DE680406C

DE680406C - Schmiermittel

Info

Publication number: DE680406C
Application number: DEW98543D
Authority: DE
Original assignee: CC Wakefield and Co Ltd
Current assignee: CC Wakefield and Co Ltd
Priority date: 1935-04-15
Filing date: 1936-04-10
Publication date: 1939-08-29
Also published as: NL42443C; FR804869A; GB455235A; BE415008A; US2164393A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Schmiermitteln, die unter Bedin-. gungen verwendet werden sollen, bei denen der Schmiermittelfilm dazu neigt, zu zerreißen, was insbesondere vor sich geht, wenn der Druck zwischen den Lagerflächen sehr groß ist.

Wenn man das Schmiermittel zum Schmieren von Flächen unter den vorstehenden Bedingungen benötigt, so fällt die Filmzerreißfestigkeit bzw. -kraft mehr ins Gewicht als der Reibungskoeffizient. Wenn z. B. bei den in Hypoidzahnrädern auftretenden Höchstdrucken der Ölfilm zerrissen wird, so kommen die Metallflächen in Berührung miteinander, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades, zu übermäßigem Verschleiß und Versagen der Vorrichtung führt.

Es sind bereits Schmiermittel vorgeschlagen worden, die eine hohe Filmzerreißfestigkeit besitzen, z. B. in der Größenordnung von 700 kg/cm²; solche Schmiermittel sind im Handel allgemein als Höchstdruckschmiermittel bekannt. Andererseits haben gewöhnliehe Schmieröle eine Filmzerreißfestigkeit von ungefähr 210 bis 280 kg/cm².

Diese Höchstdruckschmiermittel bestanden ursprünglich aus Schmieröl, das Schwefel enthielt, und zwar entweder in Form von Schwefelblumen oder in kolloidaler Dispersion. Der Schwefel neigte jedoch dazu, auszufallen und sich abzuscheiden, so daß später vorgeschlagen wurde, diese Höchstdruckschmiermittel durch Behandeln eines fetten Öles, z. B. eines tierischen Öles, mit Thionylchlorid oder ähnlichen Stoffen, wie Schwefelmonochlorid, Schwefeldichlorid u. dgl., herzustellen und dann das Reaktionsprodukt einem Mineralöl zuzusetzen.

Die Theorie der Wirkung von Höchstdruckschmiermitteln geht dahin, daß der Schwefel, mit den metallischen Oberflächen reagiert und einen sehr dünnen Überzug von Eisensulfid bildet und daß dieser Sulfidfilm dazu hinreicht, zu verhindern, daß die metallischen Oberflächen bei der Berührung miteinander den Schmiermittelfilm zerreißen. Wenn diese Theorie tatsächlich zutrifft, dann liegt es auf der Hand, daß der in dem Öl enthaltene Schwefel in einer Form vorliegen muß, in der er dazu fähig ist, mit den Metalloberflächen zu reagieren, die geschmiert

werden sollen. Andererseits darf die Schwefelverbindung nicht so reaktionsfähig sein, daß sie zu Korrosion der Oberflächen führt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß nach diesen früheren Verfahren keine verbindlichen Bedingungen festgelegt werden konnten, die gewährleisten würden, stets ein gleichmäßiges Produkt zu erzielen; es war daher bei der Herstellung eines Höchstdruckschmiermittels stets erforderlich, die Methode des Äusprobierens mit Versuchen und Fehlversuchen anzuwenden, um zu einer befriedigenden Zusammensetzung zu gelangen. Es liegt daher auf der Hand, daß es zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wünschenswert ist, soweit als möglich fest bestimmte Verbindungen von hoher Reinheit zu verwenden, um gleichmäßige Ergebnisse zu erhalten, ohne auf das mühsame und wahrscheinlich ungenaue Ausprobierverfahren zurückgreifen zu müssen. Zu anderen Zwecken, nä-mlich zur Erhöhung der Oxydationsbeständigkeit, sind bereits Thioäther in geringen Mengen als Zusatz zu Schmierölen empfohlen worden; dabei ist als Beispiel ein aromatischer Thioäther erwähnt, im übrigen aber keine Auswahl besonderer Thioäther, insbesondere keine Auswahl von Thioäthern mit besonderen Substituenten getroffen worden. Gemäß der Erfindung wird nun zur Erhöhung der Filmzerreißfestigkeit als in geringen Mengen in Schmieröl oder -fett zu dispergierender Zusatz ein aliphatischer, aromatischer oder gemischt aliphatisch-aromatischer Thioäther ausgewählt, der eine Carboxyl- oder Estergruppe enthält. Es hat sich herausgestellt, daß die gewünschten Wirkungen bei Verwendung eines solchen Thioäthers in Mengen bis zu ungefähr zwei Gewichtsprozenten des Öles erzielt werden, können. Bei einem Schmiermittel gemäß der Erfindung enthält vorzugsweise mindestens eine der Gruppen der zuzusetzenden aliphatischen oder aromatischen Thioäther eine Oxygruppe. Zweckmäßig werden solche Thioäther verwendet, die zwei aromatische Radikale besitzen, von denen mit Vorteil jeder sowohl mit einer Oxygruppe als auch mit einer Carboxyl- (oder Ester-) Gruppe substituiert ist. Vorzugsweise befinden sich die Oxy-.gruppen in den aromatischen Thioäthern in Parastellung zum Schwefelatom.

Versuche haben ergeben, daß gute Wirkungen erzielt werden bei Benutzung eines Thioäthers, der nach folgender Vorschrift . hergestellt ist:

Eine Mischung von 50 g Thionylchlorid und 30 g Methylsalicylat wird in eine 300 ccm-Flasche mit flachem Boden gebracht; dieser Mischung wird dann 20 g Kupferstaub langsam zugefügt. Bei der nun stattfindenden Umsetzung wird Wärme frei, und es entstehen Dämpfe von Schwefeldioxyd und Chlorwasserstoff; man läßt die Reaktionsmischung über Nacht stehen und erhitzt sie dann eine oder zwei Stunden in einem Wasserbad. Ein Auszug aus der Mischung wird mit heißem Chloroform hergestellt, und der Chloroformauszug wird filtriert, um Schwefel, ausgefallenes Kupfer und andere Verunreinigun- gen zu entfernen; man engt schließlich den Chloroformauszug ein. Der auskristallisierte Thioäther wird durch Umkristallisieren gereinigt. Der so erzielte Stoff ist: Bis-(3-Carbmethoxy-4-oxyphenyl) -thioäther:

COOCHo

COOCH,

Setzt man 0,5 % dieser reinen Verbindung einem reinen Mineralöl zu, so ergibt sich die Filmzerreißfestigkeit mit einem stark erhöhten Wert von 1050 kg/cm², eine beträchtliche Zunahme über den mit dem reinen Mineralöl erzielten Wert, der sich in dem Almenprüfgerät als eine Filmzerreißfestigkeit zwischen 210 bis 280 kg/cm² ergab. Die bisher hergestellten Höchstdruckschmiermittel erfordern im allgemeinen mindestens S % einer Schwefelbase (die durch eine Reaktion von Schwefelchlorid mit dem fetten öl hergestellt wird), um eine vergleichbare Zunahme in der Filmzerreißfestigkeit des Öles zu erzielen.

Andere Verbindungen, die Verwendung finden können, sind diejenigen, die gleich der oben beschriebenen Weise aus Äthylbenzoat und Äthylphthalat herstellbar sind und die bei Verwendung mit einem Mineralöl in Men- ioo gen von 1 °/₀ Schmiermittel mit einer Filmzerreißfestigkeit von 980 bzw. 840 kg/cm², ergaben. Der in ähnlicher Weise wie oben beschrieben hergestellte Thioäther aus Äthylcrotonat ergibt bei Zusatz zu einem Mineralöl im Verhältnis von 1 Gewichtsprozent ein Schmiermittel mit einer Filmzerreißfestigkeit von 770 kg/cm². Es ist ersichtlich, daß die Thioäther durch jedes beliebige Verfahren, soweit geeignet, hergestellt werden können. Sie können z. B. hergestellt werden, indem man statt Thionylchlorid Schwefelmonochlorid oder Schwefeldichlorid mit den aliphatischen oder aromatischen Verbindungen reagieren läßt.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung besonderer Mengenverhältnisse der Thioäther beschränkt ist, da die Filmzerreißfestigkeit des Schmiermittels in bestimmten Grenzen nach Maßgabe der Menge des zugesetzten Thioäthers nach Wunsch eingestellt werden kann, um das

Schmiermittel für irgendeinen besonderen Verwendungszweck oder irgendeine bestimmte Vorrichtung geeignet zu machen.

Claims

Patentansprüche:

i. Schmiermittel aus Schmierölen oder -fetten, die geringe Mengen eines Thioäthers dispergiert enthalten, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Thioäther, der eine Carboxyl- oder Estergruppe enthält.
2. Schmiermittel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Thioäther, der mindestens eine Oxygruppe im Molekül enthält.
3. Schmiermittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an solchen Oxygruppen enthaltenden aromatischen Thioäthern, in denen die Oxygruppe in Parastellung zum Schwefelatom steht.