DE102009037300A1 - Tetracyanoborate als Schmierstoffe - Google Patents
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- C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
- C10M2223/06—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having phosphorus-to-carbon bonds
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Salzen mit Tetracyanoboratanionen als Schmierstoffe, geeignet für alle Arten von Schmierstoffzusammensetzungen oder Grundölen für Schmierstoffzusammensetzungen oder Schmierfettzusammensetzungen.
Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung von Salzen mit Tetracyanoboratanionen als Schmierstoffe, geeignet für alle Arten von Schmierstoffzusammensetzungen oder Grundölen für Schmierstoffzusammensetzungen oder Schmierfettzusammensetzungen.
- Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Basisöle bzw. Additive bekannt, beispielsweise durch
EP 1672051 A1 . Jedoch weisen alle Lösungen bis zum heutigen Tag gravierende Nachteile bei der Hydrolysebeständigkeit und der Hygroskopie auf. Dies zeigt sich beispielsweise auch in Untersuchungen zum Korrosionsverhalten in Kugellagern. - Es ist bekannt dass ionische Flüssigkeit in Abhängigkeit von Ihrem Anion hygroskopisch sein können. Dies führt zur Zunahme des Wasseranteils im Schmierfilm und je höher der Wasseranteil ist desto eher kann es zu Korrosionserscheinungen kommen. Diesen Zusammenhang beschreibt Minami (I. Minami, Molecules 2009, 14, 2286-2305) für die bereits bekannten Anionen BF4 –, PF6 –, NTF– und FAP–. Allerdings enthalten diese alle Fluoratome im Anion um die Hydrophobiztät zu erhöhen welches das Risiko der HF Bildung in sich birgt bzw. zu biologisch persistenten Verbindungen führen kann. Daher wäre es wünschenswert halogenfrei, nicht Wasser mischbare ionische Flüssigkeiten einzusetzen, die darüber hinaus gute tribologischen Eigenschaften bei guten Viskositätsindizies besitzen und notwendig, die ebenfalls thermisch stabil sind. Die Viskosität ist ein wesentlicher Faktor, da die Viskosität ionischer Flüssigkeiten im Vergleich zur Viskosität von synthetischen bzw. Mineralöl-basierten Basisölen bei Zunahme der Temperatur in der Regel stärker zunehmen.
- Die Aufgabe liegt daher insbesondere darin alternative ionische Flüssigkeiten zur Verfügung zu stellen, die das zuvor genannte Eigenschaftsprofil erfüllen.
- Überraschenderweise wurde gefunden, dass Salze mit Tetracyanoboratanionen dieses Eigenschaftsprofil in besonderer Weise erfüllen.
- Ein erster Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Salzen mit Tetracyanoboratanionen der Formel I
[Kation][B(CN)4] I, - Derartige Salze und deren Herstellung sind beispielweise aus
WO 2004/072089 - Geeignete Ammoniumionen als Kationen für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (1).
- Geeignete Phosphoniumionen als Kationen für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (2).
- Geeignete Sulfoniumionen als Kationen für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (3).
[NR4]+ (1), [PR4]+ (2), [SR3]+ (3),
R jeweils unabhängig voneinander
geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1–20 C-Atomen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, subsituiert durch eine geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3–7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1–6 C-Atomen substituiert sein kann, bedeutet, wobei ein oder mehrere R teilweise oder vollständig mit Halogenen, insbesondere -F und/oder -Cl, oder teilweise mit -OH, -OR', -CN, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -SO2X, -NO2, substituiert sein können, und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome des R, durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -N+R'2-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, oder -P(O)R'- ersetzt sein können mit R' = nicht, teilweise oder perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl, C3- bis C7-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und X = Halogen sein kann. - Insbesondere geeignete Ammoniumionen der Formel (1) sind symmetrische oder unsymmetrische Tetraalkylammoniumkationen, wobei die Alkylgruppen jeweils unabhängig voneinander 1 bis 15 C-Atome haben können oder wobei die Alkylgruppen jeweils unabhängig voneinander durch Alkoxy mit 1 bis 15 C-Atomen substituiert sein können.
- Insbesondere geeignete Phosphoniumionen der Formel (2) sind symmetrische oder unsymmetrische Tetraalkylphosphoniumkationen, wobei die Alkylgruppen jeweils unabhängig voneinander 1 bis 15 C-Atome haben können oder wobei die Alkylgruppen jeweils unabhängig voneinander durch Alkoxy mit 1 bis 15 C-Atomen substituiert sein können.
- Insbesondere geeignete Sulfoniumionen der Formel (3) sind Trialkylsulfoniumkationen, wobei die Alkylgruppen jeweils unabhängig voneinander 1 bis 15 C-Atome haben können oder wobei die Alkylgruppen jeweils unabhängig voneinander durch Alkoxy mit 1 bis 15 C-Atomen substituiert sein können.
- Geeignete Uroniumionen als Kationen für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (4).
- Geeignete Thiouroniumionen als Kationen für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (5).
- Geeignete Guanidiniumionen als Kationen für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (6).
[C(NR3R4)(OR5)(NR6R7)]+ (4), [C(NR3R4)(SR5)(NR6R7)]+ (5), [C(NR8R9)(NR10R11)(NR12R13)]+ (6),
R3 bis R7 jeweils unabhängig voneinander - – H, wobei H für R5 ausgeschlossen wird,
- – ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3–7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1–6 C-Atomen substituiert sein kann, bedeutet und
- – H,
- – ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen,
- – ein geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – ein geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3–7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1–6 C-Atomen substituiert sein kann,
- Geeignete heterocyclische Kationen enthaltend mindestens ein quartäres N-Atom für Tetracyanoborate der Formel I entsprechen der Formel (7).
[HetN]+ (7),
HetN ein heterocyclisches Kation, ausgewählt aus der Gruppewobei die Substituenten
R1' bis R4' jeweils unabhängig voneinander
H, wobei H für R1' und R4' ausgeschlossen ist,
geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1–20 C-Atomen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, subsituiert durch eine geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3–7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1–6 C-Atomen substituiert sein kann, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Heteroaryl, Heteroaryl-C1-C6-alkyl oder Aryl-C1-C6-alkyl bedeutet,
wobei die Substituenten R1', R2', R3' und/oder R4' zusammen auch ein Ringsystem bilden können,
wobei ein oder mehrere Substituenten R1' bis R4' teilweise oder vollständig mit Halogenen, insbesondere -Cl und/oder -F, oder -OH, -OR', -CN, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2X, -NO2, substituiert sein können, wobei jedoch nicht gleichzeitig R1' und R4' vollständig mit Halogenen substituiert sein dürfen, und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht am Heteroatom gebundene Kohlenstoffatome der Substituenten R1' bis R4', durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -N+R'2-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, oder -P(O)R'- ersetzt sein können mit R' = nicht, teilweise oder perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl, C3- bis C7-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und X = Halogen. - Unter vollständig ungesättigten Substituenten werden im Sinne der vorliegenden Erfindung auch aromatische Substituenten verstanden.
- Als Substituenten R3 bis R13 der Verbindungen der Formeln (4) bis (6) kommen erfindungsgemäß jeweils unabhänig voneinander bevorzugt in Frage C1- bis C16-, insbesondere C1- bis C4-Alkylgruppen, H, ON, Phenyl oder NH2.
- Die Substituenten R3 bis R13 sind jeweils unabhängig voneinander besonders bevorzugt eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 16 C-Atomen. Die Substituenten R3 und R4, R6 und R7, R8 und R9, R10 und R11 und R12 und R13 in Verbindungen der Formeln (4) bis (6) können dabei gleich oder verschieden sein. Ganz besonders bevorzugt sind R3 bis R13 jeweils unabhängig voneinander Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, tert.-Butyl, sek.-Butyl, Phenyl, Hexyl oder Cyclohexyl, ganz besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl oder Hexyl.
- Bis zu vier Substituenten des Guanidinium-Kations [C(NR8R9)(NR10R11)(NR12R13)]+ können auch paarweise derart verbunden sein, dass mono-, bi- oder polycyclische Kationen entstehen.
- Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind Beispiele für solche Guanidinium-Kationen:wobei die Substituenten R8 bis R10 und R13 eine zuvor angegebene oder besonders bevorzugte Bedeutung haben können.
- Gegebenenfalls können die Carbocyclen oder Heterocyclen der zuvor angegebenen Guanidinium-Kationen noch durch C1- bis C6-Alkyl substituiert sein.
- Besonders bevorzugte Guanidiniumkationen sind beispielsweise Guanidinium, Aminoguanidinium, Tetramethylguanidinium, Diphenylguanidinium oder Cyanoguanidinium.
- Bis zu vier Substituenten des Uroniumkations [C(NR3R4)(OR5)(NR6R7)]+ oder des Thiouroniumkations [C(NR3R4)(SR5)(NR6R7)]+ können auch paarweise derart verbunden sein, dass mono-, bi- oder polycyclische Kationen entstehen.
- Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind Beispiele für solche Kationen im Folgenden angegeben, wobei Y = O oder S bedeutet:wobei die Substituenten R3, R5 und R6 eine zuvor angegebene oder besonders bevorzugte Bedeutung haben können.
- Gegebenenfalls können die Carbocyclen oder Heterocyclen der zuvor angegebenen Kationen noch durch C1- bis C6-Alkyl substituiert sein.
- Als Substituenten R1' bis R4' von Verbindungen der Formel (7) kommen erfindungsgemäß dabei bevorzugt in Frage: C1- bis C20, insbesondere C1- bis C12-Alkylgruppen.
- Die Substituenten R1' und R4' sind jeweils unabhängig voneinander insbesondere bevorzugt Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Dodecyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Benzyl. Sie sind ganz besonders bevorzugt Methyl, Octyl, Decyl oder Dodecyl. In Pyrrolidinium-, Piperidinium- oder Morpholinium-Verbindungen sind die beiden Substituenten R1' und R4' bevorzugt unterschiedlich.
- Der Substituent R2' oder R3' ist jeweils unabhängig voneinander insbesondere H, Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Benzyl. Besonders bevorzugt ist R2' H, Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl oder sek.-Butyl. Ganz besonders bevorzugt sind R2' und R3' H.
- Die C1-C16-Alkylgruppe ist beispielsweise Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sek.-Butyl oder tert.-Butyl, ferner auch Pentyl, 1-, 2- oder 3-Methylbutyl, 1,1-, 1,2- oder 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl oder Hexadecyl.
- Die C1-C20-Alkylgruppe ist beispielsweise Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sek.-Butyl oder tert.-Butyl, ferner auch Pentyl, 1-, 2- oder 3-Methylbutyl, 1,1-, 1,2- oder 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl oder Eicosyl. Gegebenenfalls Difluormethyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Heptafluorpropyl oder Nonafluorbutyl.
- Ein geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 20 C-Atomen, wobei auch mehrere Doppelbindungen vorhanden sein können, ist beispielsweise Ethenyl, Allyl, 2- oder 3-Butenyl, Isobutenyl, sek.-Butenyl, ferner 4-Pentenyl, iso-Pentenyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, -C9H17, -C10H19 bis -C20H39; vorzugsweise Allyl, 2- oder 3-Butenyl, Isobutenyl, sek.-Butenyl, ferner bevorzugt ist 4-Pentenyl, iso-Pentenyl oder Hexenyl.
- Ein geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2 bis 20 C-Atomen, wobei auch mehrere Dreifachbindungen vorhanden sein können, ist beispielsweise Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 2- oder 3-Butinyl, ferner 4-Pentinyl, 3-Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl, Octinyl, -C9H15, -C10H17 bis -C20H37, vorzugsweise Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 2- oder 3-Butinyl, 4-Pentinyl, 3-Pentinyl oder Hexinyl.
- Aryl-C1-C6-alkyl bedeutet beispielsweise Benzyl, Phenylethyl, Phenylpropyl, Phenylbutyl, Phenylpentyl oder Phenylhexyl, wobei sowohl der Phenylring als auch die Alkylenkette, wie zuvor beschrieben teilweise oder vollständig mit Halogenen, insbesondere -F und/oder -Cl, oder teilweise mit -OH, -OR', -CN, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2X, -NO2 substituiert sein können.
- Unsubstituierte gesättigte oder teilweise oder vollständig ungesättigte Cycloalkylgruppen mit 3–7 C-Atomen sind daher Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopentenyl, Cyclopenta-1,3-dienyl, Cyclohexenyl, Cyclohexa-1,3-dienyl, Cyclohexa-1,4-dienyl, Phenyl, Cycloheptenyl, Cyclohepta-1,3-dienyl, Cyclohepta-1,4-dienyl oder Cyclohepta-1,5-dienyl, welche mit C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert sein können, wobei wiederum die Cycloalkylgruppe oder die mit C1- bis C6-Alkylgruppen substituierte Cycloalkylgruppe auch mit Halogenatomen wie F, Cl, Br oder I, insbesondere F oder Cl oder mit -OH, -OR', -CN, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2X, -NO2 substituiert sein kann.
- In den Substituenten R1' bis R4' können auch ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständig zum Heteroatom gebundene Kohlenstoffatome, durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -N+R'2-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, -P(O)(NR'2)NR'- oder -P(O)R'- ersetzt werden, mit R' = nicht, teilweise oder perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl, C3- bis C7-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl.
- Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind Beispiele für derart modifizierte Substituenten R1' bis R4':
-OCH3, -OCH(CH3)2, -CH2OCH3, -CH2-CH2-O-CH3, -C2H4OCH(CH3)2, -C2H4SC2H5, -C2H4SCH(CH3)2, -S(O)CH3, -SO2CH3, -SO2C6H5, -SO2C3H7, -SO2CH(CH3)2, -SO2CH2CF3, -CH2SO2CH3, -O-C4H8-O-C4H9, -CF3, -C2F5, -C3F7, -C4F9, -C(CF3)3, -CF2SO2CF3, -C2F4N(C2F5)C2F5, -CHF2, -CH2CF3, -C2F2H3, -C3FH6, -CH2C3F7, -C(CFH2)3, -CH2C6H5 oder P(O)(C2H5)2. - In R' ist C3- bis C7-Cycloalkyl beispielweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl.
- In R' bedeutet substituiertes Phenyl, durch C1- bis C6-Alkyl, C1- bis C6-Alkenyl, NO2, F, Cl, Br, I, C1-C6-Alkoxy, SCF3, SO2CF3, SO2X' oder SO2NR''2 substituiertes Phenyl, wobei X' F, Cl oder Br und R'' ein nicht, teilweise oder perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl oder C3- bis C7-Cycloalkyl wie für R' definiert bedeutet, beispielsweise, o-, m- oder p-Methylphenyl, o-, m- oder p-Ethylphenyl, o-, m- oder p-Propylphenyl, o-, m- oder p-Isopropylphenyl, o-, m- oder p-tert.-Butylphenyl, o-, m- oder p-Nitrophenyl, o-, m- oder p-Methoxyphenyl, o-, m- oder p-Ethoxyphenyl, o-, m-, p-(Trifluormethyl)phenyl, o-, m-, p-(Trifluormethoxy)phenyl, o-, m-, p-(Trifluormethylsulfonyl)phenyl, o-, m- oder p-Fluorphenyl, o-, m- oder p-Chlorphenyl, o-, m- oder p-Bromphenyl, o-, m- oder p-Iodphenyl, weiter bevorzugt 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dimethylphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dihydroxyphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Difluorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dichlorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dibromphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dimethoxyphenyl, 5-Fluor-2-methylphenyl, 3,4,5-Trimethoxyphenyl oder 2,4,5-Trimethylphenyl.
- In R1' bis R4' wird als Heteroaryl ein gesättigter oder ungesättigter mono- oder bicyclischer heterocyclischer Rest mit 5 bis 13 Ringgliedern verstanden, wobei 1, 2 oder 3 N- und/oder 1 oder 2 S- oder O-Atome vorliegen können und der heterocyclische Rest ein- oder mehrfach durch C1- bis C6-Alkyl, C1- bis C6-Alkenyl, NO2, F, Cl, Br, I, C1-C6-Alkoxy, SCF3, SO2CF3, SO2X' oder SO2NR''2 substituiert sein kann, wobei X' und R'' eine zuvor angegebene Bedeutung haben.
- Der heterocyclische Rest ist vorzugsweise substituiertes oder unsubstituiertes 2- oder 3-Furyl, 2- oder 3-Thienyl, 1-, 2- oder 3-Pyrrolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-Imidazolyl, 3-, 4- oder 5-Pyrazolyl, 2-, 4- oder 5-Oxazolyl, 3-, 4- oder 5-Isoxazolyl, 2-, 4- oder 5-Thiazolyl, 3-, 4- oder 5-Isothiazolyl, 2-, 3- oder 4-Pyridyl, 2-, 4-, 5- oder 6-Pyrimidinyl, weiterhin bevorzugt 1,2,3-Triazol-1-, -4- oder -5-yl, 1,2,4-Triazol-1-, -4- oder -5-yl, 1- oder 5-Tetrazolyl, 1,2,3-Oxadiazol-4- oder -5-yl, 1,2,4-Oxadiazol-3- oder -5-yl, 1,3,4-Thiadiazol-2- oder -5-yl, 1,2,4-Thiadiazol-3- oder -5-yl, 1,2,3-Thiadiazol-4- oder -5-yl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-2H-Thiopyranyl, 2-, 3- oder 4-4H-Thiopyranyl, 3- oder 4-Pyridazinyl, Pyrazinyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzofuryl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzothienyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-1H-Indolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-Benzimidazolyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzopyrazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzoxazolyl, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzisoxazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzthiazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzisothiazolyl, 4-, 5-, 6- oder 7-Benz-2,1,3-oxadiazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Chinolinyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Isochinolinyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 9-Carbazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Acridinyl, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Cinnolinyl, 2-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Chinazolinyl oder 1-, 2- oder 3-Pyrrolidinyl.
- Unter Heteroaryl-C1-C6-alkyl wird nun in Analogie zu Aryl-C1-C6-alkyl beispielsweise Pyridinyl-methyl, Pyridinyl-ethyl, Pyridinyl-propyl, Pyridinyl-butyl, Pyridinyl-pentyl, Pyridinyl-hexyl verstanden, wobei weiterhin die zuvor beschriebenen Heterocyclen in dieser Weise mit der Alkylenkette verknüpft werden können.
- R1' oder R4' sind insbesondere Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen oder Alkoxyalkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, ganz besonders bevorzugt Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen.
- HetN ist bevorzugtwobei die Substituenten R1' bis R4' jeweils unabhängig voneinander eine zuvor beschriebene Bedeutung haben.
- Ganz besonders bevorzugt ist HetNwobei die Substituenten R1' bis R4' jeweils unabhängig voneinander eine zuvor beschriebene Bedeutung haben.
- HetN ist ganz besonders bevorzugt Imidazolium, wobei die Substituenten R1' bis R4' jeweils unabhängig voneinander eine zuvor beschriebene Bedeutung haben.
- Besonders geeignete Salze der Formel I als Schmierstoffe sind beispielsweise Salze mit herterocyclischen Kationen der Formel (7), wie zuvor beschrieben und als bevorzugt beschrieben.
- Verbindungen der Formel I sind beispielsweise Tetramethylammonium Tetracyanoborat, Tetraethylammonium Tetracyanoborat, Tetrabutylammonium Tetracyanoborat, Trimethyl(ethyl)ammonium Tetracyanoborat, Triethyl(methyl)ammonium Tetracyanoborat, Tributyl(methyl)ammonium Tetracyanoborat, Trihexyl(tetradecyl)ammonium Tetracyanoborat, Tetramethylphosphonium Tetracyanoborat, Tetraethylphosphonium Tetracyanoborat, Tetrabutylphosphonium Tetracyanoborat, Trimethyl(ethyl)phosphonium Tetracyanoborat, Triethyl(methyl)phosphonium Tetracyanoborat, Tributyl(methyl)phosphonium Tetracyanoborat, Trihexyl(tetradecyl)phosphonium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Methyl-3-propyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Butyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Methyl-3-pentylimidazolium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-propyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Butyl-3-ethyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-pentyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Butyl-3-propyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dimethyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Diethylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dipropypylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dibutylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dipentylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dihexylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Diheptylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dioctylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Dinonylimidazolium Tetracyanoborat, 1,3-Didecylimidazolium Tetracyanoborat, 1-Hexyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Heptyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Methyl-3-octyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Methyl-3-nonyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Decyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-hexyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-heptyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-octyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Ethyl-3-nonyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1-Decyl-3-ethyl-imidazolium Tetracyanoborat, 1,1-Dimethyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-ethyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-propyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-butyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-pentyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-hexyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-heptyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-octyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-nonyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-decyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, 1,1-Diethyl-pyrrolidinium Tetracyanoborat, N-Methyl-pyridinium Tetracyanoborat, N-Ethyl-pyridinium Tetracyanoborat, N-Propyl-pyridinium Tetracyanoborat, N-Butyl-pyridinium Tetracyanoborat, N-Ethyl-3-methyl-pyridinium Tetracyanoborat, N-Butyl-3-methyl-pyridinium Tetracyanoborat, 1,1-Dimethylpiperidinium Tetracyanoborat, 1-Methyl-1-ethyl-piperidinium Tetracyanoborat, N,N-Dimethylmorpholinium Tetracyanoborat.
- Mit der neuen Anionenklasse der Tetracyanoborate können Schmierstoffformulierungen gebildet werden die wesentlich verbesserte Eigenschaften gegenüber den bekannten ionischen Flüssigkeiten aufweisen. Die besondere Eignung der Verbindungen der Formel I als Schmierstoffe wird belegt durch das einzigartige Eigenschaftsprofil, beispielsweise durch den überraschenderweise sehr großen Viskositätsindex VI von 203 für 1-Ethyl-3-methylimidazolium Tetracyanoborat gemessen nach der Stabinger Methode mittels AVM 3000 der Firma ANTON PAAR, wie in Beispiel 1 beschrieben. Weiterhin sind Tetracyanoborate hydrophob und wenig hygroskopisch, d. h. die Wasseraufnahme liegt in der Regel bei kleiner 10%. Die Löslichkeit der Tetracyanoborate nach Formel I, wie zuvor beschrieben und bevorzugt beschrieben sowie die Löslichkeit der Einzelverbindungen nimmt mit steigender Kettenlänge des Kations nimmt ab. So beträgt beispielsweise die Löslichkeit von 1-Hexyl-3-methylimidazolium Tetracyanoborat in Wasser nur 0,44 ppm. Im Vergleich zu anderen nicht fluorierten Anionen ist die Querlöslichkeit damit sehr gering. Ethylmetylimidazolium-diethylphosphate bzw. diethylsulfate sind beispielsweise wasserlöslich. Ein möglichst niedriger und am Besten gar kein Verlust des Schmierstoffes aus dem Einsatzort ist unerlässlich, so dass immer genügend Schmiermittel zur Trennung der Reibpartner vorhanden ist. Ein „Ausbluten” der Verbindungen der Formel I aus dem eingesetzten Schmierstoff durch Wasser oder Wasser-enthaltende Medien und damit einhergehend ein Verlust des Schmierstoffs tritt daher kaum oder nicht auf.
- Weiterhin sind Tetracyanoborate der Formel I wie zuvor beschrieben, als bevorzugt beschrieben oder die Einzelverbindungen bei verschiedenen pH-Werten hydrolytisch stabil und thermisch stabil. Ebenfalls wird keine Cyanid-Bildung beobachtet (gelöst in neutraler wässriger Lösung bei 60°C über 8 Stunden, getestet auf Cyanid mit Aquaquant® Testkit).
- Verbindungen der Formel I, wie zuvor beschrieben, als bevorzugt beschrieben oder die Einzelverbindungen zeigen bei 150°C über 100 h visuell kaum Anzeichen von Korrosion für 1000r6, Cu, Stahl ST37 oder Edelstahl 1.4301.
- Die Verbindungen der Formel I zeigen daher als Reinstoff das beste Korrosionsverhalten als alle bisher getesteten und verwendeten ionischen Flüssigkeiten für Schmierstoffanwendungen.
- Tribologische Messungen nach DIN 51834 Teil 2 zeigen Reibwerte von fmin zwischen 0,1 und 0,15 für ein ISO VG32 Mineralöl bei einer Belastung von 100 N so dass eine schmierende Wirkung gegeben ist.
- Stellvertretend für die Verbindungen der Formel I zeigt die
2 den Reibverlauf der Verbindung 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat (fmin = 0,16 und fmax = 0,3). - Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Schmierstoffzusammensetzung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel I, wie zuvor beschrieben, als bevorzugt beschrieben oder die Einzelverbindungen.
- Die Verbindung der Formel I kann hierbei der wesentliche Bestandteil als Schmierstoff sein. Die Verbindung der Formel I kann jedoch auch als Additiv zu bereits bekannten Schmierstoffen eingesetzt werden.
- Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung kann daher eine Grundölmischung sein, die weiter an die Anwendung angepasst werden kann oder kann schon die anwendbare Schmierstoffzusammensetzung oder Schmierfettzusammensetzung sein. Die Art und Bezeichnung der Schmierstoffzusammensetzung wird dann wesentlich durch Addivitve geprägt, die der Schmierstoffzusammensetzung zugegeben werden.
- Beispielhaft seien Additive gegen Korrosion, Oxidation und zum Schutz von Metalleinflüsse, die als Chelatverbindungen, Radikalfänger, UV-Stabilisatoren, Reaktionsschichtbildner, sowie anorganische oder organische Festschmierstoffe, wie Polyimide, Polytetrafluorethylen, Graphit, Metalloxide, Bornitrid, Molybdänsulfid und Phosphat genannt. Insbesondere werden Additive in Form von phosphor- und schwefelhaltige Verbindungen z. B. Zinkdialkylthiophosphat, Borsäureester als Antwear/Extrempressure eingesetzt, aromatische Amine, Phenole, Schwefelverbindungen als Antioxidantien, Metallsalze, Ester, stickstoffhaltige Verbindungen, heterocyclische Verbindungen als Mittel zur Korrosionsverhinderung eingesetzt. Glycerin-mono- oder di-ester können als Reibschutzmittel sowie Polyisobutylen, Polymeracrylat als Viskositätsverbesserer eingesetzt werden. Die Additive können ionischer Struktur oder neutral sein.
- Eine bevorzugte Schmierstoffzusammensetzung enthält einen Korrosionsinhibitor.
- Beispiele für Korrosionsinhibitoren sind Tolyltriazol (1H-4,5-Methylbenzotriazol), Alkanolaminsalz (Borste-Carboxylate), Ethoxyalkyletherphosphat (beispielsweise Polyethoxyalkyl(C8-C10)etherphosphat), Ethinylcarbinolalkoxylat (beispielsweise Propagylalkoholalkoxylat(C2-C10)), Mercaptothiadiazol (2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol) oder organische Säuren (beispielsweise Ascorbinsäure, Oxalsäure, Asparaginsäure).
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung enthaltend mindestens eine Verbindung nach Formel I und einen Korrosionsinhibitor, wie zuvor beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindung der Formel I, wie zuvor beschrieben, als bevorzugt beschrieben oder die Einzelverbindungen, mit dem mindestens einen Korrosionsinhibitor und gegebenenfalls mit weiteren Additiven für Schmierstoffzusammensetzungen vermischt wird.
- Die erfindungsgemäßen Schmierstoffe können beispielsweise mit anderen ionischen Schmierstoffen gemischt werden oder mit Ölen, die für Industrieschmierstoffe übliche Viskositäten besitzen.
- Ionische Schmierstoffe sind beispielsweise die schon als Schmierstoffe bekannten ionischen Flüssigkeiten mit anderen Anionen, beispielsweise mit den Anionen Alkyl(C1-C12)sulfat, Alkyl(C1-C4)phosphate, Alkyloxalat, Sacchaniat, Alkyl(C1-C4)phosphonate, Bis(trifluormethansulfonyl)imid, Tris(pentafluorethyl)trifluorphosphat, Octafluorpentansulfat, Nonafluorbutansulfonat, Trifluormethansulfonat, Hexafluorophosphat, Tetrafluoroborat, Trifluoracetat.
- Geeignete Öle können synthetisches Öl, mineralisches Öl und/oder ein natives Öl sein.
- Die synthetischen Öle werden beispielsweise ausgewählt aus einem Ester einer aliphatischen oder aromatischen Di-, Tri- oder Tetracarbonsäure mit einem C7- bis C22-Alkohol oder in Mischung vorliegenden C7- bis C22-Alkoholen, aus einem Polyphenylether oder alkyliertem Diphenylether, aus einem Ester von Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Dipentaerythrit mit aliphatischen C7- bis C22-Carbonsäuren, aus C18-Dimersäureestern mit C7- bis C22-Alkoholen, aus Komplexestern, als Einzelkomponenten oder in beliebiger Mischung. Weiterhin kann das synthetische Öl ausgewählt werden aus Poly-α-Olefinen, alkylierten Naphthalinen, alkylierten Benzolen, Polyglykolen, Silikonölen oder Perfluorpolyethern.
- Die mineralischen Öle können ausgewählt werden aus paraffinbasischen-, napthenbasichen-, aromatischen Hydrocrackölen oder GTL-Flüssigkeiten (GTL = Gas to Liquid, d. h. ein Verfahren zur Kraftstoffherstellung aus Erdgas).
- Als native Öle können Triglyceride aus tierischer/pflanzlicher Quelle verwendet werden, die nach bekannten Verfahren, beispielsweise Hydrogenierung, veredelt werden können. Die besonders bevorzugten Triglyceridöle sind genetisch modifizierte Triglyceridöle mit hohem Ölsäureanteil. Typische hierin verwendete und genetisch modifizierte Pflanzenöle mit hohem Ölsäuregehalt sind Safloröl, Maisöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Sojabohnenöl, Leinsamenöl, Erdnussöl, Lesquerella-Öl, Meadowfoam-Öl (Sumpfblumenöl) und Palmenöl.
- Mögliche Additive sind auch Verdickungsmittel, insbesondere für Schmiefettzusammensetzungen. Beispiele für Verdickungsmittel sind Reaktionsprodukte aus einem Diisocyanat mit einem Amin oder einem Diamin, wie in
WO 2008/154997 - Die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen können die mindestens eine Verbindung der Formel I und die optional angegebenen Additive und Öle enthalten oder daraus bestehen.
- In der Regel enthalten Schmierstoffzusammensetzungen in Form eines Grundöls die mindestens eine Verbindung der Formel I in 5 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung enthält. Besonders bevorzugt zwischen 90 und 60 Gewichtsprozent.
- In den folgenden technischen Anwendungen können Schmierstoffzusammensetzungen, d. h. sowohl als Grundölmischung als auch als Öl oder als auf diesen Ölen basierende Fette oder Schmierfettzusammensetzung sowie die Verbindungen der Formel I als ionische Zusätze eingesetzt werden:
Magnetische, elektronische Bauteile, z. B. Harddisc, CD-Laufwerke, in der Fahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrt, Fördertechnik, Maschinenbau, oder Bürotechnik. Detailliertere Anwendungen liegen beispielsweise in der Verwendung, wie zuvor beschrieben in einer Verbrennungskraftmaschine, in einem Drehmomentwandler, für hydraulische Kupplung, in Radiallager, Wälzlager, Gleitlager, Sinterlager, Ölrückhaltelager, Kugellager, Kompressoren, Kettengetriebe, Getriebemotoren, Ölhydraulikkreisläufe, Vakuumpumpen, Taktgenerator-Teile, Festplatten-/Magnetplatten-Vorrichtungen, im Verbrennungsmotor, in Kompressoren und Vakuumpumpen, in Stoßdämpfern, Bremselementen, Dichtungsvorrichtungen, beim Scherschneiden, Walzen, Metallziehen, Formwalzen oder Schmieden, bei Kühlaggregaten oder als Heizmittel, Kühlflüssigkeit, Sperrflüssigkeit, als Hydraulidfluid, als Getriebeöl oder zum Korrosionsschutz. - Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann die obige Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibende, keineswegs als in irgendeiner Weise limitierende Offenbarung aufzufassen.
- Beispiele:
- Beispiel 1: Produkteigenschaften von 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat
- 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium Tetracyanoborat, abgekürzt als EMIM TCB, wird nach der Beschreibung der
WO 2004/072089 - Die Viskositätsmessung erfolgt nach der folgenden Methode: Die Probe wird mittels einer Spritze luftfrei in das Gerät, AVM 3000, Firma ANTON PAAR, eingefüllt. Die Viskosität und die Dichte werden bei 20°C–100°C in 10 K-Schritten gemessen. Der Viskositätsindex wird nach ASTM D2270, ISO 2909 berechnet. Das Ergebnis der Messung für EMIMTCB ist in
-
1 angegeben und in der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst: Tabelle 1:Temperatur [°C] Kinematische Viskosität [mm2/s] Viskosität [mPa·s] Dichte [g/cm3] 19,999 20,842 21,683 1,04 30,001 14,561 15,04 1,033 40,001 10,743 11,012 1,025 50,001 8,266 8,4093 1,017 60,004 6,5826 6,6479 1,01 70 5,3827 5,3955 1,002 80,002 4,4985 4,4754 0,9949 90,001 3,8309 3,7829 0,9875 100 3,3133 3,2479 0,9803 - Isotherme Messung bei 200°C zeigen für [EMIM]TCB nur einen Massenverlust 0.3w% pro Tag, wie belegt durch die Daten der Tabelle 2. Tabelle 2
Zeit [ min ] Temperatur [°C] m (EMIM TCB) [%] m (EMIM NTF) [%] m (EMIM FAP) [%] 100 200 99,69 99,63 99,84 200 200 99,64 99,58 99,78 300 200 99,59 99,53 99,7 400 200 99,54 99,48 99,6 500 200 99,49 99,42 99,52 600 200 99,44 99,38 99,44 700 200 99,4 99,33 99,36 800 200 99,38 99,28 99,28 900 200 99,35 99,23 99,2 1000 200 99,33 99,19 99,12 1100 200 99,31 99,14 99,04 1200 200 99,29 99,09 98,97 1300 200 99,28 99,04 98,89 1400 200 99,27 98,99 98,81 - Diese Ergebnisse sind in der
1 im Vergleich zu den Verbindungen 1-Ethyl-3-methylimidazolium Bis(trifluormethansulfonyl)imid und 1-Ethyl-3-methylimidazolium tris-pentafluorethyl-trifluorphosphat dargestellt. Korrosionsuntersuchungen zeigen, dass bei 150°C über 100 h keine Korrosion visuell für 100Cr6, Cu, Stahl ST-37 und Edelstahl 1.4301 beobachtet wird. Hierzu werden die Metallproben je 5 Minuten in Cyclohexan, Aceton, 10%iger Salzsäure, 10%iger Natronlauge und Methanol gereinigt. In gereinigte Petrischale werden ca. 2 ml Probe vorgelegt. Das erste Petrischälchen ist eine Blindprobe, in die anderen wird je eine gereinigte Metallprobe gelegt. Die Petrischalen werden bei 150°C in den Trockenschrank gestellt und nach 24 h und 100 h visuell beurteilt und fotografiert. - Die Substanz [EMIM]TCB wird tribologisch nach DIN 51834 Teil 2 untersucht und weist Reibwerte von fmin 0,16 und fmax 0,3 wirkenden Normkraft von 300 N auf, so dass eine schmierende Wirkung bis zum Fresser nach 4300 Sekunden gegeben ist. Der Verschleißkalottendurchmesser beträgt 1,387 mm. Der Reibverlauf ist in
2 wiedergegeben. - Messbedingungen:
- Probekörper: Scheibe 1000r6, Durchmesser 24·7,9 mm [Rz 0,5 μm], geläppt, Kugel 1000r6, Durchmesser 10 mm, nach DIN 51402-2, poliert Normalkraft 300 N, Frequenz 50 Hz, Temperatur 50°C, Zeit 120 min, Schwingweite 1000 μm.
- Weiterhin zeigt Tabelle 3 die Mischbarkeit von EMIM TCB mit verschiedenen kommerziellen Additiven, die durch ihre vollständige Lösung in EMIM TCB ihre volle Wirkung entfalten können. Tabelle 3:
Additiv Lösungsverhalten in EMIM TCB Phenolischer Ester (CHE-APC-35, C. H. Erbslöh, CAS: 125643-61-0, Benzolpropansäure, 3,5-Bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-C7-9-verzweigte Alkylester, EINECS: 406-040-9; mischbar Tolyltriazol (Additin RC 8221, Rhein Chemie, CAS-Nr.: 29385-43-1, Synonyma: 1H-4/5-; ethyl-benzotirazol, Isomerengemisch) mischbar Alkanolaminsalz (C. H. Erbslöh, Art.-Nr: Ig3000; wässrige Lösung von Alkanolaminsalzen (Borste-Carboxylate) mischbar Ethoxyalkyletherphosphat (Rhodafac RA/600-E, Art. Nr.: bh0420, C. H. Erbslöh, Gemisch aus > 85% Polyethoxyalkyl(C8-C10)etherphosphat, CAS: 68130-47-2, + < 10% C8-10 ethoxylierte Alkohole, CAS: 71060-57-6, + < 1% Phosphorsäure, CAS: 7664-38-2, EINECS: 231-633-2, + < 0,03% 1,4-Dioxan, CAS: 123-91-1, EINECS: 204-661-8) als Ethinylcarbinolalkoxylat (Korantin PM, BTC Speciality Chemical, BASF, Mat.-Nr.: 56632977 mischbar Mercaptothiadiazol (CUVAN®484, C. H. Erbslöh, 2,5-Dimercapto-1,3,4-tiadiazol Derivat) mischbar - Beispiel 2:
- Zur Herstellung einer Schmiermittelzusammensetzung werden zu 65–75 Gewichtsprozent einer TCB-haltigen ionischen Flüssigkeit, z. B. Ethylmethylimidazolium-TCB oder Butylmethylpyrrolidinium-TCB 30–35 Gewichtsprozent Verdicker z. B. Lithiumstearat (Peter Greven, CAS-Nr.: 68604-46-6 Fettsäuren, Rizinusöl-, hydriert, Lithiumsalze; EINESC: 271-697-9) zugegeben, mit dem Ultratorrax homogenisiert und bei 40°C über Nacht getempert.
- Zusätzlich können dieser Zusammensetzung in Summe 1–5 Gewichtsprozent Korrosionsschutzmittel, Antioxidatien sowie weitere Additive aus Tabelle 3 zugemischt werden. Zusätzlich kann eine weitere ionische Flüssigkeit als Viskositätsmodifer im Bereich bis zu 5 Gewichtsprozent zugesetzt werden. Alle Gewichtsprozentangaben beziehen sich auf die Gesamtzusammensetzung.
- Beispiel 3:
- Zur Herstellung einer Schmierfettzusammensetzung werden 77 Gewichtsprozent einer Mischung aus Methoxyethylenglycolester (PriolubeTM3955, CRODA) als Grundöl, 10 Gewichtsprozent EMIM TCB, 5 Gewichtsprozent Polyharnstoff (ADDITIN M 19.411, Rhein Chemie) sowie 5 Gewichtsprozent Korrantin PM, und 3 Gewichtsprozent Verschleißschutzmittel Additin 8221 gemischt.
- EMIM TCB wird nach Einarbeitung des Polyharnstoffes, welcher auch in situ hergestellt werden kann, in das Fett eingearbeitet und mit dem Ultratorrax homogenisiert sowie bei 40°C über Nacht getempert. Dieser Schmierfettzusammensetzung können auch weitere Zusätze z. B. EP-Additive oder organische Säuren zugemischt werden.
- Figurenverzeichnis:
-
1 ist eine Darstellung des Viskositätsverlaufes von EMIM TCB -
2 ist eine Darstellung des Massenverlustes von 1-Ethyl-3-methylimidazolium Tetracyanoborat (0,3% pro Tag), 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium Bis(trifluormethyl)sulfonylimid (0,7% pro Tag), 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium Tris(pentafluorethyl)trifluorphosphat (1,1% pro Tag) -
3 ist eine Darstellung des Reibwerts von EMIM TCB - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1672051 A1 [0002]
- - WO 2004/072089 [0007, 0074]
- - WO 2008/154997 [0069]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - I. Minami, Molecules 2009, 14, 2286-2305 [0003]
- - DIN 51834 Teil 2 [0054]
- - ISO VG32 [0054]
- - ASTM D2270 [0075]
- - ISO 2909 [0075]
- - DIN 51834 Teil 2 [0079]
- - DIN 51402-2 [0080]
R8 bis R13 jeweils unabhängig voneinander
Claims (10)
- Verwendung von Salzen mit Tetracyanoboratanionen der Formel I
[Kation][B(CN)4] I, - Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniumkation der Formel (1), das Phosphoniumkation der Formel (2) und das Sulfoniumkation der Formel (3) entspricht,
[NR4]+ (1), [PR4]+ (2), [SR3]+ (3), - Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Uroniumion der Formel (4), das Thiouroniumion der Formel (5) und das Guanidiniumion der Formel (6) entspricht,
[C(NR3R4)(OR5)(NR6R7)]+ (4), [C(NR3R4)(SR5)(NR6R7)]+ (5), [C(NR8R9)(NR10R11)(NR12R13)]+ (6), - Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das heterocyclische Kation enthaltend mindestens ein quartäres N-Atom der Formel (7) entspricht,
[HetN]+ (7), bedeutet, wobei die Substituenten R1' bis R4' jeweils unabhängig voneinander H, wobei H für R1' und R4' ausgeschlossen ist, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1–20 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, subsituiert durch eine geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2–20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3–7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1–6 C-Atomen substituiert sein kann, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Heteroaryl, Heteroaryl-C1-C6-alkyl oder Aryl-C1-C6-alkyl bedeutet, wobei die Substituenten R1', R2', R3' und/oder R4' zusammen auch ein Ringsystem bilden können, wobei ein oder mehrere Substituenten R1' bis R4' teilweise oder vollständig mit Halogenen, insbesondere -Cl und/oder -F, oder -OH, -OR', -CN, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2X, -NO2, substituiert sein können, wobei jedoch nicht gleichzeitig R1' und R4' vollständig mit Halogenen substituiert sein dürfen, und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht am Heteroatom gebundene Kohlenstoffatome der Substituenten R1' bis R4', durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -N+R'2-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, oder -P(O)R'- ersetzt sein können mit R' = nicht, teilweise oder perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl, C3- bis C7-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und X = Halogen. - Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass HetN ausgewählt wird aus der Gruppe Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, Piperidinium oder Morpholinium.
- Schmierstoffzusammensetzung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.
- Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Korrosionsinhibitor enthalten ist.
- Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Grundölmischung ist.
- Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schmierfettzusammensetzung ist.
- Verfahren zur Herstellung einer Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindung der Formel I, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 mit dem mindestens einen Korrosionsinhibitor und gegebenenfalls mit weiteren Additiven für Schmierstoffzusammensetzungen vermischt wird.
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-
2009
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