DD213944A1 - FOAM INHIBITORS FOR LUBRICATING OILS ON MINERALOEL BASE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Schauminhibitoren fuer Schmieroele auf Mineraloelbasis fuer den Einsatz in insbesondere Getriebe-, Hydraulik-, Turbinen-, Motoren- und Metallbearbeitungsoelen. Ziel der Erfindung ist die kostenguenstige Bereitstellung von Schauminhibitoren, die die Oberflaechenschaumbildung verhindern oder vermindern und gleichzeitig das Luftabgabevermoegen der Oele moeglichst nicht oder wenig verschlechtern. Die erfindungsgemaessen Schauminhibitorenbestehen aus einer Verbindung oder aus einem Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Struktur R tief F-R, worin R tief F fuer einen gesaettigten oder ungesaettigten oder einenam Kettenende durch ein Wasserstoffatom substituiertengesaettigten pten perfluorierten Alkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und R fuer F,H,CH tief 2 OH,OR tief1 oder SR tief 1 mit R tief 1 als einem ethoxylierten und/oder propoxylierten Rest mit einer Hydroxylgruppe oder Alkoxylgruppe am Kettenende steht, und werden legierten und unlegierten Schmieroelen in einer Konzentration von 0,001 bis 1 Masse-% zugegeben.The invention relates to foam inhibitors for mineral oil-based lubricating oils for use in, in particular, transmission, hydraulic, turbine, engine and metalworking oils. The aim of the invention is the cost-effective provision of foam inhibitors, which prevent or reduce the surface foam formation and at the same time worsen the Luftabgabevermöegen of the oils as little as possible or little. The foam inhibitors according to the invention consist of a compound or of a mixture of compounds of the general structure R deep FR, where R deep F represents a saturated or unsubstituted or chain-end saturated by a hydrogen atom perfluorinated alkyl radical having 6 to 12 carbon atoms and R is F, H, CH deep 2 OH, OR deep 1 or SR deep 1 with R deep 1 as an ethoxylated and / or propoxylated radical having a hydroxyl group or alkoxyl group at the chain end, and are added to alloyed and unalloyed lubricating oils in a concentration of 0.001 to 1 mass%.
Description
Schauminhibitoren für Schmieröle auf Mineralölbasis Anwendungsgebiet der ErfindungFoam inhibitors for mineral oil lubricating oils Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft Schauminhibitoren für legierte und unlegierte Schmieröle auf Mineralölbasis für den Einsatz in insbesondere Getriebe-, Hydraulik-, Turbinen-, Moto- ren- und Metallbearbeitungsölen·The invention relates to foam inhibitors for mineral oil-based alloyed and unalloyed lubricating oils for use in particular gear, hydraulic, turbine, engine and metalworking oils.
Charakteristik der bekannten technischen lösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, Schmierölen auf Mineralölbasis., insbesondere Getriebe-, Hydraulik-, Turbinen-, Motoren- und Metallbearbeitungsölen, Schauminhibitoren zuzusetzen, um die Bildung des sich beim Betrieb von Aggregaten, Maschinen und Anlagen schädlich auswirkenden Oberflächenschaumes zu verhindern oder zu vermindern.It is known to add lube oils based on mineral oil, in particular gear, hydraulic, turbine, engine and metalworking oils, foam inhibitors in order to prevent or reduce the formation of the surface foam which has a detrimental effect on the operation of aggregates, machines and plants.
Als Schauminhibitoren werden kommerziell fast ausschließlich Polyalkylsiloxane* vorzugsweise Polymethylsiloxane eingesetzt. Bei der Anv/en&ung von Polyalkylsilosan-Schauminhibitoren verschlechtert sich das Luftabgabevermögen von unlegierten und legierten Schmierölen in Abhängigkeit vom Legierungsgrad zum Teil in erhebliches MaBe0 Ein vermindertes Luftabgabevermögen der betreffenden Schmieröle gefährdet jedoch die technische Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit insbesondere solcher Aggregate, die mit hohen ölumwälzzahlen arbeiten und in denen dem Öl im ÖlbehälterThe foam inhibitors used commercially are almost exclusively polyalkylsiloxanes *, preferably polymethylsiloxanes. When Anv / s & clothes from Polyalkylsilosan foam inhibitors, the air discharge capacity of unalloyed and alloyed lubricating oils to deteriorate depending on the degree of alloying in part in considerable MaBe 0 A reduced air output capacity of the relevant lubricating oils jeopardized the technical reliability and operational safety in particular those units that operate at high ölumwälzzahlen and in which the oil in the oil container
wenig Zeit zur Luftabscheidung verbleibt, beispielsweise bei Getrieben, Hydraulikanlagen, !Turbinen, Motoren und Maschinen zur Metallbearbeitung. GLAZSOH u· a. raten aus diesem Grunde vom Einsatz der Pölyalkylsiloxane in Turbinenölen ab,little time remains for air separation, for example in transmissions, hydraulic systems, turbines, motors and machines for metalworking. GLAZSOH and others. advise for this reason from the use of Pölyalkylsiloxane in turbine oils,
Ss ist weiterhin bekannt, in der Literatur nicht näher beschriebene Polyester oder Polyacrylate als Schauminhibitoren für Mineralöle einzusetzen. Diese Verbindungen beeinflussen zwar das Luftabscheidevennögen der Öle im Vergleich zu den Polyalkylsiloxanen weniger ungünstig, jedoch tritt auch hier grundsätzlich eine Verschlechterung des Luftabgabevermögens auf· HUBIiLAIIN und PASS sowie EÖBHEB stellen in diesem Zusammenhang fest, daß bisher noch keine Schauminhibitoren bekannt geworden sind, die das Luftabscheidevermögen von Schmierölen auf Mineralölbasis verbessern.It is also known that polyester or polyacrylates, unspecified in the literature, can be used as foam inhibitors for mineral oils. Although these compounds affect the Luftabscheidevennögen of the oils in comparison to the polyalkylsiloxanes less unfavorable, but here also occurs in principle a deterioration of the air delivery on HUBIiLAIIN and PASS and EÖBHEB note in this context that so far no foam inhibitors have become known that the Luftabscheidevermögen of mineral oil based lubricants.
Darüber hinaus sind die Inhibitoren auf Polyester- oder Polyacrylatbasis hinsichtlich der Verhinderung der Oberflächenschaumbildung weniger wirksam als Polyalkylsilosane und müssen deshalb in wesentlich höheren Konzentrationen eingesetzt werden· Desweiteren können unerwünschte Siebeneffekte durch Wechselwirkungen mit anderen Legierungsbestandteilen des Öles auftreten, die die Wirksamkeit desMoreover, the polyester- or polyacrylate-based inhibitors are less effective than polyalkyl silosanes in preventing surface foaming and therefore must be used in much higher concentrations. Further, undesirable sieving effects may occur through interactions with other alloying constituents of the oil which affect the effectiveness of the oil
25 Schauminhibitors herabsetzen· Ziel der ErfindungMinimize foam inhibitors · Object of the invention
Ziel der Erfindung ist es, Schauminhibitoren für Schmieröle auf Mineralölbasis kostengünstig und in ausreichendem Maße verfügbar bereitzustellen, die die Oberflächenschaumbildung verhindern oder vermindern und gleichzeitig das Luftabgabevermögen der Öle möglichst nicht oder wenig verschlechtern.The aim of the invention is to inexpensively and sufficiently available to provide foam inhibitors for lubricating oils based on mineral oil, which prevent or reduce the surface foam formation and at the same time not worsen the air release capacity of the oils or little.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, geeignete organische Schauminhibitoren aufzufinden, die der Bildung und Stabilisierung . von Oberflächenschäum entgegenwirken und gleichzeitig die Abscheidung der in mineralischen Schmierölen dispergierten Luft möglichst nicht oder wenig negativ beeinflussen.The object of the invention is to find suitable organic foam inhibitors, the formation and stabilization. counteract surface foam and at the same time the deposition of the dispersed in mineral lubricating oil air not possible or negatively influence.
überraschenderweise wurde gefunden, daß die Aufgabenstellung mit Schauminhibitoren auf Basis organischer Fluorverbindungen gelöst wird, die aus einer Verbindung oder aus einem Gemisch von Verbindungen der allgemeinen StrukturSurprisingly, it has been found that the object is achieved with foam inhibitors based on organic fluorine compounds, which consists of a compound or of a mixture of compounds of the general structure
bestehen, worin R^ für einen gesättigten oder ungesättigten oder einen am Kettenende durch ein Wasserstoffatom substituierten gesättigten perfluorierten Alkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und R für P, H, CH2OH, OH^ oder SR- mit R1 als einem ethoxylierten und/oder proposylierten Rest mit einer Hydroxylgruppe oder Alkoholgruppe am Kettenende steht· Der allgemeinen Struktur entsprechen beispielsweise folgende Verbindungen;in which R 1 denotes a saturated perfluorinated alkyl radical having 6 to 12 carbon atoms which is saturated or unsaturated or substituted by a hydrogen atom at the chain end, and R is P, H, CH 2 OH, OH 1 or SR- where R 1 is an ethoxylated and / or or propylated radical having a hydroxyl group or alcohol group at the chain end. The general structure corresponds, for example, to the following compounds;
25 CP3(CP2)nCF3 η = 6«.825 CP 3 (CP 2 ) n CF 3 η = 6 «.8
C]?3iC?2)nE η = 8 C]? 3 iC? 2 ) n E η = 8
ECP2CGP2)nCH20H η = 5ECP 2 CGP 2 ) n CH 2 0H η = 5
30 V2n-1(0ra2CH2)ffi0H η - 8...11 m - 7 30 V2n-1 (0ra 2 CH 2 ) ffi 0H η - 8 ... 11 m - 7
CnP2n"^OCE2CH2)m0CH? η - 8. ..11 m = 7C n P 2n "^ OCE 2 CH 2 ) m 0CH ? Η - 8 ... 11 m = 7
(OCH2 CH2) OH η » 6... 8 p = 2(OCH 2 CH 2 ) OH η »6 ... 8 p = 2
Die erfindungsgemäßen Schauiainhibitoren werden legierten oder unlegierten Schmierölen auf Mineralölbasis in einer Konzentration von 0,001 bis 1, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Masse-% zugesetzt. Die feine Verteilung des Schauminhibitors im Öl erfolgt auf bekannte Art und Weise auf mechanischem Wege, beispielsweise durch intensives Rühren kräftiges Schütteln, gemeinsames Mahlen von Öl und Schaum inhibitor in einer Kolloidmühle oder mit Hilfe von Ultraschall. Zweckmäßigerweise werden dabei zunächst Stannnlösungen mit einem niedrigviskosen Mineralöl hergestellt, die dann in gewünschter Konzentration dem jeweiligen Schmieröl zugegeben werden.The inhibitors according to the invention are added to mineral oil-based alloyed or unalloyed lubricating oils in a concentration of 0.001 to 1, preferably 0.01 to 0.1 mass%. The fine distribution of the foam inhibitor in the oil is carried out in a known manner by mechanical means, for example by vigorous stirring vigorous shaking, co-grinding of oil and foam inhibitor in a colloid mill or by means of ultrasound. Expediently, stannous solutions with a low-viscosity mineral oil are first prepared, which are then added in the desired concentration to the respective lubricating oil.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen fluorhaltigen Schauminhibitoren in Schmierölen auf Mineralölbasis führt zu einer "Verringerung bis Beseitigung des Oberflächenschau- mes, wobei in Abhängigkeit von der Struktur der den Inhibitor darstellenden Verbindung oder Verbindungen keine oder nur eine geringe Verschlechterung des Luftabscheide-Vermögens im Vergleich zum nichtschauminhibierten öl eintritt. Die erfindungsgemäßen Schauininhibitoren sind daher insbesondere für Schmieröle geeignet, bei denen es während ihres praktischen "Einsatzes auf eine schnelle Luftabscheidung ankommt, beispielsweise bei Turbinen-9 Hydraulik-, Motoren-, Getriebe- und Metallbearbeitungsölen.The use of the fluorine-containing foam inhibitors of the present invention in mineral oil-based lubricating oils results in a reduction to elimination of surface fog, with little or no deterioration of air-precipitant capacity as compared to the non-foam-inhibited oil, depending on the structure of the compound or compounds constituting the inhibitor The Schauininhibitoren invention are therefore particularly suitable for lubricating oils, which is important during their practical "use on a rapid separation of air, for example in turbine 9 hydraulic, engine, gear and metalworking oils.
Die Menge der bei der Verschäumung durch das Mineralöl aufgenommenen Luft wird durch die erfindungsgemäßen Schauininhibitoren in den angegebenen Konzentrations-The amount of air taken up in the foaming by the mineral oil is determined by the Schauininhibitoren invention in the specified concentration
30 grenzen nicht beeinflußt.30 limits not affected.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung soll nachstehend an einigen AusführungsbeiSDielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below on some embodiments.
- 5 Beispiel 1- 5 Example 1
0,001 Masse-% einer Verbindung der Struktur CP~(0Έ l 2)CP'-mit η = 6...8 werden aus einer Stammlösung heraus in einem unlegierten Hydrauliköl mit einer Viskosität von 36 mm2s"1 bei 50 0C mit Ultraschall dispergiert. Die Her stellung der Staminlösung erfolgt mit Hilfe eines Blineral öles in der Viskositätslage von 5 nm s bei 50 0C.0.001 mass% of a compound of structure CP ~ ( 0Έ l 2 ) CP 'with η = 6 ... 8 are from a stock solution in a non-alloyed hydraulic oil having a viscosity of 36 mm 2 s " 1 at 50 0 C with The preparation of the stearic solution is carried out with the aid of a blineral oil in the viscosity of 5 nm s at 50 0 C.
10 Beispiel 210 Example 2
0,01 Masse-% einer Verbindung der Struktur CFΛCP2)nCPο mit η = 6...8 werden unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen dem dort aufgeführten unlegierten Hydrauliköl zugemischt·0.01% by mass of a compound of the structure CF Λ CP 2 ) n CPo with η = 6 ... 8 are admixed under the conditions mentioned in Example 1 to the unalloyed hydraulic oil listed there.
0,1 Masse-% einer Verbindung der Struktur HCP2(CP2),-CH2 werden unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen in dem dort aufgeführten unlegierten Hydrauliköl dispergiert·0.1% by mass of a compound of the structure HCP 2 (CP 2 ), - CH 2 are dispersed under the conditions mentioned in Example 1 in the unalloyed hydraulic oil listed there.
0,1 Masse-# .einer Verbindung der Struktur-CnP2n^(OOH2CH2) OCH- mit η « 8,··11 und m = T werden unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen dem dort aufgeführten Hydrauliköl zugesetzt.0.1 mass- # of a compound of structure C n P 2n ^ (OOH 2 CH 2 ) OCH- with η «8, ··· 11 and m = T are added under the conditions mentioned in Example 1 to the hydraulic oil listed there ,
Die in Tabelle 1 aufgeführten Untersuchungsergebnisse veranschaulichen die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schauminhibitoren im Vergleich zu einem entsprechenden Produkt des Standes der !Technik· Als Vergleichsprodukt wurde ein Polydimethylsilozan mit einer mittleren Molmasse von 60 000 g · inol verwendet und in den Konzentrationen 0,001 sowie 0,01 Masse-% unter den im Ausführungs-The test results listed in Table 1 illustrate the advantageous properties of the foam inhibitors according to the invention in comparison with a corresponding product of the prior art: The comparative product used was a polydimethylsilozane having an average molar mass of 60,000 g / inol and concentrations of 0.001 and 0.01 Mass% below the levels
beispiel 1 genannten Bedingungen in einem unlegierten Hydrauliköl mit einer Viskosität von 36 mm s bei 50 0C dispergiert· Die mit den erfindungsgemäßen Schmunlniribitoren gemäß Beispiel 1 bis 4 sowie mit dem Vergleichsschauminhibitor versetzten Hydrauliköle wurden anschließend hinsichtlich ihres Luftabgabevermögens und ihrer Neigung zur OberfIachenschaumbildung untersucht· Das Luftabgabevermögen wurde nach TGL 32 432-81 = DU! 51 566-79 bestimmt; das Oberflächenschaumverhalten der inhibierten Öle wurde nach 1SQl 31 167-76 ä ASGMT) 892-74 gemessen, wobei jedoch analog zu DU? (E) 51 566-76 anstelle der Kugelfritte ein Schaumbläser für die hier ausreichenden Relativmessungen verwendet wurde·Example 1 conditions in a non-alloyed hydraulic oil having a viscosity of 36 mm s dispersed at 50 0 C · The lubricated with the Schmunliribitoren according to Example 1 to 4 and with the comparative foam inhibitor offset hydraulic oils were then examined for their air release capacity and their tendency to OberfIachenschaumbildung · Das Air release capacity was according to TGL 32 432-81 = DU! 51 566-79 determined; the surface foam behavior of the inhibited oils was measured according to 1 SQI 31 167-76 (ASGMT) 892-74, but analogous to DU? (E) 51 566-76, instead of the ball frit, a foam blower was used for the hereby sufficient relative measurements.
Ergebnisse der qualitativen UntersuchungenResults of qualitative investigations
unlegiertes Hydraulik ölunalloyed hydraulic oil
unlegiertes Hydrauliköl + erfindungsgemäße Schauminhibi torenUnalloyed hydraulic oil + Schauminhibi invention
entepre- entspre- entspre- entspre- , chend chend chend chend Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4corresponding to corresponding, corresponding, further examples Example 1 Example 2 Example 3 Example 4
unlegiertes Hydrauliköl + Schauminhibitor des Standes der Technik (Polydime thylsiloxan) 0,001 Ma. -% 0,01 Ma. ~#unalloyed hydraulic oil + foam inhibitor of the prior art (polydimethylsiloxane) 0.001 Ma. -% 0.01 Ma. ~ #
Luf tabgabevermögen nach I1GL 32 432-81 bei 30 0G in minAir purge according to I 1 GL 32 432-81 at 30 0 G in min
Oberf1achenschaumverhalten nach TGL 31 167-76Surface foam behavior according to TGL 31 167-76
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