CH648588A5

CH648588A5 - Kraftuebertragungsmaterial und verfahren zum betrieb von traktions-getrieben.

Info

Publication number: CH648588A5
Application number: CH4688/81A
Authority: CH
Inventors: Yoshiharu Horita; Kenichi Fujimoto; Michio Hoshino; Tetsuo Takito; Masayoshi Muraki
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co; Mitsubishi Oil Co
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1985-03-29
Also published as: GB2081301B; NL184069B; CA1143722A; NL8103378A; KR840000680B1; KR830006414A; NL184069C; DE3127970A1; FR2486959B1; SE456742B; SE8104373L; GB2081301A; FR2486959A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungsmaterial, das ein Kohlenwasserstofföl im Gemisch in einer kleinen Menge eines Antioxidationsmittels enthält und zur Anwendung in mechanischen Kraftübertragungseinheiten geeignet ist. Die Gemische sind spezifisch zur Anwendung für Traktionsgetriebe angepasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren 55 zum Betrieb von derartigen Traktionsgetrieben.

Bisher wurden Zahnradgetriebe und hydraulische Vorrichtungen zur Kraftübertragung oder Geschwindigkeitsregelung angewendet. Ein Getriebesystem, sogenannte Traktionsgetriebe (Rollreibungsantrieb-Vorrichtungen), die auf dem 6o Punktkontakt oder Linienkontakt zwischen rollenden festen Körpern beruhen, haben Anerkennung erlangt. Diese Traktionsgetriebe sind besonders geeignet für industrielle Maschinen, weil sie hohe Kraftübertragungs-Wirksamkeit gewährleisten, ohne die Vibrationseigenschaften von Vorrichtungen 65 zu zeigen, in denen Zahnräder oder ähnliche positive Formen des Eingriffs angewendet werden.

Als Fluid, welches zwischen die in Kontakt stehenden Teile solcher Traktionsgetriebe eingebracht wird, muss ein

Schmiermittel ausgewählt werden, das sich vom funktionellen Standpunkt aus als am besten geeignet erweist. So ist es im einzelnen erforderlich, dass das zwischen den Kontaktteilen angeordnete Fluid befähigt ist, einem reversiblen Glasübergang, einer Erhöhung der Viskosität zu unterliegen und die Wirksamkeit der Kraftübertragung zwischen den in rollendem Kontakt stehenden Oberflächen unter hohem Druck zu verbessern und dass das Fluid nach der Entfernung von diesen Kontaktoberflächen unmittelbar in den ursprünglichen fluiden Zustand zurückkehrt. Es muss ausserdem befähigt sein, den direkten Kontakt zwischen Metallkörpern auszu-schliessen und somit das Anfressen, den Verschleiss und die Ermüdungsabnutzung der Metallkörper zu verhindern und, in gleicher Weise wie alle Arten von Schmiermitteln, die wichtigen Funktionen der Verhinderung des Auftretens von Rost und der Verhinderung einer Temperaturerhöhung ausüben.

Friktions- oder Traktionsgetriebe-Vorrichtungen zur Übertragung von mechanischer Kraft sind in zahlreichen Berichten der vorveröffentlichten technischen Literatur beschrieben. Sie sind in allen Einzelheiten z.B. in den US-Pa-tentschriften 3 394 603 und 3 411 369, der Veröffentlichung in «Journal of Chemical and Engineering Data», Band 5, Nr. 4, Seite 499-507 (1960) und von Hewko et al. in «Proceedings of the Symposium on Rolling Contact Phenomena, Seiten 157-185 (1962), Elsevier, Amsterdam, Niederlande, beschrieben.

Als Materialien bzw. Zusammensetzung zur Anwendung in Traktionsgetrieben bzw. Friktionsgetrieben wurden zahlreiche Substanzen vorgeschlagen, einschliesslich Mineralöle (japanische Patentveröffentlichung 24 635/1964), Gemische aus dialkylaromatischen Kohlenwasserstoffen mit Diarylal-kanen (japanische Patentveröffentlichung 40 525/1972), Poly-methacrylmethacrylat (japanische Patentveröffentlichung 31 828/1973), Adamantane (japanische Patentveröffentlichungen 42 067/1973 und 42 068/1973), Polyolefine (japanische Patente KOKAI4 766/1971 und 2 229/1972) sowie Alk-ylnaphthaline (US-PS 2 549 377), die beispielhaft genannt seien. Das japanische Patent KOKAI 40 726/1980 betrifft Flüssigkeiten bzw. Fluids, die durch Hydrieren von Bis(a-methylbenzyltoluol) und/oder Bis-(a-methylbenzyl)-xylol erhalten werden. Ausserdem wurden zahlreiche Vorschläge beschrieben, die Naphthenöle, in denen naphthenische Ringe vorliegen, betreffen. Zu derartigen Naphthenölen gehören Dicyclohexyläthan (US-PS 3 577 361), Dicyclohexylpropan (japanische Patentveröffentlichung 36 105/1978), hydrierte Verbindungen mit kondensierten Ringen (US-PS 3 411 369), Naphthene,die mindestens einen gesättigten kohlenstoffhalti648 588

gen zyklischen Ring aufweisen (US-PS 3 440 894), Naphthe-ne, die mindestens zwei gesättigte, kohlenstoffhaltige zyklische Ringe enthalten (US-PS 3 925 217) und Gemische aus Naphthenen und Paraffinen (US-Patentschriften 3 595 796 5 und 3 595 797), sowie ein Öl, das durch Hydrierung des Alk-ylierungsprodukts von Xylol und/oder Toluol mit Styrol erhalten wird (japanisches Patent KOKAI 43 108/1980), die hier beispielhaft genannt werden.

Die vorstehend erwähnten US-Patentschriften 3 440 894 lound 3 925 217 umfassen einen breiten Bereich von naphtheni-schen Verbindungen und nennen eine grosse Anzahl von Naphthenen als Beispiele. Die meisten sind Verbindungen, die einen oder zwei hydrierte Ringe besitzen. Unter den dort gegebenen Verbindungen sind solche, die drei oder mehr hy-ìsdrierte Ringe besitzen, auf eine kleine Anzahl begrenzt, wozu beispielsweise Tercyclohexyle, 1,2,3-Tricyclohexylpropan und Tricyclohexylmethan gehören. Obwohl diese Verbindungen einen hohen Traktions-Koeffizienten aufweisen, haben sie schlechte praktische Anwendbarkeit wegen ihrer hohen 2o Viskosität oder hohen Kristallabscheidungstemperatur. Aus der bisherigen technischen Literatur ist ersichtlich, dass Naphthenöle, die hydrierte Ringe enthalten, im allgemeinen hervorragende Eigenschaften für Schmiermittel, speziell solche, die in Traktions-Getrieben angewendet werden, besitzen. 25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Materialien zur Verfügung zu stellen, die zur Anwendung in mechanischen Kraftübertragungsvorrichtungen geeignet sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, derartige Materialien zu schaffen, die überragende Traktions- bzw. Zugei-30 genschaften und andere Eigenschaften, wie Oxydationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, besitzen und die in einfacher Weise aus leicht zugänglichen Ausgangsmaterialien im technischen Massstab synthetisiert werden können. Eine weitere Aufgabe ist es, ein neues Verfahren zum Betrieb von 35 Traktions-Getrieben zu schaffen. Andere Aufgaben bestehen darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und die nachstehend aus der Beschreibung ersichtlichen Vor-' teile zu erzielen.

Die vorstehend beschriebenen Aufgaben werden durch 40 die Schaffung einer Zusammensetzung, die zur Anwendung in mechanischen Kraftübertragungs-Einheiten geeignet ist, erreicht. Diese Zusammensetzung enthält eine kleine Menge eines Antioxydationsmittels im Gemisch mit einem Kohlenwasserstofföl, das 19 bis 30 Kohlenstoffatome und 3 sechs-45 gliedrige carbozyklische Ringe aufweist und aus einem Gemisch von Verbindungen der nachstehenden Formel besteht, worin, R1 einen zweiwertigen geradekettigen oder verzweigtkettigen Rest CyH2y, in dem y eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, R2 einen geradekettigen Rest CzH2z, worin z eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, R3, R4 und R5 gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen, 1, m und n jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3 sind uns x 0 oder 1 bedeutet und worin die Ringe A und B hydrierte Benzolringe sind und Ring C ein hydrierter Benzolring ist, wenn x für 1 steht und ein hydrierter Benzolring oder ein Cyclohexanring ist, wenn x 0 bedeutet, wobei die hydrierten Benzolringe bis zu einem Sättigungsgrad von mindestens 80%, jedoch weniger als 100% der Theorie mit Wasserstoff

(I)

gesättigt sind. Vorzugsweise sind die Ringe zu mindestens 95% gesättigt.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird be-60 vorzugt, dass x in der Formel 1 bedeutet, gemäss einer weiteren Ausführungsform steht x für 0. Zu bevorzugten Verbindungen gehört in diesen Fällen hydriertes l-(Benzylphenyl)-l-phenyläthan, das 0 bis einschliesslich 2 Methylsubstituenten und 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubstituenten aufweist, hy-65 driertes Dibenzylbenzol, das 0 bis einschliesslich 2 Methylsubstituenten und 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubstituenten besitzt, hydriertes Benzyldiphenyl mit 0 bis einschliesslich 2 Methylsubstituenten und mit 0 bis einschliesslich 2 Äthylsub-

648 588

stituenten und hydriertes 1 -Diphenyl-1 -phenyläthan mit 0 bis einschliesslich^ Methylsubstituenten und mit 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubstituenten.

Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung zusätzlich bis 100 Teile, vorzugsweise 10 bis 60 Teile eines Alkylcyclohe-xans, dessen Alkylgruppe 9 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist, pro 100 Teile der Kohlenwasserstoffe.

Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren zum Betrieb von Traktions-Getrieben (Friktions-Getrieben), die einen Bereich mit Punkt- oder Linienkontakt zwischen rollenden festen Körpern aufweisen, wobei der Kontaktbereich mit der vorstehend definierten Zusammensetzung geschmiert ist.

Es wurde somit gefunden, dass ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen mit einem Rückgrat, in welchem 3 hydrierte Benzolringe linear mit Hilfe der zwei Ketten CyH2y und CzH2z verknüpft sind, oder zwei hydrierte Benzolringe linear direkt durch eine Gruppe CyH2y verknüpft sind und ein hydrierter Benzolring oder ein Cyclohexanring ohne eine dazwischen angeordnete Kette mit einem dieser Finge verknüpft ist, aufgrund seiner besonderen Molekülstruktur spezifisch wirksam ist, um die erfindungsgemäss gestellten Aufgaben zu lösen.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

Die Hauptkomponente des erfindungsgemässen Kohlenwasserstofföls zur Anwendung in mechanischen Kraftüber-5 tragungsvorrichtungen ist eine Kohlenwasserstoffverbindung des naphthenischen Typs mit 19 bis einschliesslich 30 Kohlenstoffatomen und 3 Benzolkohlenwasserstoffringen, die durch die vorstehend angegebene allgemeine Formel I dargestellt ist, worin y und z in R1 und R2 jeweils für sich 1,2 oder 3 be-ic deuten und vorzugsweise y 1 oder 2 und z 1 ist. R3, R4 und R5 jeweils für sich Alkylgruppen mit 1 bis einschliesslich 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 oder 2 Kohlenstoffatomen bedeuten, 1, m und n jeweils gesondert 0,1,2,3 oder ge-wünschtenfalls 0,1,2 oder 3 und vorzugsweise 0,1 oder 2 sind 15 und x entweder 0 oder 1 bedeutet.

Wenn x 1 ist, kann daher die Verbindung der allgemeinen Formel I durch die allgemeine Formel II ausgedrückt werden. Wenn x 0 ist, kann somit diese Verbindung durch die allge-2o meine Formel III ausgedrückt werden.

(r4)

m

(r3)

n

- R-

R-

(II)

(III)

In den vorstehenden Formeln haben R1, R2, R3, R4, R5,1, m und n die vorstehend angegebene Bedeutung und Ring C in Formel III ist ein hydrierter Benzolring oder ein Cyclohexanring.

Wenn x für 1 steht, gehören zu entsprechenden Verbindungen der allgemeinen Formel I hydrierte Dibenzylbenzole, hydrierte (Methylbenzyl)-benzylbenzole, hydrierte (Dimeth-ylbenzyl)-benzylbenzole, hydrierte Di-(methylbenzyl)-ben-zole, hydrierte (Äthylbenzyl)-benzylbenzole, hydrierte Di-(äthylbenzyl)-benzole, hydrierte (Diäthylbenzyl)-benzylben-zole, hydrierte Dibenzyltoluole, hydrierte Dibenzyl-dimethyl-benzole, hydrierte Dibenzyl-äthylbenzole, hydrierte (Methyl-benzyl)-benzyltoluole, hydrierte (Dimethylbenzyl)-benzyl-toluole, hydrierte (Äthylbenzyl)-benzyltoluole, hydrierte Di-(methylbenzyl)-toluole, hydrierte Di-(äthylbenzyl)-toluole, hydrierte Di-(methylbenzyl)-xylole, hydrierte 1,1-Benzyl-phenyl)-phenyläthane, hydrierte l,l-[Methylbenzyl)-phen-yl]-phenyläthane, hydrierte l,l-(Benzylphenyl)-(methylphen-yl)-äthane, hydrierte l,l-(Benzylmethylphenyl)-phenylätha-ne, hydrierte l,l-(Benzylphenyl)-(äthylphenyl)-äthane, hydrierte l,l-(Benzyläthylphenyl)-phenyläthane, hydrierte Phenäthyl-benzylbenzole, hydrierte Phenäthyl-benzyltoluole, hydrierte Diphenäthylbenzole und hydrierte Diphenäthyl-toluole, die als Beispiele genannt sein sollen.

Unter den Verbindungen, die durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel II dargestellt sind, sind hydrierte Dibenzylbenzole und hydrierte (Benzylphenyl)-phenyläthane oder deren Derivate, die 1 oder 2 Methyl- oder Äthylsubstituenten aufweisen, insbesondere hydrierte Dibenzyltoluole, besonders geeignet für die Zwecke der Erfindung.

Wenn x für 0 steht, gehören zu Beispielen für die Verbin-40 düngen der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel I hydrierte Benzyldiphenyle, hydrierte Benzyl-monomethyldiphe-nyle, hydrierte Benzyl-dimethyl-diphenyle, hydrierte Benzyl-trimethyl-diphenyle, hydrierte Benzyl-monoäthyl-diphenyle, hydrierte Benzyl-diäthyl-diphenyle, hydrierte Benzyl-triäthyl-45 diphenyle, hydrierte Diphenyltolyl-methane, hydrierte (Methyl-diphenylyl) -tolyl-methane, hydrierte (Dimethyldi-phenylyl) -tolyl-methane, hydrierte (Trimethyldiphenylyl) -tolyl-methane, (Äthyldiphenylyl) -tolyl-methane, hydrierte (Diäthyldiphenylyl) -tolyl-methane, hydrierte (Diphenylyl) so (äthylphenyl) -äthane, hydrierte (Methyldiphenylyl) (äthyl-phenyl)-methane, hydrierte (Dimethyl-diphenylyl) - (äthylphenyl) -methane, hydrierte (Trimethyl-diphenylyl) - (äthylphenyl) -methane, hydrierte (Äthyldiphenylyl) - (äthylphenyl) -methane, hydrierte (Diäthyldiphenylyl) - (äthylphenyl) 55 -methane, hydrierte 1-Diphenylyl -1- phenyl-äthane, hydrierte 1- (Methyldiphenylyl) -1- phenyläthane, hydrierte 1- (Di-methyldiphenylyl) -1- phenyläthane, hydrierte 1- (Äthyldiphenylyl) -1- phenyläthane, hydrierte 1- (Diäthyldiphenylyl) -1- phenyläthane, hydrierte 1-Diphenylyl -1- (methylphenyl) -6o äthane, hydrierte 1- (Äthyldiphenylyl) -1- (methylphenyl) -äthane, hydrierte 1- (Methyldiphenylyl) -1- (methylphenyl) -äthane, hydrierte 1- (Diphenylyl) -1- (äthylphenyl) -äthane, hydrierte 1- (Methyldiphenylyl) -1- (äthylphenyl) -äthane, hydrierte 1- (Dimethyldiphenylyl) -1- (äthylphenyl) -äthane, ss hydrierte 1- (Äthyldiphenylyl) -1- (äthylphenyl) -äthane, hydrierte Phenäthyldiphenyle, hydrierte Phenäthyl-methyldi-phenyle, hydrierte Phenäthyl-dimethyldiphenyle, hydrierte Phenäthyl-äthyldiphenyle, hydrierte Phenäthyldiäthyldi-

phenyle, hydrierte (Methylphenäthyl)-diphenyle,hydrierte (Methylphenäthyl)-methyldiphenyle, hydrierte (Methyl-phenäthyl)-äthyldiphenyle und hydrierte (Äthylphenäthyl)di-phenyle.

Unter den Verbindungen, die durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel III dargestellt sind, sind hydrierte Benzyldijphenyle oder deren Derivate, die einen oder 2-Meth-yl- oder Äthylsubstituenten aufweisen, besonders gut geeignet für die Zwecke der Erfindung.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel II, wie beispielsweise hydrierte Dibenzylbenzole, werden durch Hydrierung von Dibenzylbenzol erhalten, das aus der Reaktion von Benzylhalogeniden und Benzol in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators stammt. Unter anderen Benzylhalogeniden erweist sich Benzylchlorid als besonders vorteilhaft zur Verwendung. Vorteilhaft werden die Benzylhalogenide in einer Menge von nicht mehr als 1 Mol, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,5 Mol, pro Mol Benzol eingesetzt. Unter anderen als Friedel-Crafts-Katalysatoren anwendbaren Verbindungen haben sich Schwefelsäure, Bortrifluorid und Aluminiumchlorid als besonders geeignet erwiesen, wobei Aluminiumchlorid die bestmögliche Verbindung darstellt. Die anzuwendende Menge an Aluminiumchlorid liegt wünschenswerterweise im Bereich von 0,0001 bis 0,1 Mol pro Mol Benzylchlorid. Wenn auch die Reaktionstemperatur im Bereich von 20 bis 150 °C ausgewählt werden kann, wird sie doch vorzugsweise im Bereich von 40 bis 80 °C eingestellt. Für den Reak-tionsdruck ist es nur erforderlich, dass er den Mindestwert überschreitet, der erforderlich ist, um den Reaktorinhalt in der flüssigen Phase zu halten; für die Reaktion als vorteilhaft hat sich jedoch ein Druck im Bereich von 0 bis 10 kg/cm2 über Atmosphärendruck erwiesen. Als Produkt dieser Reaktion wird Dibenzylbenzol erhalten, das ein Gemisch aus dem Ortho-, Meta- und Paraisomeren darstellt. Diese Isomeren können in Form des Gemisches oder in getrennter Form der Hydrierung unterworfen werden. Zur Vorbereitung der Hydrierung wird der Friedel-Crafts-Katalysator aus dem Reaktionsgemisch entfernt, beispielsweise durch Waschen mit Wasser, und die nicht umgesetzten Anteile der Reaktanten sowie mögliche Nebenprodukte der Reaktion werden aus dem Reaktionsgemisch entfernt, wie beispielsweise durch Destillation, um Dibenzylbenzol zu isolieren. Dann wird das isolierte Reaktionsprodukt in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators der Hydrierung unterworfen.

Als Hydrierungskatalysator entfalten Platin-, Palladium-, Rhodium-, Ruthenium-, oder Nickel-Katalysatoren eine vorteilhafte Wirkung. Der Nickel-Katalysator wird in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% angewendet. Der Wasserstoffdruck liegt in geeigneter Weise im Bereich von 10 bis 200 kg/cm2 über Atmosphärendruck. Der Wasserstoff für die Hydrierung wird in einer Menge entsprechend 9 Mol oder mehr pro Mol Dibenzylbenzol, vorzugsweise in einer Menge entsprechend dem eineinhalbfachen des vorstehend erwähnten Molverhältnisses angewendet. Die Reaktionstemperatur der Hydrierung liegt im Bereich von 100 bis 200 °C, vorzugsweise 140 bis 170 °C. Wenn die Hydrierung bis zu einem vorbestimmten Hydrierungsgrad fortgeschritten ist, wird die Reaktion unterbrochen, wonach die Isolierung des hydrierten Dibenzylbenzols erfolgt. Die Isolierung des Reaktionsprodukts kann durch einfaches Entfernen des verbrauchten Katalysators erfolgen. Sie kann durch Abtrennung, durch Filtration oder gegebenenfalls mit Hilfe irgendeiner üblichen Methode, die zur Behandlung von Schmiermitteln angewendet wird, erfolgen, wie beispielsweise durch Behandlung mit aktiviertem Ton. Erforderlichenfalls kann zu diesem Zweck die Destillation angewendet werden. Normalerweise bringt die Destillation jedoch nur geringe Vorteile, wenn die Reaktion nicht niedrigsiedende Verbindungen als Nebenprodukt gebil5 648 588

det hat, weil durch Destillation die Trennung von vollständig hydriertem Dibenzylbenzol und partiell hydriertem Dibenzylbenzol oder die Trennung von Isomeren nur mit grosser Schwierigkeit erreicht wird.

5 Die Herstellung eines alkylsubstituierten hydrierten Dibenzylbenzols erfolgt durch Ersetzen von Benzol oder Benzylhalogeniden oder beider Verbindungen durch ein alkylsubsti-tuiertes Benzol bzw. alkylsubstituierte Benzylhalogenide oder beide Verbindungen als Ausgangsmaterialien und Anwen-lo dung dieser Ausgangsmaterialien in geeigneten Kombinationen. Zu geeigneten alkylsubstituierten Benzolen für diesen Zweck gehören Toluol, Äthylbenzol, Propylbenzol, Xylol, Cumol, Diäthylbenzol und Methyläthylbenzol. Zu geeigneten alkylsubstituierten Benzylhalogeniden für diesen Zweck i5 gehören Derivate von Benzylhalogeniden, die Monomethyl-oder Monoäthylsubstituenten aufweisen. Wenn solche alkylsubstituierten Ausgangsmaterialien angewendet werden,

kann die Reaktion unter ähnlichen Bedingungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, durchgeführt werden und auch 20 die Hydrierung kann in gleicher Weise erfolgen.

Wenn eine Verbindung der allgemeinen Formel

25

ff

( R3 ) •£ ch2 ■

ch2 x worin R3 und 1 die vorstehend angegebene Bedeutung haben und X für ein Halogenatom steht, anstelle der vorstehend erwähnten Benzylhalogenide oder deren Alkylsubstitutionsde-3o rivaten angewendet wird, so kann hydriertes Diphenyläthyl-benzol oder ein Alkylsubstitutionsderivat davon erhalten werden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dès Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemässen Verbindungen 35 wird eine hydrierte Verbindung des (Benzylphenyl)-phenylal-kan-Typs erhalten, indem ein Diphenylalkan in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators mit einem Benzylhalogenid umgesetzt wird, um ein (Benzylphenyl)-phenylalkan herzustellen, und dieses Reaktionsprodukt anschliessend hydriert 40 wird. Wenn in diesem Fall ein 1,1-Diphenylalkan als Diphenylalkan verwendet wird, wird eine hydrierte 1- (Benzylphenyl) -1- phenyl-alkan-Verbindung wird, wird eine hydrierte 1-(Benzylphenyl) -1- phenyl-alkan-Verbindung gebildet. Die Verwendungeines alkylsubstituierten 1,1-Diphenylalkans 45 oder eines alkylsubstituierten Benzylhalogenids oder beider Verbindungen führt zur Bildung einer Verbindung vom Typ eines hydrierten alkylsubstituierten 1- (Benzylphenyl) -1-phenylalkans. Wenn als Diphenylalkan ein 1,3-Diphenylal-kan verwendet wird, erhält man eine Verbindung vom Typ ei-50 nes hydrierten 1- (Benzylphenyl) -3- phenylalkans und wenn ein 1,2-Diphenylalkan verwendet wird, wirdein 1-Benzyl-phenyl -2- phenylalkan oder ein 2-Benzylphenyl -1- phenyl-alkan erhalten. In all diesen Fällen sind die Art des Friedel-Crafts-Katalysators, die Bedingungen der Friedel-Crafts-55 Reaktion von Alkylhalogeniden, die Hydrierungsbedingungen etc. gleich den vorstehend beschriebenen Bedingungen. Die erwähnten 1,1-Diphenylalkane können durch Reaktion von Äthylbenzol oder Styrol und Benzol in Gegenwart des Friedel-Crafts-Katalysators hergestellt werden. 60 Die Verbindungen der allgemeinen Formel III, wie beispielsweise hydriertes Benzyldiphenyl, werden, in gleicher Weise wie die Verbindungen der allgemeinen Formel II durch Hydrierung von Benzyldiphenylen erhalten, die durch die Reaktion von Benzylhalogeniden mit Diphenylen in Gegenwart 65 des Friedel-Crafts-Katalysators gebildet werden. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Menge des zu verwendenden Aluminiumchlorids im Bereich von 0,0001 bis 0,05 Mol pro Mol Benzylchlorid liegt. Wenn auch die Reaktionstempe

648 588

ratur innerhalb eines Bereiches zwischen einem Wert, der den Schmelzpunkt der vorliegenden Diphenyle überschreitet, bis 180 °C ausgewählt werden kann, wird sie vorzugsweise bei einem Wert im Bereich von 70 bis 100 °C gehalten. Obwohl der Reaktionsdruck nur den Mindestwert überschreiten muss, der erforderlich ist, um den Inhalt des Reaktors in der flüssigen Phase zu halten, liegt der Druck vorzugsweise im Bereich von 0 bis 50 kg/cm2 über Atmosphärendruck. Bei dieser Reaktion wird als Produkt Benzyldiphenyl gebildet, das ein Gemisch aus dem Ortho-, Meta- und Para-Isomeren darstellt. Diese Isomeren können der Hydrierung entweder in Form ihres Gemisches oder in getrennter Form unterworfen werden. Zur Vorbereitung der Hydrierung wird das Reaktionsgemisch mit Wasser gewaschen und destilliert, um die Entfernung der nicht umgesetzten Reaktanten und des verbrauchten Friedel-Crafts-Katalysators zu gewährleisten und Benzyldiphenyl zu isolieren. Das isolierte Benzyldiphenyl wird dann durch Einleiten von Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators hydriert. In diesem Fall sind die Bedingungen der Hydrierung die gleichen, wie sie bei der Hydrierung zur Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel II angewendet werden..

Die Herstellung eines hydrierten alkylsubstituierten Benz-yldiphenyls erfolgt, indem das Diphenyl oder das Benzylha-logenid oder beide Verbindungen durch ein alkylsubstituier-tes Diphenyl bzw. ein alkylsubstituiertes Benzylhalogenid oder beide als Ausgangsmaterialien ersetzt werden, wobei diese Ausgangsmaterialien in geeigneten Kombinationen eingesetzt werden. Zu geeigneten alkylsubstituierten Diphenylen gehören Monomethyldiphenyl, Monoäthyldiphenyl, Mono-propyldiphenyl, Dimethyldiphenyl, Diäthyldiphenyl und Methyläthyldiphenyl. Zu geeigneten alkylsubstituierten Benzylhalogeniden gehören Derivate von Benzylhalogeniden, die Monomethyl-, Monoäthyl- und andere ähnliche Substi-tuenten aufweisen. Wenn diese alkylsubstituerten Derivate verwendet werden, kann die Reaktion unter gleichen Bedingungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, durchgeführt werden. Auch die Hydrierung kann in gleicher Weise vorgenommen werden.

Wenn anstelle der vorstehend erwähnten Benzylhalogenide oder deren alkylsubstituierten Derivaten eine Verbindung der allgemeinen Formel

(r3)/ ch2 •

ch2x in der R3 und 1 die vorstehend angegebene Bedeutung haben und X ein Halogenatom bedeutet, verwendet wird, so wird hydriertes Phenyläthyldiphenyl oder dessen Alkylsubstitu-tionsderivat erhalten.

Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemässen Verbindungen werden in einer Verfahrensstufe Cyclohexylbenzol oder ein Diphenyl mit Styrol in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators umgesetzt und in einer anderen Stufe das gebildete Reaktionsprodukt hydriert. Geeignete Friedel-Crafts-Katalysatoren für diese Reaktion sind Bortrifluorid, Aluminiumchlorid und Schwefelsäure. Wenn Schwefelsäure als Katalysator angewendet wird, liegt die Menge dieses Katalysators wünschenswerterweise im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Menge des vorliegenden Diphenyls. Das Cyclohexylbenzol oder Diphenyl und Styrol werden vorzugsweise in gleichen oder nahezu gleichen molaren Anteilen eingesetzt, um die sonst mögliche Polymerisation von Styrol während der Reaktion auszuschliessen. Es ist wünschenswert, dass die Reaktionstemperatur niedrig ist und im Bereich von etwa 0 bis 30 °C liegt. Wenn die Reaktion beendet ist, wird das Reaktionsgemisch mit Wasser gewaschen, um den verbrauchten Katalysator zu entfernen, und danach destilliert, um 1- (Diphenylyl) -1- phenyläthan oder 1- (Cyclohexylphen-yl) -1- phenyläthan als Reaktionsprodukt zu isolieren.

5 Wenn die erhaltene Verbindung nach der gleichen Methode, wie sie vorstehend beschrieben wurde, der Hydrierung unterworfen wird, so wird hydriertes 1- (Diphenylyl) -1-phenyl-äthan gebildet.

Wenn die gleiche Verfahrensweise wiederholt wird, indem io ein alkylsubstituiertes Cyclohexylbenzol oder ein alkylsubstituiertes Diphenyl oder ein alkylsubstituiertes Styrol jeweils anstelle von Cyclohexylbenzol oder Diphenyl bzw. Styrol eingesetzt wird, so erhält man ein alkylsubstituiertes hydriertes 1- (Diphenylyl) -1-phenyläthan. Zu alkylsubstituierten Cyclo-15 hexylbenzolen, die zu diesem Zweck geeignet sind, gehören Cyclohexyl-methylbenzole, Cyclohexyl-äthylbenzole, Cyclo-hexyl-propylbenzole, Cyclohexyl-dimethylbenzole, Cyclo-hexyl-diäthylbenzole, (Methylcyclohexyl)-benzole, (Di-methylcyclohexyl)-benzole, (Äthylcyclohexyl)-benzole, (Di-20 äthyl-cyclohexyl)-benzole und Gemische solcher Verbindungen. Die bei diesem Verfahren geeigneten alkylsubstituierten Diphenyle sind die gleichen, wie sie vorstehend genannt wurden. Zu geeigneten alkylsubstituierten Styrolen gehören Verbindungen der allgemeinen Formel

* ch2=ch-0-(r3V

worin R3 und 1 die vorstehend gegebene Definition haben. 30 Ein typisches Beispiel für diese Verbindungen ist Vinylto-luol. Auch a-Methylstyrol kann in gleicher Weise mit Vorteil verwendet werden. Wenn diese Alkylsubstitionsderivate eingesetzt werden, kann die Reaktion unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt werden, wie sie vorstehend beschrieben 35 wurden.

Die erfindungsgemässen Materialien zur Verwendung in mechanischen Kraftübertragungs-Vorrichtungen können in unvermischter Form angewendet werden. Wenn sie mit einem (Cçr-C2o-Alkyl)-cyclohexan vermischt werden, das in einer 40 Menge von höchstens 100 Gew.-Teilen, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 60 Gew.-Teilen, auf 100 Gew.-Teile der erfindungsgemässen Verbindungen zugesetzt wird, kann ein Material erhalten werden, das einen variierenden Viskositätsgrad aufweist und für mechanische Kraftübertragungs-Vorrich-45 tungen geeignet ist, ohne dass eine wesentliche Verschlechterung der dem Öl zuzuschreibenden Eigenschaften, die zur Erfüllung seiner Funktion wichtig sind, eintritt. Zu diesem Zweck geeignete Alkylcyclohexane werden durch Hydrierung von Alkylbenzolen erhalten, die wiederum durch Reaktion so von Trimeren bis Pentameren des Propylens mit Benzol erhalten werden.

Die erfindungsgemässen Materialien können zusätzlich zu ihren wesentlichen Bestandteilen, nämlich einer kleinen Menge eines Antioxydationsmittels und eines vorstehend beschrie-55 benen Kohlenwasserstofföls, andere Zusätze oder Nebenprodukte enthalten, solange diese ihre Eignung zur Verwendung für die mechanische Kraftübertragung nicht beeinträchtigen. So können die Materialien zusätzlich zu den Antioxydationsmitteln weitere Zusätze, wie Rostverhütungsmittel, Mittel zur 6o Verhinderung des Schäumens u.s.w. enthalten. Sie können ausserdem eine kleine Menge an Nebenprodukten enthalten, die während der Herstellung der Kohlenwasserstofföle der allgemeinen Formel I entstehen. Es ist jedoch wünschenswert, dass die Anwesenheit einer grösseren Menge an aromatischen 65 Kohlenwasserstoffen oder an Verbindungen, die eine Doppelbindung aufweisen, vermieden wird. Bei der Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel I durch Hydrierung eines entsprechenden aromatischen Kohlenwasserstoffes ist es

daher wünschenswert, dass die Hydrierung soweit durchgeführt wird, bis die Hydrierung zu mindestens 80%, wünschenswerterweise 95% und vorzugsweise mehr als 95% vervollständigt ist. Eine im wesentlichen vollständige Hydrierung, beispielsweise bis zu einem nicht hydrierten Anteil von weniger als 1 % ist praktisch unmöglich. Eine solche vollständige Entfernung der Unsättigung ist jedoch nicht erforderlich, da der Gegenstand der Erfindung durch das Vorliegen von ungesättigten Verbindungen in kleinen Mengen nicht beeinträchtigt wird. Die Kohlenwasserstofföle, welche die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemässen Materialien darstellen, sind somit Gemische von Bestandteilen in unterschiedlichen Stufen der Hydrierung oder von Isomeren oder aus beiden Arten von Bestandteilen und können als solche oder in Kombination mit geeigneten Zusätzen, wie sie vorstehend erwähnt wurden, eingesetzt werden.

Die Angabe «hydrierte Verbindungen» ist daher so zu verstehen, dass alle Verbindungen eingeschlossen sind, die bis zu einem Hydrierungsgrad von mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 95% des theoretisch möglichen Hydrierungsgrads hydriert worden sind.

Der Traktionskoeffizient (Zugkoeffizient) eines gegebenen Öls wird im allgemeinen mit Hilfe einer Traktions-Getrie-be-Vorrichtung gemessen. Für die Zwecke der Erfindung wurde die Messung unter Anwendung eines Soda-Vierwal-zenvorrichtung-Friktionstestgeräts (T. Kimura und M. Mu-raki «TRIBOLOGY», 1979 (12), Seite 255) durchgeführt. In dieser Prüfvorrichtung tritt Traktion bzw. Zug (Rollreibung) an den drei Kontaktflächen auf, die zwischen einer inneren zentral angeordneten Walze und drei äusseren Walzen gebildet werden, die tangential rund um die innere zentrale Walze angeordnet sind. Diese Walzen sind so angeordnet, dass gleiche senkrechte Belastungen hervorgerufen werden, die auf die drei Kontaktflächen einwirken. Der Kontakt-Flächendruck, ausgedrückt durch den durchschnittlichen Hertzschen Druck, liegt im Bereich von 0,575 bis 1,157 GPa. Die anderen Bedingungen zur Bestimmung der Traktion mit Hilfe dieses Prüfgeräts sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Bedingungen für die Bestimmung der Traktion

7 648 588

moment wurde bestimmt, indem das Drehmoment der zentral nicht gelagerten Achse der zentralen Walze mit Hilfe eines Widerstandsdraht-Dehnungsmessers gemessen wurde.

Der unter den vorstehend erwähnten Bedingungen be-5 stimmte Traktionskoeffizient zeigt bei steigenden Gleit/Roll-Verhältnissen die Tendenz, zuerst geradelinig anzusteigen, erreicht dann ein Maximum und beginnt wieder abzufallen. In der so aufgezeichneten Kurve liegt die für die praktische Anwendung des Öls wichtige Zone im ersten Teil der geraden Li-io nie, in der die durch die Scherung des Ölfilms erzeugte Wärme nicht gross ist. Nachstehend wird daher ausschliesslich der Traktionskoeffizient speziell innerhalb dieser Zone betrachtet.

Unter den Testbedingungen mit einem durchschnittlichen i5 Hertzschen Druck von 1,157 GPa und einer Rotationsgeschwindigkeit von 4,19 m/s wurden beispielsweise die folgenden Traktionskoeffizienten erhalten.

20

Viskosität Traktions-(cSt) bei koeffizient 40 °C

naphthenisches Mineralöl hydriertes Polyisobutylen 2s Dicyclohexan Äthyl -dicyclohexyn Methylcyclohexyl-cyclohexylmethan Dicyclohexyläthan 30 sec-Dodecylcyclohexan Tercyclohexyle (o- und m-Gemisch)*

Hydriertes lineares Dimeres von a-Methylstyrol 22

8,0 10,0 2,9 4,0

4,2 4,0 5,4

30

0,050 0,060 0,065 0,060

0,065 0,070 0,050

0,090

Rotationsgeschwindigkeit

Gleitgeschwindigkeit

Testwalzen

Schmiermethode:

Temperatur des zugeführten Öls:

1,05 bis 4,19 m/sec. 0 bis 0,22 m/sec. Material Lagerstahl,

SUJ-2 Härte (Hv)

760 bis 800 Abmessungen 40 mm x 9 mm (äussere Walzen) (Durchmesser x Breite) 40 mm x 5 mm (zentrale Walze) Eintropfen von etwa 10 ml/min als Fliessvolumen 28 °C

35 *Kristallabscheidung bei Raumtemperatur

Im Gegensatz dazu erreichte der Traktionskoeffizient von erfindungsgemässen Kohlenwasserstoffölen hohe Werte wie 0,095, einen Wert, der beträchtlich höher ist, als die bei den vorstehend erwähnten Kohlenwasserstoffen aufgefundenen 40 Werte. Es wurde infolgedessen festgestellt, dass das erfin-dungsgemässe Produkt sogar besser ist als das hydrierte lineare Dimere von a-Methylstyrol, welches zur Zeit als bestes synthetisches Traktionsfluid auf dem Markt ist.

Zusätzlich zu dem Traktionskoeffizienten und der Oxyda-45 tionsstabilität ist es erforderlich, dass das Material für die mechanische Kraftübertragung einen Fliesspunkt (Stockpunkt) oder Gefrierpunkt von mindestens —10 °C und eine Viskosität bei 40 °C unter Atmosphärendruck von vorzugsweise 7 bis 150 cSt hat.

50

Viskosität Fliesspunkt

(cSt) bei 40 °C

Zur Durchführung des Tests wurden zuerst die zentrale und die äusseren Walzen auf eine Rotation mit festgelegter Geschwindigkeit eingestellt, dann wurde eine Belastung auf diese Walzen einwirken gelassen und danach wurde die Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Walzen erhöht, während die der zentralen Walze konstant gehalten wurde, so dass ein Gleit/Roll-Verhältnis induziert wurde, um die kontinuierliche Messung der Änderung des Reibungsdrehmoments oder des Traktionskoeffizienten zu ermöglichen. Das Reibungsdreh-

55 o-Tercyclohexyl m-Tercyclohexyl p-Tercyclohexyl Gemisch aus m- und p-Tercyclohexyl

60

30

Tricyclohexylmethan -1,1,3-Tricyclohexylpropan etwa 2500

bzw. Gefrierpunkt ( °C)

45 63 162

Kristallab-scheidung bei Raumtemperatur 59

65 Wie aus den vorstehenden Angaben klar ersichtlich ist, sind die vorstehenden Verbindungen nicht geeignet als Grundöl für ein Material zur mechanischen Kraftübertragung.

648588

Um darüber hinaus den stabilen Betrieb einer Traktionsvorrichtung während langer Dauer zu gewährleisten, ist es notwendig, dass das Material zur mechanischen Kraftübertragung gute Abdichtungseigenschaften hat. In der folgenden Tabelle sind die Abdichtungseigenschaften eines zusammengesetzten Materials für die mechanische Kraftübertragung

Basisöl

Beispiele 1 und 4

unter Verwendung von Basisölen mit geeigneter Viskosität als Material und mit relativ guter Traktionseigenschaft gezeigt.

Die Tests wurden bei 120 °C während 70 Stunden unter Verwendung von Nitrilkautschuk (Buna N) und Acrylkau-s tschuk nach der Methode gemäss JIS K-6301 durchgeführt.

hydriertes a-Methylstyrol-dimeröl für Traktions-Getriebe

Kautschuk

Eigenschaft

Gewichtszunahme (%) Volumenzunahme (%) Zugfestigkeit (N/cm2-Kfg/cm2) Dehnung(%)

Änderung der Härte (%) Anilinpunkt

Nitril

Acryl-

Nitril

Acryl-

kautschuk kautschuk kautschuk kautschuk

(Buna N)

3,45

1,48

7,30

3,86

6,58

3,42

13,6

7,67

195

81

168

85

260

140

150

110

-6

0

-6

-1

85 °C

Das erfindungsgemässe Öl kann für sich angewendet werden; die Zugabe von Zusätzen ist jedoch eine bevorzugte Ausführungsform.

Ausser den vorstehend beschriebenen Traktionseigenschaften muss das Öl zur Verwendung in Traktionsgetrieben Eigenschaften aufweisen, die normalerweise von üblichen Schmiermitteln erwartet werden, wie beispielsweise gute Oxydationsbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber der korrosiven Wirkung eines Mittels zur Verbesserung des Viskositätsindex, Abriebbeständigkeit, Rostbeständigkeit, Quellungseigenschaften für Kautschuk und Fähigkeit zur Unterdrückung des Schäumens. In Abhängigkeit von der Art der Anwendung können daher geeignete Zusätze, beispielsweise 2,6-Di-tert.-butyl-para-kresol und andere ähnliche Alkylphenole, Zink-dialkyl-dithiophosphat und andere ähnliche Schwefel-Phosphor-Verbindungen als Antioxydationsmittel, Amine, Ester und Metallsalze als Rostverhütungsmittel, Polymethacrylate als Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex und Polymere des Silicontyps als Antischaummittel zugesetzt werden. Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben. Wenn in den nachstehenden Beispielen und an anderer Stelle Teile oder Prozentangaben erwähnt sind, so beziehen sich diese auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.

In den folgenden Beispielen wurde eine Zusammensetzung, die zur Verwendung in Traktions-Getrieben geeignet war, hergestellt, indem zu dem erfindungsgemässen Öl, beispielsweise hydriertem Dibenzyltoluol oder einem ähnlichen Öl, 2,6-Di-tert.-butyl-para-kresol und Zinkdialkyl-dithio-phosphat als Antioxydationsmittel jeweils in einer Menge von 0,5 Gew.-% zugegeben wurden. Dieses Öl wurde unter den vorstehend angegebenen Bedingungen dem Test zur Bestimmung des Traktionskoeffizienten unterworfen und danach einem Oxydationstest mit Hilfe eines Verfahrens unterworfen, das in Paragraph 3.2 (Testmethode für die Oxydationsbeständigkeit von Öl für Verbrennungsmaschinen gemäss dem Japanischen Industriestandard (JIS K-2514-1980) (Prüfmethode für die Oxydationsstabilität von Schmierölen) ) beschrieben ist.

Beispiel 1

Zu 3 Teilen Toluol wurde 0,002 bis 0,01 Teil Aluminiumchlorid gegeben. Das Gemisch wurde auf 70 °C erhitzt, wonach 1 Teil Benzylchlorid zugesetzt wurde, und dann 2 Stunden lang umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde mit

70 °C

Wasser gewaschen, um den verbrauchten Katalysator zu ent-25 fernen und danach destilliert, um den nichtumgesetzten Anteil der Reaktanten abzudestillieren. Das so erhaltene Dibenzyltoluol (Gemisch aus Isomeren) wurde in einen Autoklaven überführt und in Gegenwart eines Nickelkatalysators 4 Stunden unter einem Anfangs-Wasserstoffdruck von 40 kg/cm2 30 über Atmosphärendruck und einer Temperatur von 200 °C der Hydrierung unterworfen, um hydriertes Dibenzyltoluol (Isomerengemisch) zu erhalten. Die allgemeinen Eigenschaften dieses hydrierten Dibenzyltoluols sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse des Oxydationstests sind in Tabelle 3 ge-35 zeigt. Zu Vergleichszwecken wurden ein handelsübliches Öl vom Typ eines hydrierten linearen Dimeren von a-Methylstyrol für Traktionsgetriebe und ein aus einem naphthenischen Mineralöl hergestelltes Öl den gleichen Tests unterworfen.

Der Oxydationstest wurde unter folgenden Bedingungen 40 durchgeführt:

Menge der Probe

Temperatur

Dauer

45 Oxydationskatalysator

300 ml 165,5 °C 72 h

Kupfer und Eisen

Beispiel 2

Zu 4 Mol 1,1-Diphenyläthan wurde 0,001 bis 0,005 Mol so Aluminiumchlorid gegeben. Das Gemisch wurde auf 60 °C erhitzt und 20 Minuten lang mit 1 Mol zugefügtem Benzylchlorid umgesetzt. Dann wurde das Reaktionsgemisch mit Wasser gewaschen, um den verbrauchten Katalysator zu entfernen und anschliessend destilliert, um nichtumgesetzte An-55 teile der Reaktanten zu entfernen. Das in Form des Isomerengemisches isolierte l-(Benzylphenyl)-l-phenyläthan wurde in einen Autoklaven gegeben und in Gegenwart eines Nickelkatalysators 5 Stunden lang der Hydrierung unter einem Anfangs-Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 über Atmosphären-fio druck und einer Temperatur von 140 bis 170 °C unterworfen, wobei hydriertes l-(Benzylphenyl)-l-phenyläthan (Isomerengemisch) erhalten wurde. Die allgemeinen Eigenschaften dieses Reaktionsprodukts sind in Tabelle 2 gezeigt.

Dieses in der vorstehenden Weise compoundierte Produkt 65 wurde im Hinblick auf seinen Traktionskoeffizienten geprüft und dem Oxydationstest gemäss Paragraph 3.2 der Vorschrift JIS K-2514-1980 unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Beispiel 3

Hydriertes monoäthylsubstituiertes 1-(Benzylphenyl)-1-phenyläthan, ein Gemisch aus Verbindungen der nachstehenden Formeln

CH

ch3-g

und

648 588

wurde durch Nacharbeiten der Verfahrensweise des Beispiels 2 erhalten, mit der Abänderung, dass 4 Mol monoäthylsubstituiertes 1,1-Diphenyläthan anstelle von 1,1-Diphenyläthan verwendet wurden. Die allgemeinen Eigenschaften dieses Reaktionsprodukts sind in Tabelle 2 gezeigt. Dieses Produkt wurde, wie vorstehend angegeben, compoundiert, im Hinblick auf den Traktionskoeffizienten getestet und dem in Paragraph 3.2 der Vorschrift JIS K-2514-1980 beschriebenen Oxydationstest unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 i5 gezeigt.

Tabelle 2

Allgemeine Eigenschaften Eigenschaft

Dichte (15/4 °C)

Aussehen

Viskosität (cSt) (40 °C) Viskosität (cSt) (100 °C) Fliesspunkt (Stockpunkt) ( °C) Flammpunkt ( °C) Hydrierungsrate (%)

Hydriertes Dibenzyl-toluol

0,90

farblos, klar 66 5,8 -20 152 99

Hydriertes l-(Benzylphenyl)-1-phenyläthan

0,90

farblos, klar 106,5 7,6 — 20 max.

98

Hydriertes monoäthylsubstituiertes 1-(Benzylphenyl)- 1 -phenyläthan

0,89

farblos, klar 616,5 14,5

- 20 max.

98

Tabelle 3

Traktionskoeffizient und Ergebnis des Oxydationstests Testgegenstand

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Hydriertes lineares a-Methylstyrol-Dimeröl für Traktions-Getriebe

Naphthenisches Öl

T raktionskoeffizient Oxydationstest:

Viskositätsverhältnis*

Anstieg der Gesamtsäurezahl (mg KOH/g)

in Heptan unlösliche Bestandteile nach dem

Oxydationstest (Gew.-%) 0,12 0,15 018 *Viskosität nach dem Oxydationstest/Anfangsviskosität

Beispiel 4

Zu 5 Teilen Diphenyl wurde 0,001 bis 0,005 Teil Aluminiumchlorid gegeben. Das Gemisch wurde auf 70 °C erhitzt und danach mit einem Teil zugesetztem Benzylchlorid 20 min.

lang umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser gewaschen, um den verbrauchten Katalysator zu entfernen, und danach destilliert, um nichtumgesetzte Anteile der Reaktanten auszutreiben. Das gebildete Benzyldiphenyl (ein Isomerengemisch) wurde in einen Autoklaven mit einem Fassungsvermögen von 11 gegeben und in Gegenwart eines Nickelkatalysators unter einem Anfangs-Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 über Atmosphärendruck und einer Temperatur von 140 bis 170 °C 2 Stunden lang hydriert, wobei hydriertes Benzyldiphenyl (in Form eines Isomerengemisches) erhalten und

0,094

0,09

0,05

1,08

1,10

1,08

1,20

8,24

0,06

0,10

0,08

0,40

3,7

0,28

5,72

so wurde. Die allgemeinen Eigenschaften dieses hydrierten Ben-zyldiphenyls sind in Tabelle 4 gezeigt.

Dieses Produkt wurde in der vorstehend beschriebenen Weise mit 0,5 Gew.-% 2,6-Di-tert.-butyl-para-kresol und 0,5 Gew.-% Zinkdialkyl-dithiophosphat als Antioxydationsmit-55 tel compoundiert und der Prüfung des Traktionskoeffizienten sowie dem Oxydationstest gemäss Paragraph 3.2 von JIS K-2514-1980 unterworfen. Dabei wurden die in Tabelle 5 gezeigten Ergebnisse erhalten.

60 Beispiel 5

Hydriertes Benzyl-monoäthyldiphenyl, ein Gemisch der Verbindungen der nachstehenden Formeln q_ch;

648 588 10

wurde durch Nacharbeiten der in Beispiel 4 beschriebenen restliche Schwefelsäure zu entfernen und anschliessend destil-

Verfahrensweise, mit der Ausnahme, dass 5 Teile Monoäthyl- liert, um 1- (Cyclohexylphenyl) -1-phenyläthan (in Form ei-

diphenyl und 0,03 Teil Aluminiumchlorid verwendet wurden, nes Gemisches der Strukturisomeren) zu isolieren. Dann wur-erhalten. Die allgemeinen Eigenschaften dieses Reaktionspro- de 111- (Cyclohexylphenyl) -1-phenyläthan in den Autokla-

dukts sind in Tabelle 4 gezeigt. Nachdem dieses Produkt in 5 ven gegeben und in Gegenwart eines Nickelkatalysators der der vorstehend beschriebenen Weise compoundiert worden Hydrierung unter einem Anfangs-Wasserstoffdruck von war, wurde der Traktionskoeffizient geprüft und wurde das 100 kg/cm2 über Atmosphärendruck und einer Temperatur

Produkt dem Oxydationstest unterworfen, der in Paragraph von 140 bis 170 °C während 2 Stunden unterworfen, wobei

3.2 der Vorschrift JIS K-2514-1980 beschrieben ist. Die Er- hydriertes 1- (Diphenylyl) -1-phenyläthan (als Gemisch der gebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. 10 Strukturisomeren) erhalten wurde. Die allgemeinen Eigenschaften dieses Hydrierungsprodukts sind in Tabelle 4

Beispiel 6 gezeigt.

In ein Reaktionsgefäss wurden 11 Cyclohexylbenzol und Durch Zumischen der vorstehend angegebenen Zusätze 200 ml konzentrierte Schwefelsäure gegeben und das erhalte- zu diesem Hydrierungsprodukt wurde ein für Traktions-Gene Gemisch wurde bei 15 °C gehalten. Dann wurden während 15 triebe geeignetes Material hergestellt. Dieses Material wurde einer Dauer von 2 Stunden 800 ml eines Gemisches aus Cy- der Prüfung des Traktionskoeffizienten und dem Oxydations-clohexylbenzolund Styrol im Verhältnis 1:1 tropfenweise zu test gemäss Paragraph 3.2 der Vorschrift JIS K-2514-1980 un-dem erhaltenen Gemisch zugefügt, während die Temperatur terworfen. Dabei wurden die in Tabelle 5 gezeigten Ergebnis-des Gemisches im Bereich von 15 bis 20 °C gehalten wurde. se erhalten.

Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe wurden 200 ml 20

konzentrierte Schwefelsäure zugesetzt, und die Reaktion wur- Beispiel 7

de weitere 30 Minuten lang durchgeführt. Dann wurde das Hydriertes 1 -(Äthyldiphenylyl) -1 -phenyläthan, ein Ge-

Reaktionsgemisch wiederholt mit Wasser gewaschen, um misch aus Verbindungen der Formeln wurde durch Nacharbeiten der in Beispiel 6 beschriebenen erhaltenen Produkts sind in Tabelle 4 gezeigt. Dieses Produkt Verfahrensweise erhalten, mit der Abänderung, dass 11 Mo- wurde nach der oben angegebenen Compoundierung, in Hin-noäthyldiphenyl anstelle von Cyclohexylbenzol und 800 ml blick auf den Traktionskoeffizienten getestet und wurde da-

eines Gemisches aus Monoäthyldiphenyl und Styrol im Ver- 35 nach dem Oxydationstest unterworfen, der in Paragraph 3.2 hältnis 1:1 anstelle des Gemisches von Cyclohexylbenzol und der Vorschrift JIS K-2514-1980 beschrieben ist. Die Ergebnis-Styrol verwendet wurden. Die allgemeinen Eigenschaften des se sind in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 4

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaft hydriertes hydriertes hydriertes

Benzyldiphenyl Benzyl-mono- l-(Diphenylyl)-

äthyl-diphenyl 1-phenyläthan

Dichte (15/4 °C) 0,95 0,93 0,93

Aussehen farblos, klar farblos, klar farblos, klar

Viskosität (cSt) (40 °C) 41,2 68,9 80,2

Viskosität (cSt) (100 °C) 4,9 6,5 7,0

Fliesspunkt (Stockpunkt+)(°C) -15 —20 max. —20 max.

Hydrierungsrate (%) 98 98 98

hydriertes 1-(Äthyldiphenylyl)-1-phenyläthan

0,93'

farblos, klar 201 10,5

—17,5 max. 98

Tabelle 5

Traktionskoeffizient und Ergebnis des Oxydationstests

Testgegenstand Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6 Beispiel 7

hydriertes lineares a-Methylstyrol-Dimeröl für Traktions-Getriebe

Naphthenisches Öl

Traktionskoeffizient

0,095

0,09

0,05

Oxydationstest:

Viskositätsverhältnis

1,06

1,10

1,08

1,20

8,24

Anstieg der Gesamt

säurezahl (mg KOH/g)

0,06

0,08

0,06

0,40

3,7

in Heptan unlösliche

Bestandteile nach

dem Oxydationstest

(Gew.-%)

0,15

0,20

0,18

0,15

0,28

5,72

Beispiel 8

Dodecylbenzol, das durch Umsetzung von Propylen-Te-tramerem mit Benzol erhalten worden war, wurde in einen Autoklaven gegeben und in Gegenwart eines Nickelkatalysators der Hydrierung unter einem Anfangs-Wasserstoffdruck von 50 kg/cm2 über Atmosphärendruck und einer Temperatur von 150 °C während 4 Stunden unterworfen, um Alkyl-cyclohexan herzustellen. Ein Öl für Traktionsgetriebe wurde durch Vermischen von 50 Vol.-Teilen dieses Alkylcyclohe-xans mit 50 Vol.-Teilen des in Beispiel 1 erhaltenen hydrierten Dibenzyltoluols und Einmischen von 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Gemisches jeder der Verbindungen 2,6-Di-tert.-butyl-para-kresol und Zink-dialkyl-dithiophosphat in das Gemisch hergestellt. Dieses Fluid wurde im Hinblick auf den Traktionskoeffizienten geprüft und dem Oxydationstest gemäss Paragraph 3.2 der Vorschrift JIS K-2514-1980 unterworfen. Die Ergebnisse des Tests sind zusammen mit den allgemeinen Eigenschaften in Tabelle 6 gezeigt.

Beispiel 9

Durch Nacharbeiten der in Beispiel 8 beschriebenen Verfahrensweise wurde ein Öl für Traktionsgetriebe aus 50 Vol.-Teilen des in Beispiel 8 erhaltenen Alkylcyclohexans und 50 Vol.-Teilen des in Beispiel 4 hergestellten hydrierten Benzyl-diphenyls hergestellt. Das Fluid wurde dann den in Beispiel 8 beschriebenen Tests unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

11

Viskosität (cSt) (40 °C) 20,2 17,5 Viskosität (cSt) (100 °C) 3,4 3,1 Fliesspunkt (Stockpunkt) (°C) -37,5 -35 5 Flammpunkt ( °C) 150 150 Hydrierungsrate (%) 98 98

648 588

Tabelle 6

A II gemeine Eigenschaften

Eigenschaft

Dichte (15/4 °C) Aussehen

Beispiel 8 Beispiel 9

0,88

farblos,

klar

0,87

farblos,

klar

Traktionskoeffizient und Ergebnis des Oxydationstests xo Testgegenstand Beispiel 8 Beispiel 9

Traktionskoeffizient 0,086 Oxydationstest:

Viskositätsverhältnis 1,08 Anstieg der Gesamtsäurezahl (mg KOH/g) 0,07

in Heptan unlösliche Bestandteile nach dem Oxydationstest (Gew.-%) 0,15

0,088

1,07

0,05

0,13

20

Wie in den Beispielen gezeigt wurde, wurden durch Zugabe von Dodecylcyclohexan Materialien mit wesentlich niedrigeren Viskositäten und wesentlich niedrigeren Fliesspunkten 25 erhalten, ohne dass eine wesentliche Beeinträchtigung des Traktionskoeffizienten oder der Oxydationsbeständigkeit eintrat.

Es ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die exakten beispielhaften Angaben beschränkt ist, sondern dass die be-30 schriebenen Zusammensetzungen, Methoden oder Verfahren zahlreichen Modifizierungen und Abwandlungen unterworfen werden können.

C

Claims

648 588

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Kraftübertragungsmaterial, enthaltend ein Kohlenwasserstofföl im Gemisch mit einer kleinen Menge eines Antioxydationsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstofföl 19 bis 30 Kohlenstoffatome und 3 sechsgliedrige carbozyklische Ringe aufweist und ein Gemisch aus Verbindungen der nachstehenden Formel r"

darstellt, worin R1 einen zweiwertigen geradekettigen oder verzweigten Rest der Formel CyH2y, in der y eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, R2 einen geradekettigen Rest CzH2z, worin z eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, darstellt, R3, R4 und R5 gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, 1, m und n jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen und x für 0 oder 1 steht und worin die Ringe A und B hydrierte Benzolringe bedeuten und Ring C einen hydrierten Benzolring darstellt, wenn x 1 ist und einen hydrierten Benzolring oder einen Cyclohexanring darstellt, wenn x 0 ist, wobei die hydrierten Benzolringe bis zu einem Grad von mindestens 80%, jedoch weniger als 100% der Theorie mit Wasserstoff gesättigt sind.
2. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Benzolringe zu mindestens 95% gesättigt sind.
3. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass x in Formel (I) einen Wert von 1 hat.
4. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstofföl hydriertes 1-(Benzylphenyl)-l-phenyläthan enthält oder umfasst, das 0 bis einschliesslich 2 Methylsubstituenten und 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubstituenten aufweist.
5. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrierte Kohlenwasserstofföl hydriertes Dibenzylbenzol enthält oder umfasst, das 0 bis einschliesslich 2 Methylsubstituenten und 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubstituenten aufweist.

(I)
6. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch i5 gekennzeichnet, dass x in Formel (I) 0 ist.
7. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstofföl hydriertes Benzyldiphenyl enthält oder umfasst, das 0 bis einschliesslich 2 Methylsubstituenten und 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubsti-

20 tuenten aufweist.
8. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstofföl hydriertes 1-Diphenyl-l-phenyläthan enthält oder umfasst, das 0 bis ein-

25 schliesslich 2 Methylsubstituenten und 0 bis einschliesslich 2 Äthylsubstituenten aufweist.
9. Kraftübertragungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich pro 100 Gew.-Teile des oder der Kohlenwasserstoffe bis zu 100 Gew.-Teilen eines

3o Alkylcyclohexans enthält, dessen Alkylgruppe 9 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist.
10. Verfahren zum Betrieb von Traktions-Getrieben mit einem Bereich, in welchem Punkt- oder Linienkontakt zwischen rollenden festen Körpern stattfindet, bei dem der Kon-

35 taktbereich mit einem Kohlenwasserstofföl im Gemisch mit einer kleinen Menge eines Antioxidationsmittels geschmiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Kohlenwasserstofföl mit 19 bis 30 Kohlenstoffatomen und 3 sechsgliedrigen carbozyklischen Ringen verwendet, das aus einem Gemisch

40 von Verbindungen der nachstehenden Formel

(rj)

y r"

(I)

besteht, worin R1 einen zweiwertigen geradekettigen oder verzweigten Rest der Formel CyH2y, in der y eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, R2 einen geradekettigen Rest CzH2z, worin z eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, darstellt, R3, R4und R5 gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, 1, m und n jeweils für eine ganze Zahl von 0 bis 3 stehen und x für 0 oder 1 steht und worin die Ringe A und B hydrierte Benzolringe bedeuten und Ring C einen hydrierten Benzolring darstellt, wenn x 1 ist und einen hydrierten Benzolring oder einen Cyclohexanring darstellt,

wenn x 0 ist, wobei die hydrierten Benzolringe bis zu einem Grad von mindestens 80%, jedoch weniger als 100% der Theorie mit Wasserstoff gesättigt sind.