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DE19641620A1 - Schmiermittelzusammensetzung - Google Patents

Schmiermittelzusammensetzung

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DE19641620A1
DE19641620A1 DE19641620A DE19641620A DE19641620A1 DE 19641620 A1 DE19641620 A1 DE 19641620A1 DE 19641620 A DE19641620 A DE 19641620A DE 19641620 A DE19641620 A DE 19641620A DE 19641620 A1 DE19641620 A1 DE 19641620A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleit- bzw. Schmiermittelzusam­ mensetzung bzw. ein Schmieröl, insbesondere eine Schmiermittelzusam­ mensetzung mit ausgezeichneten reibungsmindernden und abriebmin­ dernden Eigenschaften, sowie gutem Schalt-Fühlvermögen unter hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung, welche dadurch erhalten wird, daß ein Hochdruckwirkstoff auf MoS₂-Basis, ein Phosphorsäureester und ein Amin zu einem Grundöl gegeben werden.
Zur Verbesserung der reibungsmindernden und abriebmindernden Eigen­ schaften werden Schmiermitteln, welche für Teile vorgesehen sind, die un­ ter hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung arbeiten, gewöhnlicher­ weise Hochdruckwirkstoffe bzw. EP-Additive zugesetzt.
Frühere Hochdruckwirkstoffe sind typischerweise Verbindungen auf Zn-DTP(Zink-Dithiophosphat)-Basis, insbesondere Zn-4-Methylpentyl-2-di­ thiophosphat oder Zn-Dialkyldithiophosphat, welche durch intensive chemische Reaktion mit Metallen an der Gleitoberfläche haften und diese unter extremem Druck schützen. Da die obigen Hochdruckwirkstoffe auf Zn-DTP-Basis heftig mit der Gleitoberfläche reagieren, ist die Abriebmin­ derungswirkung des Schmiermittels verbessert. Wenn jedoch die betref­ fende Maschine in Betrieb gesetzt wird, wird das Betriebs- Fühlvermögen aufgrund einer großen Kraft bzw. Leistung stumpf bzw. herabgesetzt. Das heißt, wenn die obigen Hochdruckwirkstoffe einem Öl für das Handgetrie­ be eines Kraftfahrzeugs zugesetzt werden, arbeitet dessen Transmission nicht glatt.
Zur Behebung dieses Nachteils beschreibt die JP-A-4-26 695 eine Schmiermittelzusammensetzung für ein geschwindigkeitsvermindertes Getriebe, welche mit einigen Hochdruckwirkstoffen auf MoS₂-Basis ver­ setzt ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus 100 Gew-Teilen Poly­ oxyalkylen- und/oder -ether-Derivaten von Polyoxyalkylen, 2-35 Gew.-Teilen eines Fettsäuremetallsalzes und 1-35 Gew.-Teilen einer organi­ schen Molybdänverbindung und/oder Polytetrafluorethylen zusammen­ gesetzt ist. Diese Zusammensetzung weist jedoch das Problem auf, daß sie im Vergleich zu früheren Zusammensetzungen, bei denen ein Hochdruck­ wirkstoff auf Zn-DTP-Basis verwendet wird, nur eine geringe Verbesse­ rung hinsichtlich des Schalt-Fühlvermögens zeigt.
Bei dem Bemühen, das durch Hochdruckwirkstoffe auf Zn-DTP-Basis ver­ ursachte Problem zu lösen, hat der hier genannte Erfinder die vorliegende Erfindung zustandegebracht durch Entwickeln einer Schmiermittelzu­ sammensetzung, bei der ein Teil oder der gesamte Anteil an Hochdruck­ wirkstoffen auf Zn-DTP-Basis durch einen Hochdruckwirkstoff auf MoS₂-Basis, welcher Schwefel und Kohlenstoff enthält ersetzt ist.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schmiermittelzusammen­ setzung vorzusehen, welche ausgezeichnete reibungsmindernde und ab­ riebmindernde Eigenschaften sowie ein gutes Schalt-Fühlvermögen unter Bedingungen einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Belastung aufweist.
Dieses Ziel wird durch eine Schmiermittelzusammensetzung gemäß An­ spruch 1 erreicht. Bevorzugte Ausgestaltungen des Anmeldungsgegen­ standes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Schmiermittelzusammenset­ zung, enthaltend ein Grundöl und einen Hochdruckwirkstoff, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie pro 100 Gew.-Teile Grundöl 0-5 Gew.-Teile eines Hochdruckwirkstoffs auf Zn-Dithiophosphat(Zn-DTP)-Basis und 5-10 Gew.-Teile eines Hochdruckwirkstoffs auf MoS₂-Basis der folgenden For­ mel (I) als Hochdruckwirkstoffe sowie 0,1-3 Gew.-Teile eines Phosphor­ säureesters der folgenden Formel (II) und 0,1-3 Gew.-Teile einer Aminver­ bindung der folgenden Formel (III) umfaßt:
worin bedeuten:
R¹ eine C₁₂-C₂₀-Alkylgruppe oder Allylgruppe,
R² eine C₁₆-C₂₂-Alkylgruppe oder Allylgruppe,
M ein Erdalkalimetall,
x eine ganze Zahl aus 0 oder 4,
y eine ganze Zahl aus 2 oder 4,
R³ eine C₄-C₁₀-Alkylgruppe,
R⁴ eine C₆-C₁₂-Alkylgruppe,
R⁵ eine C₄-C₂₀-Alkylgruppe,
R⁶ Wasserstoff oder eine C₁-C₁₀-Alkylgruppe,
R⁷ Wasserstoff oder eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe, und
R⁸ Wasserstoff oder eine C₁-C₂₀-Alkylgruppe.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schmieröl bzw. eine Schmiermittel­ zusammensetzung, die einen Hochdruckwirkstoff auf MoS₂-Basis der obi­ gen Strukturformel enthält.
Gemäß der Erfindung sind ein Teil oder sämtliche Anteile des bisher einge­ setzten Hochdruckwirkstoffs auf Zn-DTP-Basis durch einen Hochdruck­ wirkstoff auf MoS₂-Basis der obigen Formel (I) ersetzt. Auf diese Weise be­ setzt der Hochdruckwirkstoff auf MoS₂-Basis einige Stellen bzw. Plätze des Hochdruckwirkstoffs auf Zn-DTP-Basis und reduziert somit den durch den Hochdruckwirkstoff verursachten Reibungskoeffizient und Reibungs­ widerstand, um demzufolge das Schalt-Fühlvermögen zu verbessern. Gleichzeitig hat ein Hochdruckwirkstoff auf MoS₂ -Basis die Wirkung einer Widerstandsverminderung, so wie er sich gemäß der kinetischen Richtung bewegt.
Die bevorzugten Verbindungen des Hochdruckwirkstoffs auf MoS₂-Basis der obigen Formel (I) sind Metallalkylallylaminmolybdändithiosulfidcar­ bamat, Metalldialkylallylaminmolybdändithiosulfidcarbamat oder Me­ tallalkylallylaminmolybdändithiooxygenatsulfidcarbamat.
Der Hochdruckwirkstoff auf MoS₂-Basis wird gemäß der Erfindung in ei­ ner Menge von 5-10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Grundöl eingesetzt. Wenn sein Anteil weniger als 5 Gew.-Teile beträgt, ist die Abriebbeständig­ keit nicht wirksam, und wenn er mehr als 10 Gew.-Teile beträgt, erhöht sich der Reibungswiderstand, und die Geschwindigkeitsänderung wird schwierig. Der herkömmliche Hochdruckwirkstoff auf Zn-DTP-Basis wird wünschenswerterweise innerhalb des oben beschriebenen Anteils verwen­ det, um die Abriebverminderung und die Leichtigkeit des Geschwindig­ keitswechsels günstig zu beeinflussen, dieser ist jedoch nicht zwingend notwendig.
Gemäß der Erfindung werden weiterhin 0,1-3 Gew.-Teile eines Phosphor­ säureesters der obigen Formel (II) und 0,1-3 Gew.-Teile eines Amins der obigen Formel (III) eingesetzt, um die Reaktionsdichte zu regulieren.
Die bevorzugten Phosphorsäureester der Formel (II) sind Dioctylstearoyl­ phosphorsäureester, Dinonylpalmitoylphosphorsäureester, Dipentyl-12- hydroxystearoyl-Phosphorsäureester oder Dimethylstearoylphosphor­ säureester.
Die bevorzugten Aminverbindungen der Formel (III) sind Monododecyldi­ methylamin, Octylamin oder Diethyloctylamin.
Wenn der Gehalt des Phosphorsäureesters weniger als 0, 1 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Grundöl beträgt, erhöht sich der Reibungswiderstand un­ ter einer hohen Last aufgrund einer geringen Dichte, und wenn er 3 Gew.-Teile überschreitet, nimmt die Lastwiderstands-Effizienz aufgrund einer hohen Dichte ab. Wenn der Gehalt an Amin weniger als 0,1 Gew.-Teile be­ trägt, verringert sich die chemische Stabilität, und wenn er mehr als 3 Gew.-Teile beträgt, verringert sich dessen Kapazität als Additiv aufgrund seiner Reaktion mit anderen Additiven.
Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung wird hergestellt durch Zugeben des Hochdruckwirkstoffs gemäß der obigen Zusammenset­ zung, wobei weitere Additive, wie Oxidationsinhibitor, Entschäumer oder Stockpunkterniedriger ebenso verwendet werden können.
Die auf diese Weise hergestellte Schmiermittelzusammensetzung besitzt ausgezeichnete reibungsvermindernde und abriebvermindernde Eigen­ schaften und ein gutes Schalt-Fühlvermögen unter hoher Geschwindig­ keit und hoher Last und kann somit in wirksamer Weise bei den entspre­ chenden industriellen Anwendungen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele nä­ her erläutert.
Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel
Gemäß den in der folgenden Tabelle angegebenen Komponenten und An­ teilen werden Schmiermittelzusammensetzungen hergestellt und deren Viskosität, Abriebmenge, kritische Last, Reibungsbandbreite und Oxida­ tionsstabilität gemessen.
Bei diesen Beispielen wurde die Viskosität durch Messung der kinemati­ schen Viskosität gemäß ASTM D445 bestimmt und der VI (Viskositätsin­ dex) durch eine Umkehrmethode der Messung der kinematischen Vis­ kosität bei 40°C und 100°C gemessen. Die entsprechenden Methoden zur Messung der Abriebmenge, der kritischen Last bzw. Belastung, der Rei­ bungskraft und Reibungsbandbreite sind der Vierkugel-Abriebmengen­ test gemäß ASTM D4172, Vierkugel-kritische Last-Test gemäß ASTM D2783, Vierkugel-Reibungskraft-Test gemäß ASTM D4172 und Reibungs­ bandbreite-Test gemäß ASTM D4172. Zur Messung der Oxidationsstabili­ tät ist ebenfalls der Oxidationsstabilitätstest für das Schmiermittel ange­ geben.
Tabelle
Wie aus der vorangehenden Tabelle ersichtlich ist, zeigt die erfindungsge­ mäße Schmiermittelzusammensetzung eine verminderte Reibung und Reibungsbandbreite, was darauf hindeutet, daß sie einen verringerten Reibungswiderstand und ein besseres Schalt-Fühlvermögen aufweist. Das Ergebnis des Oxidationsstabilitätstests zeigt ebenso, daß ihre chemi­ sche Stabilität verbessert ist.

Claims (5)

1. Schmiermittelzusammensetzung enthaltend ein Grundöl und einen Hochdruckwirkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie pro 100 Gew.-Tei­ le Grundöl 0-5 Gew.-Teile eines Hochdruckwirkstoffs auf Zn-Dithiophos­ phat(Zn-DTP)-Basis und 5-10 Gew.-Teile eines Hochdruckwirkstoffs auf MoS₂-Basis der folgenden Formel (I) als Hochdruckwirkstoffe sowie 0,1-3 Gew.-Teile eines Phosphorsäureesters der folgenden Formel (II) und 0,1-3 Gew.-Teile einer Aminverbindung der folgenden Formel (III) umfaßt: worin bedeuten:
R¹ eine C ₁₂-C₂₀-Alkylgruppe oder Allylgruppe,
R² eine C ₁₆-C₂₂-Alkylgruppe oder Allylgruppe,
M ein Erdalkalimetall,
x eine ganze Zahl aus 0 oder 4,
y eine ganze Zahl aus 2 oder 4,
R³ eine C₄-C₁₀-Alkylgruppe,
R⁴ eine C₆-C₁₂-Alkylgruppe,
R⁵ eine C₄-C₂₀-Alkylgruppe,
R⁶ Wasserstoff oder eine C₁-C₁₀-Alkylgruppe,
R⁷ Wasserstoff oder eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe, und
R⁸ Wasserstoff oder eine C₁-C₂₀-Alkylgruppe.
2. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hochdruckwirkstoff auf Zn-DTP-Basis Zn-4-Me­ thylpentyl-2-dithiophosphat oder Zn-Dialkyldithiophosphat ist.
3. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckwirkstoff auf MoS₂-Basis der Formel (I) Metallalkylallylaminmolybdändithiosulfidcarbamat, Metalldialkylal­ lylaminmolybdändithiosulfidcarbamat oder Metallalkylallylaminmolyb­ dändithiooxygenatsulfidcarbamat ist.
4. Schmiermittelzusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphorsäureester der Formel (II) Dioctylstearoylphosphorsäureester, Dinonylpalmitoylphos­ phorsäureester oder Dimethylstearoylphosphorsäureester ist.
5. Schmiermittelzusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminverbindung der For­ mel (III) Monododecyldimethylamin, Octylamin oder Diethyloctylamin ist.
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