 under its own weight, in particular begins to flow.
  • polymer component is meant one or more water-soluble polymers or their salts. Unless otherwise stated herein, the term polymer always includes salts of the polymer. By bringing the polymer component into contact with water, a thickened liquid of increased viscosity can result compared to the viscosity of water.
  • the polymer in particular the polymer component, may also have lubricating properties. Advantageous embodiments of the invention will be explained in detail below.
  • the relative proportion of water is at least 10% by weight, preferably at least 15% by weight, more preferably at least 20% by weight, most preferably at least 30% by weight, if the thickener component has a maximum dropping point 260 ° C, preferably of at most 280 ° C, particularly preferably of 300 ° C.
  • the relative proportion of water in this embodiment is at least 10% by weight, preferably at least 15% by weight, more preferably at least 20% by weight, most preferably at least 30% by weight, if the thickener component has a melting point of at most 260 ° C, preferably of not more than 280 ° C, particularly preferably of 300 ° C.
  • the base oil contains a polymer component.
  • the relative proportion of the polymer component in the base oil is preferably from 0.05 to 15% by weight, preferably from 0.1 to 10% by weight, in particular from 0.1 to 5% by weight. This is especially true when the polymer component is a cellulose ether or salt thereof, especially the sodium salt of carboxymethylcellulose.
  • the relative proportion of thickener component in the total composition is at least 20% by weight, preferably at least 30%, more preferably at least 35% by weight, most preferably more than 35% by weight.
  • Particularly preferred lubricant grease compositions according to the invention result in a relative proportion of the water between 25 and 95 wt.%, A proportion of the polymer component between 0.5 and 4 wt.% And a proportion between 10 and 70 wt.% Of the thickener component.
  • natural polymer also referred to as “biopolymer” refers to polymers whose origin is of biological origin and which contain no chemical modifications.
  • a “semisynthetic polymer” is meant a chemically modified natural polymer. Examples are carboxyalkyl cellulose (such as carboxymethyl cellulose), hydroxyalkyl cellulose (such as hydroxypropyl cellulose) or cellulose acetate.
  • Synthetic polymers refers to polymers obtained from chemical synthesis / polymerization. Examples are polyvinyl alcohols, polyethylene glycols, polyvinylpyrrolidones, etc.
  • natural polymers or their salts of the polymer component in the grease composition can be selected.
  • alginates, pectins, celluloses, gelatins and natural starches may be used.
  • the cation of the salt of carboxymethylcellulose is selected from the group consisting of metals of the 1st, 2nd, 3rd or 4th main group or the 12th subgroup or mixtures thereof.
  • the following metals are selected from the group consisting of: Li, Na, K, Ca, Ba, Al and / or Zn, particularly preferably from the group consisting of Li, Na, K and Ca.
  • the sodium salt of the carboxymethyl cellulose is Walocel CRT 1000 PA.
  • Preferred viscosities of the sodium salt of carboxymethyl cellulose are between 10 to 40,000 mPa as a 2% solution in water.
  • the molecular weights of the sodium carboxymethylcellulose are in the range between 90,000 g / mol and 700,000 g / mol, preferably.
  • the semisynthetic polymers of the polymer component are selected from the group consisting of: cellulose ethers, cellulose esters, or mixtures thereof.
  • the thickener component is selected from the group consisting of: soap thickeners, non-soap thickeners or mixtures thereof.
  • the thickener components soap thickeners and non-soap thickeners are distinguished.
  • a general description of thickeners already known to the skilled worker for a long time can be found in T. Goertz, Soap-Based Greases, Composition - Production - Properties, Tribology + Lubrication Technology, Volume 56, 1/2009.
  • the thickener components of the grease composition according to the invention are selected from the group comprising: metal soaps, complex soaps or mixed soaps which are among the soap thickeners.
  • non-soap thickeners are in particular ureas, clays such as bentonite, montmorillonite or bauxite, silicates, silicas, talc , Polytetrafluoroethylene, metal salts, pigments or graphite.
  • ureas such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates such as bentonite, montmorillonite or baux
  • the "soap thickeners" in lubricating grease compositions are, in particular, metal soaps or salts which can be formed by reaction of metal hydroxides with fatty acids with elimination of water.
  • metal hydroxides is meant compounds which consist in the solid state of an ionic crystal lattice.
  • the negative lattice elements or anions in this crystal lattice consist of oxygen and hydrogen, in particular hydroxide ions (OH - ).
  • the positive lattice building blocks or cations of the crystal lattice are metals. In a preferred embodiment, they are metals of the 1. 2. 3 and 4. Main group and the 12th subgroup.
  • “Simple metal soaps” are produced by the reaction of metal hydroxide with fatty acid. In addition to the free fatty acid, triglycerides can also be reacted with metal hydroxides to form soaps with mixed anions.
  • mixed metal soaps are understood as meaning mixtures of soaps with various metal ions, in particular cations, which can be formed by reacting two different metal hydroxides with fatty acid.
  • the Properties of such mixed soap fats composed more or less proportionately from the properties of simple metal soaps.
  • mixed metal soaps are preferably used to improve inadequate properties of certain types of soap, for example, to improve the water resistance of lithium and sodium fats by blending with calcium soaps.
  • the preparation is particularly preferably carried out in a one-step process.
  • Complex soaps are generated in particular by the reaction of metal hydroxide with fatty acid and inorganic acids such as boric acid or short-chain organic monocarboxylic acids, preferably acetic acid or dicarboxylic acids, particularly preferably adipic acid azelaic acid and sebacic acid.
  • fatty acid and inorganic acids such as boric acid or short-chain organic monocarboxylic acids, preferably acetic acid or dicarboxylic acids, particularly preferably adipic acid azelaic acid and sebacic acid.
  • Bentonites are clay-containing rocks, the majority of which consists of a three-layer silicate with a swelling capacity, preferably montmorillonite. Bentonites may contain, in addition to the main portion, additional accompanying minerals, in particular quartz, mica, feldspar or lime in varying proportions. Bentonites as thickeners are well known to those skilled in the art (T. Goertz, Gel and Bentonite Fats - Composition - Properties, Tribology + Lubrication Technology, Volume 56, 2/2009).
  • silicas is meant the oxygen acids of silicon.
  • it is preferably condensates of monosilicic acid (Si (OH) 4 ), in particular polysilicic acids.
  • Soap thickeners are typically composed of one or more anions and one or more cations, and are thus in particular ionic compounds.
  • the cation of the soap thickener is in a preferred embodiment of the grease composition according to the invention selected from the group consisting of metals of the 1st, 2nd, 3rd and 4th main group and metals of the 12th subgroup.
  • the following metals are selected from the group consisting of: Li, Na, K, Ca, Ba, Al and / or Zn, particularly preferably from the group consisting of Li, Na, K and Ca.
  • the anions of the soap thickener are selected in a further particularly preferred embodiment from the group consisting of: saturated C 2 to C 30 mono- and / or dicarboxylic acids, mono- or polyunsaturated C 2 to C 30 mono- and / or dicarboxylic acids, aromatic C 5 to C 30 mono- and dicarboxylic acids or a mixture of such carboxylic acids.
  • the anions of the soap thickener are selected from monocarboxylic acids. In a further preferred embodiment, the anions of the soap thickener are selected from dicarboxylic acids. Particularly preferred are the anions of the selected from mixtures of mono- and dicarboxylic acids.
  • the anions of the soap thickener are selected from the group consisting of: saturated C 2 to C 30 mono- and / or dicarboxylic acids, preferably C 12 to C 20 mono- and / or dicarboxylic acids, particularly preferably stearic acid, sebacic acid, adipic acid and azelaic acid or mixtures thereof.
  • the anions of the soap thickener are preferably selected from derivatives of the monocarboxylic acids and / or dicarboxylic acids.
  • Substituted mono- and / or dicarboxylic acid derivatives are also preferably selected.
  • the mono- and / or dicarboxylic acids are in particular selected from the group consisting of: hydroxystearic acids and / or hydroxystearic acid derivatives, hydroxysebacic acids and / or hydroxysebacic acid derivatives, in particular from 12-hydroxystearic acid.
  • carboxylic acids therefore includes here in addition to the unsubstituted carboxylic acids and the carboxylic acids with a substituted alkyl group and carboxylic acid derivatives.
  • Preferred substituents of the alkyl group here are selected from the group consisting of: hydroxides, halides, ethers and amines.
  • Preferred carboxylic acid derivatives are selected from the group consisting of: carboxylic acid amides, carboxylic acid esters, carboxylic acid halides, and carboxylic acid anhydrides.
  • the anions of the soap thickener may be selected from the group consisting of inorganic acids, in particular boric acids or phosphoric acids.
  • the soap thickener is obtainable in the grease composition by contacting a mono- and / or dicarboxylic acid, preferably the abovementioned and alkanolamines and / or alkylamines, preferably alkanolamines, particularly preferably triethanolamine.
  • soap thickeners with particularly favorable properties can be obtained by combining a mixture of alkanolamines and one or more metal hydroxides and the mono- and / or dicarboxylic acids according to the invention, which are defined as herein.
  • grease compositions are obtainable by contacting a base oil containing water and one and / or more cellulose esters, preferably carboxymethylcelluloses and / or salts thereof, more preferably sodium carboxymethylcellulose, and a thickener component obtainable by contacting a mixture of alkanolamines, especially triethanolamine and one or more metal hydroxides, preferably from the group consisting of lithium, sodium, potassium and calcium hydroxide, in particular potassium hydroxide, and one or more mono- and / or dicarboxylic acids, preferably from the group consisting of stearic acid, 12-hydroxystearic acid, sebacic acid or mixtures thereof.
  • grease compositions are obtainable by contacting a base oil consisting of water and sodium carboxymethylcellulose, a thickener component obtainable by combining a mixture of triethanolamine, potassium hydroxide and stearic acid.
  • the grease compositions of the invention may be prepared by contacting a base oil consisting of water and sodium carboxymethyl cellulose and a thickener component obtainable by combining a mixture of a metal hydroxide, especially a lithium, sodium, potassium, and / or calcium hydroxide, and a mono- and or dicarboxylic acid, preferably stearic acid, stearic acid derivatives, terephthalic acid or terephthalic acid derivatives, sebacic acid or sebacic acid derivatives, adipic acid or adipic acid derivatives, azelaic acid or azealic acid derivatives or mixtures thereof.
  • a base oil consisting of water and sodium carboxymethyl cellulose and a thickener component obtainable by combining a mixture of a metal hydroxide, especially a lithium, sodium, potassium, and / or calcium hydroxide, and a mono- and or dicarboxylic acid, preferably stearic acid, stearic acid derivatives, terephthalic
  • these grease compositions are obtainable by contacting a base oil containing water and a carboxymethylcellulose and / or salts thereof, especially sodium carboxymethylcellulose, and a thickener component obtainable by contacting alkanolamines, especially triethanolamine and stearic acid and / or sebacic acid.
  • those lubricating grease compositions which have a thickener, the thickener being obtainable from one or more mono- or multiisocyanates, preferably diisocyanates, in particular toluene diisocyanate and / or methylene diphenyl isocyanate or dimers thereof, with an amine of the general formula R '. 2 NR and / or a diamine of the general formula R ' 2 NRN-R' 2 , wherein R is an aryl, alkyl, or alkylene radical, in particular a polyaryl, polyalkyl or polyalkylene radical, or with a mixture of amines or diamines , contains.
  • R is an aryl, alkyl, or alkylene radical, in particular a polyaryl, polyalkyl or polyalkylene radical, or with a mixture of amines or diamines , contains.
  • Muttiisocyanate include in addition to integer multiples of the isocyanates, preferably di-, tri-, tetraisocyanates, in particular also oligo- or polyisocyanates, also half-integer multiples of the isocyanates, or mixtures thereof.
  • the thickener contains the reaction product of one or more diisocyanates with a primary amine.
  • the grease compositions of the invention may be prepared by contacting a base oil consisting of water and sodium carboxymethylcellulose and a thickener component obtainable by combining a mixture of one or more diisocyanates, preferably aryl diisocyanates, especially toluene diisocyanate and / or methylene diphenylisocyanate, with an alkylamine, preferably a C1 to C10 alkylamine, Octylamine and / or an alkylenediarylamine, in particular methylenedianiline or with a mixture of amines or diamines, are particularly preferably prepared.
  • a base oil consisting of water and sodium carboxymethylcellulose and a thickener component obtainable by combining a mixture of one or more diisocyanates, preferably aryl diisocyanates, especially toluene diisocyanate and / or methylene diphenylisocyanate, with an alkylamine, preferably a C1 to C10 alkyl
  • alkyl group is meant a saturated hydrocarbon chain.
  • alkyl groups have, in particular, the general formula -C n H 2n + 1 .
  • alkenyl groups refer to hydrocarbon chains containing at least one double bond along the chain.
  • an alkenyl group having a double bond has in particular the general formula - C n H 2n-1 .
  • alkenyl groups may also have more than one double bond.
  • Aryl groups refer to monocyclic (eg, phenyl), bicyclic (eg, indenyl, naphthalenyl, tetrahydronaphthyl, or tetrahydroindenyl) and tricyclic (eg, fluorenyl, tetrahydrofluorenyl, anthracenyl, or tetrahydroanthracenyl) ring systems in which the monocyclic ring system or at least one of the rings in a bicyclic or tricyclic ring system is aromatic.
  • Grease compositions can be described by the so-called consistency index (NLGI class, National Lubricating Grease Institute). The classification ranges from 000 to 6.
  • the grease compositions of the invention are preferably in the range of NLGI 000 and NGLI 4, preferably in the range between NLGI 0 and NLGI 3, more preferably have a consistency index of NLGI 2.
  • the "consistency” is a measure of the inertia of the fats, so the resistance of the fat to change in shape.
  • the consistency can be determined by penetration test. According to the invention, the preferred Method of "cone penetration” according to DIN ISO 2137 applied. Penetration is the penetration depth of a defined cone at 25 ° C after 5 seconds understood by its weight. Above all, the penetration depends on the composition and the structure of the respective fat. It can therefore serve the classification of fat in consistency classes.
  • the measured penetration in the range from 475 to 170 tenths of a millimeter, preferably in the range between 385 and 220, more preferably in the range between 295 and 265.
  • flow pressure can also be used to classify grease compositions. This gives information about the mobility of a grease at different temperatures.
  • flow pressure is meant the differential pressure to atmospheric pressure required to force a grease train out of a test nozzle. The thus determined flow pressure characterizes the flow behavior of the lubricating grease compositions according to the invention.
  • the flow pressure can be determined according to DIN 51805-2.
  • the flow pressure, measured at 20 ° C., of the lubricant composition is in the range between 60 and 90 mbar, in particular at 75 mbar. In a further preferred embodiment, the flow pressure of the lubricant composition measured at 0.degree. C. is in the range between 85 and 115 mbar, in particular at 100 mbar.
  • the flow pressure of the lubricant composition measured at -5 ° C. is in the range between 135 and 165 mbar, in particular at 150 mbar. In a preferred embodiment, the flow pressure of the lubricant composition measured at -10 ° C. is in the range between 200 and 250 mbar, in particular at 225 mbar. In a preferred embodiment, the flow pressure of the lubricant composition measured at -20 ° C. is in the range between 500 and 600 mbar, in particular 550 mbar.
  • the electrical conductivity lies in the range between 10 -12 and 10 -3 S / cm, preferably in the range between 10 -9 and 10 -3 S / cm, more preferably in the range between 10 -7 and 10 -5 , in particular in the range between 10 -5 and 10 -3 S / cm.
  • the conductivity is preferably determined on the basis of ISO 16773-1.
  • the base oil for producing the lubricating grease composition according to the invention consists of water and a polymer component which can be used according to the invention, in particular cellulose ethers and salts thereof. Very particular preference is given to the sodium salt of carboxymethylcellulose.
  • the base oil has a water content of 100% by weight, preferably of at least 80% by weight, 50 and 60 particularly preferably of at least 30% by weight.
  • the base oil has a viscosity index of at least 120, preferably of at least 140, particularly preferably of at least 180.
  • the "viscosity index” refers to the temperature-dependent change in the viscosity of a lubricant. It can be determined from the kinematic viscosity according to ISO 3104.
  • the viscosity of the base oil at 40 ° C is advantageously in a range of 1 and 100,000 mm 2 / s, preferably in the range of 1 to 10,000 mm 2 / s, more preferably in the range of 100 to 1500 mm 2 / s.
  • the most preferred polymer component for these preferred compositions is the sodium salt of carboxymethylcellulose.
  • welding force is understood to mean a test force in Newton (N) in which a movement inability, in particular by welding of the four-ball system, occurs in the testing device.
  • the "Gutkraft” refers to the measured in Newton (N) measured before reaching the welding force at which no immobility, in particular no welding of the four-ball system has occurred in the tester.
  • VKA welding force here refers to the testing forces for good and welding force in Newton (N), determined according to the conditions according to DIN 51350-4.
  • additives may be added to the grease compositions, additives and additives of the invention as known in the art of lubricant compositions.
  • additives for example, in addition to corrosion inhibitors, emulsifiers, stabilizers, solubilizers and so-called.
  • Extreme Pressure Additives can be used.
  • one component is a metal hydroxide, or an alkyl or alkanolamine
  • the second component is a carboxylic acid according to the invention.
  • one component is a diisocyanate
  • the second component is an amine according to the invention.
  • the base eg, a metal hydroxide
  • the base oil it is advantageous to provide the base (eg, a metal hydroxide) in the base oil and then to heat the mixture first. Temperatures of 40 to 90 ° C, more preferably from 60 to 80 ° C are advantageous. Only then does the addition of the fatty acids, preferably of mono- and / or dicarboxylic acids, take place.
  • metal hydroxides from the group consisting of lithium, sodium, potassium and calcium hydroxide, in particular potassium hydroxide, are of particular interest.
  • carboxymethyl cellulose is particularly preferred as the polymer component, the sodium salt of carboxymethyl cellulose being particularly preferred.
  • a mixture of 22.5 g of sodium carboxymethylcellulose and 0.5 g of polyethylene glycol (M w ⁇ 90,000 g / mol) are dissolved in 322.0 g of water.
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following excellent properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Resting penetration 303 Walkpenetration 286 NLGI class 2 Dropping point (IP396) 99.3 ° C Flow pressure (DIN 51805): 20 ° C 75 mbar 0 ° C 100 mbar -5 ° C 150 mbar -10 ° C 225 mbar -20 ° C 550 mbar Wear index (DIN 51350 T5) 1.7 mm Welding force (DIN 51350 T4) 1200 N Corrosion properties on copper (DIN 51811) / aluminum (based on DIN 51811) 1 Electric conductivity 2 x 10 -6 S / cm
  • a base oil mixture according to the invention which consists of a mixture of 160 g of sodium carboxymethylcellulose and 9840 g of water.
  • Example 2 Grease composition with a simple lithium metal soap
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following excellent properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 390 NLGI class 00
  • Example 3 Grease composition with a simple calcium metal soap
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following excellent properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 232 NLGI class 3
  • Example 4 Grease composition with a simple barium metal soap
  • KOH potassium hydroxide
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 234 NLGI class 3
  • Example 5 Grease composition with a simple barium metal soap
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 324 NLGI class 1
  • Example 6 Grease composition with a simple sodium metal soap
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following excellent properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 231 NLGI class 3
  • Example 7 Lubricating grease composition with a lithium complex soap
  • LiOH lithium hydroxide
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following excellent properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 270 NLGI class 2
  • Example 8 Grease composition with a sodium complex soap
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following excellent properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 270 NLGI class 2
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 447 NLGI class 000.
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 236 NLGI class 3
  • HDK T40 highly dispersed silicic acid
  • the grease was examined according to the standardized procedures.
  • the resulting grease had the following properties: property reading Penetration (DIN ISO 2137): Worked penetration 240 NLGI class 3
  • the cone penetration of greases is determined at 25 ° C by loosening the cone device from the penetrometer so that the cone sinks in for 5 seconds. Then the penetration depth is measured.
  • the cone used is an optional cone according to DIN ISO 2137, consisting of a truncated cone made of brass with removable top made of hardened steel.
  • a quarter cone according to DIN ISO 2137 can be used. The dimensions and limit deviations correspond to Fig. 3 and Fig. 5 to DIN ISO 2137.
  • the resting penetration is determined on sample quantities which have been filled under light mechanical stress into a container suitable for the test.
  • the samples are taken in accordance with ASTM D 4057.
  • the sample can be checked for inhomogeneity, oil separation, phase transitions or coarse contamination. If different conditions apply, a new sample will be used. A sufficient amount of the sample is withdrawn to overfill the pot of grease kneader.
  • An empty metal container and another metal container filled with the sample are placed in a water bath according to DIN ISO 2137.
  • the temperature of the sample is brought to 25 ° C and held.
  • the sample is transferred to the metal container of the grease mixer, taking care to stir the sample as little as possible.
  • the container is pushed open to expel any trapped air.
  • the grease is then compacted under low stress with a spatula. Excess grease is removed by pulling the blade of the spatula over the rim of the pot at an angle of about 45 ° to the direction of movement to create a flat surface.
  • the penetrometer cone is carefully cleaned before each test and held securely in the raised position during cleaning. Any grease or oil residue will be completely removed from the penetrometer shaft.
  • the pot is placed on the exactly horizontal Penetrometer table, the mechanism is adjusted so that the cone is held in the "zero" position. Care should be taken with each measurement to align the instrument so carefully that the cone tip will make the specimen surface straight touched at the point which is determined depending on the consistency of the respective sample. The observation took place with the help of the shadow of the cone tip.
  • the pot is centered depending on the nature of the grease by means of a centering device.
  • the cone shaft is quickly released and then it is dropped for 5.0 seconds and then fixed in this position.
  • the indicator shaft is gently pressed down until it is stopped by the cone shaft. Subsequently, the penetration can be read from the display scale.
  • the sample will only be used for one test.
  • three tests are carried out in a single container by setting the penetrations at an angular distance of approximately 120 °, approximately halfway between the center and the wall of the container.
  • Swath penetrations are determined immediately after swirling the sample with 60 double strokes in a standard grease mixer.
  • a sufficient amount of the sample is withdrawn to overfill the pot of grease kneader.
  • the assembled grease mixer is placed in a water bath maintained at 25 ° C until the temperature of the grease kneader and its contents is 20.0 ° C. The grease is then exposed for 1 min 60 double strokes with the piston. The following further experiments were carried out in quick succession.
  • the rolled sample is prepared in the pot for further testing in accordance with DIN ISO 2137.
  • the penetration is determined as already described in A).
  • the National Lubricating Grease Institution classifies greases by their consistency, which is determined with 60 strokes of the walkpenetration.
  • the NLGI classification contains nine consistency classes or classes, each of which corresponds to a specified range of walkpenetration.
  • the NLGI classification is defined in ISO 6743-99 and listed for classes 000 to 4 in the following table: NLGI Walkpenetration in units (tenths of a millimeter) 000. 445 to 475 00 400 to 430 0 355 to 385 1 310 to 340 2 265 to 295 3 220 to 250 4 175 to 205
  • the determination of the dropping point is completely automated according to the requirements of the standard IP 396 by means of a double heating ramp.
  • the grease to be measured is brought to an initial temperature of 10 ° C above ambient temperature. Subsequently, the sample is heated at a heating rate of 10 ° C / min to a starting temperature which depends on the expected dropping point of the sample. Once a temperature is reached which is 20 ° C below the expected dropping point, the heating rate is reduced to 1 ° C / min.
  • the approximate determination of the dropping point should first be made. For this purpose, a heating rate of 10 ° C / min over the entire period of the measurement is set. For the determination of the temperature, which is 20 ° C below the expected dropping point, the approximate value of the dropping point can be used. A second measurement provides the dropping point of the grease composition.
  • the grease-filled test nozzle of the tester is connected to a gas pressure generating device and a pressure gauge.
  • the pressure is preferably increased at intervals of 30 s by a certain amount, which is dependent on the flow pressure of the grease, so long until the grease train has leaked out of the test nozzle and the compressed gas escapes through the test nozzle.
  • the tempering chamber equipped with the test nozzle is tempered for preferably 2 hours before the start of the test.
  • the samples to be measured are measured at 20 ° C, 0 ° C, -10 ° C and -20 ° C.
  • the recommended maximum period of time provided for in DIN 51805-2 is preferably maintained until the intended test temperature is reached.
  • the grease composition is tested in a four-ball system (DIN 51350-1), which preferably consists of a rotating ball (running ball), which slides under a predetermined test force on three of their same balls (stationary balls).
  • the test time may preferably be 60 minutes or 60 seconds.
  • the dome diameter of the three stationary balls is measured and averaged.
  • the ball pot or ball holder consisting of clamping, pressure plate and test balls are thoroughly cleaned and dried in a residue-free solvent, preferably FAM gasoline.
  • the cleaned ball cup is filled free of air bubbles with the grease composition to be tested.
  • three cleaned fürkugeln (DIN 51350-1), preferably the stand balls, slightly pressed and firmly clamped.
  • the ball pot is filled so that the stand balls are covered and the ball holder do not immerse in the grease.
  • the excess grease composition is preferably withdrawn via the edge of the ball pot by means of a spatula.
  • the ball pot and grease composition have a temperature between 18 ° C and 40 ° C.
  • Another test ball is pressed as a ball in the ball holder and inserted into the test spindle.
  • test force is applied, the test force is preferably set to 150 N, 300 N or 1000 N according to three different methods.
  • the drive motor is set to 1450 revolutions per minute.
  • the lubricating grease compositions according to the invention are tested in a four-ball system (DIN 51350-1), which preferably consists of a rotating ball (running ball), which slides under a specified test force on three identical balls (stationary balls) (analogous to point 5.)
  • the test load can be gradual be increased until a welding of the four-ball system occurs.
  • the test is carried out analogously to the implementation in point 5 (vide supra).
  • test load is increased to determine the welding force, however, until a welding of the balls occurs.
  • the test load is increased from test run to test run in the test force range between 2000 N and 4800 N by 200 N in each case or by 500 N in the test load range between 5000 N and 12000 N.
  • the VKA welding force of a grease composition is preferably determined by two matching individual measurements from three trials each, for goodness and welding strength.
  • test temperature depends on the upper service temperature of the particular grease and can be 50 ° C, 100 ° C and / or another temperature to be agreed.
  • All surface defects are removed by means of an abrasive paper or with abrasive cloth.
  • the copper strips are stored under solvent until use.
  • the insertion of the copper strip in the holding device by means of tweezers.
  • the copper strip or aluminum strip is immersed obliquely in a beaker which was previously filled with the test grease at room temperature up to 10 mm below the edge and preferably free of air bubbles.
  • the copper strip protrudes here preferably 10 mm out of the grease.
  • the test is carried out according to the agreed test duration and / or temperature.
  • the grease compositions are measured for electrical conductivity testing by the method of impedance spectroscopy following ISO 16773-1.
  • Impedance spectroscopy is a method to study ion transport processes in solids.
  • To be examined grease composition by introducing a sample into a electrochemical cell an AC voltage, preferably low amplitude, applied.
  • the alternating voltage can generate in the sample an alternating current of the same frequency, which is measured by means of a frequency response analyzer.
  • Corresponding control and evaluation software can use the system data to create an equivalent circuit diagram as a function of the respective sample and compare it with the measured frequency changes and thus determine the conductivity of the sample.
  • the grease composition is filtered before each measurement, preferably inert filter materials, in particular ceramics are used and the sample is degassed, preferably, the degassing of the sample can be carried out in an ultrasonic bath at elevated temperature. Thereafter, the respective sample can be filled into a test cell. The sample is heated gradually, preferably in a range between 0 and 150 ° C. Subsequently, the sample is preferably cooled in the same range between 150 and 0 ° C. The electrical conductivity is determined by means of the evaluation software.
  • the sample vessel is filled with the sample at room temperature up to the ring mark.
  • the sample cup is capped with a cork containing a pour point thermometer. Align the cork and thermometer so that the cork is firmly seated, the thermometer and sample cup coaxial, and that the thermometer cup is submerged until the beginning of the capillary is approximately 3 mm below the oil surface.
  • the sample vessel is placed in the ethanol bath without a jacket vessel. For oils that are expected to have a pour point below -15 ° C, the sample is cooled down to 0 ° C in large increments. Thereafter, the sample is further cooled in 3 ° C increments. In these intervals, it is checked whether the oil is still flowable. It is tested up to the temperature at which no movement of the sample is observed after 5s in a horizontal position.
  • the kinematic viscosities are carried out in accordance with the respective implementation in DIN 51562-1.
  • the kinematic viscosities are determined at 40 ° C and 25 ° C.
  • the calculation of the viscosity index is carried out according to a corresponding evaluation software, taking into account the kinematic viscosities at 40 and 25 ° C.
  • Lubricant composition according to one of the preceding embodiments 3 or 4, wherein the weight ratio of the polymer component to the thickener component is between 1:60 and 1: 2, preferably between 1:40 and 1: 3, in particular between 1:30 and 1: 5.
  • Lubricant composition according to one of the preceding embodiments, wherein the relative proportion of the thickener component to the total composition is at least 20% by weight, preferably at least 30% by weight, more preferably at least 35% by weight, most preferably more than 35% by weight.
  • soap thickeners in particular simple metal soaps, complex soaps and / or mixed metal soaps
  • non-soap thickeners in particular ureas
  • clays in particular bentonite, montmorillonite or bauxite
  • silicates silicates
  • silicas talc
  • polytetrafluoroethylene polytetrafluoroethylene
  • metal salts pigments, graphite or mixtures thereof.
  • Lubricant composition according to one of the preceding embodiments 11 or 12, wherein the anions of the soap thickener are selected from the group consisting of: saturated C2 to C30 mono- or dicarboxylic acids, mono- or polyunsaturated C2 to C30 mono- or dicarboxylic acids, aromatic C5 to C30 mono - And dicarboxylic acids or a mixture of such carboxylic acids, preferably from the group consisting of saturated C2 to C20 mono- or dicarboxylic acids, mono- or polyunsaturated C2 to C20 mono- or dicarboxylic acids, aromatic C5 to C30 mono- and dicarboxylic acids or mixtures thereof, in particular preferably from the group consisting of stearic acid, sebacic acid, 12-hydroxystearic acid, adipic acid and azelaic acid, terephthalic acid or mixtures thereof.
  • Lubricant composition according to one of the previous embodiments, wherein the consistency index (NLGI class) is in the range between 000 and 4, in particular 2.
  • Lubricant composition according to one of the preceding embodiments, wherein the Walkpenetration in the range between 475 and 170 tenths of a millimeter, preferably in the range between 385 and 220, more preferably in the range between 295 and 265.
  • Lubricant composition according to one of the preceding embodiments, wherein the electrical conductivity in the range between 10 -12 and 10 -3 S / cm, more preferably in the range between 10 -9 and 10 -3 S / cm, very particularly preferably in the range between 10 -7 and 10 -3 S / cm, in particular in the range between 10 -5 and 10 3 S / cm.
  • Base oil for the preparation of a lubricant composition wherein it contains water and a polymer component defined according to one of the Au Replacementsformen 3 to 5 and 7 to 10, preferably consists thereof.
  • Base oil according to one of the embodiments 19 or 20, wherein the base oil has a viscosity index of at least 120, preferably of at least 140, particularly preferably of at least 180.

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Abstract

Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere eine Schmierfettzusammensetzung, auf Grundlage eines wässrigen Grundöls.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Grundöl für eine Schmiermittelzusammensetzung, insbesondere eine Schmierfettzusammensetzung sowie Verfahren zur Herstellung dieser Schmiermittelzusammensetzung.
  • Schmierfette bestehen typischerweise aus 65 bis 95 % eines Grundöls, 3 bis 30 % einer Verdickerkomponente und 0 bis 10 % Additiven (Wilfried J. Bartz: Schmierfette. Zusammensetzung, Eigenschaften, Prüfung und Anwendung, Expert 2000, S. 33). Die Grundöle bestehen meist aus natürlichen oder synthetischen Ölen. Derartige Schmierfettzusammensetzungen sind beispielsweise aus der WO08154997 A1 bekannt.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass das Grundöl für die Herstellung einer Schmiermittelzusammensetzung wässrig sein kann. Vorzugsweise ist es wässrig und ölfrei. Im einfachsten Fall kann das Grundöl aus Wasser bestehen. Vorzugsweise enthält das Grundöl ein oder mehrere Polymere oder Salze davon (Polymerkomponente). Durch die Polymerkomponente und/oder die Mengenverhältnisse von Wasser zu Polymerkomponenten können die chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften des Grundöls, insbesondere die Viskosität beeinflusst werden.
  • Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Grundöls für die Herstellung einer Schmiermittelzusammensetzung können Schmiermittelzusammensetzungen mit vorteilhaften elektrischen Leitfähigkeiten entstehen. Vorzugsweise liegen die Leitfähigkeiten der erfindungsgemäßen Schmierstoffe im Bereich von 10-12 und 10-3S/cm, bevorzugt im Bereich von 10-9 und 10-3 S/cm, besonderes bevorzugt im Bereich zwischen 10-7 und 10-3, insbesondere im Bereich zwischen 10-5 und 10-3 S/cm. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, die erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen, insbesondere die erfindungsgemäßen Fette, als "Strombrücken" einzusetzen, so zum Beispiel in Wälzlagern in elektrischen Maschinen. Die erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen können demnach als leitfähige Dichtungen dienen, wie sie z.B. in EP 0962 675 A2 beschrieben werden.
  • Die erfindungsgemäßen wässrigen Grundöle erlauben es des Weiteren, den Ölanteil in der Schmiermittelzusammensetzung zu reduzieren, vorteilhafterweise ganz auf Öle zu verzichten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Grundöle und die damit hergestellten Schmiermittelzusammensetzungen ölfei, insbesondere mineralölfrei. Damit können die erfindungsgemäßen Grundöle und Schmiermittelzusammensetzungen vorzugsweise in Vorrichtungen eingesetzt werden, in denen mögliche Leckagen unmittelbar zu einer Kontamination der Umgebung führen würden. Dies ist insbesondere in Anwendungen von Bedeutung, in denen eine Kontamination von Oberflächenwasser zu befürchten ist. Ein besonders bevorzugter Anwendungsbereich ist demnach der Einsatz der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen in Unterwasser-Anwendungen, wie zum Beispiel in Unterwasserturbinen.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher eine Schmierstoffzusammensetzung, vorzugsweise eine Schmierfettzusammensetzung, enthaltend Wasser und eine erste Komponente aus einem oder mehreren Verdickern oder Salzen davon (Verdickerkomponente), wobei der relative Anteil an Wasser maximal 70 Gew.%, vorzugsweise maximal 50 Gew.%, besonders bevorzugt maximal 40 Gew.% beträgt, ganz besonders bevorzugt maximal 35 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Tropfpunkt von maximal 260 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 300 °C aufweist.
  • Der relative Anteil an Wasser beträgt hingegen maximal 40 Gew.%, vorzugsweise maximal 35 Gew.%, wenn die Verdickerkomponente einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist. Bei diesen Verdickern handelt es sich typischerweise um Feststoffe. Diese werden dem Grundöl zur Herstellung der Schmierfettzusammensetzung als Feststoff hinzugefügt. Eine derart hergestellte Schmierstoffzusammensetzung kann pastös sein. Die resultierende Schmierstoffzusammensetzung ist dann eine Paste, d.h. eine Festkörperdispersion in einer Flüssigkeit. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des wässrigen Grundöls zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend die folgenden Schritte:
    • (i) Bereitstellen eines wässrigen Grundöls, vorzugsweise einer Mischung enthaltend Wasser und eine oder mehrere wasserlösliche Polymere oder Salze davon (Polymerkomponente);
    • (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit der Verdickerkomponente
    • (iii) ggf. Erhitzen der Mischung
    • (iv) ggf. Zugeben von Additiven
  • Dabei kann das Zusammenbringen des Verdickers mit dem Grundöl durch Hinzufügen des Verdickers oder durch eine in-situ Herstellung des Verdickers in dem Grundöl erfolgen.
  • Im Sinne der Erfindung bezeichnet das "Grundöl" ein Trägermedium, insbesondere ein Dispersionsmittel, das geeignet ist, die Verdickerkomponente und die gegebenenfalls vorhandenen Additive aufzunehmen, insbesondere zu dispergieren. Das Grundöl weist für sich genommen reibungsvermindernde Eigenschaften auf. Es kann aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung und Eigenschaften maßgeblich die Schmierungseigenschaften der resultierenden Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Schmierfettzusammensetzung beeinflussen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Grundöl eine Polymerkomponente.
  • "Schmierfettzusammensetzungen" sind halbflüssige bis konsistente Dispersionen einer Verdickerkomponente in einem flüssigen Trägermedium, insbesondere einem Grundöl. Schmierfettzusammensetzungen können äußeren, formverändernden Kräften einen Widerstand entgegensetzen. Schmierfettzusammensetzungen weisen eine Fließgrenze auf. Vorzugsweise besitzen die Moleküle in Schmierfettzusammensetzungen einen höheren Ordnungszustand im Vergleich zu den Molekülen in flüssigen Schmierstoffzusammensetzungen.
  • Ein "Verdicker" ist eine Substanz, die die Fähigkeit besitz, ein dreidimensionales Netzwerk in einem Medium auszubilden. Dieses Netzwerk kann vorzugsweise aus faserförmigen Struktureinheiten (Fibrillen) bestehen, die sich insbesondere aus Kristalliten und Micellen zusammensetzen können. Diese können sich durch Assoziation als Molekülaggregate bilden. Die Moleküle des Grundöls sind vorzugsweise durch molekulare Wechselwirkungen, Kapillarkräfte und mechanische Einschlüsse in dieses dreidimensionale Netzwerk eingebettet. Verdicker können auch als Salze vorliegen. Sofern nicht ausdrücklich ausgeführt, werden unter dem Begriff "Verdicker" auch stets die Salze davon erfasst.
  • Die Verwendung eines Verdickers in dem Grundöl hat vorzugsweise zur Folge, dass die Schmierfettzusammensetzung eine definierte Fließgrenze aufweist. Ursache hierfür ist das oben bereits geschilderte von den Verdickermolekülen, infolge von physikalischen Wechselwirkungen, ausgebildete dreidimensionale Netzwerk, wodurch zum Teil die Moleküle des Grundöls gebunden oder in die dreidimensionale Matrix eingelagert werden können.
  • Der "Schmelzpunkt" bezeichnet diejenige Temperatur, bei der die flüssige und feste Phase eines Stoffes bei Normaldruck (1013 hPa) im Gleichgewicht stehen. Am Schmelzpunkt geht der Stoff, vorzugsweise ohne sich chemisch zu verändern, vom festen in den flüssigen Zustand über.
  • Der "Tropfpunkt" bezeichnet die Schmelzbarkeit von festen Fetten, insbesondere Schmierstoffen. Der Tropfpunkt ist im Sinne der Erfindung die Temperatur, bei der der Schmierstoff unter Prüfbedingungen beispielsweise des Standards IP 396 unter Eigengewicht abtropft, insbesondere zu fließen beginnt.
  • Mit der Bezeichnung "Polymerkomponente" werden ein oder mehrere wasserlösliche Polymere oder deren Salze verstanden. Sofern hier nicht ausdrücklich anders angegeben, erfasst der Begriff Polymer stets auch Salze des Polymers. Durch das Zusammenbringen der Polymerkomponente mit Wasser kann eine verdickte Flüssigkeit mit erhöhter Viskosität im Vergleich zu der Viskosität von Wasser resultieren. Das Polymer, insbesondere die Polymerkomponente, kann zudem auch schmierende Eigenschaften aufweisen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen erläutert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung beträgt der relative Anteil an Wasser mindestens 10 Gew.%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.%, ganz besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.%, wenn die Verdickerkomponente einen Tropfpunkt von maximal 260 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 300 °C aufweist.
  • Alternativ beträgt der relative Anteil an Wasser in dieser Ausführungsform mindestens 10 Gew.%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.%, ganz besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Schmelzpunkt von maximal 260 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 300 °C aufweist.
  • Wie bereits ausgeführt, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Grundöl eine Polymerkomponente enthält. Vorzugsweise liegt der relative Anteil der Polymerkomponente in dem Grundöl bei 0,05 bis 15 Gew.%, bevorzugt bei 0,1 bis 10 Gew.%, insbesondere bei 0,1 bis 5 Gew.%. Dies gilt insbesondere, wenn die Polymerkomponente ein Celluloseether oder Salz davon ist, insbesondere das Natriumsalz der Carboxymethylcellulose.
  • Es hat sich zudem gezeigt, dass Schmiefettzusammensetzungen mit besonders positiven Eigenschaften erhalten werden können, wenn das Gewichtsverhältnis der Polymerkomponente zur Verdickerkomponente in der Schmierfettzusammensetzung zwischen 1:60 und 1:1, vorzugsweise zwischen 1:40 und 1:3, insbesondere zwischen 1:30 und 1:5 liegt.
  • Neben den sich ergebenden Vorteilen durch Einstellen der Gewichtsanteile der Polymerkomponente, ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der relative Anteil der Verdickerkomponente an der Gesamtzusammensetzung, mindestens 20 Gew.%, vorzugsweise mindestens 30%, weiter bevorzugt mindestens 35 Gew.%, ganz bevorzugt mehr als 35 Gew.% beträgt.
  • Insbesondere bevorzugte erfindungsgemäße Schmierfettzusammensetzungen ergeben sich bei einem relativen Anteil des Wassers zwischen 25 und 95 Gew.%, einem Anteil der Polymerkomponente zwischen 0,5 und 4 Gew.% und einem Anteil zwischen 10 und 70 Gew.% der Verdickerkomponente.
  • Bevorzugt umfasst das Grundöl sowie die unter Verwendung des Grundöls hergestellte Schmierfettzusammensetzung wasserlösliche Polymere oder Salze davon (Polymerkomponente), die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    1. a) natürlichen Polymeren wie Polysaccariden, anorganischen Polysacchariden, natürlichen Kautschuken und Ligninen;
    2. b) chemisch modifizierten Polymeren wie Celluloseethern und modifizierten Stärken;
    3. c) synthetischen Polymeren wie Polyvinylalkohole, Polyethylenglykole, Polyvinylpyrrolidone
    oder Mischungen davon.
  • Mit der Bezeichnung "natürliches Polymer" (auch "Biopolymer") sind Polymere gemeint, deren Herkunft biologischen Ursprungs ist und die keine chemischen Modifikationen enthalten.
  • Unter einem "halbsynthetischen Polymer" wird ein chemisch modifiziertes natürliches Polymer verstanden. Beispiele sind Carboxyalkylcellulose (wie Carboxymethylcellulose), Hydroxalkylcellulose (wie Hydroxypropylcellulose) oder Celluloseacetat.
  • "Synthetische Polymere" bezeichnen Polymere die aus chemischer Synthese/Polymerisation gewonnen wurden. Beispiele dafür sind Polyvinylalkohole, Polyethylenglycole, Polyvinylpyrrolidone usw.
  • Vorzugsweise können natürliche Polymere oder ihre Salze der Polymerkomponente in der Schmierfettzusammensetzung ausgewählt werden. Insbesondere können Alginate, Pectine, Cellulosen, Gelatinen und natürlichen Stärken verwendet werden.
  • Halbsynthetische Polymere oder ihre Salze zeichnen sich im Grundöl oder in einer Schmierfettzusammensetzung durch besonders vorteilhafte Eigenschaften aus und stellen daher eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Dabei sind die halbsynthetischen Polymere oder ihre Salze ausgewählt aus der folgenden Gruppe von besonderem Interesse:
    • Cellulose-Ethern und/oder Cellulose-Estern, insbesondere Ethylcellulose, Propylcellulose, Carboxymethylcellulose (CMC), Hydroxypropylcellulose (HPC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) und Celluloseacetat, insbesondere bevorzugt Carboxymethylcellulose (CMC) oder ein Salz davon, bevorzugt das Natriumsalz, oder Mischungen davon. Ganz besonders bevorzugt ist das Natriumsalz der Carboxymethylcellulose.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kation des Salzes der Carboxymethylcellulose ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen der 1., 2., 3. oder 4. Hauptgruppe oder der 12. Nebengruppe oder Mischungen daraus.
  • Hierbei sind die folgenden Metalle in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Li, Na, K, Ca, Ba, Al und/oder Zn, insbesondere bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K und Ca.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Natriumsalz der Carboxymethylcellulose um Walocel CRT 1000 PA.
  • Bevorzugte Viskositäten des Natriumsalzes der Carboxymethylcellulose liegen zwischen 10 bis 40.000 mPa als 2%-ige Lösung in Wasser. Insbesondere bevorzugt liegen die Molekulargewichte der Natriumcarboxymethylcellulose im Bereich zwischen 90 000 g/mol und 700 000 g/mol, bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die halbsynthetischen Polymere der Polymerkomponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Cellulose-Ethern, Celluloseestern, oder Mischungen davon.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verdickerkomponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Seifenverdickern, Nichtseifenverdickern oder Mischungen davon.
  • Hinsichtlich der Verdickerkomponenten werden Seifenverdicker und Nichtseifenverdicker unterschieden. Eine generelle Beschreibung von dem Fachmann bereits lange bekannten Verdickern findet sich in T. Goertz, Schmierfette auf Seifenbasis, Zusammensetzung - Herstellung - Eigenschaften, Tribologie + Schmierungstechnik 56. Jahrgang, 1/2009. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Verdickerkomponenten der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Metallseifen, Komplexseifen oder Mischseifen, die zu den Seifenverdickern zählen, unter den Nichtseifenverdickern werden insbesondere Harnstoffe, Tonerden wie Bentonit, Montmorillonit oder Bauxit, Silikate, Kieselsäuren, Talkum, Polytetrafluorethylen, Metallsalze, Pigmente oder Graphit verwendet. Jeder dieser Verdicker kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
  • Die "Seifenverdicker" in Schmierfettzusammensetzungen sind insbesondere Metallseifen bzw. Salze, die durch Reaktion von Metallhydroxiden mit Fettsäuren unter Abspaltung von Wasser gebildet werden können. Unter "Metallhydroxiden" werden Verbindungen verstanden, die im festen Zustand aus einem ionischen Kristallgitter bestehen. Die negativen Gitterbausteine oder auch Anionen in diesem Kristallgitter bestehen aus Sauerstoff und Wasserstoff, insbesondere Hydroxid-Ionen (OH-). Die positiven Gitterbausteine oder auch Kationen des Kristallgitters sind hingegen Metalle. In einer bevorzugten Ausführungsform sind es Metalle der 1. 2. 3 und 4. Hauptgruppe sowie der 12. Nebengruppe.
  • "Einfache Metallseifen" entstehen hierbei durch die Umsetzung von Metallhydroxid mit Fettsäure. Neben der freien Fettsäure können auch Triglyceride mit Metallhydroxiden umgesetzt werden, wodurch Seifen mit gemischten Anionen entstehen.
  • Unter "gemischten Metallseifen" versteht man hingegen Mischungen von Seifen mit verschiedenen Metallionen, insbesondere Kationen, die durch Umsetzung zweier verschiedener Metallhydroxide mit Fettsäure entstehen können. Die Eigenschaften solcher Gemischtseifenfette setzten sich mehr oder weniger anteilig aus den Eigenschaften der einfachen Metallseifen zusammen. Gemischte Metallseifen werden allerdings vorzugsweise verwendet, um unzureichende Eigenschaften bestimmter Seifentypen zu verbessern, zum Beispiel zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit von Lithium- und Natriumfetten durch Mischung mit Calciumseifen. Die Herstellung erfolgt besonders bevorzugt in einem einstufigen Prozess.
  • "Komplexseifen" werden insbesondere durch die Umsetzung von Metallhydroxid mit Fettsäure und anorganischen Säuren wie beispielsweise Borsäure oder kurzkettigen organischen Monocarbonsäuren vorzugsweise Essigsäure oder Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt Adipinsäure Azelainsäure und Sebacinsäure generiert.
  • Bei "Bentoniten" handelt es sich um tonhaltiges Gestein, dessen Hauptanteil aus einem Dreischichtsilikat mit Quellfähigkeit, vorzugsweise Montmorillonit, besteht. Bentonite können neben dem Hauptanteil weitere Begleitminerale insbesondere Quarz, Glimmer, Feldspat oder Kalk in veränderlichen Anteilen enthalten. Bentonite als Verdicker sind dem Fachmann weithin geläufig (T. Goertz, Gel- und Bentonitfette - Zusammensetzung - Eigenschaften, Tribologie + Schmierungstechnik, 56. Jahrgang, 2/2009).
  • Unter "Kieselsäuren" werden die Sauerstoffsäuren des Siliciums verstanden. Es handelt sich im Sinne der Erfindung bevorzugt um Kondensate der Monokieselsäure (Si(OH)4), insbesondere Polykieselsäuren.
  • Seifenverdicker sind typischerweise aus einem oder mehreren Anionen und einem oder mehreren Kationen aufgebaut, es handelt sich demnach insbesondere um ionische Verbindungen. Das Kation des Seifenverdickers ist in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen der 1., 2., 3. und 4. Hauptgruppe und Metallen der 12. Nebengruppe. Hierbei sind die folgenden Metalle in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Li, Na, K, Ca, Ba, Al und/oder Zn, insbesondere bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K und Ca.
  • Die Anionen des Seifenverdickers sind in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: gesättigten C2 bis C30 Mono- und/oder Dicarbonsäuren, ein- oder mehrfach ungesättigten C2 bis C30 Mono- und/oder Dicarbonsäuren, aromatischen C5 bis C30 Mono- und Dicarbonsäuren oder einer Mischung solcher Carbonsäuren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anionen des Seifenverdickers ausgewählt aus Monocarbonsäuren. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Anionen des Seifenverdickers ausgewählt aus Dicarbonsäuren. Besonders bevorzugt sind die Anionen des ausgewählt aus Mischungen von Mono- und Dicarbonsäuren.
  • Insbesondere sind die Anionen des Seifenverdickers ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: gesättigten C2 bis C30 Mono- und/oder Dicarbonsäuren, bevorzugt C12 bis C20 Mono- und/oder Dicarbonsäuren, insbesondere bevorzugt Stearinsäure, Sebacinsäure, Adipinsäure und Azelainsäure oder Mischungen davon.
  • Neben den jeweiligen Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren, sind die Anionen des Seifenverdickers bevorzugt ausgewählt aus Derivaten der Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren. Es sind bevorzugt auch substituierte Mono- und/oder Dicarbonsäurederivate, ganz besonders bevorzugt Stearinsäurederivate und/oder Sebacinsäurederivate als Anionen des Seifenverdickers, ausgewählt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Mono- und/oder Dicarbonsäuren insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Hydroxystearinsäuren und/oder Hydroxystearinsäurederivaten, Hydroxysebacinsäuren und/oder Hydroxysebacinsäurederivaten, insbesondere aus 12-Hydroxystearinsäure.
  • Der Begriff der Carbonsäuren umfasst daher hier neben den unsubstituierten Carbonsäuren auch die Carbonsäuren mit einer substituierten Alkylgruppe und Carbonsäurederivate. Bevorzugte Substituenten der Alkylgruppe sind hierbei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Hydroxiden, Halogeniden, Ethern und Aminen. Bevorzugte Carbonsäurederivate sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Carbonsäureamiden, Carbonsäureestern, Carbonsäurehalogeniden, und Carbonsäureanhydriden.
  • In einer weiteren Ausführungsform können die Anionen des Seifenverdickers ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Säuren, insbesondere Borsäuren oder Phosphorsäuren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Seifenverdicker in der Schmierfettzusammensetzung erhältlich, durch Zusammenbringen einer Mono- und/oder Dicarbonsäure, bevorzugt die oben genannten und Alkanolaminen und/oder Alkylaminen, bevorzugt Alkanolaminen, insbesondere bevorzugt Triethanolamin.
  • Es hat sich gezeigt, dass auch Seifenverdicker mit besonders günstigen Eigenschaften durch Zusammenbringen einer Mischung aus Alkanolaminen und einem oder mehreren Metallhydroxiden und den erfindungsgemäßen Mono- und/oder Dicarbonsäuren, die wie hierin definiert sind, erhältlich sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Schmierfettzusammensetzungen erhältlich durch Zusammenbringen eines Grundöls enthaltend Wasser und ein und/oder mehrere Celluloseester, bevorzugt Carboxymethylcellulosen und/oder Salze davon, besonders bevorzugt Natrium-Carboxymethylcellulose, und einer Verdickerkomponente erhältlich durch Zusammenbringen einer Mischung aus Alkanolaminen, insbesondere Triethanolamin und einem oder mehreren Metallhydroxiden, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, und Calciumhydroxid, insbesondere Kaliumhydroxid, und einer oder mehreren Mono- und/oder Dicarbonsäuren, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Sebacinsäure oder Mischungen davon.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Schmierfettzusammensetzungen erhältlich durch Zusammenbringen eines Grundöls bestehend aus Wasser und Natriumcarboxymethylcellulose, einer Verdickerkomponente erhältlich durch Zusammenbringen einer Mischung aus Triethanolamin, Kaliumhydroxid und Stearinsäure.
  • Des Weiteren können die erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen durch Zusammenbringen eines Grundöls, bestehend aus Wasser und Natriumcarboxymethylcellulose und einer Verdickerkomponente, erhältlich durch Zusammenbringen einer Mischung aus einem Metallhydroxid, insbesondere einem Lithium-, Natrium-, Kalium-, und/oder Calciumhydroxid, und einer Mono- und/oder Dicarbonsäure, vorzugsweise Stearinsäure, Stearinsäurederivaten, Terephthalsäure oder Terephthalsäurederivaten, Sebacinsäure oder Sebacinsäurederivaten, Adipinsäure oder Adipinsäurederivaten, Azelainsäure oder Azealinsäurederivaten oder Mischungen davon, erhalten werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind diese Schmierfettzusammensetzungen erhältlich durch Zusammenbringen eines Grundöls, enthaltend Wasser und eine Carboxymethylcellulose und/oder Salze davon, insbesondere Natriumcarboxymethylcellulose, und eine Verdickerkomponente, die erhältlich ist durch Zusammenbringen von Alkanolaminen, insbesondere Triethanolamin und Stearinsäure und/oder Sebacinsäure.
  • In einer weiteren Ausführungsform können auch solche Schmierfettzusammensetzungen hergestellt werden, die einen Verdicker aufweisen, wobei der Verdicker erhältlich ist aus einem oder mehreren Mono- oder Multiisocyanaten, bevorzugt Diisocyanaten insbesondere Toluoldiisocyanat und/oder Methylendiphenylisocyanat oder Dimeren davon, mit einem Amin der allgemeinen Formel R'2N-R und/oder einem Diamin der allgemeinen Formel R'2N-R-N-R'2, wobei R ein Aryl-, Alkyl-, oder Alkylenrest, insbesondere ein Polyaryl-, Polyalkyl oder ein Polyalkylenrest ist, oder mit einem Gemisch aus Aminen oder Diaminen, enthält.
  • "Muttiisocyanate" umfassen neben ganzzahligen Vielfachen der Isocyanate, vorzugsweise Di-, Tri-, Tetraisocyanate, insbesondere auch Oligo- oder Polyisocyanate, auch halbzahlige Vielfache der Isocyanate, oder Mischungen daraus.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Verdicker das Reaktionsprodukt aus einem oder mehreren Diisocyanaten mit einem primären Amin.
  • Insbesondere können die erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen durch Zusammenbringen eines Grundöls bestehend aus Wasser und Natriumcarboxymethylcellulose und einer Verdickerkomponente, erhältlich durch Zusammenbringen einer Mischung aus einem oder mehreren Diisocyanaten, vorzugsweise Aryldiisocyanate, insbesondere Toluoldiisocyanat und/oder Methylendiphenylisocyanat, mit einem Alkylamin, bevorzugt einem C1 bis C10 Alkylamin, insbesondere bevorzugt Octylamin und/oder einem Alkylendiarylamin, insbesondere Methylendianilin oder mit einem Gemisch aus Aminen oder Diaminen hergestellt werden.
  • Mit der Bezeichnung "Alkylgruppe" ist eine gesättigte Kohlenwasserstoffkette gemeint. Alkylgruppen weisen erfindungsgemäß insbesondere die allgemeine Formel -CnH2n+1 auf.
  • "Alkenylgruppen" bezeichnen Kohlenwasserstoffketten, die mindestens eine Doppelbindung entlang der Kette enthalten. Beispielweise weist eine Alkenylgruppe mit einer Doppelbindung insbesondere die allgemeine Formel - CnH2n-1 auf. Alkenylgruppen können jedoch auch mehr als eine Doppelbindung aufweisen.
  • "Arylgruppen" bezeichnen monocyclische (z.B. Phenyl-), bicyclische (z.B. Indenyl-, Naphthalenyl, Tetrahydronapthyl, oder Tetrahydroindenyl) und tricyclische (z.B. Fluorenyl-, Tetrahydrofluorenyl-, Anthracenyl-, oder Tetrahydroanthracenyl-) Ringsysteme, in denen das monocyclische Ringsystem oder mindestens einer der Ringe in einem bicyclischen oder tricyclischen Ringsystem aromatisch ist.
  • Schmierfettzusammensetzungen können durch die sog. Konsistenzkennzahl (NLGI-Klasse; National Lubricating Grease Institute) beschrieben werden. Die Klassifizierung erstreckt sich von 000 bis 6. Die erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen liegen vorzugsweise im Bereich von NLGI 000 und NGLI 4, bevorzugt im Bereich zwischen NLGI 0 und NLGI 3, besonders bevorzugt weisen sie eine Konsistenzkennzahl von NLGI 2 auf.
  • Die "Konsistenz" ist dabei ein Maß für das Beharrungsvermögen der Fette, also der Widerstand des Fettes gegen Formänderung. Die Konsistenz kann durch Penetrationstest bestimmt werden. Erfindungsgemäß wird dazu bevorzugt das Verfahren der "Konuspenetration" gemäß DIN ISO 2137 angewandt. Dabei wird unter Penetration die Eindringtiefe eines definierten Konus bei 25 °C nach 5 Sekunden durch seine Gewichtskraft verstanden. Die Penetration ist vor allem abhängig von der Zusammensetzung und der Struktur des jeweiligen Fettes. Sie kann daher der Einteilung des Fettes in Konsistenzklassen dienen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Schmierfettzusammensetzung liegt die derart gemessene Walkpenetration im Bereich zwischen 475 und 170 Zehntelmillimeter, bevorzugt im Bereich zwischen 385 und 220, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 295 und 265.
  • Neben der Penetration zur Klassifizierung der Konsistenz von Schmierfettzusammensetzungen, kann auch der Fließdruck zur Klassifizierung von Schmierfettzusammensetzungen herangezogen werden. Dieser gibt Aufschluss über die Beweglichkeit eines Schmierfettes bei verschiedenen Temperaturen. Unter dem "Fließdruck" wird der Differenzdruck zum atmosphärischen Druck verstanden, der erforderlich ist, um einen Schmierfettstrang aus einer Prüfdüse herauszupressen. Der so ermittelte Fließdruck kennzeichnet das Fließverhalten der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen. Der Fließdruck kann nach der DIN 51805-2 bestimmt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Fließdruck, gemessen bei 20°C, der Schmiermittelzusammensetzung im Bereich zwischen 60 und 90 mbar, insbesondere bei 75 mbar. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der bei 0 °C gemessene Fließdruck der Schmiermittelzusammensetzung im Bereich zwischen 85 und 115 mbar, insbesondere bei 100 mbar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der bei -5 °C gemessene Fließdruck der Schmiermittelzusammensetzung im Bereich zwischen 135 und 165 mbar, insbesondere bei 150 mbar. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der bei -10 °C gemessene Fließdruck der Schmiermittelzusammensetzung im Bereich zwischen 200 und 250 mbar, insbesondere bei 225 mbar. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der bei -20 °C gemessene Fließdruck der Schmiermittelzusammensetzung im Bereich zwischen 500 und 600 mbar, insbesondere bei 550 mbar.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung liegt die elektrische Leitfähigkeit im Bereich zwischen 10-12 und 10-3 S/cm, bevorzugt im Bereich zwischen 10-9 und 10-3 S/cm, besonderes bevorzugt im Bereich zwischen 10-7 und 10-5, insbesondere im Bereich zwischen 10-5 und 10-3 S/cm. Vorzugsweise wird die Leitfähigkeit in Anlehnung an die ISO 16773-1 bestimmt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Grundöl zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung aus Wasser und einer erfindungsgemäß einsetzbaren Polymerkomponente, insbesondere Celluloseethern und Salzen davon. Ganz besonders bevorzugt ist das Natriumsalz der Carboxymethylcellulose.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Grundöl einen Wasseranteil von 100 Gew.%, bevorzugt von mindestens 80 Gew.%, 50 und 60 besonders bevorzugt von mindestens 30 Gew.% auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Grundöl einen Viskositätsindex von mindestens 120, bevorzugt von mindestens 140, besonders bevorzugt von mindestens 180 auf. Der "Viskositätsindex" bezeichnet die temperaturabhängige Veränderung der Viskosität eines Schmierstoffs. Er ist bestimmbar aus der kinematischen Viskosität nach ISO 3104.
  • Die Viskosität des Grundöls bei 40°C liegt vorteilhafterweise in einem Bereich von 1 und 100.000 mm2/s, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10.000 mm2/s, besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 1500 mm2/s auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Grundöl einen PourPoint von ≥ 0 °C, bevorzugt ≥ - 5 °C, insbesondere von ≥ -10 °C, weiter bevorzugt von ≥ -20 °C, ganz besonders bevorzugt von ≥ - 50 °C auf. Bei dem "Pour Point" handelt es sich für ein flüssiges Produkt, um die Temperatur, bei der das Produkt bei Abkühlung gerade noch fließt. Weist eine Schmierfettzusammensetzung beispielsweise einen Pour Point von -10 °C auf, bedeutet dies, dass die Zusammensetzung bei -10 °C gerade noch fließt, bei einer tieferen Temperatur, ist die Zusammensetzung hingegen erstarrt. Die Bestimmung des Pour Points kann nach ISO 3016 erfolgen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Zusammensetzung aus Wasser und einer erfindungsgemäß definierten Polymerkomponente, vorzugsweise insbesondere Celluloseethern und Salzen davon, zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung verwendet, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist:
    • eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich zwischen 10-7 und 10-3 S/cm,
    • eine Konsistenzkennzahl (NLGI-Klasse) von 2
    • eine Walkpenetration im Bereich von 295 und 265
    • einen Fließdruck von 75 mbar bei 20 °C
    • einen Fließdruck von 100 mbar bei 0 °C.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Grundöl aus Wasser und einer erfindungsgemäß definierten Polymerkomponente, vorzugsweise insbesondere Celluloseethern und Salzen davon, zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung verwendet, wobei das Grundöl eine odere mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist:
    • eine Viskosität im Bereich von 500 bis 1500 mm2/s
    • einen Pour Point von ≥ 0 °C
    • einen Viskositätsindex von mindestens 180.
  • Bei der ganz besonders bevorzugten Polymerkomponete für diese bevorzugten Zusammensetzungen handelt es sich um das Natriumsalz der Carboxymethylcellulose.
  • Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung des Grundöls, das wie hierin definiert ist, zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung.
  • Zur weiteren Charakterisisierung der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen, können weitere Parameter bestimmt werden. Hierbei können vorzugsweise die folgenden Parameter bestimmt werden:
    • die Schweißkraft
    • der Verschleisskennwert
    • die Korrosionseigenschaften gegenüber Kupfer und Aluminium.
  • Dabei wird unter der "Schweißkraft" eine Prüfkraft in Newton (N) verstanden, bei der eine Bewegungsunfähigkeit, insbesondere durch Verschweißen des Vierkugelsystems im Prüfgerät eintritt.
  • Die "Gutkraft" bezeichnet die vor Erreichen der Schweißkraft gemessene Prüfkraft in Newton (N), bei der noch keine Bewegungsunfähigkeit, insbesondere kein Verschweißen des Vierkugelsystems im Prüfgerät eingetreten ist.
  • Die "VKA-Schweißkraft" bezeichnet hierbei die Prüfkräfte für Gut und Schweißkraft in Newton (N), ermittelt nach den Bedingungen gemäß DIN 51350-4.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung die folgenden Schritte:
    • (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    • (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker
    • (iii) ggf. Erhitzen der Mischung
    • (iv) ggf. Zugeben von Additiven
  • Grundsätzlich können den erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen, Zusätze und Additive, wie aus dem Stand der Technik auf dem Gebiet der Schmiermittelzusammensetzungen bekannt, zugesetzt werden. Beispielsweise können neben Korrosionsschutzmitteln, Emulgatoren, Stabilisatoren, Lösungsvermittler sowie sog. Extreme Pressure Additive (EP-Zusätze) verwendet werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung die folgenden Schritte:
    • (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    • (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker, wobei der mindestens eine Verdicker einen Tropfpunkt von maximal 300 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 260 °C aufweist oder
    • (iib) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker, wobei der mindestens eine Verdicker einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist;
    • (iii) ggf. Erhitzen der Mischung;
    • (iv) ggf. Zugeben von Additiven.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren,
    • (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker, wobei der mindestens eine Verdicker einen Tropfpunkt von maximal 300 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 260 °C aufweist;
    • (iib) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker, wobei der mindestens eine Verdicker einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist;
    • (iii) ggf. Erhitzen der Mischung;
    • (iv) ggf. Zugeben von Additiven.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung, umfassend die folgenden Schritte:
    1. (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    2. (ii) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker,
      wobei der Verdicker im Grundöl in-situ hergestellt wird durch Zusammenbringen von mindestens zwei, den Verdicker bildenden Komponenten;
    3. (iii) ggf. Erhitzen der Mischung;
    4. (iv) ggf. Zugeben von Additiven
  • Insbesondere bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung umfassend die folgenden Schritte:
    1. (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    2. (ii) Zusammenbringen des Grundöls mit einem Verdicker, wobei der Verdicker im Grundöl in-situ hergestellt wird durch Zusammenbringen von mindestens zwei, den Verdicker bildenden Komponenten, bevorzugt mit einem oder mehreren Metallhydroxiden, besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, und Calciumhydroxid, insbesondere Kaliumhydroxid,
    3. (iii) ggf. Erhitzen der Mischung auf 40 bis 90 °C, insbesondere 60 bis 80 °C,
    4. (iv) Zugeben von einer oder mehreren Mono- und/oder Dicarbonsäuren, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Sebacinsäure oder Mischungen daraus.
    5. (v) ggf. Erhitzen der Mischung;
    6. (vi) ggf. Zugeben von Additiven.
  • Insbesondere umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung, in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die folgenden Schritte:
    1. (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    2. (ii) Zusammenbringen des Grundöls mit dem Verdicker, wobei der Verdicker im Grundöl in-situ hergestellt wird durch Zusammenbringen von mindestens zwei den Verdicker bildenden Komponenten;
    3. (iii) ggf. Erhitzen der Mischung;
    4. (iv) ggf. Zugeben von Additiven.
  • Im Falle der Seifenverdicker ist eine Komponente ein Metallhydroxid, oder ein Alkyl- oder Alkanolamin, die zweite Komponente ist eine erfindungsgemäße Carbonsäure.
  • Im Falle der Polyharnstoffe ist die eine Komponente ein Diisocyanat, die zweite Komponente ein erfindungsgemäßes Amin.
  • Im Falle der in-situ Herstellung von Seifenverdickern ist es vorteilhaft, die Base (z.B. ein Metallhydroxid) in dem Grundöl vorzulegen und das Gemisch dann zunächst zu erhitzen. Dabei sind Temperaturen von 40 bis 90 °C, besonders bevorzugt von 60 bis 80 °C von Vorteil. Danach erst erfolgt die Zugabe der Fettsäuren, vorzugsweise von Mono- und/oder Dicarbonsäuren.
  • Bei der erfindungsgemäßen in-situ Herstellung von Seifenverdickern sind Metallhydroxide aus der Gruppe bestehend aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, und Calciumhydroxid, insbesondere Kaliumhydroxid von besonderem Interesse.
  • In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, in den Verfahren und in dem erfindungsgemäßen Grundöl sowie den Verwendungen dieses Grundöls ist als Polymerkomponente Carboxymethylcellulose besonders bevorzugt, ganz besonders bevorzugt ist das Natriumsalz der Carboxymethylcellulose.
    • Allgemeine Herstellungsverfahren Formulierung der erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen Beispiel 1 - Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzung Herstellung des Grundöls
  • Ein Gemisch aus 22,5 g Natriumcarboxymethylcellulose und 0,5 g Polyethylenglykol (Mw ∼ 90.000 g/mol) werden in 322,0 g Wasser gelöst.
    • Herstellung der Schmierfettzusammensetzung
  • 17,5 g Kaliumhydroxid (KOH) und 174,0 g Triethanolamin werden in 322,0 g Grundöl gelöst. 328 g Stearinsäure werden unter Rühren zugegeben. Das Reaktionsprodukt wird bei Raumtemperatur für 15 Minuten gerührt. 15,0 g Korrosionsinhibitor, 83,5 g Glycerin und 37,0 g Emulgator werden zugegeben. Anschließend wird das Gemisch durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 32,2
    2 Triethanolamin (TEA) 17,4
    3 Polyethylenglykol 0,05
    4 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 2,25
    5 KOH - 45%ig 1,75
    6 Stearinsäure 32,8
    7 Korrosionsinhibitor 1,5
    8 Glycerin - 86,5 %ig 8,35
    9 Emulgator 3,7
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende hervorragende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Ruhepenetration 303 Walkpenetration 286
    NLGI Klasse 2
    Tropfpunkt (IP396) 99,3 °C
    Fließdruck (DIN 51805):
    20 °C 75 mbar
    0 °C 100 mbar
    -5 °C 150 mbar
    -10 °C 225 mbar
    -20 °C 550 mbar
    Verschleißkennwert (DIN 51350 T5) 1,7 mm
    Schweisskraft (DIN 51350 T4) 1200 N
    Korrosionseigenschaften auf Kupfer(DIN 51811)/ Aluminium (in Anlehnung an DIN 51811) 1
    Elektrische Leitfähigkeit 2 x 10-6 S/cm
  • Für die nachfolgenden Beispiele wird eine erfindungsgemäße Grundölmischung verwendet, die aus einem Gemisch aus 160 g Natrium-Carboxymethylcellulose und 9840 g Wasser besteht.
    • Beispiel 2 - Schmierfettzusammensetzung mit einer einfachen Lithium-Metallseife
  • 6,7 g Lithiumhydroxid werden in 453,2 g der Grundölmischung bei 60 °C gelöst. 40,1 g Stearinsäure werden unter Rühren zugegeben. Das Reaktionsprodukt wird auf 80 °C erhitzt und 15 Minuten bei der Temperatur gehalten. Das Gemisch wird durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 89,2
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,5
    3 LiOH 1,3
    4 Stearinsäure 8,2
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende hervorragende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    390
    NLGI Klasse 00
    • Beispiel 3 - Schmierfettzusammensetzung mit einer einfachen Calcium-Metallseife
  • 30 g Kalziumhydroxid (Ca(OH)2* 2 H2O werden in 349 g der Grundölmischung bei 70 °C gelöst. 121 g 12-Hydroxystearinsäure werden unter Rühren zugegeben. Das Gemisch wird durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 68,7
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,1
    3 Ca(OH)2*2 H2O 6,00
    4 12-Hydroxystearinsäure 24,2
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende hervorragende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    232
    NLGI Klasse 3
    • Beispiel 4 - Schmierfettzusammensetzung mit einer einfachen Barium-Metallseife
  • 83 g Kaliumhydroxid (KOH) werden in 308 g der Grundölmischung bei 70 °C gelöst. 154 g Stearinsäure werden unter Rühren zugegeben. Nach Abkühlen liefert Walzen des Gemischs eine homogenisierte Schmierfettzusammensetzung.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 60,6
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,0
    3 KOH 7,00
    4 Stearinsäure 30,8
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    234
    NLGI Klasse 3
    • Beispiel 5 - Schmierfettzusammensetzung mit einer einfachen Barium-Metallseife
  • 35 g Bariumhydroxid (Ba(OH)2* H2O) werden in 450 g der Grundölmischung bei 80 °C gelöst. 99 g Stearinsäure werden unter Rühren zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird für 15 Minuten bei 80 °C gerührt. Abkühlen und Walzen des Gemischs liefert eine homogenisierte Schmierfettzusammensetzung.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 88,6
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,4
    3 Ba(OH)2 * H2O 7,00
    4 Stearinsäure 19,8
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    324
    NLGI Klasse 1
    • Beispiel 6 - Schmierfettzusammensetzung mit einer einfachen Natrium-Metallseife
  • 22,5 g Natriumhydroxid (NaOH) werden in 318,0 g der Grundölmischung bei 70 °C gelöst. 160 g Stearinsäure werden unter Rühren zugegeben. Nach Abkühlen wird das Gemisch durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 62,6
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,0
    3 NaOH 4,5
    4 Stearinsäure 32,0
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende hervorragende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    231
    NLGI Klasse 3
    • Beispiel 7 - Schmierfettzusammensetzung mit einer Lithium-Komplexseife
  • 21g Lithiumhydroxid (LiOH) werden in 386,5 g Grundölmischung bei 60 °C gelöst. Ein Gemisch aus 62,5 g 12-Hydrystearinsäure und 30 g Sebazinsäure wird unter Rühren hinzugegeben. Das Gemisch wird auf 90 °C erhitzt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Abkühlen und Walzen liefert eine homogenisierte Schmierfettzusammensetzung.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 76,1
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,2
    3 LiOH 4,2
    4 12-Hydroxystearinsäure 12,5
    5 Sebacinsäure 6,00
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende hervorragende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    270
    NLGI Klasse 2
    • Beispiel 8 - Schmierfettzusammensetzung mit einer Natrium-Komplexseife
  • 19,25 g Natriumhydroxid (NaOH) werden in 388,0 g Grundölmischung bei 60 °C gelöst. Eine Mischung aus 62,5 g 12-Hydrystearinsäure und 30 g Sebazinsäure wird unter Rühren hinzugegeben und 15 Minuten bei 80 °C erhitzt. Abkühlen und Walzen liefert eine homogenisierte Schmierfettzusammensetzung.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 76,4
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,2
    3 NaOH 3,9
    4 12-Hydroxystearinsäure 12,5
    5 Sebacinsäure 6,00
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende hervorragende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    270
    NLGI Klasse 2
    • Beispiel 9 - Schmierfettzusammensetzung mit einer Barium-Komplexseife
  • 41,3 g Bariumhydroxid (Ba(OH)2 * H2O) werden in 385,0 g Grundölmischung bei 70 °C gelöst. Eine Mischung aus 47,1 g Stearinsäure und 26,6 g Sebazinsäure wird unter Rühren zugegeben. Nach Abkühlen wird das Gemisch durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 75,8
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,2
    3 Ba(OH)2 * H2O 8,3
    4 Stearinsäure 9,4
    5 Sebacinsäure 5,3
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    447
    NLGI Klasse 000
    • Herstellung eines Schmierstoffes mit Triethanolamin-Seife Beispiel 10
  • 17,4 g Triethanolamin werden in 220,0 g Grundölmischung bei 25 °C unter Rühren vorgelegt. 32,8 g Stearinsäure werden unter starkem Rühren zugegeben. Das Gemisch wird durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 43,3
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 0,7
    3 Triethanolamin 3,5
    4 Stearinsäure 6,6
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    236
    NLGI Klasse 3
    • Herstellung eines Gelfettes Beispiel 11
  • 10,0 g hochdisperse Kieselsäure (HDK T40) werden in 90,0 g Grundölmischung bei 25 °C unter Rühren vorgelegt. Das Gemisch wird durch Walzen homogenisiert.
    Komponente Gew.%
    1 Wasser 88,6
    2 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1,4
    3 HDK T40 10,0
  • Das Schmierfett wurde nach den standardisierten Verfahren untersucht. Das resultierende Schmierfett wies folgende Eigenschaften aus:
    Eigenschaft Messwert
    Penetration (DIN ISO 2137): Walkpenetration
    240
    NLGI Klasse 3
    • Allgemeine Durchführung der Prüfverfahren: 1. Bestimmung der Konuspenetration gemäß DIN ISO 2137
  • Die Konuspenetration von Schmierfetten wird bei 25 °C bestimmt, indem die Konusvorrichtung vom Penetrometer so gelöst wird, dass der Konus 5 s einsinkt. Anschließend wird die Eindringtiefe gemessen.
  • Als verwendeter Konus wird ein optionaler Konus gemäß DIN ISO 2137, bestehend aus einem Kegelstumpf aus Messing mit abschraubbarer Spitze aus gehärtetem Stahl verwendet. Optional kann ein Viertelkonus gemäß DIN ISO 2137 verwendet werden.
    Die Maße und Grenzabweichungen entsprechen Bild 3, sowie Bild 5 der DIN ISO 2137.
    • A) Durchführung für die Ruhepenetration
  • Die Ruhepenetration wird an Probemengen bestimmt, die unter geringer mechanischer Beanspruchung in ein für die Prüfung geeignetes Behältnis gefüllt wurden.
    • Vorbereiten der Probe
  • Die Probennahme erfolgt gemäß ASTM D 4057. Hierbei kann die Probe auf Inhomogenität, Ölabscheidung, Phasenübergänge oder grobe Verunreinigungen überprüft werden. Bei abweichenden Bedinungen wird eine neue Probe verwendet. Es wird eine ausreichende Menge der Probe entnommen, um den Topf des Schmierfettkneters zu überfüllen.
  • Ein leerer Metallbehälter und ein weiterer mit der Probe befüllte Metallbehälter werden gemäß DIN ISO 2137 in ein Wasserbad eingesetzt. Dabei wird die Temperatur der Probe auf 25 °C gebracht und gehalten. Die Probe wird in den Metallbehälter des Schmierfettkneters umgefüllt, wobei darauf geachtet wird die Probe möglichst wenig zu walken. Der Behälter wird aufgestoßen, um eventuell eingeschlossene Luft auszutreiben. Das Schmierfett wird daraufhin unter geringer Beanspruchung mit einem Spatel verdichtet. Überschüssiges Schmierfett wird entfernt, indem die Klinge des Spatels in einem Winkel von etwa 45° gegen die Bewegungsrichtung über den Rand des Topfes gezogen wird und eine flache Oberfläche entsteht.
  • Während der Bestimmung der Ruhepenetration erfolgt keine weitere Einebnung oder Glättung der Oberfläche, die Messung wird sofort im Anschluss durchgeführt.
  • Der Penetrometerkonus wird vor jeder Prüfung sorgfältig gereinigt und während der Reinigung sicher in gehobener Stellung gehalten. Eventuelle Schmierfett- oder Ölrückstände werden vollständig von dem Penetrometerschaft entfernt.
    • Penetrationsmessung
  • Der Topf wird auf den exakt waagerecht ausgerichteten Penetrometertisch gestellt, Der Mechanismus ist so eingestellt, dass der Konus in der "Null"-Stellung gehalten wird. Es wird bei jeder Messung darauf geachtet, dass das Gerät so vorsichtig ausgerichtet wird, dass die Konusspitze die Probenoberfläche gerade an dem Punkt berührt, der in Abhängigkeit der Konsistenz der jeweiligen Probe festgelegt ist. Die Beobachtung erfolgte unter Zuhilfenahme des Schattens der Konusspitze. Der Topf wird je nach Beschaffenheit des Schmierfettes mittels eines Zentriergerätes zentriert. Der Konusschaft wird zügig gelöst und dann wird er für 5,0 s fallengelassen und dann in dieser Stellung befestigt. Der Anzeigeschaft wird dabei vorsichtig heruntergedrückt, bis er durch den Konusschaft angehalten wird. Anschließend kann die Penetration von der Anzeigeskala abgelesen werden.
  • Bei Proben einer Penetration von über 200 Einheiten wird die Probe nur für eine Prüfung verwendet. Im Fall einer Penetration von 200 Einheiten oder weniger werden drei Prüfungen in einem einzigen Behälter vorgenommen, indem die Penetrationen in einem Winkelabstand von je etwa 120° angesetzt werden, und zwar auf etwa der Hälfte zwischen Mittelpunkt und Wand des Behälters.
  • Es werden insgesamt drei Bestimmungen mit einer Schmierfettprobe durchgeführt.
    • B) Durchführung für die Walkpenetration
  • Walkpenetrationen werden sofort nach dem Walken der Probe mit 60 Doppelhüben in einem Standard-Schmierfettkneter bestimmt.
    • Walken
  • Es wird eine ausreichende Menge der Probe entnommen, um den Topf des Schmierfettkneters zu überfüllen.
  • Der zusammengebaute Schmierfettkneter wird so lange in ein auf 25 °C gehaltenes Wasserbad gestellt, bis die Temperatur des Schmierfettkneters und seines Inhaltes 20,0 °C beträgt. Das Schmierfett wird anschließend für 1 min 60 Doppelhüben mit dem Kolben ausgesetzt. Die nachfolgenden weiteren Versuche wurden zeitnah hintereinander durchgeführt.
    • Vorbereiten der Probe
  • Die gewalkte Probe wird für die weitere Prüfung gemäß DIN ISO 2137 im Topf so vorbereitet.
    • Penetrationsmessung
  • Die Penetration wird wie in A) bereits beschrieben bestimmt.
    • 2. Bestimmung der NLGI Klasse
  • Die National Lubricating Grease Institution (NLGI) klassifiziert Schmierfette anhand ihrer Konsistenz, die mit 60 Hüben der Walkpenetration bestimmt wird. Die NLGI-Klassifikation enthält neun Konsistenzklassen oder Klassen, von denen jede einem festgelegten Bereich der Walkpenetration entspricht. Die NLGI-Klassifikation ist in ISO 6743-99 definiert und für die Klassen 000 bis 4 in der folgenden Tabelle aufgeführt:
    NLGI-Klasse Walkpenetration in Einheiten (Zehntelmillimeter)
    000 445 bis 475
    00 400 bis 430
    0 355 bis 385
    1 310 bis 340
    2 265 bis 295
    3 220 bis 250
    4 175 bis 205
    • 3. Bestimmung des Tropfpunktes von Schmierfettzusammensetzungen
  • Die Bestimmung des Tropfpunktes erfolgt vollständig automatisiert entsprechend den Anforderungen des Standards IP 396 mittels einer doppelten Heizrampe. Das zu vermessende Schmierfett wird auf eine Anfangstemperatur von 10 °C über der Umgebungstemperatur gebracht. Anschließend wird die Probe mit einer Heizrate von 10 °C/min auf eine Starttemperatur erhitzt, die von dem erwarteten Tropfpunkt der Probe abhängig ist. Sobald eine Temperatur erreicht ist, die 20 °C unter dem erwarteten Tropfpunkt liegt, wird die Heizrate auf 1 °C/min verringert.
  • Bei erstmaliger Bestimmung eines unbekannten Tropfpunktes sollte zunächst die näherungsweise Bestimmung des Tropfpunktes erfolgen. Hierzu wird eine Heizrate von 10 °C/min über den gesamten Zeitraum der Messung eingestellt. Für die Bestimmung der Temperatur, die 20 °C unter dem erwarteten Tropfpunkt liegt, kann der näherungsweise bestimmte Wert des Tropfpunktes verwendet werden. Eine zweite Messung liefert den Tropfpunkt der Schmierfettzusammensetzung.
    • 4. Bestimmung des Fließdruckes von Schmierfetten mit dem Verfahren nach Kesternich gemäß DIN 51805-2
  • Die mit Schmierfett gefüllte Prüfdüse des Prüfgerätes wird mit einer Vorrichtung zur Erzeugung des Gasdruckes und einem Druckmessgerät verbunden. Bei einer vereinbarten Prüftemperatur, die an das jeweilige Schmierfett angepasst werden kann, wird der Druck vorzugsweise in Zeitabständen von 30 s um einen bestimmten Betrag, der von dem Fließdruck des Schmierfettes abhängig ist, so lange gesteigert, bis der Schmierfettstrang aus der Prüfdüse ausgetreten ist und das Druckgas durch die Prüfdüse entweicht.
    • Temperieren des Prüfgeräts
  • Die mit der Prüfdüse ausgestattete Temperierkammer wird für vorzugsweise 2 Stunden vor Beginn der Prüfung temperiert. Die zu vermessenden Proben werden bei 20 °C, 0 °C, -10°C und -20 °C vermessen. Hierbei wird vorzugsweise die in DIN 51805-2 vorgesehene empfohlene maximale Zeitspanne bis zum Erreichen der vorgesehenen Prüftemperatur eingehalten.
    • 5. Bestimmung der Verschleißkalotte gemäß DIN 51350-5
  • Die Schmierfettzusammensetzung wird in einem Vierkugelsystem (DIN 51350-1) geprüft, das vorzugsweise aus einer rotierenden Kugel (Laufkugel) besteht, die unter einer festgelegten Prüfkraft auf drei ihr gleichen Kugeln (Standkugeln) gleitet. Die Prüfzeit kann vorzugsweise 60 Minuten bzw. 60 Sekunden betragen. Anschleißend werden die Kalottendurchmesser der drei Standkugeln gemessen und gemittelt.
    • Durchführung
  • Der Kugeltopf oder Kugelhalter, bestehend aus Klemmung, Druckplatte und Prüfkugeln werden in einem rückstandsfreien Lösemittel, vorzugsweise FAM-Benzin, sorgfältig gereinigt und getrocknet.
  • Der gereinigte Kugeltopf wird mit der zu prüfenden Schmierfettzusammensetzung luftblasenfrei befüllt. Anschließend werden drei gereinigte Prüfkugeln (DIN 51350-1), vorzugsweise die Standkugeln, leicht eingedrückt und fest eingespannt. Der Kugeltopf wird so befüllt, dass die Standkugeln bedeckt sind und der Kugelhalter nicht in das Schmierfett eintaucht. Die überschüssige Schmierfettzusammensetzung wird vorzugsweise mittels eines Spatels über den Rand des Kugeltopfes abgezogen. Kugeltopf und Schmierfettzusammensetzung weisen insbesondere eine Temperatur zwischen 18 °C und 40 °C auf. Eine weitere Prüfkugel wird als Laufkugel in den Kugelhalter gedrückt und in die Prüfspindel eingesetzt. Nach aufsetzten des Kugeltopfes mit der Spitze seines Dorns auf die Einsenkung des Drehtellers, wird die Prüfkraft aufgebracht, wobei die Prüfkraft vorzugsweise gemäß drei verschiedener Verfahren auf 150 N, 300 N oder 1000 N eingestellt wird. Zudem wird der Antriebsmotor auf 1450 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
    • Auswertung
  • Zur Feststellung des mittleren Kalottendurchmessers werden deren Durchmesser auf den Standkugeln in Gleitrichtung und senkrecht zur Gleitrichtung ausgemessen. Aus den so erhaltenen Einzelwerten wird das arithmetische Mittel gebildet.
    • 6. Bestimmung der Schweißkraft gemäß DIN 51350-4
  • Die erfindungsgemäßen Schmierfettzusammensetzungen werden in einem Vierkugelsystem (DIN 51350-1) geprüft, das vorzugsweise aus einer rotierenden Kugel (Laufkugel) besteht, die unter einer festgelegten Prüfkraft auf drei ihr gleichen Kugeln (Standkugeln) gleitet (analog Punkt 5.) Die Prüfkraft kann stufenweise gesteigert werden, bis ein Verschweißen des Vierkugelsystems eintritt. Die Prüfung erfolgt analog zu der Durchführung in Punkt 5 (vide supra).
  • Die Prüfkraft wird zur Bestimmung der Schweißkraft allerdings so lange gesteigert, bis ein Verschweißen der Kugeln eintritt. Dazu wird die Prüfkraft von Prüflauf zu Prüflauf im Prüfkraftbereich zwischen 2000 N und 4800 N jeweils um 200 N oder im Prüfkraftbereich zwischen 5000 N und 12 000 N jeweils um 500 N gesteigert.
    • Auswertung
  • Die VKA-Schweißkraft einer Schmierfettzusammensetzung wird vorzugsweise durch zwei Übereinstimmende Einzelmesswerte aus jeweils drei Versuchen, für Gutkraft und Schweißkraft bestimmt.
    • 7. Bestimmung der Korrosionseigenschaften auf Kupfer gemäß DIN 51811
  • Zur Prüfung der Korrosionseigenschaften der Schmierfette werden Wälzlager, Gleitlager und Gleitflächen in Gegenwart von Wasser unter betriebsnahen Bedingungen untersucht. Es wird ein mechanisch geschliffener Kupferstreifen oder Aluminiumstreifen für 24 Stunden in einer Schmierfettprobe belassen. Anschließend wird sein Korrosionsgrad nach der Verfärbung beurteilt. Die Prüftemperatur richtet sich nach der oberen Gebrauchstemperatur des jeweiligen Schmierfettes und kann 50 °C, 100 °C und/oder eine andere zu vereinbarende Temperatur betragen.
    • Vorbereitung des Kupfer-/Aluminiumstreifens
  • Alle Oberflächenfehler werden mittels eines Schleifpapiers oder mit Schleifleinen entfernt. Gegebenenfalls kann hierzu das Schleifmedium auf eine ebene Fläche gelegt, mit etwas Lösemittel benetzt und der Kupferstreifen darauf unter kreisenden Bewegungen gerieben werden. Die Kupferstreifen werden bis zum Gebrauch unter Lösemittel gelagert. Das Einsetzen des Kupferstreifens in die Haltevorrichtung erfolgt mittels einer Pinzette.
    • Durchführung
  • Der Kupferstreifen oder Aluminiumstreifen wird unmittelbar nach seiner Vorbereitung bei Raumtemperatur schräg in ein Becherglas eingetaucht, das vorher bis 10 mm unterhalb des Randes und vorzugsweise Luftblasenfrei, mit dem zu prüfenden Schmierfett bei Raumtemperatur befüllt wurde. Der Kupferstreifen ragt hierbei vorzugsweise 10 mm aus dem Schmierfett heraus. Die Prüfung wird gemäß der vereinbarten Prüfdauer und/oder Temperatur durchgeführt.
    • 8. Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit von Schmierfettzusammensetzungen
  • Die Schmierfettzusammensetzungen werden zur Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit mittels des Verfahres der Impedanzspektroskopie in Anlehnung an ISO 16773-1 gemessen. Die Impedanzspektroskopie ist ein Verfahren, um lonentransportvorgänge in Festkörpern zu untersuchen. An die zu untersuchende Schmierfettzusammensetzung wird durch Einbringen einer Probe in eine elektrochemische Zelle eine Wechselspannung, vorzugsweise niedriger Amplitude, angelegt. Die Wechselspannung kann in der Probe einen Wechselstrom gleicher Frequenz erzeugen, die mittels eines Frequenzganganalysators gemessen wird. Eine entsprechende Steuer- und Auswertesoftware kann anhand der Systemdaten, in Abhängigkeit von der jeweiligen Probe ein Ersatzschaltbild erstellen und mit den gemessenen Frequenzänderungen abgleichen und so die Leitfähigkeit der Probe ermitteln.
    • Probenvorbereitung und Durchführung
  • Die Schmierfettzusammensetzung wird vor der jeweiligen Messung filtriert, vorzugsweise werden hierbei inerte Filtermaterialen, insbesondere Keramiken verwendet und die Probe wird entgast, vorzugsweise kann das Entgasen der Probe in einem Ultraschallbad bei erhöhter Temperatur erfolgen. Danach kann die jeweilige Probe in eine Testzelle gefüllt werden. Die Probe wird stufenweise vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0 und 150 °C aufgeheizt. Anschließend wird die Probe vorzugsweise in demselben Bereich zwischen 150 und 0 °C abgekühlt. Die elektrische Leitfähigkeit wird mittels der Auswertesoftware ermittelt.
    • 9. Bestimmung des Pour Points von Schmierfettzusammensetzungen (in Anlehnung an DIN ISO 3016)
  • Das Probegefäß wird mit der Probe bei Raumtemperatur bis zur Ringmarke befüllt. Das Probegefäß wird mit einem Korken, der ein Pour Point-Thermometer enthält, verschlossen. Der Korken und das Thermometer sind so auszurichten, dass der Korken fest aufsitzt, das Thermometer und das Probegefäß koaxial verlaufen und dass das Thermometergefäß so weit eingetaucht wird, dass der Anfang der Kapillare sich etwa 3 mm unterhalb der Öloberfläche befindet. Das Probegefäß wird ohne Mantelgefäß in das Ethanol-Bad gestellt. Bei Ölen, die erwartungsgemäß einen Pour Point unter - 15 °C aufweisen, wird die Probe bis 0 °C in großen Schritten herunter gekühlt. Danach wird die Probe in 3 °C Schritten weiter gekühlt. In diesen Intervallen wird geprüft, ob das Öl noch fließfähig ist. Es wird bis zu der Temperatur geprüft, bei der nach 5s in einer waagerechten Position keinerlei Bewegung der Probe zu beobachten ist.
    • 10. Bestimmung des Viskositätsindex von Schmierfettzusammensetzungen
  • Zur Bestimmung des Viskositätsindex werden die kinematischen Viskositäten gemäß der jeweiligen Durchführung in DIN 51562-1 vorgenommen. Die kinematischen Viskositäten werden bei 40 °C und 25 °C bestimmt. Die Berechnung des Viskositätsindex erfolgt gemäß einer entsprechenden Auswertesoftware, unter Berücksichtigung der kinematischen Viskositäten bei 40 und 25 °C.
    • Ausführungsformen Ausführungsform 1
  • Schmierstoffzusammensetzung enthaltend Wasser und eine erste Komponente aus einem oder mehreren Verdickern oder Salzen davon (Verdickerkomponente), wobei
    1. a) der relative Anteil an Wasser maximal 70 Gew.%, vorzugsweise maximal 50 Gew.%, besonders bevorzugt maximal 40 Gew.% beträgt, ganz besonders bevorzugt maximal 35 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Tropfpunkt von maximal 260 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 300 °C aufweist;
      oder
    2. b) der relative Anteil an Wasser maximal 40 Gew.%, vorzugsweise maximal 35 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist.
    Ausführungsform 2:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 1, wobei
    1. a) der relative Anteil an Wasser mindestens 10 Gew.%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.%, ganz besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Tropfpunkt von maximal 260 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 300 °C aufweist;
      oder
    2. b) der relative Anteil an Wasser mindestens 20 Gew.%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist.
    Ausführungsform 3:
  • Schmierstoffzusammensetzung enthaltend Wasser und eine erste Komponente aus einem oder mehreren Verdickern oder Salzen davon (Verdickerkomponente) nach einer der Ausführungsformen 1 oder 2, wobei die Schmierstoffzusammensetzung eine zweite Komponente aus einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren oder Salzen davon (Polymerkomponente) enthält.
    • Ausführungsform 4:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 3, wobei der relative Anteil der Polymerkomponente an der Gesamtzusammensetzung 0,05 bis 15, vorzugsweise 0,1 bis 10, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.% beträgt.
    • Ausführungsform 5:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 3 oder 4, wobei das Gewichtsverhältnis der Polymerkomponente zur Verdickerkomponente zwischen 1:60 und 1:2, vorzugsweise zwischen 1:40 und 1:3, insbesondere zwischen 1:30 und 1:5 liegt.
    • Ausführungsform 6:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei der relative Anteil der Verdickerkomponente an der Gesamtzusammensetzung mindestens 20 Gew.%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.%, weiter bevorzugt mindestens 35 Gew.%, ganz bevorzugt mehr als 35 Gew.% beträgt.
    • Ausführungsform 7:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 3 bis 6, wobei der relative Anteil
    • des Wassers zwischen 25 und 95 Gew.%,
    • der Polymerkomponente zwischen 0,5 und 4,0 Gew.% und
    • der Verdickerkomponente zwischen 5 und 70 Gew.%,
    gegenüber der Gesamtzusammensetzung beträgt. Ausführungsform 8
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 3 bis 7, wobei die Polymere der Polymerkomponente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    1. a) natürlichen Polymeren wie Polysaccariden, anorganischen Polysacchariden, natürlichen Kautschuken und Ligninen;
    2. b) chemisch modifizierten Polymeren wie Celluloseethern, Celluloseesternund modifizierten Stärken;
    3. c) synthetischen Polymeren wie Polyvinylalkohole, Polyethylenglykole, Polyvinylpyrrolidone;
    oder Mischungen davon. Ausführungsform 9:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 3 bis 8, wobei die natürlichen Polymere der Polymerkomponente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    • Alginaten, Pectinen, Cellulosen, Gelatinen und natürlichen Stärken.
    Ausführungsform 10:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 3 bis 9, wobei die halbsynthetischen Polymere der Polymerkomponente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    • Cellulose-Ethern und/oder Celluloseestern, insbesondere Ethylcellulose, Propylcellulose, Carboxymethylcellulose (CMC), Hydroxypropylcellulose (HPC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) und Celluloseacetat, insbesondere bevorzugt Carboxymethylcellulose (CMC) oder ein Salz davon, bevorzugt das Natriumsalz, oder Mischungen davon.
    Ausführungsform 11:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Verdickerkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Seifenverdicker, insbesondere einfachen Metallseifen, Komplexseifen und/oder gemischten Metallseifen, Nichtseifenverdicker, insbesondere Harnstoffe, Tonerden, insbesondere Bentonit, Montmorillonit oder Bauxit, Silikate, Kieselsäuren, Talkum, Polytetrafluorethylen, Metallsalze, Pigmente, Graphit oder Mischungen davon.
    • Ausführungsform 12:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 11, wobei der Seifenverdicker ein Kation enthält, wobei das Kation insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Metallen der 1., 2., 3. und 4. Hauptgruppe und Metallen der 12. Nebengruppe, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ca, Ba, Al und/oder Zn, insbesondere bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K und Ca.
    • Ausführungsform 13:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 11 oder 12, wobei die Anionen des Seifenverdickers ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: gesättigten C2 bis C30 Mono- oder Dicarbonsäuren, ein- oder mehrfach ungesättigten C2 bis C30 Mono- oder Dicarbonsäuren, aromatischen C5 bis C30 Mono- und Dicarbonsäuren oder einer Mischung solcher Carbonsäuren, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus gesättigten C2 bis C20 Mono- oder Dicarbonsäuren, ein- oder mehrfach ungesättigten C2 bis C20 Mono- oder Dicarbonsäuren, aromatischen C5 bis C30 Mono- und Dicarbonsäuren oder Mischungen davon, insbesondere bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäure, Sebacinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Adipinsäure und Azelainsäure, Terephthalsäure oder Mischungen davon.
    • Ausführungsform 14:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 11, wobei der Verdicker erhältlich ist aus einem oder mehreren Mono oder Multiisocyanaten, bevorzugt Diisocyanaten, insbesondere Toluoldiisocyanat und/oder Methylendiphenylisocyanat oder Dimeren davon, mit einem Amin der allgemeinen Formel R'2N-R und/oder einem Diamin der allgemeinen Formel R'2N-R-N-R'2, wobei R ein Aryl-, Alkyl-, oder Allkylenrest, insbesondere ein Polyaryl-, Polyalkyl oder ein Polyalkylenrest ist, oder mit einem Gemisch aus Aminen oder Diaminen, bevorzugt sind primäre Amine.
    • Ausführungsform 15:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen 11 bis 14, wobei die Verdickerkomponente erhältlich ist, durch Zusammenbringen von Wasser, einer Verdickerkomponente gemäß Anspruch 11, insbesondere eines Seifenverdickers definiert gemäß den Ansprüchen 12 oder 13 und Alkanolaminen und/oder Alkylaminen, bevorzugt Alkanolaminen, insbesondere bevorzugt Triethanolamin.
    • Ausführungsform 16:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Konsistenzkennzahl (NLGI-Klasse) im Bereich zwischen 000 und 4, insbesondere bei 2 liegt.
    • Ausführungsform 17:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Walkpenetration im Bereich zwischen 475 und 170 Zehntelmilimeter, bevorzugt im Bereich zwischen 385 und 220, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 295 und 265 liegt.
    • Ausführungsform 18:
  • Schmierstoffzusammensetzung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die elektrische Leitfähigkeit im Bereich zwischen 10-12 und 10-3 S/cm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 10-9 und 10-3 S/cm, ganz besonderes bevorzugt im Bereich zwischen 10-7 und 10-3 S/cm, insbesondere im Bereich zwischen 10-5 und 10-3 S/cm.
    • Ausführungsform 19:
  • Grundöl zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung, wobei es Wasser und eine Polymerkomponente definiert nach einer der Auführungsformen 3 bis 5 und 7 bis 10 enthält, vorzugsweise daraus besteht.
    • Ausführungsform 20:
  • Grundöl nach Ausführungsform 19, wobei es einen Wasseranteil von 100 Gew.%, bevorzugt von mindestens 80 Gew.%, besonders bevorzugt von mindestens 30 Gew.% aufweist.
    • Ausführungsform 21:
  • Grundöl nach einer der Ausführungsformen 19 oder 20, wobei das Grundöl einen Viskositätsindex von mindestens 120, bevorzugt von mindestens 140, besonders bevorzugt von mindestens 180 aufweist.
    • Ausführungsform 22:
  • Grundöl nach einer der Ausführungsformen 19 bis 21, wobei das Grundöl bei 40 °C eine Viskosität im Bereich zwischen 1 und 100.000 mm2/s, bevorzugt im Bereich zwischen 1 bis 10.000 mm2/s, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 1 bis 1500 mm2/s aufweist.
    • Ausführungsform 23:
  • Grundöl nach einer der Ausführungsformen 19 bis 22, mit einen Pour Point von≥0 °C, bevorzugt ≥ - 5 °C, insbesondere von ≥ -10 °C, weiter bevorzugt von ≥ -20 °C, ganz besonders bevorzugt von ≥ - 50 °C auf.
    • Ausführungsform 24:
  • Schmierstoffzusammensetzung, die ein Grundöl nach einer der Ausführungsformen 19 bis 23 enthält.
    • Ausführungsform 25:
  • Verwendung einer Zusammensetzung aus Wasser und einer Polymerkomponente definiert nach einer der Ausführungsformen 3 bis 18 oder des Grundöls definiert nach einer der Ausführungsformen 19 bis 23 zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung.
    • Ausführungsform 26:
  • Verfahren zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend die folgenden Schritte:
    • (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    • (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker
    • (iii) ggf. Erhitzen der Mischung
    • (iv) ggf. Zugeben von Additiven.
    Ausführungsform 27:
  • Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung nach Ausführungsform 26 umfassend die folgenden Schritte:
    • (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren,
    • (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker, wobei der mindestens eine Verdicker einen Tropfpunkt von maximal 300 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 260 °C aufweist;
    • (iib) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker, wobei der mindestens eine Verdicker einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist;
    • (iii) ggf. Erhitzen der Mischung;
    • (iv) ggf. Zugeben von Additiven.
    Ausführungsform 28:
  • Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung nach den Ausführungsformen 26 oder 27 umfassend die folgenden Schritte:
    1. (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    2. (ii) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens zwei reaktionsfähigen Verdickervorläufern, wobei der Verdicker ggf. in-situ durch Zusammenbringen der mindestens zwei reaktionsfähigen Verdickervorläufer hergestellt werden kann;
    3. (iii) ggf. Erhitzen der Mischung;
    4. (iv) ggf. Zugeben von Additiven
    Ausführungsform 29:
  • Verfahren zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 26 bis 28 umfassend die folgenden Schritte:
    1. (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    2. (ii) Zusammenbringen des Grundöls mit einem reaktionsfähigen Verdickervorläufer, bevorzugt mit einem oder mehreren Metallhydroxiden, besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, und Calciumhydroxid, insbesondere Kaliumhydroxid,
    3. (iii) ggf. Erhitzen der Mischung auf 40 bis 90 °C, insbesondere 60 bis 80 °C,
    4. (iv) ggf. Zugeben von Additiven.

Claims (15)

  1. Schmierstoffzusammensetzung enthaltend Wasser und eine erste Komponente aus einem oder mehreren Verdickern oder Salzen davon (Verdickerkomponente), dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der relative Anteil an Wasser maximal 70 Gew.%, vorzugsweise maximal 50 Gew.%, besonders bevorzugt maximal 40 Gew.% beträgt, ganz besonders bevorzugt maximal 35 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Tropfpunkt von maximal 260 °C, bevorzugt von maximal 280 °C, insbesondere bevorzugt von 300 °C aufweist;
    oder
    b) der relative Anteil an Wasser maximal 40 Gew.%, vorzugsweise maximal 35 Gew.% beträgt, wenn die Verdickerkomponente einen Schmelzpunkt von mehr als 260 °C, bevorzugt mehr als 280 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C aufweist.
  2. Schmierstoffzusammensetzung enthaltend Wasser und eine erste Komponente aus einem oder mehreren Verdickern oder Salzen davon (Verdickerkomponente) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung eine zweite Komponente aus einem oder mehreren wasserlöslichen Polymere oder Salzen davon (Polymerkomponente) enthält.
  3. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der relative Anteil der Polymerkomponente an der Gesamtzusammensetzung 0,05 bis 15, vorzugsweise 0,1 bis 10, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.% beträgt.
  4. Schmierstoffzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der relative Anteil
    • des Wassers zwischen 25 und 95 Gew.%,
    • der Polymerkomponente zwischen 0,5 und 4,0 Gew.% und
    • der Verdickerkomponente zwischen 5 und 70 Gew.%,
    gegenüber der Gesamtzusammensetzung beträgt.
  5. Schmierstoffzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    a) natürlichen Polymeren wie Polysaccariden, anorganischen Polysacchariden, natürlichen Kautschuken und Ligninen;
    b) chemisch modifizierten Polymeren wie Celluloseethern, Celluloseesternund modifizierten Stärken;
    c) synthetischen Polymeren wie Polyvinylalkohole, Polyethylenglykole, Polyvinylpyrrolidone;
    oder Mischungen davon.
  6. Schmierstoffzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die chemisch modifizierten Polymere der Polymerkomponente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Cellulose-Ethern, Celluloseestern, oder Mischungen davon.
  7. Schmierstoffzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickerkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Seifenverdicker, Nichtseifenverdicker oder Mischungen davon.
  8. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Seifenverdicker ein Kation enthält, wobei das Kation ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Metallen der 1., 2., 3. und 4. Hauptgruppe und Metallen der 12. Nebengruppe.
  9. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch einem der vorherigen Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anionen des Seifenverdickers ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: gesättigten C2 bis C30 Mono- oder Dicarbonsäuren, ein- oder mehrfach ungesättigten C2 bis C30 Mono- oder Dicarbonsäuren, aromatischen C5 bis C30 Mono- und Dicarbonsäuren oder einer Mischung solcher Carbonsäuren.
  10. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdicker das Reaktionsprodukt ist aus einem oder mehreren Diisocyanaten, mit einem Amin der allgemeinen Formel R'2N-R und/oder einem Diamin der allgemeinen Formel R'2N-R-N-R'2, wobei R ein Aryl-, Alkyl-, oder Allkylenrest, insbesondere ein Polyaryl-, Polyalkyl oder ein Polyalkylenrest ist, oder mit einem Gemisch aus Aminen oder Diaminen.
  11. Schmierstoffzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitfähigkeit im Bereich zwischen 10-12 und 10-3 S/cm liegt.
  12. Grundöl zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass es Wasser und eine Polymerkomponente definiert nach einem der Ansprüche 2 bis 6 enthält, vorzugsweise daraus besteht.
  13. Grundöl nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Wasseranteil von 100 Gew.%, bevorzugt von mindestens 80 Gew.%, besonders bevorzugt von mindestens 30 Gew.% aufweist.
  14. Verwendung einer Zusammensetzung aus Wasser und einer Polymerkomponente definiert nach einem der Ansprüche 2 bis 11 oder des Grundöls definiert nach einem der Ansprüche 12 oder 13 zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung umfassend die folgenden Schritte:
    (i) Bereitstellen eines Grundöls aus einer Mischung bestehend aus Wasser und einem oder mehreren wasserlöslichen Polymeren;
    (iia) Zusammenbringen des Grundöls mit mindestens einem Verdicker
    (iii) ggf. Erhitzen der Mischung
    (iv) ggf. Zugeben von Additiven.
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