DE1128069B - Schmierfett - Google Patents

Description

• Schmierfett Um den Anforderungen der modernen Technik an Hochtemperaturschmierfetten zu genügen, welche ihre Konsistenz und Schmierfähigkeit auch bei Arbeitstemperaturen zwischen 200 und 250°C während der praktisch in Betracht kommenden Zeiträume beibehalten müssen, hat man bereits spezielle organische Verbindungen und Pigmente aus der Klasse der Indogenverbindungen, Phthalocyaninverbindungen, der Antrachinone und der Azine als Gelierungsmittel eingesetzt. Besonders geeignet für diesen Zweck sind Schmierfette auf Schmierölbasis, welche als Verdickungsmittel eine wasserunlösliche Verbindung mit zwei Einheiten im Molekül enthält. Der aus drei Ringen bestehende Rest weist wenigstens ein Carbonylradikal am mittleren Ring der Gruppe auf.
• Diese Verbindungen fallen unter die bekannten »INDANTHREN-Farbstoffe«. Das Wort »INDAN-THREN« ist für die Firma Badische Anilin- und Sodafabrik AG, Ludwigshafen am Rhein, unter der Nummer 51 151 als Warenzeichen geschützt.
• Um eine befriedigende Schmierfettkonsistenz mit dieser Art von Verdickungsmittel zu erzielen, müssen jedoch außergewöhnlich hohe Mengen der betreffenden Stoffe eingesetzt werden, so daß solche Schmierfette vom wirtschaftlichen Standpunkt aus recht unvorteilhaft sind. Außerdem weisen sie in manchen Fällen den Nachteil auf, daß die Lebensdauer von damit behandelten Lagern nicht immer ausreichend ist.
• Es wurde nun gefunden, daß die Konsistenz von Schmierfetten, welche die vorstehend beschriebenen Verbindungen mit einem Dreiringsystem als Verdickungsmittel enthalten, wesentlich verbessert werden kann, wenn man ihnen zusätzlich mindestens 2,5 Gewichtsprozent und bis zu 20 Gewichtsprozent eines Diarylamins mit der allgemeinen Formel einverleibt, in welcher jedes R ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest aus der Gruppe der Phenyl-, Naphthyl-, alkylierten Phenyl- und alkylierten Naphthylreste ist.
• Obwohl diese Diarylamine an sich gar keine verdickenden Eigenschaften aufweisen und außerdem weniger hitzebeständig sind als die Verdickungsmittel selbst, haben sie doch die ganz unerwartete Eigenschaft, die für eine bestimmte Schmierfettkonsistenz benötigte Menge des Verdickungsmittels beträchtlich herabzusetzen und außerdem die Lebensdauer der damit geschmierten Lager bei hohen Temperaturen beträchtlich zu erhöben. Allerdings üben sie diesen Effekt nur in Kombination mit den vorstehend gekennzeichneten Verdickungsmitteln aus, da ' die Zugabe der gleichen Amine zu mit anderen Hochtemperatur-Gelierungsmitteln gelierten Schmierfetten entweder keine Einwirkung auf die Konsistenz hat oder sogar das Schmierfett erweicht.
• Der wesentliche durch die vorliegende Erfindung erzielte Vorteil besteht in einer außerordentlichen Verminderung der Kosten der in Betracht kommenden Schmierfette. Dies ist wichtig, da die eigentlichen Gelierungsmittel sehr kostspielige Stoffe darstellen, während die Amine wesentlich billiger sind. Infolgedessen ergibt jede Herabsetzung des Gehaltes des Schmierfettes an dem Verdicker durch eine entsprechende Zugabe von Amin eine etwa 20fache Ersparnis bezüglich der Kosten des Schmierfett-Verdickungsmittels. Es ist jedoch nicht nur diese Kostenverringerung von wesentlicher Bedeutung, sondern auch die unerwartete Verbesserung in der Lebensdauer des Lagers, welche durch die Anwesenheit der großen Mengen von Aminen bedingt wird.
• Diarylamine sind zwar schon als Antioxydationsmittel in Schmierfetten eingesetzt worden, insbesondere in Seifenschmierfetten, doch werden für diesen Zweck nur sehr geringe Mengen von maximal etwa 1 Gewichtsprozent verwendet. In vielen Fällen liegt die Konzentration dieser Antioxydationsmittel sogar nur zwischen 0,1 und 0,25 Gewichtsprozent. Es war daher gar nicht vorauszusehen, daß ganz bestimmte Diarylamine in Kombination mit der vorstehend erwähnten Klasse von Verdickungsmitteln selbst eine verdickende Wirkung ausüben, wenn sie in- größeren Mengen von mindestens 2,5 Gewichtsprozent angewendet werden.
• Während die normalerweise zur Erhöhung der Konsistenz der hier in Betracht kommenden Schmierfettmischungen verwendete Menge des Amins zwischen 2,5 und- etwa 20 Gewichtsprozent (des Schmierfettes) liegt, kann ein anderer Maßstab für die geeigneten Mengenverhältnisse ausgedrückt werden in Äquivalenten des Amins auf 100 g Schmierfett. Der maximale Effekt wird erzielt, wenn man etwa 0,02 bis 0;1 Äquivalente des Amins auf 100 g Schmierfett verwendet. Geeignete Diarylamine sind z. B. folgende: Phenyl-a-naphthylamin, Phenyl-ß-naphthylamin, Diphenylamin, Di-(a-naphthyl)-amin, Di-(ß-naphthyl)-amin, (a-Naphthyl)-(ß-naphthyl)-amin, Di-(tert.butylphenyl)-amin, (Sek.amylphenyl)-phenylamin, (Methylphenyl)-naphthylamin. Vorzugsweise haben alle Alkylsubstituenten an dem Arylkern jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome.
• Ein bevorzugtes Beispiel eines geeigneten Diarylamins ist Phenyl-a-naphthylamin.
• Die Amine werden vorzugsweise einverleibt, indem man sie zusammen mit dem fertigen Schmierfett, welches das eigentliche Verdickungsmittel und das Schmieröl enthält, homogenisiert.
• Die in den vorliegenden Schmierfetten verwendeten Gelierungsmittel enthalten pro Molekül 2 Einheiten der nachstehend angegebenen Struktur: Einige spezielle Vertreter, wie das N-Dihydro-1,2-1',2'-antlirachinonazin, enthalten zwei solche Cärbonylreste an dem Mittelring. Andere Vertreter, wie z. B. Flavanthron, enthalten nur einen Carbonylrest, wobei die Dreiringgruppe an eine zweite derartige Gruppe durch Stickstoffbindungen gebunden' ist, während beim Pyranthron die Verknüpfung mittels Kohlenwasserstoffbindungen erfolgt.
• Ein anderes wesentliches Merkmal der Verdickungsmittel besteht darin, daß Stickstoff nicht als Kernelement in denjenigen Ringen vorkommt, welche die Dreiringgruppe bilden.
• Die wichtigste Verbindung aus der Gruppe ist das N-Dihydro-1,2-1',2'-anthrachinonazin. Es ist am günstigsten, die Verdickungsmittel in Mengen von 5 bis 35 Gewichtsprozent, und zwar in ihrer nichtmetallischen Form, zu verwenden, d. h. ohne Neutralisierung der Carbonylgruppen mit Ionen, wie Natrium oder Kalium, Calcium usw. Weitere für den vorliegenden Zweck geeignete Verbindungen sind die folgenden: Flavanthron, Pyranthron, Violanthron,-3,3'-Dichlor-N-dihydro-1,2-l',2'-anthrachinonazin, Trichlor-N-dihydro-1,2-1',2'-anthrachinonazin. Das Schmieröl, welches zur Herstellung der Schmierfette gemäß der Erfindung dient, kann in einem weiten Bereich variiert werden. Das verwendete Basisöl soll in der Lage sein, die Schmierfunktion zu erfüllen, wenn es in- Form einer Flüssigkeit verwendet werden könnte. Mineralische Schmieröle haben eine Viskosität im Bereich von etwa 35 bis etwa 200 SUS bei 98,9°C und können für die meisten Anwendungszwecke im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Das Mineralöl kann je nach der Herkunft paraffinischen oder naphthenischen Charakter haben, und es sind alle Destillate brauchbar, die durch die verschiedenen Raffinationsprozesse gereinigt sind.
• Es können auch synthetische Schmieröle zur Herstellung der Schmierfette der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Solche Öle umfassen Ester einbasischer Säuren, wie die C$ Oxosäure; Ester zweibasischer Säuren, wie Di-2-äthylhexansebazat; Ester von Glykolen, z. B. die C13-Oxysäurediester von Tetraäthylenglykol oder komplexe Ester, wie sie durch Umsetzen von 1 Mol Sebazinsäure mit 2 Mol Tetraäthylenglykol und 2 Mol 2-Äthylhexansäure gebildet werden. Eine neuerdings bearbeitete Verbindungsgruppe, nämlich Diaryldialkylsilane (z. B. Diphenyldidodecylsilan), können ebenfalls verwendet werden. Man kann auch Ester von Phosphorsäure benutzen; wie sie z. B. durch Umsetzung von 3 Mol des Monomethyläthers von Äthylenglykol mit 1 Mol Phosphoroxychlorid erhalten werden. Weiterhin eignen sich Halogenkohlenwasserstofföle, wie die Polymeren von Chlortrifluoräthylen, sowie die Alkylsilikonverbindungen, wie Methylpolysiloxane, Cblorphenylsilikone u. dgl. Durch Umsetzen von 1 Mol Schwefeloxychlorid mit 2 Mol des Methyläthers von Äthylenglykol gebildete Sulfitester sowie Carbonate, wie sie z. B. gebildet werden durch Umsetzen von 8-Oxoalkohol mit Äthylcarbonat unter Bildung eines Halbesters und Umsetzen dieses Halbesters mit Tetraäthylenglykol, sind gleichfalls geeignet: Auch Polyglykole, z. B. erhältlich durch Kondensieren von Butylalkohol mit bis zu 50 Einheiten von Propylenoxyd oder Gemische aus irgendwelchen der obengenannten synthetischen Öle in beliebigen Mengenverhältnissen, lassen sich als Basisöle einsetzen.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, auf dem verwandten Gebiet der Schmierung unter Verhältnissen, bei denen ionisierende Strahlung auftritt, Polyphenyläther als Schmiermittel oder Schmiermittelkomponenten anzuwenden. Die- höchste Beständigkeit wird erhalten, wenn die -Pölyphenyläther nicht substituiert sind. Es können aber auch sehr beständige Schmiermittel erhalten werden, wenn die betreffenden Polyphenyläther a-Cumyl- oder tert.Butylsubstituenten aufweisen. Obwohl Ortho-, Meta- oder Parabindungen zwischen Phenylresten vorliegen können, so wird doch vorgezogen, daß mindestens 25 °/o der Ätherbindungen in der Metastellung zueinander stehen. Zweckmäßig enthalten. derartige Polyphenyläther im Durchschnitt drei bis sechs Phenylradikale pro Molekül. Die Kombination der erfindungsgemäßen Gruppe von Verdickungsmitteln mit solchen Basisschmierölen hat zu außergewöhnlich stabilen Schmierfetten geführt, wobei sich die Stabilität sowohl auf Temperaturen über 175°C als auch auf Verhältnisse bezieht, bei welchen ionisierende Strahlung auftritt. Die folgenden Beispiele erläutern die unerwartete Steigerung der Konsistenz eines Schmierfettes, welches 28 Gewichtsprozent N-Dihydro-1,2-1',2'-anthrachinonazin als Verdickungsmittel enthielt, während das Basisöl ein Rückstandsschmieröl, nämlich ein sogenannter Brightstock, war.

  Veränderung in der Veränderung in der

  Zusatz Gewichtsprozent W-60-Penetration*) Zugesetztes Äquivalent W-60-Penetration*)

  pro Äquivalent pro 100g

  nach Aminzusatz pro 100 g Schmierfett Schmierfett

  Diphenylamin ............. 4 -37 0,024 -l540

  Dinaphthylamin ........... 3 -16 0,011 -1460

  Phenyl-ß-naphthylamin ..... 4 -37 0,018 -2050

  Phenyl-cx-naphthylamin ..... 4 -40 0,018 -2220

  Phenyl-a-naphthylamin ..... 7,5 -71 0,034 -2080

  Phenyl-a-naphthylamin ..... ; 15 -86 0,068 -1260

  *) Walkpenetration bei 60 Schlägen, gemessen mit einem Konus (1/..) in einem Tiegel »o«.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schmierfett auf Schmierölbasis, welches als Verdickungsmittel eine wasserunlösliche Verbindung mit 2 Einheiten im Molekül enthält, gekennzeichnet durch den weiteren Gehalt von 2,5 bis 20 Gewichtsprozent eines Diarylamins mit der allgemeinen Formel in welcher jedes Ar ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest aus der Gruppe der Phenyl-, Naphthyl-, alkylierten Phenyl- und alkylierten Naphthylreste ist.
2. 2. Schmierfett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Verdickungsmittel in einer Menge von 5 bis 35 Gewichtsprozent enthält.
3. 3. Schmierfett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Diarylamin Phenyla-naphthylamin enthält.
4. 4. Schmierfett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Diarylamin mit alkylierten Phenyl- und/oder alkylierten Naphthylresten enthält, in welchen die Alkylsubstituenten jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen.
5. 5. Schmierfett nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölbasis ein Polyphenyläther ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 832 032, 832 787, 850 049, 872 626, 943 428, 944 628, 944 629; deutsche Auslegeschrift Nr. 1006 996; französische Patentschrift Nr. 1 159 210.